煤中磷测定方法的探讨

满 杰,孟祥鹏,王 立（.鲁南煤化工研究院；.济宁中银电化有限公司；.济宁市质检所,山东 济宁 700）

煤中磷测定方法的探讨

满 杰1,孟祥鹏2,王 立3
（1.鲁南煤化工研究院；2.济宁中银电化有限公司；3.济宁市质检所,山东 济宁 272100）

摘 要：在采用磷钼蓝分光光度法测定煤中磷的实验中，比较了不同酸解温度对结果的影响；结果表明，最佳的氢氟酸酸解温度为100℃，硫酸酸解温度为230℃。

关键词：煤中磷；灰样法；煤样法

磷是煤中有害的微量元素之一, 炼焦时煤中磷会影响钢铁的冷脆性，作为动力燃料时,煤中磷会严重影响锅炉效率，所以磷含量是煤质的重要指标和参数。煤中磷含量一般在0.001%和0.1%之间,最高也达不到1%。无机磷是其主要的的存在形式，也有极少量的以有机磷的形式存在。无机磷的熔点高达l 700℃以上，在煤灰化过程中不会因为挥发而造成损失，少量有机磷的挥发，对结果影响也不大。国家标准GB/T216-2003中采用磷钼蓝分光光度法测定煤中的磷。此法具有灵敏度高，结果可靠，手续简便快速，干扰元素易分离和消除的特点，适用于微量磷的分析。

1　实验部分

1.1 实验原理

将煤样灰化后用氢氟酸—硫酸分解，脱除二氧化硅，使磷转换成成正磷酸，在酸性溶液中正磷酸与钼酸铵作用生成磷钼酸，然后用抗坏血酸还原成磷钼蓝。当磷含量低时，符合朗伯-比尔定律，溶液蓝色的深浅程度与磷的含量成正比。

1.2 试剂与仪器

煤炭标样；钼酸铵- 硫酸溶液；抗坏血酸溶液；酒石酸锑钾溶液；磷标准工作溶液；紫外分光光度计；马弗炉。

1.3 实验方法

1.3.1 称取灰样法

按 GB/T212中规定的慢速法灰化煤样，然后研细到全部通过0.1mm筛，准确称取0.05-0.1g灰样，按照GB/T216-2003中采用的氢氟酸-硫酸法将灰样酸解，用水将酸解后的残留物物洗入容量瓶中，冷却至室温，定容，同时制备空白溶液。

1.3.2 工作曲线的绘制

配制一系列不同浓度的磷标准溶液，在室温静置1h，在紫外分光光度计上用波长650nm，以标准空白溶液作参比，测其吸光度。以磷含量为横坐标，吸光度为纵坐标绘制工作曲线。

1.3.3 测定

取酸解后的澄清溶液10mL 和空白溶液10mL 分别加入50mL 容量瓶并定容，以样品空白溶液作参比，在650nm 处测定其吸光度。

2　结果与讨论

2.1 氢氟酸酸解温度的探讨

采用不同的酸解温度，按照1.2.1的方法对标样的灰分进行酸解，按照1.2.4的方法测定标样中的磷含量，结果见表1.由表1可以看出，当温度达在100℃-110℃时，酸解时间虽然较长，但平行测定的绝对差值不大于0.002%，均在允许范围内,与标准值的吻合度较高。当温度达到120℃时，酸解时间较短，但平行测定的绝对偏差大于0.002%，不在允许范围内，这可能是因为温度过高，氢氟酸易分解，不能将硅完全除去，少部分难溶的磷灰石微粒被硅胶包在里面，不能被氢氟酸分解，从而使测得的磷结果偏低。

2.2 硫酸酸解温度的探讨

灰样酸解过程中，当被氢氟酸酸解至白烟冒尽后，便开始硫酸对灰样进行酸解的过程，此时需要升高温度，以助于硫酸分解灰样。从反应动力学的角度分析，温度越高，分解的速率应该越快，但是温度也不易过高，应控制在300℃以下，否则聚氯乙烯会分解为有毒的全氟异丁烯。故本实验从200-300℃之间探索最佳的硫酸酸解温度，结果见表2.由表2可以看出，温度在200℃时，酸解时间1h，所测得的磷结果在允许误差范围内；当温度在230℃时，酸解时间为0.5h，所得结果与标准值吻合度较高。当温度在260℃时，酸解时间为0.25h，但所得结果偏高，这可能由于温度过高，导致硫酸挥发，从而使硫酸浓度小于1.8mo/L,煤中的砷，锗等元素也被钼酸还原显色，从而使结果偏高。综上所述，硫酸酸解最佳温度为230℃。

表1　氢氟酸酸解温度对磷含量的影响

表2　硫酸酸酸解温度对磷含量的影响

3　注意事项

（1）用氢氟酸-硫酸分解灰样时不要蒸干，否则会使可溶性的磷酸盐变成不溶性的磷氧化物，从而导致结果偏低。

（2）显色后最好在4h以内比色，不要放置时间过长，否则吸光度会有下降的趋势。

（3）还原剂抗坏血酸要现用现配。

4　结论

在灰样酸解过程中，最佳的氢氟酸酸解温度为100℃，硫酸酸解温度为230℃。

参考文献：

[1]智红梅.用磷钼蓝分光光度法测定煤中磷应注意的问题[J].煤炭技术,2006,25(40):102-104.

[2]GB/T216-2003.煤中磷的测定方法[S].

[3]李英华.煤质分析应用技术指南[M].北京:中国标准出版社,1991:145-148.