本發(fā)明涉及一種硫元素含量的測定和控制方法，具體涉及一種過磷酸鈣中硫元素含量的測定和控制方法。
背景技術：
磷和硫都是植物生長必要的大量元素，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有重大意義，因此一些化肥將將磷和硫結合在一起制成復合肥。在加工過程中需要控制化肥中硫元素的含量，因為缺少必要的方法，實際生產(chǎn)中若需要測定化肥中硫的含量，需要將樣品送至專門的檢測機構檢測，因此，一種快速、準確的測定化肥中硫元素的含量的方法十分必要。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種過磷酸鈣中硫元素含量的測定和控制方法，解決將樣品送至專門的檢測機構檢測化肥中硫元素含量速度慢、不方便的問題。
為解決上述的技術問題，本發(fā)明提供一種過磷酸鈣中硫元素含量的測定方法，包括測定過磷酸鈣中以單質(zhì)形式存在的硫元素的含量S1％和以硫酸根狀態(tài)存在的硫元素的含量S2，過磷酸鈣中硫元素含量S根據(jù)S＝S1+S2計算得到。
作為優(yōu)選的，所述以單質(zhì)存在的硫元素含量的測定包括依次進行的下列步驟：
取樣，稱取樣品0.2-0.3g；
燃燒，將樣品燃燒，使樣品中的硫單質(zhì)被氧化成二氧化硫；
氧化，將燃燒得到的氣體產(chǎn)物通入過氧化氫溶液，將其中的二氧化硫氧化成硫酸；
滴定，用氫氧化鈉滴定氧化得到的硫酸，并記錄消耗氫氧化鈉的總體積；
結果計算，根據(jù)公式S1＝C×V×0.01603×100/m得到樣品中硫單質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)，公式中：C為NaOH溶液濃度mol/l，V為NaOH溶液耗用體積ml，m為試樣質(zhì)量g，0.01603為與1molNaOH溶液相當?shù)牧虻馁|(zhì)量。
作為優(yōu)選的，所述燃燒是將高溫爐溫度設置在700-750攝氏度，爐溫升至400-600攝氏度時加入樣品。
作為優(yōu)選的，所述氧化是向30ml過氧化氫溶液中加入1-2滴甲基紅亞甲基藍混合指示劑，將燃燒生成的氣體通過過氧化氫溶液，使二氧化硫氧化成硫酸，其中，過氧化氫溶液中過氧化氫的質(zhì)量分數(shù)為3％，甲基紅亞甲基藍混合指示劑濃度為2g/L。
作為優(yōu)選的，所述滴定是用0.05-0.10moI/L的氫氧化鈉滴定氧化得到的硫酸至吸收液由黃變紅，并不再變紅為止，記錄消耗氫氧化鈉的總體積。
作為優(yōu)選的，以硫酸根狀態(tài)存在的硫元素含量的測定包括依次進行的下列步驟：
取樣，稱取樣品2-3g；
酸化，加入20-25ml濃鹽酸后加水稀釋至70-80ml；
加熱，將酸化溶液加熱沸騰，汽化至溶液剩余3-5ml；
定容，將剩余溶液定容至250ml；
沉淀，量取濾去固體雜質(zhì)的、25ml定容后的溶液，加入過量氯化鋇溶液；
過濾，將沉淀后得到的所有清液和沉淀全部轉(zhuǎn)移至質(zhì)量為m1的4號玻璃砂芯坩堝過濾；
干燥，將玻璃砂芯坩堝連同沉淀放入180℃烘箱中，烘45-60分鐘至質(zhì)量不再變化后，取出玻璃砂芯坩堝放入干燥器冷至室溫，稱得玻璃砂芯坩堝和沉淀總質(zhì)量m2；
結果計算，根據(jù)公式和W2＝m2-m1計算以硫酸根狀態(tài)存在的硫元素含量，公式中，0.137為硫酸鋇中硫元素的質(zhì)量分數(shù)，W2為硫酸鋇的質(zhì)量g,W1為稱取樣品的質(zhì)量。
作為優(yōu)選的，所述沉淀是取25ml定容后的溶液加入2ml濃鹽酸，稀釋至100-110ml,煮沸后加入35ml質(zhì)量分數(shù)2％的氯化鋇溶液，繼續(xù)煮沸3-5分鐘。
作為優(yōu)選的，所述定容是將燒杯中的所有液體轉(zhuǎn)移至容量瓶中后，并用水洗滌燒杯內(nèi)壁至燒杯中所有物質(zhì)轉(zhuǎn)入容量瓶中。
作為優(yōu)選的，所述過濾是將燒杯中的物質(zhì)轉(zhuǎn)移至4號玻璃砂芯坩堝中，用傾斜法洗滌燒杯和沉淀2-3次，每次用水10-15ml,然后用200-250ml水洗滌4號玻璃砂芯坩堝中的沉淀。
本發(fā)明還提供了一種硫元素含量的控制方法，包括過磷酸鈣中硫含量的測定和硫含量的調(diào)控，其中硫含量的測定包括測定過磷酸鈣中以單質(zhì)形式存在的硫元素含量S1和以硫酸根狀態(tài)存在的硫元素的含量S2，過磷酸鈣中硫元素含量S根據(jù)S＝S1+S2計算得到；
所述調(diào)控方法是將得到的過磷酸鈣中硫元素含量與所需過磷酸鈣中硫元素含量作對比，若硫元素含量高于所需值，則在加料時多加硫磺，若硫元素含量低于所需值，則在加料時多加硫磺。
本發(fā)明過磷酸鈣中硫元素含量的測定方法分為單質(zhì)硫的測定和硫酸根中硫元素的測定。
單質(zhì)硫測定的原理：將原料在700-750攝氏度下燃燒，使硫單質(zhì)被氧化成二氧化硫，將燃燒氣體通入過氧化氫溶液中，過氧化氫將二氧化硫氧化成硫酸，然后以甲基紅亞甲基藍為指示劑用氫氧化鈉滴定硫酸，至溶液由紅變黃并不再變紅為止。
硫酸根中硫元素的測定原理：將試樣溶解在濃鹽酸中，使其中的硫酸根變?yōu)殡x子形式，在酸性條件下，使硫酸根與鋇離子生成沉淀，通過稱量沉淀的質(zhì)量計算其中硫元素的含量。
過磷酸鈣的加工主要包括原料的混合、在化沉室固化、熟化庫熟化、造粒后即成成品。過磷酸鈣加工時根據(jù)客戶需要向其中添加硫磺，以滿足植物對硫的需求。本發(fā)明的過磷酸鈣中硫元素含量的控制方法是測定固化、熟化及成品中的硫含量，根據(jù)測得硫元素含量與客戶需要硫元素含量的偏差，改變加料時加入硫磺的量，若測得硫含量偏高，增加加入硫磺的量，若測得硫含量偏低，則減少加入硫磺的量。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果至少是如下之一：
1)在生產(chǎn)過程中隨時取樣，隨時測定，高效、快速監(jiān)測化肥中硫元素的含量。
2)省去了取專門檢測機構監(jiān)測的麻煩，既節(jié)約了時間又節(jié)約了成本。
3)本方法測試方便，準確性高,誤差小于1％。
4)本發(fā)明可以用于監(jiān)測生產(chǎn)過程中過磷酸鈣中硫元素含量，可以大大提高成品過磷酸鈣的品質(zhì)。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
實施例1：
本實施例提供了種過磷酸鈣中硫元素含量的測定方法，包括過磷酸鈣中以單質(zhì)存在的硫元素含量S1的測定和以硫酸根狀態(tài)存在的硫元素含量S2的測定。
以單質(zhì)存在的硫元素含量的測定包括依次進行的下列步驟：
取樣，稱取樣品0.2g；
燃燒，將高溫爐溫度設置在700攝氏度，爐溫升至400攝氏度時加入樣品，樣品中的硫單質(zhì)燃燒生成二氧化硫；
氧化，向30ml質(zhì)量分數(shù)3％的過氧化氫溶液中加入1滴2g/L甲基紅亞甲基藍混合指示劑，將燃燒生成的氣體通過質(zhì)量分數(shù)3％的過氧化氫溶液，使其中的二氧化硫氧化成硫酸；
滴定，用0.05moI/L的氫氧化鈉滴定氧化得到的硫酸至吸收液由黃變紅，并不再變紅為止，記錄消耗氫氧化鈉的總體積為22.46ml；
結果計算，根據(jù)公式S1＝C×V×0.01603×100/m得到樣品中硫單質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為9.00％，其中：C為NaOH溶液濃度mol/l，V為NaOH溶液耗用體積ml，m為試樣質(zhì)量g，0.01603為與1mol NaOH溶液相當?shù)牧虻馁|(zhì)量。
以硫酸根狀態(tài)存在的硫元素含量的測定包括依次進行的下列步驟：
取樣，稱取樣品2g；
酸化，加入20ml濃鹽酸后加水稀釋至70ml；
加熱，將酸化溶液加熱沸騰，汽化至溶液剩余3ml；
定容，將燒杯中的所有液體轉(zhuǎn)移至容量瓶中后，并用水洗滌燒杯內(nèi)壁至燒杯中所有物質(zhì)轉(zhuǎn)入容量瓶中，定容至250ml；
沉淀，量取25ml定容后、濾去固體雜質(zhì)的溶液，向其中加入2ml濃鹽酸，稀釋至100ml,煮沸后加入35ml質(zhì)量分數(shù)2％的氯化鋇溶液，繼續(xù)煮沸3分鐘；
過濾，將沉淀后得到的所有清液和沉淀全部轉(zhuǎn)移至質(zhì)量為m1的4號玻璃砂芯坩堝，用傾斜法洗滌燒杯和沉淀2次，每次用水10ml,然后用200ml水洗滌4號玻璃砂芯坩堝中的沉淀；
干燥，將玻璃砂芯坩堝連同沉淀放入180℃烘箱中，烘45分鐘至質(zhì)量不再變化后，取出玻璃砂芯坩堝放入干燥器冷至室溫，稱得玻璃砂芯坩堝和沉淀總質(zhì)量m2；
結果計算，計算得到W2＝m2-m1＝0.0149g、以硫酸根狀態(tài)存在的硫元素含量為1.02％，其中，0.137為硫酸鋇中硫元素的質(zhì)量分數(shù)，W2為硫酸鋇的質(zhì)量g,W1為稱取樣品的質(zhì)量。
過磷酸鈣中硫元素含量S為S＝S1+S2＝10.02％。
本實施例過磷酸鈣中硫元素加入的含量為9.95％，誤差小于1％。
實施例2：
本實施例提供了種過磷酸鈣中硫元素含量的測定方法，包括過磷酸鈣中以單質(zhì)存在的硫元素含量S1的測定和以硫酸根狀態(tài)存在的硫元素含量S2的測定。
以單質(zhì)存在的硫元素含量的測定包括依次進行的下列步驟：
取樣，稱取樣品0.3g；
燃燒，將高溫爐溫度設置在750攝氏度，爐溫升至600攝氏度時加入樣品，將樣品燃燒使其中的硫被氧化成二氧化硫；
氧化，向30ml 3％的過氧化氫溶液中加入2滴2g/L甲基紅亞甲基藍混合指示劑，將燃燒生成的氣體通過3％的過氧化氫溶液，使其中的二氧化硫氧化成硫酸；
滴定，用0.10moI/L的氫氧化鈉滴定氧化得到的硫酸至吸收液由黃變紅，并不再變紅為止，記錄消耗氫氧化鈉的總體積為22..56ml；
結果計算，根據(jù)公式S1＝C×V×0.01603×100/m得到樣品中硫單質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為12.03％，其中：C為NaOH溶液濃度mol/l，V為NaOH溶液耗用體積ml，m為試樣質(zhì)量g，0.01603為與1mol NaOH溶液相當?shù)牧虻馁|(zhì)量。
以硫酸根狀態(tài)存在的硫元素含量的測定包括依次進行的下列步驟：
取樣，稱取樣品3g；
酸化，加入25ml濃鹽酸后加水稀釋至80ml；
加熱，將酸化溶液加熱沸騰，汽化至溶液剩余5ml；
定容，將燒杯中的所有液體轉(zhuǎn)移至容量瓶中后，并用水洗滌燒杯內(nèi)壁至燒杯中所有物質(zhì)轉(zhuǎn)入容量瓶中，定容至250ml；
沉淀，量取25ml定容后、濾去固體雜質(zhì)的溶液，向其中加入2ml濃鹽酸，稀釋至110ml,煮沸后加入35ml質(zhì)量分數(shù)2％的氯化鋇溶液，繼續(xù)煮沸5分鐘；
過濾，將沉淀后得到的所有清液和沉淀全部轉(zhuǎn)移至質(zhì)量為m1的4號玻璃砂芯坩堝，用傾斜法洗滌燒杯和沉淀3次，每次用水15ml,然后用250ml水洗滌4號玻璃砂芯坩堝中的沉淀；
干燥，將玻璃砂芯坩堝連同沉淀放入180攝氏度烘箱中，烘60分鐘至質(zhì)量不再變化后，取出玻璃砂芯坩堝放入干燥器冷至室溫，稱得玻璃砂芯坩堝和沉淀總質(zhì)量m2；
結果計算，根據(jù)公式W2＝m2-m1＝0.0438g和計算以硫酸根狀態(tài)存在的硫元素含量，其中，0.137為硫酸鋇中硫元素的質(zhì)量分數(shù)，W2為硫酸鋇的質(zhì)量g,W1為稱取樣品的質(zhì)量。
過磷酸鈣中硫元素含量S為S＝S1+S2＝14.03％。
本實施例過磷酸鈣中硫元素加入的含量為14.09％，誤差小于1％。
實施例4：
本實施例提供了一種過磷酸鈣中硫元素含量的控制方法，所述調(diào)控方法是測定過磷酸鈣生產(chǎn)的固化階段和熟化階段以及成品中硫元素的含量，若硫元素含量高于所需值，則在加料時多加硫磺，若硫元素含量低于所需值，則在加料時多加硫磺。用本發(fā)明測定成品中硫元素的質(zhì)量分數(shù)為13.2％，但工廠生產(chǎn)的過硫酸鈣中硫含量應達到11.7％，所以向在混合器中混合物料時，每千克混合料中少加0.015Kg硫磺。
實施例5：
本實施例提供了一種過磷酸鈣中硫元素含量的控制方法，所述調(diào)控方法是測定過磷酸鈣生產(chǎn)的固化階段和熟化階段以及成品中硫元素的含量，若硫元素含量高于所需值，則在加料時多加硫磺，若硫元素含量低于所需值，則在加料時多加硫磺。用本發(fā)明測定成品中硫元素的質(zhì)量分數(shù)為10.2％，但工廠生產(chǎn)的過硫酸鈣中硫含量應達到12.5％，所以向在混合器中混合物料時，每千克混合料中多加0.023Kg硫磺。
盡管這里參照本發(fā)明的多個解釋性實施例對本發(fā)明進行了描述，但是，應該理解，本領域技術人員可以設計出很多其他的修改和實施方式，這些修改和實施方式將落在本申請公開的原則范圍和精神之內(nèi)。更具體地說，在本申請公開和權利要求的范圍內(nèi)，可以對主題組合布局的組成部件和/或布局進行多種變型和改進。除了對組成部件和/或布局進行的變形和改進外，對于本領域技術人員來說，其他的用途也將是明顯的。