煤的元素分析項目

煤的元素分析項目及測定方法工業(yè)分析李涵煤煤主要由碳、氫、氧、氮、硫和磷等元素組成，碳、氫、氧三者總和約占有機質的95%以上，是非常重要的能源，也是冶金化學工業(yè)的重要原料，有褐煤、煙煤、無煙煤、半無煙煤這幾種分類。煤的組成與元素1.無機物——無機礦物質和水。2.有機物——碳、氫、氧、氮、硫。煤的元素組成，是研究煤的變質程度，計算煤的發(fā)熱量，估算煤的干餾產物的重要指標，也是工業(yè)中以煤作燃料時進行熱量計算的基礎。

煤中除無機礦物質和水分以外，其余都是有機質。

由于組成煤的基本結構單元是以碳為骨架得多聚芳香環(huán)系統(tǒng)，在芳香環(huán)周圍有碳、氫、氧及少量的氮和硫等原子組成的側鏈和官能團。如羧基（-COOH）、羥基（-OH）和甲氧基（-OCH3）。說明了煤中有機質主要由碳、氫、氧和氮、硫等元素組成。煤的元素分析1.

碳和氫。

碳和氫是煤中的主要成分，在燃燒時能放出大量的熱量。一般來說，煤中有機物質的元素隨著煤化程度而有規(guī)律的變化。煤化程度越高，碳的含量越高，而氫和氧的含量越低。一.碳和氫的測定方法一、碳和氫的測定標準方法：重量法、電量-重量法1、重量法（1）方法原理稱取一定量的空氣干燥煤樣在氧氣流中燃燒，生成的水和二氧化碳分別用吸水劑和二氧化碳吸收劑吸收，由吸收劑的增重計算煤中碳和氫的含量。煤樣中硫和氯對測定的干擾在三節(jié)爐中用鉻酸鉛和銀絲卷消除，在二節(jié)爐中用高錳酸銀熱解產物消除。氮對碳測定的干擾用粒狀二氧化錳消除?！锾己蜌涞臏y定方法★①煤的燃燒反應②二氧化碳和水的吸收反應

2NaOH+CO2＝Na2CO3+H2OCaCl2+2H2O＝CaCl2·2H2OCaCl2·2H2O+4H2O＝CaCl2·6H2OMg（ClO4）2+6H2O＝Mg（ClO4）2·6H2O★碳和氫的測定方法★③硫氧化物和氯的脫除反應★碳和氫的測定方法★二節(jié)爐法中，用高錳酸銀熱解產物脫除硫和氯。

2Ag·MnO2+Cl2500℃2AgCl·MnO2★碳和氫的測定方法★④氮氧化物的脫除反應MnO2+2NO2→Mn（NO3）2

MnO2+H2O→MnO（OH）2MnO（OH）2+2NO2→Mn（NO3）2+H2O★碳和氫的測定方法★碳氫測定儀包括凈化系統(tǒng)、燃燒裝置和吸收系統(tǒng)三個主要部分，見下圖：燃燒舟(2)測定儀器2023/2/611橡皮帽銅絲卷流量計燃燒管三節(jié)電爐及控溫裝置氧化銅鉻酸鉛銀絲卷吸水U形管除氮U形管吸CO2U形管氣體干燥塔保護U形管氣泡計凈化系統(tǒng)包括以下部件：a.鵝頭洗氣瓶：容量250～500mL，內裝40%氫氧化鉀（或氫氧化鈉）溶液；b.氣體干燥塔：容量500mL2個，一個上部（約2/3）裝氯化鈣（或過氯酸鎂），下部（約1/3）裝堿石棉（或堿石灰）；另一個裝氯化鈣（或過氯酸鎂）；c.流量計：量程0～150mL/min。2023/2/612燃燒裝置由一個三節(jié)（或二節(jié)）管式爐及其控制系統(tǒng)構成，主要包括以下部件：a.電爐：第一節(jié)長約230mm，可加熱到800±10℃，并可沿水平方向移動；第二節(jié)長330～350mm，可加熱到800±10℃；第三節(jié)長130～150mm，可加熱到600±10℃。2023/2/613燃燒裝置二節(jié)爐：第一節(jié)長約230mm，可加熱到800±10℃，并可沿水平方向移動；第二節(jié)長130～150mm，可加熱到500±10℃。每節(jié)爐裝有熱電偶、測溫和控溫裝置。2023/2/614燃燒裝置燃燒管：瓷、石英、剛玉或不銹鋼制成，長1100～1200mm（使用二節(jié)爐時，長約800mm），內徑20～22mm，壁厚約2mm；c.燃燒舟：瓷或石英制成，長約80mm；d.保溫室：銅管或鐵管，長約150mm，內徑大于燃燒管，外徑小于爐膛直徑；e.橡皮帽（最好用耐熱硅橡膠）或銅接頭。2023/2/615吸收系統(tǒng)：包括以下部件：a.吸水U形管：如圖2所示，裝藥部分高100～120mm，直徑約15mm，進口端有一個球形擴大部分，內裝無水氯化鈣或無水過氯酸鎂。2023/2/616吸水U形管2023/2/617二氧化碳吸收管（或除氮U形管）圖3二氧化碳吸收管（或除氮U形管）2023/2/618吸收系統(tǒng)：b.吸收二氧化碳U形管：2個，如圖3所示。裝藥部分高100～120mm，直徑約15mm，前2/3裝堿石棉或堿石灰，后1/3裝無水氯化鈣或無水過氯酸鎂。c.除氮U形管：如圖3所示。裝藥部分高100～120mm，直徑約15mm，前2/3裝二氧化錳，后1/3裝無水氯化鈣或無水過氯酸鎂。2023/2/619吸收系統(tǒng)：d.氣泡計：容量約10mL。分析天平：感量0.0001g。貯氣桶：容量不小于10L。下口瓶：容量約10L。帶磨口塞的玻璃管或小型干燥管（不裝干燥劑）。

2023/2/620圖1碳氫測定儀1-鵝頭洗氣瓶；2氣體干燥塔；3-流量計；4-橡皮帽；5-銅絲卷；6-燃燒舟；7-燃燒管；8-氧化銅；9-鉻酸鉛；10-銀絲卷；11-吸水U形管；12-除氮U形管；13-吸二氧化碳U形管；14-保護用U形管；15-氣泡計；16-保溫套管；17-三節(jié)電爐2023/2/621裝40%KOH（3）試劑和材料堿石棉：化學純，粒度1～2mm；或堿石灰（HGB3213）：化學純，粒度0.5～2mm。無水氯化鈣（HGB3208）：分析純，粒度2～5mm；或無水過氯酸鎂：分析純，粒度1～3mm。氧化銅（HGB3438）：分析純，粒度1～4mm，或線狀（長約5mm）。鉻酸鉛（HG3-1071）：分析純，粒度1～4mm。銀絲卷：絲直徑為0.25mm銅絲卷：絲直徑約0.5mm。氧氣：不含氫。

2023/2/622（3）試劑和材料三氧化二鉻（HG3-933）：化學純，粉狀，或由重鉻酸銨、鉻酸銨加熱分解制成。制法：取少量鉻酸銨放在較大的蒸發(fā)皿中，微微加熱，銨鹽立即分解成墨綠色、疏松狀的三氧化二鉻。收集后放在馬弗爐中，在600±10℃下灼燒40min，放在空氣中使呈空氣干燥狀態(tài)，保存在密閉容器中備用。2023/2/623（3）試劑和材料粒狀二氧化錳：用化學純硫酸錳（HG3-1081）和化學純高錳酸鉀（GB643）制備。制法：稱取25g硫酸錳（MnSO4·5H2O），深于500mL蒸餾水中，另稱取16.4g高錳酸鉀，溶于300mL蒸餾水中，分別加熱到50～60℃。2023/2/624然后將高錳酸鉀溶液慢慢注入硫酸錳溶液中，并加以劇烈攪拌。之后加入100mL（1+1）硫酸（GB625，化學純），將溶液加熱到70～80℃并繼續(xù)攪拌5min，停止加熱，靜置2～3h。2023/2/625用熱蒸餾水以傾瀉法洗至中性，將沉淀移至漏斗過濾，然后放入干燥箱中，在150℃左右干燥，得到褐色、疏松狀的二氧化錳，小心破碎和過篩，取粒度0.5～2mm的備用。2023/2/626氧化氮指示膠：制法：在瓷蒸發(fā)皿中將粒度小于2mm的無色硅膠40g和濃鹽酸30mL攪拌均勻。在沙浴上把多余的鹽酸蒸干至看不到明顯的蒸氣逸出為止。然后把硅膠粒浸入30mL、10%硫酸氫鉀溶液中，攪拌均勻取出干燥。再將它浸入30mL、0.2%的雷伏奴耳（乳酸-6，9-二氨基-2乙氧基吖啶）溶液中，攪拌均勻，用黑色紙包好干燥，放在深色瓶中，置于暗處保存，備用。2023/2/627高錳酸銀熱解產物：當使用二節(jié)爐時，需制備高錳酸銀熱解產物。制法：稱取100g化學純高錳酸鉀（GB643），溶于2L沸蒸餾水中，另取107.5g化學純硝酸銀（GB670）先溶于約50mL蒸餾水中，在不斷攪拌下，傾入沸騰的高錳酸鉀溶液中。2023/2/628攪拌均勻，逐漸冷卻，靜置過夜。將生成的具有光澤的、深紫色晶體用蒸餾水洗滌數次，在60～80℃下干燥4h。將晶體一點一點地放在瓷皿中，在電爐上緩緩加熱至驟然分解，得疏松狀、銀灰色產物，收集在磨口瓶中備用。未分解的高錳酸鉀不宜大量貯存，以免受熱分解，不安全。2023/2/629（4）試驗準備凈化系統(tǒng)各容器的充填和連接在上述凈化系統(tǒng)各容器中裝入相應的凈化劑，然后按圖1順序將各容器連接好。氧氣可采用貯氣桶和下口瓶或可控制流速的氧氣瓶供給。為指示流速，在兩個干燥塔之間接入一個流量計。凈化劑經70～100次測定后，應進行檢查或更換。2023/2/630吸收系統(tǒng)各容器的充填和連接在上述吸收系統(tǒng)各容器中裝入相應的吸收劑，然后按圖1順序將各容器連接好。吸收系統(tǒng)的末端可連接一個空U形管（防止硫酸倒吸）和一個裝有硫酸的氣泡計。如果作吸水劑用的氯化鈣含有堿性物質，應先以二氧化碳飽和，然后除去過剩的二氧化碳。處理方法如下：2023/2/631把無水氯化鈣破碎至需要的粒度（如果氯化鈣在保存和破碎中已吸水，可放入馬弗爐中在約300℃下灼燒1h）裝入干燥塔或其它適當的容器中（每次串聯若干個）。緩慢通入干燥的二氧化碳氣3～4h，然后關閉干燥塔，放置過夜。通入不含二氧化碳的干燥空氣，將過剩的二氧化碳除盡。處理后的氯化鈣貯于密閉的容器中備用。2023/2/632當出現下列現象時，應更換U形管中試劑：a.U形管中的氯化鈣開始溶化并阻礙氣體暢通；b.第二個吸收二氧化碳的U形管做一次試驗時其質量增加達50mg時，應更換第一個U形管中的二氧化碳吸收劑；2023/2/633c.二氧化錳一般使用50次左右應進行檢查或更換。檢查方法：將氧化氮指示膠裝在玻璃管中，兩端堵以棉花，接在除氮管后面?；驅⒅甘灸z少許放在二氧化碳吸收管進氣端棉花處。燃燒煤樣，若指示膠由草綠色變成血紅色，表示應更換二氧化錳。上述U形管更換試劑后，通入氧氣待質量恒定后方能使用。2023/2/634燃燒管的填充圖4三節(jié)爐燃燒管填充示意圖

1-銅絲卷；2-氧化銅；3-鉻酸鉛；4-銀絲卷；2023/2/6351234100310310～350130～15050銅絲卷氧化銅鉻酸鉛銀絲卷銅絲卷·燃燒管的填充首先用直徑為0.5mm銅絲制做三個長約30mm和一個長約100mm、直徑稍小于燃燒管的內徑銅絲卷，使之既能自由插入管內又與管壁密接。制成的銅絲卷應在馬弗爐中于800℃左右灼燒1h后再用。2023/2/636燃燒管的填充燃燒管出氣端留50mm空間，然后依次充填30mm絲直徑約0.25mm銀絲卷，30mm銅絲卷，130～150mm（與第三節(jié)電爐長度相等）鉻酸鉛（使用石英管時，應用銅片把鉻酸鉛與管隔開），30mm銅絲卷，330～350mm（與第二節(jié)電爐長度相等）粒狀或線狀氧化銅，30mm銅絲卷，310mm空間（與第一節(jié)電爐上燃燒舟長度相等）和100mm銅絲卷。2023/2/637燃燒管的填充燃燒管兩端裝以橡皮帽或銅接頭，以便分別同凈化系統(tǒng)和吸收系統(tǒng)連接。橡皮帽使用前應預先在燃燒管中的填充物（氧化銅、鉻酸鉛和銀絲卷）經70～100次測定后應檢查或更換1）。2023/2/638注：1）下列幾種填充劑經處理后可重復使用：氧化銅用1mm孔徑篩子篩去粉末，篩上的氧化銅備用；鉻酸鉛可用熱的稀堿液（約5%氫氧化鈉溶液）浸漬，用水洗凈、干燥，并在500～600℃下灼燒0.5h以上后使用；2023/2/639銀絲卷用濃氨水浸泡5min，在蒸餾水中煮沸5min，用蒸餾水沖洗干凈，干燥后再用。使用二節(jié)爐時按圖5填充：首先制成兩個長約10mm和一個長約100mm的銅絲卷。再用3～4層100目銅絲布剪成的圓形墊片與燃燒管密接，用以防止粉狀高錳酸銀熱解產物被氧氣流帶出，然后按圖5裝好。2023/2/640圖5二節(jié)爐燃燒管填充示意圖

1-橡皮帽：2-銅絲卷：3-銅絲布圓墊：4-高錳酸銀熱解產物：5-：6-瓷舟；使用二節(jié)爐時，按圖5填充：2023/2/641瓷舟燃燒管的填充541236橡皮帽銅絲卷銅絲布圓墊高錳酸銀熱解產物保溫套管爐溫的校正將工作熱電偶插入三節(jié)爐的熱電偶孔內，使熱端稍進入爐膛，熱電偶與高溫計連接。將爐溫升至規(guī)定溫度，保溫1h。然后將標準熱電偶依次插到空燃燒管中對應于第一、第二、第三節(jié)爐的中心處（注意勿使熱電偶和燃燒管管壁接觸）。調節(jié)電壓，使標準熱電偶達到規(guī)定溫度并恒溫5min。記下工作熱電偶相應的讀數，以后即以此為準控制溫度。2023/2/642空白試驗將裝置按圖1連接好，檢查整個系統(tǒng)的氣密性，直到每一部分都不漏氣以后，開始通電升溫，并接通氧氣（流量為120ml/min）。在升溫過程中，將第一節(jié)電爐往返移動幾次，并將新裝好的吸收系統(tǒng)通氣20min左右。取下吸收系統(tǒng)，用絨布擦凈，在天平旁放置10min左右，稱量。2023/2/643當第一節(jié)和第二節(jié)爐達到并保持在800±10℃，第三節(jié)爐達到并保持在600±10℃后開始作空白試驗。此時將第一節(jié)移至緊靠第二節(jié)爐，接上已經通氣并稱量過的吸收系統(tǒng)。在一個燃燒舟上加入氧化鉻（數量和煤樣分析時相當）。打開橡皮帽，取出銅絲卷，將裝有氧化鉻的燃燒舟用鎳鉻絲推至第一節(jié)爐入口處，將銅絲卷放在燃燒舟后面，套緊橡皮帽，接通氧氣，調節(jié)氧氣流量為120mL/min。移動第一節(jié)爐，使燃燒舟位于爐子中心。2023/2/644空白試驗通氣23min，將爐子移回原位。2min后取下U形管，用絨布擦凈，在天平旁放置10min后稱量。吸水U形管的質量增加數即為空白值。重復上述試驗，直到連續(xù)兩次所得空白值相差不超過0.0010g，除氮管、二氧化碳吸收管最后一次質量變化不超過0.0005g為止。取兩次空白值的平均值作為當天氫的空白值。2023/2/645空白試驗空白試驗在做空白試驗前，應先確定保溫套管的位置，使出口端溫度盡可能高又不會使橡皮帽熱分解，如空白值不易達到穩(wěn)定，則可適當調節(jié)保溫管的位置。2023/2/646（5）分析步驟將第一節(jié)爐溫控制在850±10℃，第二節(jié)爐溫控制在800±10℃，第三節(jié)爐溫控制在600±10℃，并使第一節(jié)爐緊靠第二節(jié)爐。在預先灼燒過的燃燒舟中稱取粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣0.2g，精確至0.0002g，并均勻鋪平。在煤樣上鋪一層三氧化二鉻。可把燃燒舟暫存入專用的磨口玻璃管或不加干燥劑的干燥器中。

2023/2/647（5）分析步驟接上已稱量的吸收系統(tǒng)，并以120mL/min的流量通入氧氣。關閉靠近燃燒管出口端的U形管，打開橡皮帽，取出銅絲卷，迅速將燃燒舟放入燃燒管中，使其前端剛好在第一節(jié)爐口。再將銅絲卷放在燃燒舟后面，套緊橡皮帽，立即開啟U形管，通入氧氣，并保持120mL/min的流量。2023/2/6481min后向凈化系統(tǒng)方向移動第一節(jié)爐，使燃燒舟的一半進入爐子。過2min，使燃燒舟全部進入爐子。再過2min，使燃燒舟位于爐子中心。保溫18min后，把第一節(jié)爐移回原位。2min后，停止排水抽氣。關閉和拆下吸收系統(tǒng)，用絨布擦凈，在天平旁放置10min后稱量（除氮管不稱量）。2023/2/649（5）分析步驟也可使用二節(jié)爐進行碳、氫測定。此時第一節(jié)爐控溫在850±10℃，第二節(jié)爐控溫在500±10℃，并使第一節(jié)爐緊靠第二節(jié)爐。每次空白試驗時間為20min。燃燒舟位于爐子中心時，保溫13min，其他操作同三節(jié)爐。2023/2/650（5）分析步驟為了檢查測定裝置是否可靠，可稱取標準煤樣或0.2～0.3g分析純蔗糖（HG3-100）或分析純苯甲酸（HG3-987），加入20～30mg純“硫華”進行3次以上碳、氫測定。測定時，應先將試劑放入第一節(jié)爐爐口，再升溫，且移爐速度應放慢，以防標準有機試劑爆燃。2023/2/651如實測的碳、氫值與理論計算值的差值，氫不超過±0.10%，碳不超過±0.30%，并且無系統(tǒng)偏差，表明測定裝置可用。否則，須查明原因并徹底糾正后才進行正式測定。如使用二節(jié)爐，則在第一節(jié)爐移至緊靠第二節(jié)爐5min以后，待爐口溫度降至100～200℃，再放有機試劑，并慢慢移爐，而不能采用上述降低爐溫的方法。2023/2/652（5）分析結果的計算空氣干燥煤樣的碳、氫按下式計算：

2023/2/653×100式中：Cad——空氣干燥煤樣的碳含量，%；

Had——空氣干燥煤樣的氫含量，%；

m1——吸收二氧化碳的U形管的增重，g；

m2——吸收水分的U形管的增重，g；

m3——水分空白值，g；

m——煤樣的質量，g；

0.2729——將二氧化碳折算成碳的因數；

0.1119——將水折算成氫的因數；

Mad——空氣干燥煤樣的水分含量（按GB212測定），%；2023/2/654當空氣干燥煤樣中碳酸鹽二氧化碳含量大于2%時，則2023/2/655式中：（CO2）ad——空氣干燥煤樣中碳酸鹽二氧化碳含量（按GB218測定），%（6）碳、氫測定的精密度碳、氫測定的重復性和再現性如表規(guī)定：2023/2/656項目重復性項目再現性Cad0.50Cd1.00Had0.15Hd0.25二、氮的測定

1、半微量凱氏法（1）方法原理稱取一定量的空氣干燥煤樣，加入混合催化劑和硫酸，加熱分解，氮轉化為硫酸氫銨。加入過量的氫氧化鈉溶液，把氨蒸出并吸收在硼酸溶液中，用硫酸標準溶液滴定。根據用去的硫酸量，計算煤中氮的含量。2023/2/6571、半微量凱氏法主要化學反應：煤+濃H2SO4→NH4HSO4+N2+CO2+H2O+SO2+SO3+Cl2+H3PO42023/2/658（2）試劑混合催化劑：將分析純無水硫酸鈉（HG3-123）32g、分析純硫酸汞5g和分析純硒粉（HG3-926）0.5g研細，混合均勻備用。鉻酸酐（HG3-934）：分析純。硼酸（GB628）：分析純，3%水溶液，配制時加熱溶解并濾去不溶物?；旌蠅A溶液：將分析純氫氧化鈉（GB629）37g和化學純硫化鈉（HG3-905）3g溶解于蒸餾水中，配制成100mL溶液。

2023/2/659（2）試劑甲基紅和亞甲基藍混合指示劑：a.稱取0.175g分析純甲基紅（HG3-958），研細，溶于50mL95%乙醇（GB679）中。b.稱取0.083g亞甲基藍（HGB3364），溶于50mL95%乙醇（GB679）中。將溶液a和b分別存于棕色瓶中，用時按（1+1）混合?；旌现甘緞┦褂闷诓粦^1周。2023/2/660（2）試劑蔗糖（HG3-1001）：分析純。硫酸標準溶液：c(1/2H2SO4)=0.025mol/L。于1000mL容量瓶中，加入約40mL蒸餾水。用移液管吸取0.7mL（相對密度1.84）分析純硫酸（GB625）放入容量瓶中，加水稀釋至刻度，充分振蕩均勻。2023/2/661（2）試劑標定時稱取0.05g預先在130℃下干燥到恒重的優(yōu)級純無水碳酸鈉（GB639）放入錐形瓶中，加入50～60mL蒸餾水使之溶解，然后加入2～3滴甲基橙，用標準硫酸溶液滴定到由黃色變橙色。煮沸，趕出二氧化碳，冷卻后，繼續(xù)滴定到橙色。2023/2/662（2）試劑硫酸濃度用下式計算：2023/2/663

式中：c——硫酸濃度，mol/L；

G——碳酸鈉的質量，g；

V——硫酸溶液用量，mL；

0.053——碳酸鈉（1/2Na2CO3）的毫摩爾質量，g/mmol。（3）儀器、設備開氏瓶：容量50mL和250mL。直形玻璃冷凝管：長約300mm。短頸玻璃漏斗：直徑約30mm。鋁加熱體：規(guī)格參照圖6，使用時四周圍以絕熱材料，如石棉繩等。

2023/2/664（3）儀器、設備開氏球。圓盤電爐：帶有調溫裝置。錐形瓶：容量250mL。圓底燒瓶：容量1000mL。萬能電爐。微量滴定管：10mL，分度值為0.05mL。2023/2/665（4）分析步驟在薄紙上稱取粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣0.2g，精確至0.0002g。把煤樣包好，放入50mL開氏瓶中，加入混合催化劑2g和濃硫酸（相對密度1.84）5mL。然后將開氏瓶放入鋁加熱體的孔中，并用石棉板蓋住開氏瓶的球形部分。2023/2/666（4）分析步驟在瓶口插入一小漏斗，防止硒粉飛濺。在鋁加熱體中心的小孔中放溫度計。接通電源，緩緩加熱到350℃左右，保持此溫度，直到溶液清澈透明、漂浮的黑色顆粒完全消失為止。遇到分解不完全的煤樣時，可將0.2mm的空氣干燥煤樣磨細至0.1mm以下，再按上述方法消化，但必須加入鉻酸酐0.2～0.5g。分解后如無黑色粒狀物且呈草綠色漿狀，表示消化完全。2023/2/667（4）分析步驟將冷卻后的溶液，用少量蒸餾水稀釋后，移至250mL開氏瓶中。充分洗凈原開氏瓶中的剩余物，使溶液體積為100mL。然后將盛溶液的開氏瓶放在蒸餾裝置上準備蒸餾。蒸餾裝置如圖7所示。2023/2/668圖7蒸餾裝置2023/2/6691-錐形瓶；2-橡皮管；3-直形玻璃冷凝管；4-開氏瓶；5-玻璃管；6-開氏球；7-橡皮管；8-夾子；9、10-橡皮管和夾子；11-圓底燒瓶；12-萬能電爐123456910111278（4）分析步驟把直形玻璃冷凝管的上端連接到開氏球上，下端用橡皮管連上玻璃管，直接插入一個盛有20mL、3%硼酸溶液和1～2滴混合指示劑的錐形瓶中。玻璃管浸入溶液并距瓶底約2mm。2023/2/670（4）分析步驟在250mL開氏瓶中注入25mL混合堿溶液，然后通入蒸汽進行蒸餾，蒸餾至錐形瓶中溶液的總體積達80mL為止，此時硼酸溶液由紫色變成綠色。蒸餾完畢后，拆下開氏瓶并停止供給蒸汽。插入硼酸溶液中的玻璃管內、外用蒸餾水沖洗。洗液收入錐形瓶中，用硫酸標準溶液滴定到溶液由綠色變成微紅色即為終點。由硫酸用量（校正空白）求出煤中氮的含量。2023/2/671（4）分析步驟空白試驗采用0.2g蔗糖代替煤樣，試驗步驟與煤樣分析相同。注：每日在煤樣分析前，冷凝管須用蒸汽進行沖洗，待餾出物體積達100～200mL后，再做正式煤樣。2023/2/672(5)分析結果的計算空氣干燥煤樣的氮按下式計算：2023/2/673

式中：

Nad——空氣干燥煤樣的氮含量，%；

c——硫酸標準溶液的濃度，mol/L；

V1——硫酸標準溶液的用量，mL；

V2——空白試驗時硫酸標準溶液的用量，mL；

0.014——氮（1/2N2）的毫摩爾質量，g/mmol；

m——煤樣的質量，g。三、氧的計算

氧的含量按下式計算2023/2/674當空氣干燥煤樣中碳酸鹽二氧化碳含量大于2%時，則三、氧的計算2023/2/675式中：Oad—空氣干燥煤樣的氧含量，%；

St,ad—空氣干燥煤樣的全硫含量%；

Mad—空氣干燥煤樣的水分含量，%；

Aad—空氣干燥煤樣的灰分含量測定，%；

(CO2)ad—空氣干燥煤樣中碳酸鹽二氧化碳的含量，%。煤中磷的測定方法

一、煤中磷測定的意義

煤中磷是有害元素之一，在煉焦時煤中磷進入焦炭，煉鐵時磷又從焦炭進入生鐵，當其含量超過0.05%時就會使鋼鐵產生冷脆性，因此磷含量是煤質的重要指標之一。

二、基本原理

煤中的磷主要以無機磷存在，如磷灰石[3Ca3(PO4)2CaF2]，也有微量的有機磷。由于無機磷的沸點很高，（一般為1700℃以上），所以在煤灰化過程中磷不會揮發(fā)損失，而含量甚微的有機磷，雖然揮發(fā)，但對結果影響不大。國際標準和我國現行標準都采用還原磷鉬酸分光光度法，其優(yōu)點是，靈敏度高，結果可靠，實驗簡便快速，干擾元素易于分離和消除，它試用于微量磷的分析。煤中磷的測定方法磷鉬藍的反應機理

在酸性溶液中正磷酸與鉬酸作用生成磷鉬酸，然后抗壞血酸還原成藍色的磷鉬酸絡合物。其反應及磷鉬藍的組成，至今尚無統(tǒng)一的意見，其中的一種觀點認為：H3PO4+12H2MoO4→H3[P（Mo3O10）4]+12H2O

H3[P（Mo3O10）4]+4C6H8O6→(2Mo24MoO3)2H3PO4+4C6H6O6+4H2O

當磷含量較低時，其藍色強度與磷含量成正比。

三、方法提要

將煤樣灰化后用氫氟酸—硫酸分解，脫除二氧化硅，然后加入鉬酸銨和抗壞血酸，生成磷鉬藍后，用分光光度計測定吸光度。

煤中磷的測定方法四、實驗步驟

1、試樣處理

煤樣灰化：按GB/T212中規(guī)定的慢速灰化煤樣，然后研細到全部通過0.1mm的篩子。

灰的酸解：準確稱取0.05-1g（準確至0.0002g）于聚四氟乙烯（或鉑）坩堝中，加硫酸[c（?H2SO4）=10mol/L]2mL，氫氟酸5mL，放在電熱板上緩慢加熱蒸發(fā)（溫度約100度）直到氫氟酸白煙冒盡。冷卻，再加入硫酸0.5mL，升高溫度繼續(xù)蒸發(fā)，直至冒硫酸白煙（但不要干涸）。冷卻，加數滴冷水并搖動，然后再加20mL熱水繼續(xù)加熱至進沸。冷卻至室溫，轉移到100mL容量瓶中用水稀釋至刻度，混勻澄清后備用。

空白樣品的制備：分解一批樣品應同時制備一個樣品空白溶液，制備方法同上，但不加灰樣。煤中磷的測定方法2、測定步驟標準工作曲線的繪制：分別吸取磷標準工作溶液0mL，1.0mL，2.0mL，3.0mL于50mL容量瓶中，加入混合溶液5mL，用水稀釋至刻度，混勻，于室溫（高于10

oC）下放置1h，然后移入10mm-

30mm的比色皿內。在分光光度計上，用波長650mm，以空白溶液為參比，測定其吸光度。以磷含量為橫坐標，吸光度為縱坐標繪制工作曲線。

測定：吸取酸解后的澄清溶液10mL和空白溶液10mL，分別移入50mL容量瓶中，然后以以上步驟測定其吸光度。

復吸情況：若分取的10mL試液中磷的質量超過0.030mg，應少取溶液或減少稱樣量，計算時作相應的校正煤中磷的測定方法3.結果計算煤中磷的測定方法2.B法（稱取煤樣法）（1）試樣處理①煤樣灰化：準確稱取粒度小于02.mm的空氣干燥煤樣0.5~1g（準確至0.0002g）（使其灰量為0.01g~0.05g）于灰皿中，輕輕搖動使其鋪平，然后置于馬弗爐中，半啟爐門從室溫緩緩升溫到（815±10°C），并在該溫度下戳少至少1H。直至無含碳物。煤中磷的測定方法②灰的酸解：將灰樣全部移入到聚四氟乙烯或鉑坩堝中，按與A法灰的酸解相同的步驟進行酸解。（2）空白試驗的制備同A法樣品空白溶液的制備（3）測定步驟同A法煤中磷的測定方法（4）結果計算空氣干燥煤樣中磷的質量分數P煤中硫的測定煤中的硫可分為可燃硫和不可燃硫。有機硫、硫鐵礦硫和元素硫是可燃硫，硫酸鹽硫為不可燃硫或固定硫。一.艾氏卡法。標準方法。特點是準確度高，適用于呈批測定，但是操作步驟繁瑣、耗時。在仲裁分析時，應采用艾士卡法煤中硫的測定1.方法提要

將煤樣與艾士卡試劑混合灼燒，煤中硫生成硫酸鹽，然后使硫酸根離子生成硫酸鋇沉淀，根據硫酸鋇的質量計算煤中全硫的含量。

2.試劑和材料

1.艾士卡試劑（以下簡稱艾氏劑）：以2份質量的化學純輕質氧化鎂（GB/T9857）與1份質量的化學純無水碳酸鈉（GB/T639）混勻并研細至粒度小于0.2mm后，保存在密閉容器中。2.鹽酸（GB/T622）溶液：（1+1）水溶液。3.氯化鋇（GB/T652）溶液：100g/L。4.甲基橙溶液：20g/L。5.硝酸銀（GB/T670）溶液：10g/L，加入幾滴硝酸（GB/T626），貯于深色瓶中。6.瓷坩堝：容量30mL和10～20mL兩種。

3.儀器設備1.分析天平：感量0.0001g。2.馬弗爐：附測溫和控溫儀表，能升溫到900℃，溫度可調并可通風。煤中硫的測定4.試驗步驟

1.于30mL坩堝內稱取粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣1g*（稱準至0.0002g）和艾氏劑（2.2.1）2g（稱準至0.1g），仔細混合均勻，再用1g（稱準至0.1g）艾氏劑覆蓋。*全硫含量超過8%，稱取0.5g。2.將裝有煤樣的坩堝移入通風良好的馬弗爐中，在1～2h內從室溫逐漸加熱到800～850℃，并在該溫度下保持1～2h。

3.將坩堝從爐中取出，冷卻到室溫。用玻璃棒將坩堝中的灼燒物仔細攪松搗碎（如發(fā)現有未燒盡的煤粒，應在800～850℃下繼續(xù)灼燒0.5h），然后轉移到400mL燒杯中。用熱水沖洗坩堝內壁，將洗液收入燒杯，再加入100～150mL剛煮沸的水，充分攪拌。如果此時尚有黑色煤粒漂浮在液面上，則本次測定作廢。

4.用中速定性濾紙以傾瀉法過濾，用熱水沖洗3次，然后將殘渣移入濾紙中，用熱水仔細清洗至少10次，洗液總體積約為250～300mL。煤中硫的測定5.

向濾液中滴入2～3滴甲基橙指示劑（2.2.4），加鹽酸（2.2.2）中和后再加入2mL，使溶液呈微酸性。將溶液加熱到沸騰，在不斷攪拌下滴加氯化鋇溶液（2.2.3）10mL，在近沸狀況下保持約2h，最后溶液體積為200mL左右。

6.

溶液冷卻或靜置過液后用致密無灰定量濾紙過濾，并用熱水洗至無氯離子為止[用硝酸銀（2.2.5）檢驗]。

7.

將帶沉淀的濾紙移入已知質量的瓷坩堝中，先在低溫下灰化濾紙，然后在溫度為800～850℃的馬弗爐內灼燒20～40min，取出坩堝，在空氣中稍加冷卻后放入干燥器中冷卻到室溫（約25～30min），稱量。

8.

每配制一批艾氏劑或更稱其他任一試劑時，應進行2個以上空白試驗（除不加煤樣外，全部操作按本標準第2.4條進行），硫酸鋇質量的極差不得大于0.0010g，取算術平均值作為空白值。煤中硫的測定5.

結果計算

測定結果按式（1）計算：煤中硫的測定煤中硫的測定二.庫侖滴定法1.方法提要煤樣在催化劑作用下，于空氣流中燃燒分解，煤中硫生成二氧化硫并被碘化鉀溶液吸收，以電解碘化鉀溶液所產生的碘進行滴定，根據電解所消耗的電量計算煤中全硫的含量。

2.試劑和材料1.三氧化鎢（HG10-1129）。2.變色硅膠：工業(yè)品。3.氫氧化鈉（GB/629）：化學純。4.電解液：碘化鉀（GB/T1272）、溴化鉀（GB/T649）各5g，冰乙酸（GB/T676）10mL，溶于250～300mL水中。5.燃燒舟：長70～77mm，素瓷或剛玉制品，耐溫1200℃以上。3.儀器設備庫侖測硫儀：由下列各部分構成。1.管式高溫爐：能加熱到1200℃以上并有90mm以上長的高溫帶1150±5℃，附有鉑銠-鉑熱電偶測溫及控溫裝置，爐內裝有耐溫1300℃以上的異徑燃燒管。2.電解池和電磁攪拌器：電解池高120～180mm，容量不少于400mL，內有面積約150mm2的鉑電解電極對和面積約15mm2的鉑指示電極對。指示電極響應時間應小于1s，電磁攪拌器轉速約500r/min且連續(xù)可調。

3.庫侖積分器：電解電流0～350mA范圍內積分線性誤差應小于±0.1%。配有4～6位數字顯示器和打印機。

4.送樣程序控制器：可按指定的程序前進、后退。5.空氣供應及凈化裝置：由電磁泵和凈化管組成。供氣量約1500mL/min，抽氣量約1000mL/Min，凈化管內裝氫氧化鈉（3.2.3）及變色硅膠（3.2.2）。煤中硫的測定4.

試驗步驟

1.

試驗準備

1.

將管式高溫爐升溫至1

150℃，用另一組鉑銠-鉑熱電偶高溫計測定燃燒管中高溫帶的位置、長度及500℃的位置。

2.

調節(jié)送樣程序控制器，使煤樣預分解及高溫分解的位置分別處于500℃和1

150℃處。

3.

在燃燒管出口處充填洗凈、干燥的玻璃纖維棉；在距出口端約80～100mm處，充填厚度約3mm的硅酸鋁棉。

4.

將程序控制器、管式高溫爐、庫侖積分器、電解池、電磁攪拌器和空氣供應及凈化裝置組裝在一起。燃燒管、活塞及電解池之間連接時應口對口緊接，并用硅橡膠管封住。

5.

開動抽氣和供氣泵，將抽氣流量調節(jié)到1000mL/min，然后關閉電解池與燃燒管間的活塞，如抽氣量降到500mL/min以下，證明儀器各部件及各接口氣密性良好，否則需檢查各部件及其接口。

2.

測定手續(xù)

1.

將管式高溫爐升溫并控制在1150±5℃。

2.

開動供氣泵和抽氣泵并將抽氣流量調節(jié)到1

000mL/min。在抽氣下，將250～300mL電解液加入電解池內，開動電磁攪拌器。

3.

在瓷舟中放入少量非測定用的煤樣，按3.4.2.4所述進行測定（終點電位調整試驗）。如試驗結束后庫侖積分器的顯示值為0，應再次測定，直至顯示值不為0。

4.

于瓷舟中稱取粒度小于0.2mm的空氣干燥煤樣0.05g（稱準至0.0002g），在煤樣上蓋一薄層三氧化鎢。將舟置于送樣的石英托盤上，開啟送樣程序控制器，煤樣即自動送進爐內，庫侖滴定隨即開始。試驗結束后，庫侖積分器顯示出硫的毫克數或百分含量并由打印機打出。煤中硫的測定5.

結果計算

當庫侖積分器最終顯示數為硫的毫克數時，全硫含量按式（2）計算：煤中硫的測定三.高溫燃燒中和法。4.高溫燃燒中和法1.方法提要煤樣在催化劑作用下于氧氣流中燃燒，煤中硫生成硫的氧化物，并捕集在過氧化氫溶液中形成硫酸，用氫氧化鈉溶液滴定，根據其消耗量，計算煤中全硫含量。2.試劑和材料1.氧氣（GB/T3863）2.過氧化氫溶液：每升含30%（m/m）的過氧化氫30mL。取30mL30%過氧化氫（GB/T6684）加入970mL水，加2滴混合指示劑（4.2.5），用稀硫酸或稀氫氧化鈉溶液中和至溶液呈鋼灰色。此溶液當天使用當天中和。

3.堿石棉：化學純，粒狀。4.三氧化鎢（HG10-1129）。煤中硫的測定5.混合指示劑：將0.125g甲基紅（HG/T3-958）溶于100mL乙酸（GB/T679）中，另將0.083g亞甲基藍溶于100mL乙醇中，分別貯存于棕色瓶中，使用前按等體積混合。6.無水氯化鈣：化學純。7.鄰苯二甲酸氫鉀（GB1257）：優(yōu)級純。8.酚酞（GB/T10729）：1g/L的60%的乙醇溶液。9.氫氧化鈉（GB/T629）標準溶液：c(NaOH)=0.03mol/L。煤中硫的測定1.

氫氧化鈉標準溶液的配制：稱取優(yōu)級純氫氧化鈉（GB/T629）6g，溶于5000mL經煮沸并冷卻后的水中，混合均勻，裝入瓶內，用橡皮塞塞緊。

2.

氫氧化鈉標準溶液的標定：

到預先在120℃下干燥過1h的鄰苯二甲酸氫鉀（4.2.7）0.2～0.3g（稱準至0.0002g）于250mL錐形瓶中，用20mL左右水溶解，以酚酞（4.2.8）作指示劑，用氫氧化鈉標準溶液（4.2.9）滴定至紅色，按式（3）計