(2).鎢粒:(C≤0.0005% S≤0.0002% )
(3).基準(zhǔn)碳酸鈣(99.99%)
(4)瓷坩堝¢25×25(mm)(1000℃燃燒4小時)
(二)試驗方法
將瓷坩堝分別加入不同量的助溶劑和試樣,在預(yù)調(diào)好的碳硫設(shè)備上按操作規(guī)程分別測定碳硫含量。
二、結(jié)果與討論
。ㄒ唬┰嚇恿康倪x擇
樣品中碳含量為70%-80%左右,試驗結(jié)果,含碳為 70.36%的煤標(biāo)樣允許稱樣量30mg左右,含碳45%煤標(biāo)樣允許稱樣量50mg左右,含碳12%的基準(zhǔn)碳酸鈣允許稱樣量100mg左右,為了盡可能減少稱樣少引起的較大相對誤差,選允許稱樣量,含碳在7%-45%范圍,稱樣量50mg,含碳45%-80%范圍,稱樣量為30mg。
試驗結(jié)果表明,由于樣品質(zhì)輕,因此體積大,50mg樣量占坩堝體積的1/4-1/3,稱樣量達200mg時,助溶劑少,覆蓋不良,樣品燃燒不完全;或助溶劑過多會引起泛溢沾污石英管。為此,4%以下硫含量的樣品,稱樣量選15mg,高含量樣品盡肯能選允許量,以減少稱量誤差。
(二)試驗條件選擇
1、頂氧和分析氣體的選擇
試驗結(jié)果表明,根據(jù)煤炭、焦炭、冶金石灰樣質(zhì)輕特性,頂氧和分析氣壓力調(diào)節(jié)過大,會造成樣品損失,碳和硫結(jié)果偏低;頂氧和分析氣壓力調(diào)節(jié)過小,樣品燃燒過程中碳和硫的釋放出峰不平穩(wěn),拖尾嚴(yán)重,積分時間大于39秒。因此針對煤、焦炭、冶金質(zhì)輕樣品,頂氧調(diào)節(jié)壓力為 (1.0MPa)分析氣體壓力調(diào)解壓力為:(1.2MPa)。
2、助熔劑選擇
試驗表明,焦炭標(biāo)樣隨著鐵粒的增加,碳、硫的釋放曲線出峰好,不拖尾,39秒內(nèi)均完成釋放。故和其他非金屬材料一樣,選擇鐵盒鎢粒助熔。
3、 助熔劑的配比
理論上,助熔劑多有利于燃燒。但試驗表明,不合適的配比會產(chǎn)生許多不利影響,如浪費熔劑,沾污、侵蝕石英管,增加維護次數(shù),提高成本。
。1)鐵量與樣量配比 試驗表明,使樣品完全熔燃的*小*佳鐵量為2.0-2.5倍的試樣量。
。2)鎢量與鐵量配比 試驗表明,加入過多的鎢粒,分析完的坩堝壁上黃色粉塵多,原因是產(chǎn)生大量的黃色的三氧化鎢,表明鎢粒過量;加入的鐵粒過多,分析完的坩堝壁上呈黑褐色,嚴(yán)重時四周壁上有泛濺的熔體,原因是產(chǎn)生鐵的氧化物、鐵塵和濺溢,說明純鐵粒過多,當(dāng)純鐵粒為300mg,鎢粒為1600mg和鐵粒為50mg、鎢粒為2000mg時,分析完的坩堝呈原色,即均無上述多余產(chǎn)物,說明配比*佳。
另外,當(dāng)鐵量過多時,使石英管內(nèi)壁產(chǎn)生黑色鐵融渣,經(jīng)試驗統(tǒng)計,一般必須周期清洗石英管。如果出現(xiàn)溢濺,則清洗周期更短。而盡可能保證上述*佳配比,石英管的清洗周期可長達兩三個月以上,而且減少管中清洗刷的磨損。
本文試樣和助熔劑的*佳配比為:試樣量:純鐵粒:鎢粒=30-50mg:300mg:1600mg。
4、試樣和助熔劑的分布方式
按以下三種極端不同的加入順序和分布方式試驗。
(1)純鐵粒先熔融在坩堝底層,冷卻后,樣品在其上,鎢粒覆蓋。結(jié)果是中層包渣,樣品熔燃不好,釋放曲線非銳峰,拖尾嚴(yán)重,積分時間大于39秒,精度差。
。2)樣品均勻分布于坩堝底層,純鐵粒堆于中央,鎢粒覆蓋。結(jié)果是熔塊在中央,周圍有不熔樣品,釋放曲線非銳峰,拖尾嚴(yán)重,積分時間大于35秒,精度差。
。3)樣品均勻分布于坩堝底層,純鐵粒均勻鋪入,鎢粒覆蓋。熔完物光滑一體不夾渣,釋放曲線為銳峰,積分時間小于35秒,精度好。
試樣結(jié)果,試樣和助熔劑的加入順序及分布方式不當(dāng),分析時嚴(yán)重影響樣品的燃燒,使釋放曲線出峰不穩(wěn)定,拖尾,從而影響分析精度和準(zhǔn)確度。按方式(3)進行操作,純鐵粒咋樣品中均勻分布,使每個鐵粒所在的樣品區(qū)自成的渦流,從而帶動周圍樣品融化燃燒。因此,鐵粒與樣品接觸面積越大,鐵粒分布越均勻,渦流質(zhì)點越多,越易于燃燒。
5、輕質(zhì)樣品飛散問題
在高頻紅外碳硫分析儀器上,分析操作合爐運行中,隨著管刷向下同時向下吹氣清掃,這堆金屬重質(zhì)樣品不會有任何影響,但對此類輕質(zhì)樣品卻產(chǎn)生吹散,影響分析精度和準(zhǔn)確度。因此采用了定量濾紙加蓋坩堝的方法,對煤標(biāo)樣GBW (E )110016 的硫進行了10次測定,試驗結(jié)果加濾紙蓋后標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.03,不加濾紙蓋的標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.06。
6、校正
。1)碳的校正 由于樣品中碳含量高(7%-80%),通過對基準(zhǔn)碳酸鈣(C=12%),及兩個煤標(biāo)樣(含碳43.89%和70.36%)進行試驗,結(jié)果用基準(zhǔn)碳酸鈣校正可準(zhǔn)確測到含碳6.88%的鉻鐵(GSB03-1562-2003)標(biāo)樣和含碳43.89%的煤標(biāo)樣(GBW11107L)。以含碳43.89%校正,可測定含碳70.36%的煤標(biāo)樣(GBW(E)110016)。
對含碳為43.89% 的煤標(biāo)樣分別進行a稱樣量與 校正標(biāo)樣相同和b稱樣量為校正標(biāo)樣樣量的一半兩種情況對比試驗表明,后者情況下超出了國家標(biāo)準(zhǔn)允許差近2倍。因此在校正中必須遵循校正標(biāo)樣與被測樣品稱樣量一致性的原則,這對樣品結(jié)果的準(zhǔn)確性起決定性作用。
(2)硫的校正 由于煤、焦炭以及冶金石灰與鐵礦石,爐渣等導(dǎo)電性基本類似,以鐵礦石標(biāo)樣進行校正,結(jié)果表明,焦炭標(biāo)樣和煤、冶金石灰標(biāo)樣均滿足國家標(biāo)準(zhǔn)允許差,說明可以用礦石標(biāo)樣統(tǒng)一校正。
7、樣品分析
用本法對實際樣品(比如煤、焦炭、冶金石灰,煤灰、焦灰、瓦灰、等)進行試驗分析,并與化學(xué)法結(jié)果進行了比較,分析結(jié)果表明,本法操作簡單、快速,且精度優(yōu)于常規(guī)燃燒氣體容量法測定碳、碘量法定硫。