磷石膏中有机物含量测定方法的研究

徐路芸（云南三环化工有限公司，云南 昆明 650113）

磷石膏中有机物含量测定方法的研究

徐路芸（云南三环化工有限公司，云南 昆明 650113）

磷石膏试样在1200℃高温下通氧气灼烧，分解出的SO2用过氧化氢硫酸溶液吸收排除，有机物以CO2形式逸出，经吸收液吸收后，用非水溶液滴定法测定磷石膏中的有机物，以总碳的形式表示其含量，所拟定出的分析方法经测试验证，满足了生产上的要求。

磷石膏；灼烧；有机物；非水溶液滴定法

磷石膏用做水泥缓凝剂，已被水泥建材行业逐步认可接收。但是由于在萃取磷酸生产上使用的磷矿中含有有机物，另一方面是使用浮选矿和有机絮凝剂，使磷石膏中的有机物含量增加。水泥建材行业提出磷石膏中的有机物以物理吸附形式分布在磷石膏中，有机物具有表面活性，吸附在水泥颗粒表面，会延缓凝结时间，削弱了硬化体水泥产物之间的粘结性，使水泥的凝结时间延长，强度降低，尤其是28天抗压强度有较大的下降。因此要求对磷石膏中有机物的含量要有所了解和控制。而对磷石膏中有机物的测定未见有更多的报道。笔者根据在三环化工31年的工作经历，曾接触过磷石膏制硫酸、水泥多次论证和试验。根据水泥建材行业提出的要求，在做了大量调查和阅读了相关资料的前提下，开展了磷石膏中有机物含量的分析方法研究，最终制定出磷石膏和磷石膏水泥缓凝剂中有机物含量测定的分析方法，及时应用于磷石膏生产水泥缓凝剂的实际生产上，取得较好效果。

1 实验部分

方法原理 磷石膏中的有机物在通氧灼烧中生成CO2逸出，用过量的乙醇钾做吸收液将CO2吸收后，过量的乙醇钾溶液用苯甲酸标准溶液滴定，根据乙醇钾溶液的吸收量和苯甲酸标准滴定溶液的消耗量，计算出磷石膏中有机物的含量（以碳表示），滴定在非水溶液中进行。磷石膏在灼烧中有SO2逸出，用硫吸收液吸收后排除硫的干扰。

2 仪器及试剂

（1）仪器装置（见图1）

（2）试剂溶液 ①硫吸收液的配制。在1L煮沸冷却后的蒸馏水中，加入20mL过氧化氢溶液（3g/L），5mL甲基红-溴甲酚绿混合指示剂，加20mL硫酸溶液（1+85），用煮沸冷却后的蒸馏水稀释至2L，摇匀。

②碳吸收液的配制。0.12moL/L苯甲酸标准滴定溶液：称取21g氢氧化钾溶于150mL水中，冷却后及时倒入装有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）混合指示剂，充分摇匀，待标定后备用。

③非水滴定溶液的配制。0.12moL/L苯甲酸标准滴定溶液：称取约29～30g苯甲酸溶于2000mL95%的乙醇中，充分摇匀，标定后备用。

（3）测定步骤 将管式高温炉炉温升至1200℃，于定硫吸收瓶中加入硫吸收液100mL，于定碳吸收瓶中准确加入100mL碳吸收液，（即乙醇钾标准溶液），此溶液体积为V1。称取0.5g试样，称准至0.0002g，于燃烧瓷舟中，放入灼烧管的中间部位，立即将胶塞塞紧管口，通入氧气灼烧试样，灼烧分解出SO2和CO2，SO2被硫吸收液吸收，此时硫吸收液呈现紫色。CO2使碳吸收液褪色，此时立即用非水滴定溶液滴定至碳吸收液瓶中溶液转为起始时的淡蓝色为终点，记下体积V2。拔去胶塞，停止通氧气，将瓷舟取出。

碳分析结果按下式计算：

式中：C1为乙醇钾标准滴定溶液浓度（mol/L）； V1为消耗

乙醇钾标准滴定溶液体积（mL）；C2为苯甲酸标准滴定溶

液浓度（mol/L）；V2为消耗苯甲酸标准滴定溶液体积

（mL）；C%为样品中以碳表示有机质的量（%）。

0.01201—与1.00mL乙醇钾溶液C〔C6H5COOH=1.00 mol/L〕相当以克的碳原子质量；m—试样质量，g。

3 结果与讨论

（1）试样灼烧温度条件实验 为使磷石膏中的有机物能够完全燃烧，对灼烧温度的确定进行了1000℃、1100℃、1200℃、1250℃的条件实验。实验结果见下表1。

表1 灼烧温度对测定结果的影响

根据试验所得结果，说明用1000℃和1100℃灼烧的试验样测定结果偏低，1300℃能够使试样灼烧完全，但是温度较高时，瓷舟内有熔融物紧粘在瓷舟底部，所以最终确定的试样灼烧的最佳温度是1200℃。

图1 测定装置图

（2）精密度试验 按所拟定的分析方法，对3个生产样品进行实际五平行测定，结果见表2。

表2 精密度测定结果

4 结语

①经试验建立的磷石膏中有机物测定的分析方法，在不同温度条件下测得的值进行比较，选定在1200℃温度时测得的有机物含量最佳。

②测得标准偏差在0.019%～0.032%之间，说明精密度好，准确可靠。

③该分析方法与现有的仪器分析方法相比较，具有仪器投入费用低，分析操作简便、快速的特点，及时应用到实际生产上，取得较好的效果。

［1］云南省技术监督局，云南省建材院，云南省地方标准.标准号：DB53/T396-2012磷石膏水泥缓凝剂［S］.2012-5-1.

［2］张建新，彭家惠，万体智.磷石膏中有机物的测定及其对水泥性能的影响［J］.四川大学学报（工程科学版），2006，38（3）.

［3］庞英，杨林，杨敏，曹建新.磷石膏中杂质的存在形态及其分布情况的研究［J］.贵州大学学报（自然科学版），2009，（26）3.