徐路蕓（云南三環(huán)化工有限公司，云南 昆明 650113）

磷石膏中有機(jī)物含量測(cè)定方法的研究

徐路蕓（云南三環(huán)化工有限公司，云南 昆明 650113）

磷石膏試樣在1200℃高溫下通氧氣灼燒，分解出的SO2用過(guò)氧化氫硫酸溶液吸收排除，有機(jī)物以CO2形式逸出，經(jīng)吸收液吸收后，用非水溶液滴定法測(cè)定磷石膏中的有機(jī)物，以總碳的形式表示其含量，所擬定出的分析方法經(jīng)測(cè)試驗(yàn)證，滿足了生產(chǎn)上的要求。

磷石膏；灼燒；有機(jī)物；非水溶液滴定法

磷石膏用做水泥緩凝劑，已被水泥建材行業(yè)逐步認(rèn)可接收。但是由于在萃取磷酸生產(chǎn)上使用的磷礦中含有有機(jī)物，另一方面是使用浮選礦和有機(jī)絮凝劑，使磷石膏中的有機(jī)物含量增加。水泥建材行業(yè)提出磷石膏中的有機(jī)物以物理吸附形式分布在磷石膏中，有機(jī)物具有表面活性，吸附在水泥顆粒表面，會(huì)延緩凝結(jié)時(shí)間，削弱了硬化體水泥產(chǎn)物之間的粘結(jié)性，使水泥的凝結(jié)時(shí)間延長(zhǎng)，強(qiáng)度降低，尤其是28天抗壓強(qiáng)度有較大的下降。因此要求對(duì)磷石膏中有機(jī)物的含量要有所了解和控制。而對(duì)磷石膏中有機(jī)物的測(cè)定未見(jiàn)有更多的報(bào)道。筆者根據(jù)在三環(huán)化工31年的工作經(jīng)歷，曾接觸過(guò)磷石膏制硫酸、水泥多次論證和試驗(yàn)。根據(jù)水泥建材行業(yè)提出的要求，在做了大量調(diào)查和閱讀了相關(guān)資料的前提下，開(kāi)展了磷石膏中有機(jī)物含量的分析方法研究，最終制定出磷石膏和磷石膏水泥緩凝劑中有機(jī)物含量測(cè)定的分析方法，及時(shí)應(yīng)用于磷石膏生產(chǎn)水泥緩凝劑的實(shí)際生產(chǎn)上，取得較好效果。

1 實(shí)驗(yàn)部分

方法原理 磷石膏中的有機(jī)物在通氧灼燒中生成CO2逸出，用過(guò)量的乙醇鉀做吸收液將CO2吸收后，過(guò)量的乙醇鉀溶液用苯甲酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，根據(jù)乙醇鉀溶液的吸收量和苯甲酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液的消耗量，計(jì)算出磷石膏中有機(jī)物的含量（以碳表示），滴定在非水溶液中進(jìn)行。磷石膏在灼燒中有SO2逸出，用硫吸收液吸收后排除硫的干擾。

2 儀器及試劑

（1）儀器裝置（見(jiàn)圖1）

（2）試劑溶液 ①硫吸收液的配制。在1L煮沸冷卻后的蒸餾水中，加入20mL過(guò)氧化氫溶液（3g/L），5mL甲基紅-溴甲酚綠混合指示劑，加20mL硫酸溶液（1+85），用煮沸冷卻后的蒸餾水稀釋至2L，搖勻。

②碳吸收液的配制。0.12moL/L苯甲酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液：稱取21g氫氧化鉀溶于150mL水中，冷卻后及時(shí)倒入裝有3000mL（95%）。

乙醇溶液的玻璃瓶中，加入90mL乙醇胺溶液、18mL百里香酚酞（0.05g/L）和5mL茜素黃R乙醇溶液（0.01g/L）混合指示劑，充分搖勻，待標(biāo)定后備用。

③非水滴定溶液的配制。0.12moL/L苯甲酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液：稱取約29～30g苯甲酸溶于2000mL95%的乙醇中，充分搖勻，標(biāo)定后備用。

（3）測(cè)定步驟 將管式高溫爐爐溫升至1200℃，于定硫吸收瓶中加入硫吸收液100mL，于定碳吸收瓶中準(zhǔn)確加入100mL碳吸收液，（即乙醇鉀標(biāo)準(zhǔn)溶液），此溶液體積為V1。稱取0.5g試樣，稱準(zhǔn)至0.0002g，于燃燒瓷舟中，放入灼燒管的中間部位，立即將膠塞塞緊管口，通入氧氣灼燒試樣，灼燒分解出SO2和CO2，SO2被硫吸收液吸收，此時(shí)硫吸收液呈現(xiàn)紫色。CO2使碳吸收液褪色，此時(shí)立即用非水滴定溶液滴定至碳吸收液瓶中溶液轉(zhuǎn)為起始時(shí)的淡藍(lán)色為終點(diǎn)，記下體積V2。拔去膠塞，停止通氧氣，將瓷舟取出。

碳分析結(jié)果按下式計(jì)算：

式中：C1為乙醇鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液濃度（mol/L）； V1為消耗

乙醇鉀標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積（mL）；C2為苯甲酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶

液濃度（mol/L）；V2為消耗苯甲酸標(biāo)準(zhǔn)滴定溶液體積

（mL）；C%為樣品中以碳表示有機(jī)質(zhì)的量（%）。

0.01201—與1.00mL乙醇鉀溶液C〔C6H5COOH=1.00 mol/L〕相當(dāng)以克的碳原子質(zhì)量；m—試樣質(zhì)量，g。

3 結(jié)果與討論

（1）試樣灼燒溫度條件實(shí)驗(yàn) 為使磷石膏中的有機(jī)物能夠完全燃燒，對(duì)灼燒溫度的確定進(jìn)行了1000℃、1100℃、1200℃、1250℃的條件實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表1。

表1 灼燒溫度對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響

根據(jù)試驗(yàn)所得結(jié)果，說(shuō)明用1000℃和1100℃灼燒的試驗(yàn)樣測(cè)定結(jié)果偏低，1300℃能夠使試樣灼燒完全，但是溫度較高時(shí)，瓷舟內(nèi)有熔融物緊粘在瓷舟底部，所以最終確定的試樣灼燒的最佳溫度是1200℃。

圖1 測(cè)定裝置圖

（2）精密度試驗(yàn) 按所擬定的分析方法，對(duì)3個(gè)生產(chǎn)樣品進(jìn)行實(shí)際五平行測(cè)定，結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 精密度測(cè)定結(jié)果

4 結(jié)語(yǔ)

①經(jīng)試驗(yàn)建立的磷石膏中有機(jī)物測(cè)定的分析方法，在不同溫度條件下測(cè)得的值進(jìn)行比較，選定在1200℃溫度時(shí)測(cè)得的有機(jī)物含量最佳。

②測(cè)得標(biāo)準(zhǔn)偏差在0.019%～0.032%之間，說(shuō)明精密度好，準(zhǔn)確可靠。

③該分析方法與現(xiàn)有的儀器分析方法相比較，具有儀器投入費(fèi)用低，分析操作簡(jiǎn)便、快速的特點(diǎn)，及時(shí)應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)上，取得較好的效果。

［1］云南省技術(shù)監(jiān)督局，云南省建材院，云南省地方標(biāo)準(zhǔn).標(biāo)準(zhǔn)號(hào)：DB53/T396-2012磷石膏水泥緩凝劑［S］.2012-5-1.

［2］張建新，彭家惠，萬(wàn)體智.磷石膏中有機(jī)物的測(cè)定及其對(duì)水泥性能的影響［J］.四川大學(xué)學(xué)報(bào)（工程科學(xué)版），2006，38（3）.

［3］龐英，楊林，楊敏，曹建新.磷石膏中雜質(zhì)的存在形態(tài)及其分布情況的研究［J］.貴州大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2009，（26）3.