硫膏配矿有效硫分析方法的研究

韩颖，王殿甦，翟向军，邢毅，尚国祥

辽宁本溪本钢板材股份有限公司焦化厂

硫膏配矿有效硫分析方法的研究

韩颖，王殿甦，翟向军，邢毅，尚国祥

辽宁本溪本钢板材股份有限公司焦化厂

硫膏配矿制酸有效硫分析目前尚无统一的标准方法，借鉴硫铁矿有效硫含量定量取得了令人满意的效果。不仅回收利用废物（硫膏）同时又带来可观的经济效益。

硫膏；配矿；回收利用

脱硫脱氰系统从煤气中脱出的硫膏无序排放既污染了环境，又由于硫磺的易燃性，存在着极大的火险隐患。因此，妥善处理回收副产品硫膏势在必行。特采用模拟硫铁矿生产工艺——以硫膏为主要原料与矿渣按一定比例模拟硫铁矿含量配制后，再进行焙烧制取硫酸。文中对硫膏配矿中有效硫含量的测定因素改变——吸收液用量、进样方式对含硫结果影响，并对在试验、以及生产过程中遇到的一些问题进行探讨。

一、硫膏及配矿中有效硫含量的测定

1方法要点：试样在空气流中燃烧，单体硫与硫化物中硫转变为二氧化硫气体逸出用过氧化氢溶液吸收并氧化成硫酸，以甲基红—亚甲基蓝为指示剂，用氢氧化钠标准溶液滴定。

2实验试剂和溶液：过氧化氢（HG.3—1082—77）3%溶液，无水氧化钙（HGB3208—60）化学纯固体，甲基红—亚甲基蓝混合指示剂：将0.2%甲基红（HG.3—958—76）的无水乙醇（GB678—78）溶液和0.1%亚甲基蓝（HGB3394—60）的无水乙醇溶液等体积混合，贮于棕色瓶中，氢氧化钠（GB629—77）0.1000mol∕L标准溶液。

3实验仪器和装置：高温管式电炉（控温在815℃）；H—3型瓷舟，使用前应在1+1盐酸溶液煮沸，用水洗净、烘干。在850℃预先灼烧1h；温度控制仪；抽气泵；锥型瓷管：N21号，内径18mm，外径22 mm。锥型部分长50 mm，外径7 mm。总长600 mm；二氧化硫吸收装置；转子流量计；装有无水氧化钙500mL干燥塔。

4实验步骤

（1）装置试漏：在抽气的情况下，将空气流量调至0.8升∕min，封闭干燥气进口。流量计转子于零位不动，则证明严密不漏气。

（2）吸收液的制备：量取20mL3%H2O2、混合指示剂5～6滴和80mL蒸馏水。于二氧化硫吸收装置中。用氢氧化钠溶液以中和过氧化氢吸收生成的酸。至吸收液恰变为亮绿色，不在变红色为止。

（3）试样的制备：将测定完水份的干燥试样研磨至通过100目的筛子，称取研磨后的试样硫膏0.05 g，配矿0.2 g（称准至0.0002 g），平铺于瓷舟中，覆盖渣尘（硫铁矿制酸后产生的渣尘）以防爆燃。

（4）按图连接好装置，将磁舟分段缓慢推至管式炉恒温区，此过程中，保证试样处于平稳燃烧状态，在恒温区燃烧时间保证20～30min取下吸收瓶，用蒸馏水冲洗连接管，将吸收液用氢氧化钠标准溶液滴定至由紫红色变为钢灰色为终点。

5结果计算：

C—氢氧化钠标准溶液的浓度，mol∕L；V—氢氧化钠标准溶液消耗的体积，mL；m—试样质量，g。

二、实验结果与数据分析讨论

1随机抽取6个的硫膏样品按上述方法测定，可知，我厂硫膏含硫在85～90%之间。

2模拟硫铁矿生产工艺利用硫膏、矿渣按一定比例配制不同含量的硫的测定试验：

配制方法：称取上述矿渣、硫膏按比例配制，进行研细，用100目筛子过筛，在105～110℃干燥箱烘1h，再筛，混匀备用。

3进样方式：分段进样与不分段进样的对比试验。

（1）采用直接进样，直接将试样送入管式电炉中段。

（2）采用分三次将试样送入管式电炉中段，每次在不见硫燃烧气流时将其推入。二者之间存在显著差异。

因此，采用20mL H2O2+80 mLH2O分段和不分段进样存在显著差异，二者不能相互替代。只能采用分段进样方式。注：以下采取的进样方式为分段进样。

三、方法的准确度试验

1方法的准确度试验我们通过计算加标回收率进行测定。按试验方法测定了我厂硫膏配矿样品，分析结果及加标回收率试验结果见表1。

表1

2方法的精密度试验。按本试验方法对1个样品分别进行了8次测定，统计结果说明该方法精度很理想，均小于允许标准偏差（含量30～40%，S=0.5）。

3样品分析。对我厂配矿硫含量进行了随机测定，测定我厂硫膏配矿硫含量，在35.73%左右。

4随机抽取6组上述原料生产出的工业硫酸，干燥酸含量% 93.5～94.5，吸收酸含量%98.2～98.6，成品酸含量92.5%，成品酸烧渣0.03%。

5正式投入生产后，我们对硫膏配矿生产硫酸工艺外排跟踪1个月，酸雾0.03g∕m3；水份0.2g∕m3；尘0.05g∕m3；SO20.05%；除雾效率99.9%，除尘效率99.9%，完全符合尾气直排技术要求。

四、结论

1模拟硫铁矿生产工艺用硫膏配矿制取硫酸有效硫含量在吸收液用量、反应时间完全可执行（国标GB2459—2469—81），在进样方式上由于硫磺燃点低应采用分段进样。

2在改变吸收液用量、进样方式、以及反应时间方面均无差异，由于反应时间上原料组成的改变，在制样过程中也不容忽视。

（1）试样研磨时，防止用力过剧，动作过快，以免引起硫的发热而氧化损失。

（2）烘水分时，温度过高而使硫损失。参照《硫磺中水分测定》其温度为80±2℃，而《硫铁矿和硫精矿测定方法》水分测定其温度为100±5℃。建议在制样过程中，应有所改进。

3硫膏配矿制硫酸按含硫在34～37%之间配矿后，并入硫酸生产系统。在此情况下，硫酸生产“四率”平均为：烧出率99.80%、净化率98.30%、转化率99.3%、吸收率99.90%，尾气排放直接达标。

4硫酸车间共处理硫膏近2000吨，按硫酸生产“四率”指标计算，可生产硫酸6000余吨，实现经济效240万元。采用沸腾炉焙烧法处理废旧硫膏，既取得了巨大的环保效益，又获得了一定的经济效益。

[1]煤炭科学研究院北京煤化学研究所编著.《煤炭化验手册》煤炭工业出版社，P658

[2]刘珍.北京化工大学，化验员读本.化学分析，上册，化学工业出版社，1998，p298-310