含硫復合肥生產過程控制中硫的快速測定

王雁芬

（云南云天化紅磷化工有限公司，云南 開遠 661600）

0 引言

在含硫復合肥生產過程控制中，需要及時提供物料中總硫的含量。在含硫復合肥生產中，單質硫與硫酸鹽同時檢測過程復雜，一般熟練分析人員采用GB/T 19203—2003《復混肥料中鈣、鎂、硫含量的測定》［1］中方法分析一個樣品需要耗時7～8 h。采用自動定硫儀，測定一個樣品總硫含量僅需6～7 min，且分析結果與國標法一致，精密度與準確度均達到要求，大大滿足了生產過程控制的及時性、準確性要求。

1 實驗部分

1.1 自動定硫儀工作原理

自動定硫儀結構見圖1。樣品中各種形態的硫在1 150 ℃高溫及催化劑的作用下，在凈化過的空氣流中氧化分解為SO2和少量SO3氣體；然后被凈化過的空氣流帶到電解池內，生成H2SO3和少量H2SO4，H2SO3立即被電解液中的I2（Br2）氧化成H2SO4；電解液中的I2（Br2）減少而I-（Br-）增加，破壞了電解液的平衡狀態，指示電極間的電位升高，儀器自動判斷啟動電解，并根據指示電極上的電位高低，控制與之對應的電解電流的大小與時間，使電解電極上生成的I2（Br2）與H2SO3反應所消耗的I2（Br2）數量相等，從而使電解液重新回到平衡狀態，重復此過程，直到實驗結束。最后，儀器根據電解產生I2（Br2）所耗用電量的積分，應用法拉第電解定律計算試樣中總硫含量。

圖1 自動定硫儀結構

樣品中總硫質量分數的計算公式為［2］：

式中w（S）——空氣干燥狀態下樣品中的總硫質量分數，%；

Q——電量，C；

16——1/2 S的摩爾質量；

96 500——法拉第常數；

m——試樣質量，g。

1.2 測量步驟

在小磁舟中準確稱取含硫復合肥樣品（0.050±0.005）g（精確至0.000 1 g），并在樣品上蓋一薄層三氧化鎢，將樣品順序放入預先升溫并設置好的儀器樣品盤中，順序輸入樣品質量并進行測量，每個樣品測量時間6～7 min。

2 結果與討論

2.1 方法對比實驗

目前含硫復合肥中硫含量的測定主要依據GB/T 19203—2003《復混肥料中鈣、鎂、硫含量的測定》。分別采用GB/T 19203—2003 中方法（國標法）和自動定硫儀對云南云天化紅磷化工有限公司生產的同時含有硫酸鹽和單質硫的復合肥產品進行硫含量對比分析，實驗結果見表1。

表1 方法對比實驗結果 %

從表1 數據可以看出，不同的含硫復合肥產品，兩種檢測方法分析結果的絕對差值為-0.19%～0.16%，在誤差允許范圍內，說明自動定硫儀法測定結果準確。

2.2 精密度實驗

為驗證自動定硫儀快速測硫方法的精密度，對每個樣品進行4次平行測定，結果見表2。

表2 自動定硫儀快速測硫精密度實驗結果

從表2 中數據可以看出，4 次測定結果相對標準偏差為0.26%～1.09%，自動定硫儀法測定樣品重現性好，精密度高，完全能滿足含硫復合肥產品生產控制分析的需要。

2.3 加標回收實驗

向100 gw（S）7.10%樣品中加入一定量（0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0 g）硫黃（w（S）99.99%），將樣品充分混合均勻，測定樣品中總硫含量，并計算加標回收率，結果見表3。

表3 加標回收實驗結果

由表3 可知，自動定硫儀法的加標回收率為92.79%～106.67%，方法準確度高。

2.4 小結

使用自動定硫儀測定含硫復合肥中總硫含量時，測量數據準確度高，測量時間由7～8 h 縮短至6～7 min，保證了產品質量過程控制的需要。

3 結論

通過對國標法和自動定硫儀法的對比分析，同時結合含硫復合肥生產的實際情況，在生產的含有硫酸鹽及單質硫的復合肥生產控制分析中，使用自動定硫儀測定總硫含量，結果在誤差允許范圍內，可及時提供生產控制所需的總硫含量數據，滿足生產控制需要。