摘要：高温燃烧碘量法测定硫是一种经典的硫元素分析方法，广泛应用于钢铁企业和矿山化验等中小型化验室，为了提高燃烧碘量法测定硫的准确性，有效降低故障率，应加强对高温燃烧碘量法测硫仪的维护保养，定期检修维护。基于此，本文针对高温燃烧碘量法测硫仪常见故障进行了详细分析，提出了相应的应对措施，以供相关人员参考。
关键词：测硫仪；常见故障；应对措施；
硫是各类矿物质中常见的有害元素，在各类矿物质中都含有不同含量的硫。以铁精粉为例，高炉炼铁时铁精粉中的硫流入铁水中，容易使铁产生热脆性和一些化学缺陷，严重影响铁的质量[1]。燃烧后产生的SO2气体对自然环境是十分有害，因此硫是评价铁精粉质量的重要指标之一[2]。铁精粉在催化剂V2O5存在下在氧气流中，于1200℃下燃烧分解，铁精粉中各种形态硫氧化分解成硫的氧化物SO2气体，SO2气体通过淀粉溶液吸收形成H2SO3溶液，然后用KIO3标准溶液进行滴定，最后根据KIO3标准溶液体积消耗数，计算出铁精粉中硫的含量[3]。燃烧碘量法测定硫过程如图所示。
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图1 燃烧碘量法测定硫流程图
1―氧气瓶；2―分压表；3―缓冲瓶；4―洗气瓶；5―洗气塔；6―管式炉；7―温度控制器；
8―瓷管；9―磁舟；10―球形管干燥管；11―吸收器；12―滴定管；13―台灯
在日常工作中由于各种原因常会导致测定结果偏差，因此需要对各个因素进行分析，以确保测定结果真实准确。高温燃烧碘量法测定铁精粉中硫过程中，由于各种原因常会出现各类故障[4]。本实验室经过长期大量燃烧碘量法测定硫的研究与探讨，针对经常出现的故障问题提出应对措施分析，来提高该方法测定铁精粉中硫的准确度和重现度，实现降低故障和提升生产效率的目的。
1 基本原理
在催化剂V2O5存在下在氧气流中，铁精粉中的硫于1200℃高温下燃烧氧化分解成SO2气体，SO2通过酸性淀粉溶液吸收，使其形成亚硫酸溶液，SO2＋H2O→H2SO3，然后用碘酸钾标准溶液进行滴定反应，KIO3+5KI+6HCl=3I2+6KCl+3H2O，H2SO3+I2+H2O→H2SO4+2HI。最后根据碘酸钾标准溶液消耗量，计算出铁精粉中硫的含量。
2 实验部分
2.1 主要仪器与试剂
氧气瓶；分压表；洗气瓶（内装有浓硫酸）；干燥塔（下部装有硅胶，上部装钠石灰间隔一层玻璃棉）；胶皮管及胶塞；管式电炉；热电偶；硅碳棒；瓷管；瓷舟（使用前在 1000℃灼烧 1小时，烧好的瓷舟放置于干燥器中）；球形干燥管（内装玻璃棉，用于过滤气流中夹带的氧化物粉末）；胶皮导气管；圆形玻璃吸收器；酸式滴定管。
1%淀粉吸收液：称取1g可溶性淀粉，加入少许水调成糊状，在搅拌下加入煮沸蒸馏水至100mL继续煮沸备用；五氧化二钒粉末；0.0104mol/L碘酸钾标准溶液；硫标样。
2.2 标样标定
准确称取国家标准样品0.2000g三份，分别在刚开始滴定时，滴定样品一半时，样品滴定完毕时，进行标定，取平均值，算出滴定度。
T=S标/V标 g/mL
2.3 分析步骤
准确称取试样0.2000g，均匀铺于88mm磁舟中，均匀覆盖适量V2O5助熔剂，夹住出口胶皮管，打开瓷管塞，用铜丝长钩将磁舟送入瓷管高温区，立即塞紧管塞，预热90S，打开吸收瓶前面的夹子，滴定前将淀粉吸收液调成蓝色，滴定过程中吸收液的蓝色减退时，即用0.0104mol/L碘酸钾标准溶液进行滴定，使吸收液在通氧气滴定过程中始终保持蓝色，至不退色为止（与滴定前的蓝色保持一致），并在30S内不变为终点，夹住出口胶皮管，读取所消耗碘酸钾标的毫升数[5]。
打开磁管塞，用长钩拉出磁舟，观察试样是否完全熔融燃烧完全，如熔渣不平，断面有气孔，则表明燃烧不完全，应重新测定。
2.4 计算
S（%）=VT/m
式中：V—消耗标准溶液的毫升数（mL）；
T—碘酸钾对硫标样的滴定度（g/mL）；
m—试样称样量（mL）；
3 常见故障分析及应对措施
3.1 高温管式炉升温故障
燃烧碘量法测定硫仪器测定铁精粉中硫含量最适宜温度是1200℃，但在日常实验中经常会出现管式炉升温缓慢或者升温不达标等现象，造成试样测定结果不准确或者炉体损烧。
高温管式炉升温慢或者升温不达标可能原因是炉体中硅碳棒老化、破损或者硅碳棒连接卡扣、金属片因长时间工作造成接触不良致使升温缓慢。有时也会出现炉温过高，可能原因是温控系统失灵或炉体内加热元件粘连造成。
针对上述高温管式炉出现的升温故障，将采取以下措施；一、根据实验需求在温度控制器上设置好实验温度；二、定期检查硅碳棒和卡扣以及连接金属片是否完好；三、如出现硅碳棒和卡扣以及连接金属片破损或老化及时更换新配件；四、定期观察升温情况是否正常如有故障问题及时调节维护。
3.2 系统密封性故障
燃烧碘量法测定硫由于接触高温和强酸环境，连接导气管经常会因磨损、腐蚀、破损而出现漏气、跑气现象；瓷管外的胶塞也因在高温环境经常卸取发生松动出现漏气、跑气现象，以上种种将会造成燃烧碘量法测定硫系统密封性发生漏气故障，严重影响实验操作过程和相关实验结果。
针对燃烧碘量法测定硫系统密封性出现漏气、跑气现象故障，我们根据设备现场环境和强酸性质将从以下做好杜绝工作；一、选择粗细合适较好质量的胶皮管和大小合适材质的管塞；二、定期更换连接导气管和管塞；三、发现漏气、跑气现象时及时检查破损、缺失部分进行更换确保系统气密性完好；四、每次实验前和实验后认真检查系统气密性，如发现发现漏气、跑气现象及时处理确保气密性完好后再进行或结束实验。
3.3 滴定速率控制不当
铁精粉中各种形态硫氧化分解成硫的氧化物SO2气体，SO2气体通过酸性淀粉溶液吸收，形成亚硫酸溶液，随即用碘酸钾标准溶液进行滴定，然而在滴定过程中由于亚硫酸生成量无法确定因而在滴定过程中极易出现碘酸钾滴定速率控制不当导致滴定过度或滴定不足SO2气体溢出，致使实验结果出现偏差。
对于上述滴定速率控制不当我们在滴定过程中要做到以下几点。一；右手适当放慢SO2气体与淀粉接触反应速率；二、根据淀粉颜色变化相应控制好碘酸钾滴定速率，防止滴定过度和滴定不足SO2气体溢出。
3.4 吸收液冒白烟现象
滴定过程中，经常会看到有大量白烟穿过吸收液溢出到空气中。这种现象是因为瞬间大量的SO2气体快速的释放出来，吸收液很快达到饱和，碘酸钾滴定液来不及与之反应，导致大量SO2气体逸出。
上述现象要格外控制SO2气体调控速率，使其缓慢与吸收液接触充分吸收，防止SO2气泡逸出造成结果偏差。
4 结束语
以上四种常见故障现象实际操作中严重影响实验结果，根据工作原理结合现场生产实践我对上述四种故障现象进行了上述分析和应对措施建议，希望能来提高燃烧碘量法测定硫的准确率和生产效率。
同时不同化验室在使用燃烧碘量法测定硫也应注意碘酸钾标液的配制浓度，使滴定度T控制在一个合适的范围内，防止因滴定度不合适造成结果偏差。
参考文献：
[1] 曹文丽.燃烧中和法测定硫精矿中的硫[J].化学工程与装备.2014，3：187-188
[2] 徐晓云，吴双九.高频燃烧红外分析法测定混凝土中的硫含量[J].化学分析计量.2011，20（1），48-50
[3] 张世文.燃烧碘量法测定硫常见问题的分析与讨论[J].新疆有色金属.2014，2：130-131
[4] 籍晓武，侯继人，邢玉杰.燃烧碘量法测定硫的重点判断新方法[J].冶金分析.2004，24，421-422.
[5]《铁矿石化学分析方法：燃烧碘量法测定硫量（GB 6730.17-1986）》
论文作者:崔俊豪
论文发表刊物:《基层建设》2019年第30期
论文发表时间:2020/3/16
标签：滴定论文; 碘酸论文; 溶液论文; 法测定论文; 气体论文; 高温论文; 铁精粉论文; 《基层建设》2019年第30期论文;