水泥工业硫、氯离子检测方法的研究

【摘要】： 水泥是国民经济建设中不可缺少的基础材料，从诞生至今的170多年的发展历程里，为人类社会进步和经济发展作出了巨大的贡献。水泥生产工艺以及水泥质量控制中，硫、氯含量是两个重要的指标。《水泥行业强制性条文》中规定硅酸盐水泥和普通硅酸盐水泥三氧化硫的含量不能大于3.5％；对于六大通用水泥，生料氯离子含量不能超过0.06％。 目前测定煤中全硫的方法主要有硫酸钡重量法，高温燃烧中和法，库仑滴定法和X射线荧光法。硫酸钡重量法是测定煤中全硫量的国标方法，该方法测定准确，原理简单，结果可靠性高，是一种测定硫含量的绝对方法，通常作为硫测定的仲裁方法。X荧光定硫仪是近几年开发出的新型测硫仪，操作简单，测定速度快，有广阔的发展前景，然而仪器成本高，投入大。据调查，我国的水泥行业中，有很大一部分水泥厂，特别是中小型水泥厂并没有在生产控制中对原、燃材料含硫量进行实时监控，其结果是生产过程中结皮堵塞的的现象屡有出现。现有的定硫仪之所以没有在水泥厂中普及，原因之一就是增加了水泥生产的成本，在中小型水泥厂中不适用，而艾氏法测定过程操作复杂、需时长、对操作人员要求高，在水泥生产工艺中也不适用，因此，本课题提出一种成本低，并能满足工控要求的测硫方法：氧弹燃烧—铬酸钡光度比色法。 水泥含氯量测定的国标方法为硫酸汞滴定法，该方法简单，快捷，但有局限性，当氯离子含量很低时，方法的灵敏度下降，测定终点难以判断。传统的氯化银比浊法测定过程中，采取添加稳定剂的方法使氯化银悬浊液的吸光度在一定时间内稳定不变，以得到确定的数据。然而，由于稳定剂的加入，试液产生背景，方法的准确度下降，特别是在氯离子浓度较低的情况下，精度低，重现性差。本文从另一个角度出发，根据不同氯离子浓度下悬浊液吸光度随时间变化出现特征峰的现象，由峰值与浓度的对应关系，提出比浊法测定氯离子含量的新思路。 试验结果显示，本论文提出的氧弹燃烧—铬酸钡比色法测硫和氯化银比浊法测氯两种方法均有较高的可靠性，吸光度与浓度之间呈线性关系，符合比尔定律。前者在4～160mg·L~(-1)范围内，回归方程为：A=0.02149C+0.01339，相关系数为0.99601，后者在0.5～8mg·L~(-1)范围，回归方程为：A_(max)=0.0742C+0.00968，相关系数为0.99973。回收率试验显示方法的准确性较高，重复性试验证实方法稳定性较好。另外，两种方法都不需要增加设备，投入少，成本低，特别适合于目前我国水泥企业。