離心沉淀法測定脫硫灰中石膏的含量

白忠凱++蘭江

摘 要：提出了采用離心沉淀法測定脫硫灰中石膏含量的方法。脫硫灰樣品溶于鹽酸，使脫硫灰中石膏電離出SO42-，加入沉淀劑BaCl2使其形成BaSO4沉淀，通過離心機快速分離沉淀，測定出SO42-含量，換算出脫硫灰中石膏的百分含量。測定線性范圍為0.2～5.0g·L-1，檢出限（3N/S）為0.2 g·L-1 。加標回收率在94.1%～104.8%之間，相對標準偏差（n=5）不大于3.1%。

關鍵詞：脫硫灰 石膏 離心沉淀法 沉淀劑

中圖分類號：X51 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（b）-0096-02

熱電廠鍋爐煙氣脫硫除塵裝置生產出的脫硫灰是一種廢棄物，沒有經濟價值。為了變廢為寶，開發脫硫灰的用途，利用脫硫灰中石膏作水泥緩凝劑優化水泥的凝結時間，對水泥力學性能和安定性有積極作用，可以代替天然石膏用于水泥生產[1]。但是脫硫灰中的石膏含量的測定目前沒有成型的方法，目前測定方法采用的是水泥化學分析法GB/T176-2008中三氧化硫的測定（基準法）。該方法操作復雜繁瑣，測定時間太長[2]，大約需要3個工作日，并且測定結果精密度低，不適合工廠連續化生產的需要，現在急切需要一個安全、準確、可靠、方便、快捷的分析方法，來滿足實際生產的需要。

經研究，采用離心沉淀法測定脫硫灰中石膏的含量，安全、準確、可靠、方便、快捷，解決了上述難題，填補了脫硫灰中石膏的測定空白，對保護自然環境和提高企業經濟效益，構建和諧企業，具有非常重大的意義。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

硫酸根快速測定儀（智能型）：山東鵬程；

Sartorius電子分析天平；

氯化鋇溶液：25%；

鹽酸溶液：（3+1）

硫酸銅：

所用試劑均為分析純，實驗用水為蒸餾水。

1.2 實驗原理

將脫硫灰樣品溶于鹽酸中，使樣品中石膏電離出SO42-，加入沉淀劑BaCl2使其形成BaSO4沉淀，通過離心機快速分離沉淀，測定出SO42-含量，換算出脫硫灰中石膏的百分含量。其反應方程式如下：

SO42-+Ba2+= BaSO4

1.3 試驗方法

1.3.1 試樣制備

稱取脫硫灰樣品5.00±0.01g于100 mL杯中，計算時以5.00克計。加入10 mL水，攪拌使試樣完全潤濕，加入10 mL（3+1）的鹽酸溶液攪拌至反應完全后，加熱至微沸1～2 min。待溶液冷卻后，有漏斗轉移到100 mL容量瓶中，用去離子水定容至刻線，充分振蕩搖勻。靜置2個h之后，用慢速定量濾紙將上層清夜過濾到燒杯中。用移液管移取20 mL清液于硫酸根快速測定管內，加入5毫升3+1的鹽酸溶液，搖勻，再加入5 mL25%的氯化鋇溶液，蓋上蓋子。把測定管放入離心機內，測定管應平衡配對。離心機按以下順序操作：打開電源開關—按下啟動電鈕，離心機進行工作。離心機停止轉動后，關閉電源，取出測定管，計下讀數C1，為硫酸根的含量。同時做空白C0。

1.3.2 結果計算

樣品中石膏含量以CaSO4·2H2O計算

CaSO4·2H2O%=

式中：

C0-硫酸根測定管的空白讀數；g·L-1

C1-硫酸根測定管的樣品測定讀數；g·L-1

100-脫硫灰樣品定容到100毫升容量瓶中溶液的體積；mL

172-CaSO42H2O的摩爾質量；g·moL-1

96-（SO4）2-的摩爾質量；g·moL-1

m-試樣的質量；g

2 結果與討論

2.1 分析方法的確定

石膏（CaSO4·2H2O）為白色結晶粉末，溶于銨鹽、硫代硫酸鈉、氯化鈉等溶液和酸類，不溶于水和乙醇，加熱在200℃以上可成為無水物。通過分子式我們首先想到的是EDTA絡合法測定Ca2+，但脫硫灰中的脫硫劑是CaO，很難分離導致無法準確測量。那么只能從陰離子SO42-入手，測定SO42-方法主要是重量分析法，沉淀重量法測量過程繁瑣，將SO42-以沉淀形式分離出來，經過過濾、洗滌、烘干、灼燒、冷卻、稱重來確定其組分含量，需要大量的時間，不適合實際生產需要。通過查找相關技術資料和反復論證，采用離心沉淀法測定脫硫灰中石膏的含量，該方法雖然也是沉淀法的一種，但省去洗滌、烘干、灼燒、冷卻、稱重等繁瑣步驟，使測定時間從3個工作日減少到3 h，滿足實際生產的需要。

2.2 酸性條件

根據石膏的本身的特性，不溶于水，溶于酸類物質，為什么選用鹽酸而不是硝酸，因為硝酸是氧化性酸，可能把脫硫灰中的亞硫酸根氧化成硫酸根，影響稱定結果的準確度。也不用硫酸，因為測的就是硫酸根，所以選擇鹽酸。形成硫酸鋇沉淀后的酸性條件也選擇了鹽酸，避免不必要的溶液配制和誤差引入。

2.3 硫酸根快速測定儀準確度驗證

以硫酸銅（CuSO4·5H2O）為標準物質，配制濃度為20.0 g·L-1的標液。濃度為20.0 g·L-1硫酸銅（CuSO4·5H2O）溶液的配制：已知硫酸銅（CuSO4·5H2O）的分子量為249.68；SO42-的分子量為96.06，配制100 mL濃度為20.0 g·L-1硫酸銅（CuSO4·5H2O）溶液所需硫酸銅的質量為：2×（249.68/96.06）=5.20 g，準確稱取5.20 g硫酸銅，定溶于100 mL容量瓶混勻即可。

配制濃度為1.0 g·L-1、2.0 g·L-1、4.0 g·L-1的硫酸銅標液，以SO42-計。分別移取5.0、10.0、20.0 mL標液定容于100 mL容量瓶中待用。在確定好的試驗條件下進行測定，每個標液連續測定5次取平均值。測定結果見表1。

從實驗結果可以看出，離心沉淀法準確度高，滿足測定要求。

2.4 SO42-最低檢測限的測定

配制濃度為0.1 g·L-1、0.2 g·L-1、0.4 g·L-1的硫酸銅標液，以SO42-計。分別移取0.5、1.0、2.0 mL母液定容于100 mL容量瓶中待用。在確定好的試驗條件下進行測定，每個標液連續測定5次取測定結果見表2。

從上述結果中可以看出，離心沉淀法測定SO42-最低檢測限為0.2 g·L-1。

2.5 方法的精密度和回收試驗

回收率試驗采用的是在脫硫灰中追加一定量石膏標樣，通過計算得出理論值，然后通過儀器測定出實際值，進而計算出該方法的回收率。

測定數據見表3。

2.6 樣品分析

按實驗方法對遼化熱電廠的6批脫硫灰樣品進行測定。每個樣品重復測定5次，結果見表4。

本工作建立了離心沉淀法測定脫硫灰中石膏含量的方法，該方法操作簡單、快速、結果準確，填補了脫硫灰中石膏含量測定的空白。

參考文獻

[1] 武文江.石灰石-石膏濕法：煙氣脫硫技術[M].4版.北京：水利水電出版社，2006：21-22.

[2] GB1892-2007 食品添加劑 硫酸鈣[S].

[3] 劉珍.化驗員讀本[M].4版.北京：化學工業出版社，2004：94-99.

[4] 呂天寶.工業脫硫及綜合利用技術[M].北京：國防工業出版社，2011：50-52.endprint

摘 要：提出了采用離心沉淀法測定脫硫灰中石膏含量的方法。脫硫灰樣品溶于鹽酸，使脫硫灰中石膏電離出SO42-，加入沉淀劑BaCl2使其形成BaSO4沉淀，通過離心機快速分離沉淀，測定出SO42-含量，換算出脫硫灰中石膏的百分含量。測定線性范圍為0.2～5.0g·L-1，檢出限（3N/S）為0.2 g·L-1 。加標回收率在94.1%～104.8%之間，相對標準偏差（n=5）不大于3.1%。

關鍵詞：脫硫灰 石膏 離心沉淀法 沉淀劑

中圖分類號：X51 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（b）-0096-02

熱電廠鍋爐煙氣脫硫除塵裝置生產出的脫硫灰是一種廢棄物，沒有經濟價值。為了變廢為寶，開發脫硫灰的用途，利用脫硫灰中石膏作水泥緩凝劑優化水泥的凝結時間，對水泥力學性能和安定性有積極作用，可以代替天然石膏用于水泥生產[1]。但是脫硫灰中的石膏含量的測定目前沒有成型的方法，目前測定方法采用的是水泥化學分析法GB/T176-2008中三氧化硫的測定（基準法）。該方法操作復雜繁瑣，測定時間太長[2]，大約需要3個工作日，并且測定結果精密度低，不適合工廠連續化生產的需要，現在急切需要一個安全、準確、可靠、方便、快捷的分析方法，來滿足實際生產的需要。

經研究，采用離心沉淀法測定脫硫灰中石膏的含量，安全、準確、可靠、方便、快捷，解決了上述難題，填補了脫硫灰中石膏的測定空白，對保護自然環境和提高企業經濟效益，構建和諧企業，具有非常重大的意義。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

硫酸根快速測定儀（智能型）：山東鵬程；

Sartorius電子分析天平；

氯化鋇溶液：25%；

鹽酸溶液：（3+1）

硫酸銅：

所用試劑均為分析純，實驗用水為蒸餾水。

1.2 實驗原理

將脫硫灰樣品溶于鹽酸中，使樣品中石膏電離出SO42-，加入沉淀劑BaCl2使其形成BaSO4沉淀，通過離心機快速分離沉淀，測定出SO42-含量，換算出脫硫灰中石膏的百分含量。其反應方程式如下：

SO42-+Ba2+= BaSO4

1.3 試驗方法

1.3.1 試樣制備

稱取脫硫灰樣品5.00±0.01g于100 mL杯中，計算時以5.00克計。加入10 mL水，攪拌使試樣完全潤濕，加入10 mL（3+1）的鹽酸溶液攪拌至反應完全后，加熱至微沸1～2 min。待溶液冷卻后，有漏斗轉移到100 mL容量瓶中，用去離子水定容至刻線，充分振蕩搖勻。靜置2個h之后，用慢速定量濾紙將上層清夜過濾到燒杯中。用移液管移取20 mL清液于硫酸根快速測定管內，加入5毫升3+1的鹽酸溶液，搖勻，再加入5 mL25%的氯化鋇溶液，蓋上蓋子。把測定管放入離心機內，測定管應平衡配對。離心機按以下順序操作：打開電源開關—按下啟動電鈕，離心機進行工作。離心機停止轉動后，關閉電源，取出測定管，計下讀數C1，為硫酸根的含量。同時做空白C0。

1.3.2 結果計算

樣品中石膏含量以CaSO4·2H2O計算

CaSO4·2H2O%=

式中：

C0-硫酸根測定管的空白讀數；g·L-1

C1-硫酸根測定管的樣品測定讀數；g·L-1

100-脫硫灰樣品定容到100毫升容量瓶中溶液的體積；mL

172-CaSO42H2O的摩爾質量；g·moL-1

96-（SO4）2-的摩爾質量；g·moL-1

m-試樣的質量；g

2 結果與討論

2.1 分析方法的確定

石膏（CaSO4·2H2O）為白色結晶粉末，溶于銨鹽、硫代硫酸鈉、氯化鈉等溶液和酸類，不溶于水和乙醇，加熱在200℃以上可成為無水物。通過分子式我們首先想到的是EDTA絡合法測定Ca2+，但脫硫灰中的脫硫劑是CaO，很難分離導致無法準確測量。那么只能從陰離子SO42-入手，測定SO42-方法主要是重量分析法，沉淀重量法測量過程繁瑣，將SO42-以沉淀形式分離出來，經過過濾、洗滌、烘干、灼燒、冷卻、稱重來確定其組分含量，需要大量的時間，不適合實際生產需要。通過查找相關技術資料和反復論證，采用離心沉淀法測定脫硫灰中石膏的含量，該方法雖然也是沉淀法的一種，但省去洗滌、烘干、灼燒、冷卻、稱重等繁瑣步驟，使測定時間從3個工作日減少到3 h，滿足實際生產的需要。

2.2 酸性條件

根據石膏的本身的特性，不溶于水，溶于酸類物質，為什么選用鹽酸而不是硝酸，因為硝酸是氧化性酸，可能把脫硫灰中的亞硫酸根氧化成硫酸根，影響稱定結果的準確度。也不用硫酸，因為測的就是硫酸根，所以選擇鹽酸。形成硫酸鋇沉淀后的酸性條件也選擇了鹽酸，避免不必要的溶液配制和誤差引入。

2.3 硫酸根快速測定儀準確度驗證

以硫酸銅（CuSO4·5H2O）為標準物質，配制濃度為20.0 g·L-1的標液。濃度為20.0 g·L-1硫酸銅（CuSO4·5H2O）溶液的配制：已知硫酸銅（CuSO4·5H2O）的分子量為249.68；SO42-的分子量為96.06，配制100 mL濃度為20.0 g·L-1硫酸銅（CuSO4·5H2O）溶液所需硫酸銅的質量為：2×（249.68/96.06）=5.20 g，準確稱取5.20 g硫酸銅，定溶于100 mL容量瓶混勻即可。

配制濃度為1.0 g·L-1、2.0 g·L-1、4.0 g·L-1的硫酸銅標液，以SO42-計。分別移取5.0、10.0、20.0 mL標液定容于100 mL容量瓶中待用。在確定好的試驗條件下進行測定，每個標液連續測定5次取平均值。測定結果見表1。

從實驗結果可以看出，離心沉淀法準確度高，滿足測定要求。

2.4 SO42-最低檢測限的測定

配制濃度為0.1 g·L-1、0.2 g·L-1、0.4 g·L-1的硫酸銅標液，以SO42-計。分別移取0.5、1.0、2.0 mL母液定容于100 mL容量瓶中待用。在確定好的試驗條件下進行測定，每個標液連續測定5次取測定結果見表2。

從上述結果中可以看出，離心沉淀法測定SO42-最低檢測限為0.2 g·L-1。

2.5 方法的精密度和回收試驗

回收率試驗采用的是在脫硫灰中追加一定量石膏標樣，通過計算得出理論值，然后通過儀器測定出實際值，進而計算出該方法的回收率。

測定數據見表3。

2.6 樣品分析

按實驗方法對遼化熱電廠的6批脫硫灰樣品進行測定。每個樣品重復測定5次，結果見表4。

本工作建立了離心沉淀法測定脫硫灰中石膏含量的方法，該方法操作簡單、快速、結果準確，填補了脫硫灰中石膏含量測定的空白。

參考文獻

[1] 武文江.石灰石-石膏濕法：煙氣脫硫技術[M].4版.北京：水利水電出版社，2006：21-22.

[2] GB1892-2007 食品添加劑 硫酸鈣[S].

[3] 劉珍.化驗員讀本[M].4版.北京：化學工業出版社，2004：94-99.

[4] 呂天寶.工業脫硫及綜合利用技術[M].北京：國防工業出版社，2011：50-52.endprint

摘 要：提出了采用離心沉淀法測定脫硫灰中石膏含量的方法。脫硫灰樣品溶于鹽酸，使脫硫灰中石膏電離出SO42-，加入沉淀劑BaCl2使其形成BaSO4沉淀，通過離心機快速分離沉淀，測定出SO42-含量，換算出脫硫灰中石膏的百分含量。測定線性范圍為0.2～5.0g·L-1，檢出限（3N/S）為0.2 g·L-1 。加標回收率在94.1%～104.8%之間，相對標準偏差（n=5）不大于3.1%。

關鍵詞：脫硫灰 石膏 離心沉淀法 沉淀劑

中圖分類號：X51 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2014）07（b）-0096-02

熱電廠鍋爐煙氣脫硫除塵裝置生產出的脫硫灰是一種廢棄物，沒有經濟價值。為了變廢為寶，開發脫硫灰的用途，利用脫硫灰中石膏作水泥緩凝劑優化水泥的凝結時間，對水泥力學性能和安定性有積極作用，可以代替天然石膏用于水泥生產[1]。但是脫硫灰中的石膏含量的測定目前沒有成型的方法，目前測定方法采用的是水泥化學分析法GB/T176-2008中三氧化硫的測定（基準法）。該方法操作復雜繁瑣，測定時間太長[2]，大約需要3個工作日，并且測定結果精密度低，不適合工廠連續化生產的需要，現在急切需要一個安全、準確、可靠、方便、快捷的分析方法，來滿足實際生產的需要。

經研究，采用離心沉淀法測定脫硫灰中石膏的含量，安全、準確、可靠、方便、快捷，解決了上述難題，填補了脫硫灰中石膏的測定空白，對保護自然環境和提高企業經濟效益，構建和諧企業，具有非常重大的意義。

1 試驗部分

1.1 儀器與試劑

硫酸根快速測定儀（智能型）：山東鵬程；

Sartorius電子分析天平；

氯化鋇溶液：25%；

鹽酸溶液：（3+1）

硫酸銅：

所用試劑均為分析純，實驗用水為蒸餾水。

1.2 實驗原理

將脫硫灰樣品溶于鹽酸中，使樣品中石膏電離出SO42-，加入沉淀劑BaCl2使其形成BaSO4沉淀，通過離心機快速分離沉淀，測定出SO42-含量，換算出脫硫灰中石膏的百分含量。其反應方程式如下：

SO42-+Ba2+= BaSO4

1.3 試驗方法

1.3.1 試樣制備

稱取脫硫灰樣品5.00±0.01g于100 mL杯中，計算時以5.00克計。加入10 mL水，攪拌使試樣完全潤濕，加入10 mL（3+1）的鹽酸溶液攪拌至反應完全后，加熱至微沸1～2 min。待溶液冷卻后，有漏斗轉移到100 mL容量瓶中，用去離子水定容至刻線，充分振蕩搖勻。靜置2個h之后，用慢速定量濾紙將上層清夜過濾到燒杯中。用移液管移取20 mL清液于硫酸根快速測定管內，加入5毫升3+1的鹽酸溶液，搖勻，再加入5 mL25%的氯化鋇溶液，蓋上蓋子。把測定管放入離心機內，測定管應平衡配對。離心機按以下順序操作：打開電源開關—按下啟動電鈕，離心機進行工作。離心機停止轉動后，關閉電源，取出測定管，計下讀數C1，為硫酸根的含量。同時做空白C0。

1.3.2 結果計算

樣品中石膏含量以CaSO4·2H2O計算

CaSO4·2H2O%=

式中：

C0-硫酸根測定管的空白讀數；g·L-1

C1-硫酸根測定管的樣品測定讀數；g·L-1

100-脫硫灰樣品定容到100毫升容量瓶中溶液的體積；mL

172-CaSO42H2O的摩爾質量；g·moL-1

96-（SO4）2-的摩爾質量；g·moL-1

m-試樣的質量；g

2 結果與討論

2.1 分析方法的確定

石膏（CaSO4·2H2O）為白色結晶粉末，溶于銨鹽、硫代硫酸鈉、氯化鈉等溶液和酸類，不溶于水和乙醇，加熱在200℃以上可成為無水物。通過分子式我們首先想到的是EDTA絡合法測定Ca2+，但脫硫灰中的脫硫劑是CaO，很難分離導致無法準確測量。那么只能從陰離子SO42-入手，測定SO42-方法主要是重量分析法，沉淀重量法測量過程繁瑣，將SO42-以沉淀形式分離出來，經過過濾、洗滌、烘干、灼燒、冷卻、稱重來確定其組分含量，需要大量的時間，不適合實際生產需要。通過查找相關技術資料和反復論證，采用離心沉淀法測定脫硫灰中石膏的含量，該方法雖然也是沉淀法的一種，但省去洗滌、烘干、灼燒、冷卻、稱重等繁瑣步驟，使測定時間從3個工作日減少到3 h，滿足實際生產的需要。

2.2 酸性條件

根據石膏的本身的特性，不溶于水，溶于酸類物質，為什么選用鹽酸而不是硝酸，因為硝酸是氧化性酸，可能把脫硫灰中的亞硫酸根氧化成硫酸根，影響稱定結果的準確度。也不用硫酸，因為測的就是硫酸根，所以選擇鹽酸。形成硫酸鋇沉淀后的酸性條件也選擇了鹽酸，避免不必要的溶液配制和誤差引入。

2.3 硫酸根快速測定儀準確度驗證

以硫酸銅（CuSO4·5H2O）為標準物質，配制濃度為20.0 g·L-1的標液。濃度為20.0 g·L-1硫酸銅（CuSO4·5H2O）溶液的配制：已知硫酸銅（CuSO4·5H2O）的分子量為249.68；SO42-的分子量為96.06，配制100 mL濃度為20.0 g·L-1硫酸銅（CuSO4·5H2O）溶液所需硫酸銅的質量為：2×（249.68/96.06）=5.20 g，準確稱取5.20 g硫酸銅，定溶于100 mL容量瓶混勻即可。

配制濃度為1.0 g·L-1、2.0 g·L-1、4.0 g·L-1的硫酸銅標液，以SO42-計。分別移取5.0、10.0、20.0 mL標液定容于100 mL容量瓶中待用。在確定好的試驗條件下進行測定，每個標液連續測定5次取平均值。測定結果見表1。

從實驗結果可以看出，離心沉淀法準確度高，滿足測定要求。

2.4 SO42-最低檢測限的測定

配制濃度為0.1 g·L-1、0.2 g·L-1、0.4 g·L-1的硫酸銅標液，以SO42-計。分別移取0.5、1.0、2.0 mL母液定容于100 mL容量瓶中待用。在確定好的試驗條件下進行測定，每個標液連續測定5次取測定結果見表2。

從上述結果中可以看出，離心沉淀法測定SO42-最低檢測限為0.2 g·L-1。

2.5 方法的精密度和回收試驗

回收率試驗采用的是在脫硫灰中追加一定量石膏標樣，通過計算得出理論值，然后通過儀器測定出實際值，進而計算出該方法的回收率。

測定數據見表3。

2.6 樣品分析

按實驗方法對遼化熱電廠的6批脫硫灰樣品進行測定。每個樣品重復測定5次，結果見表4。

本工作建立了離心沉淀法測定脫硫灰中石膏含量的方法，該方法操作簡單、快速、結果準確，填補了脫硫灰中石膏含量測定的空白。

參考文獻

[1] 武文江.石灰石-石膏濕法：煙氣脫硫技術[M].4版.北京：水利水電出版社，2006：21-22.

[2] GB1892-2007 食品添加劑 硫酸鈣[S].

[3] 劉珍.化驗員讀本[M].4版.北京：化學工業出版社，2004：94-99.

[4] 呂天寶.工業脫硫及綜合利用技術[M].北京：國防工業出版社，2011：50-52.endprint