淺談煤中氯含量測定的幾個影響因素

曹海華

（內蒙古自治區石油化工監督檢驗研究院，內蒙古呼和浩特 010010）

淺談煤中氯含量測定的幾個影響因素

曹海華

（內蒙古自治區石油化工監督檢驗研究院，內蒙古呼和浩特 010010）

根據工作中進行煤樣中氯含量的測定實驗中遇到的問題，介紹了煤炭由來、重要性，煤中氯存在形態及測定的意義，從實驗本身出發，對影響測定準確度的幾個因素進行探討。

煤；氯含量；測定；影響因素

煤炭是由古代的植物遺體埋藏在地下經地質作用及復雜的生物化學和物理化學變化逐漸形成的一種固體可燃性礦物質。中國是世界上最早利用煤炭的國家。遼寧省新樂古文化遺址中，就發現有煤制工藝品，河南鞏義市也發現有西漢時用煤餅煉鐵的遺址。《山海經》中稱煤為石涅，魏、晉時稱煤為石墨或石炭。

1 煤炭包含的元素

煤炭是由古代的植物經過生物化學作用、地質作用而改變其自身物理、化學性質，由碳、氫、氮、氧等元素組成的一種黑色固體礦物質。構成煤炭有機物質的主要元素有碳、氫、氧、氮和硫等，還有特少量的磷、氯、氟和砷等。碳、氫、氧是煤炭中有機物質的主體，占95%以上，硫、磷、氟、氯和砷是煤炭中的有害成分。

2 煤炭中氯元素

2.1 煤中氯主要以無機物形態存在，但也有少量的氯以有機物形態存在

以無機物存在的主要有鉀鹽礦物（KCl）、鈉鹽礦物（NaCl）及水氯鎂石（MgCl·6H2O）等。世界各國煤中氯的含量一般均極低，據文獻介紹，美國煤中氯的含量為0.01%～0.46%，英國為0.1%～1.0%，印度尼西亞為0.32%～0.55%，我國煤中一般為0.1%以下，極少數煤中氯含量為0.1%～0.2%。

2.2 雖然煤炭中氯的含量很低，但是它對我們的生產具有重大的指導意義

煤中氯含量高低，反映出煤中鉀鈉等元素含量的高低，而后者是鍋爐污染的重要因素。在煤燃燒及煉焦過程中，煤中氯的釋出會引起炭化室爐壁及管道腐蝕。煤中氯含量還是計算煤中礦物質及精確計算煤中氧含量的主要依據之一。

3 氯含量測定

3.1 標準依據

2014年6月9日，中華人民共和國國家質量監督檢驗檢疫總局和中國國家標準化管理委員會聯合發布了GB/T3558—2014《煤中氯的測定方法》，從2014年10月1日實施。該標準代替GB/T3558—1996《煤中氯的測定方法》。

3.2 測定原理

煤中氯的常用測定方法有高溫燃燒法和艾氏劑分解-沉淀滴定法。后者又按沉淀滴定法的不同分為伏爾哈德法和莫爾法。莫爾法是以鉻酸鉀為指示劑，用AgNO3定氯離子。

伏爾哈德法是將煤樣與艾氏卡混合劑（Na2CO3和MgO以質量比為1∶2的混合物）按標準規定比例均勻混合，在680℃溫度下灼燒，煤炭中的氯轉化為氯化物。用沸水浸取煤樣并調整浸取液的酸度后，向浸取液中加入過量的AgNO3溶液和少量的化學純正醇試劑，然后以硫酸鐵銨飽和溶液作指示劑，用硫氰酸鉀標準溶液滴定浸取液中過量的AgNO3，根據消耗硫氰酸鉀標準溶液的量，計算煤炭中氯的含量。

各步反應式如下：

NaCl+AgNO3（過量）→AgCl↓+NaNO3+AgNO3（過剩）AgNO3（過剩）+KCNS→AgCNS+KNO3

6 kCNS+Fe2（SO4）3→2Fe（CNS）3（紅色）+3KNO3

4 氯含量測定影響因素

根據日常工作中常用的伏爾哈德法測定煤中氯含量，總結有以下幾個影響因素：

1）艾氏卡試劑要研細至粉末粒度小于0.2mm，以保證松散狀態，利于煤樣快速氧化，和產生氣體的順利溢出。

2）必須保證所使用的馬弗爐具備良好的通風條件，因為MgO熔點比較高，在實驗溫度下能將半熔融物質保持一種疏松狀態，便于空氣容易透入，煤炭燃燒過程中生成的氣體便于逸出，進而也保證煤粒能夠完全燃燒。

3）灼燒過程，要緩慢加熱，以利于燒結過程中反應充分。否則馬弗爐溫度上升太快，容易使煤樣燃燒不夠完全，從而導致測定結果不夠準確，致使實驗失敗。

4）煤樣進行熔融反應后，在浸取的熔塊中不能散布著黑色顆粒，否則需要重新實驗。灼燒物過濾時，用熱水洗滌殘渣，每次加蒸餾水之前，應將溶液都濾干，以達到更好的洗滌效果，并且應本著少量多次的洗滌原則進行，洗液總體積不應超過110mL，否則溶液體積過大會影響終點的判斷。

5）溶液酸度要適中，應在c（HNO3）≥0.3mol/L范圍內。如果溶液酸度過低，指示劑（硫酸鐵銨）的三價鐵離子將會水解，形成顏色較深的[Fe（H2O）5OH]2+或[Fe2（H2O）4（OH）2]4+等，酸度更低如呈堿性，甚至可能析出水合氧化物沉淀，影響終點觀察。

6）溶液再加入過量的AgNO3時，加入3mL的正己醇或硝基苯即可。太多造成試劑浪費和環境污染，對實驗員也是有危害的，它們能損傷人的眼睛、黏膜和呼吸道，因此在實驗時，建議實驗人員最好佩戴防毒面具，做好各方面的防護措施。

7）在滴定過程中，攪拌溶液要輕，否則已吸附在有機層表面的AgCl沉淀，會再次進入滴定溶液中，使沉淀產生轉化，影響滴定終點的判斷。

5 結論

近年來，我國大部分地區霧霾天氣頻繁出現，空氣污染問題備受關注。污染指數監測值超標，促使《商品煤質量管理暫行辦法》出臺，辦法旨在源頭上制止使用劣質煤炭，降低燃煤過程中氯污染物的排放。作為具有公信力的檢測機構，我們嚴格執行國家標準《煤中氯的測定方法》（GB/T 3558—2014），在實驗中注重細節，善于觀察，勤于總結，盡可能的降低測量誤差，提高測定結果的準確度。

[1] 劉珍.化驗員讀本[M].北京：化學工業出版社，2003：284-285.

[2] GB/T 3558-2014，煤中氯的測定方法[S].中國國家標準管理化委員會.

Several Factors Affecting the Determination of Chlorine Content in Coal

Cao Hai-hua

according to the work of the coal sample in the determination of chlorine content，the problems encountered，introduces the origin and importance of coal，coal of chlorine in the existence and significance of determination，starting from the experiment itself，to explore the factors affecting the accuracy of the determination.

coal；chlorine content；determination；influencing factor

TQ533.1

A

1003-6490（2017）01-0001-02