煅烧温度对仲钨酸铵中硫分析结果的影响研究

第 25卷第 3期 2010年4月 中闭鸽毋 China Tungsten Indus Vo1．25，No．3 Jun．2O10 文章编号：1009—0622(2010)03—0038—03 煅烧温度对仲钨酸铵中硫分析结果的影响研究 张天明 (厦门钨业股份有限公司，福建 厦门361026) 摘 要：采用高频红外碳硫分析仪测定WO，中硫的方法，在最佳的仪器工作条件下，重点考察了仲钨酸铵的煅烧温 度对其硫含量测定结果的影响。实验证明，仲钨酸铵样品的最佳煅烧温度是425℃，既能快速脱去仲钨酸铵样品中的水 和Nit ，又能确保样品中的硫不至于分解挥发损失，使测定结果能真实反映样品中的硫含量。方法测定范围0．0005 9扣 0．3000％，方法加标回收率98．6％。 关键词：仲钨酸铵；煅烧温度；硫；高频红外吸收法 中图分类号：TF801．3：0657 仲钨酸铵(APT)是生产 WO 的原料，三氧化钨 是生产硬质合金的主体材料，其中微量硫的存在直 接影响到所生产的合金的性能，这就要求对钨产品 中的硫要有一个灵敏、快速、准确的检测方法。APT 中的硫主要是以 (NH )2sO 形式存在，实验表明， (NH4)2SO 在 450 oC就开 始分解 ，而 国家标 准 GB4324．23—84v]分析 APT中硫时。样品预先于500℃ 煅烧，此时样品中的硫已有一部分分解挥发损失了， 所测得的硫含量不能反映APT样品的真实情况。因 此，有必要对如何检测APT中硫含量的方法进行研究。 1 方法原理 高频红外吸收法测定硫是在氧气氛围中采用高 频炉将样品瞬间加热熔化，使样品中的硫以S0 的 形式析出，利用 SO 对红外线具有选择性吸收并且 服从光的吸收定律——朗伯一比耳定律的特点，快 速地检测样品中的硫含量【2]。 2 实验部分 2．1 仪器与试剂材料 CS8800型红外碳硫分析仪(无锡金义博仪器科 技有限公司)；WF-L88型高频感应炉(无锡金义博仪器 科技有限公司)。 瓷坩埚：025 minx25 mm(经 1 100 oC左右灼烧 4 h．冷却后保存于干燥器中)。 文献标识码：A 助熔剂：纯铁(粒度<1．25 mm，纯度 99．8％以 上，硫小于 0．000 4％)；纯钨粒(粒度 0．425,--0．85 mm， 纯度99．9％以上，硫小于0．000 4％)。 载气：氧气(纯度99．5％以上)。 2．2 仪器最佳工作条件的确定 开机预热 1．5 h以上．使仪器处于正常稳定状态。 设置吹氧流量为 1．5 Umin，分析氧流量2．5 L／rain。事 先用 5O g硫通氧燃烧使系统饱和。根据产品硫含 量范围选取相应 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 样品校正工作曲线。将内控管 理样(APT 2008—0772)经 425 qC煅烧 2．5 h后。做仪 器工作条件实验。 2．3 样品分析方法 称取(O．46+0．01)g样品(Aer事先转化成 WO。) 于瓷坩埚中．上面依次均匀覆盖0．2g纯铁、1．5 g纯钨 粒。将坩埚置于坩埚托上，升炉头，通氧燃烧，样品中 的硫生成 SO ，由载气(氧气)送至红外池产生红外 吸收，通过计算机进行数据处理，自动给出硫的分析 结果。 2．4 试样煅烧条件实验 称取(3．0±0．1)gAPr置于坩埚中，盖上坩埚盖 并留一条缝，将坩埚放入高温炉中煅烧，煅烧温度 400 500 oC，间隔 25℃，燃烧时间 O．5 3．5 h，间隔 0．5 ho煅烧后样品按仪器最佳工作条件测定硫含量。 2．5 回收实验 制成一定硫含量的WO，和 A ，按仪器最佳工 收稿日期：2010～03—02 作者简介：张天明(1965一)，男，福建龙海人，工程师，主要从事钨粉末制品物理化学分析。 第3期 张天明：煅烧温度对仲钨酸铵中硫分析结果的影响研究 39 作条件测定硫含量。 2．6 高温回收实验 在 WO 中加入(NH ) SO ，制成一定硫含量的 加标样品。按仪器最佳工作条件测定经不同温度煅 烧后样品中的硫含量。 2．7 wo 转化率对分析结果的影响 在 A r中加入 Na2SO ，制成 50 g (以WO3 计)样品，在不同的条件下煅烧，进行 WO，转化率对 分析结果影响的实验。 3 结果与讨论 3．1 仪器工作条件 为保证实验数据的准确性和可比性，对称样量、 助熔剂量、预吹氧时间、燃烧时间、分析时间等条件 进行了详细考察，确定仪器的最佳工作条件为称样 量O．45 g，助熔剂0．2 g纯铁+1．5 g纯钨，预吹氧时间 35 s，燃烧时间25 S，分析时间 30 s。 3．2 试样煅烧条件实验 由于 APT中存在水分和 NH，无法直接用仪器 测定其中的硫量，故 APT 需先煅烧转化为WO，后 再行分析。因此，选择最佳煅烧条件确保 APT 在煅 烧过程中硫不损失是本实验的重点。表 1是煅烧温 度和煅烧时间对结果的影响。 APT中的硫主要以(NH )：so 形式存在，由表 1 可以看出，样品经 400℃、3 h煅烧后，样品中的硫测 定值仍未达峰值：而在温度 425℃下，煅烧时间在 2．5～3 h时，4个不同含量的样品硫测定值都达到最 高；在 450℃或以上时，样品的硫测定值偏低，对于 表 1 煅烧温度和煅烧时间对结果的影响 2oo9—0214 9．8 9．7 9．2 9．2 20o8—0772 10 12．1 lO．1 1O 2009—0227 15 13 12．3 12．2 20o8—0771 29．3 29．2 24．6 24 高含量硫的样品尤其明显。 为：425℃，2．5 h。 3．3 回收实验 因此，选择最佳煅烧条件 表 2 W()3中加入 Na2SO4的硫回收率 3．3．1 W03中加入 Na 2SO4的硫回收率 在高纯W0，中加入Na：SO 标准样品，充分混 匀，制成硫含量分别为 5O g 、2O g 、7 g 的 WO 样品，检测结果见表2。 由表2所示，在WO，中加入 Na2s0 的样品硫 回收率能达99．7％以上。并且与样品中的硫含量无 关。结果表明：高频红外碳硫分析仪测定WO，中硫 蛊 测定 (1~g．g-I) (平均ll,g．g值-1；回 50．55 101．1 19．95 99．7 6．98 99．8 的方法准确可靠。 3．3．2 APT中加入(Nff4)2SO 标准样品的硫回收率 在APT产品(硫含量为4．8 )中加入(NH )2S0 标准样品，制成以WO3计(APT 中WO 含量按89％ " ” ：2 如 加 中国鹆毋 第25卷 计)硫含量为2 000 t~g／g、50 、10 的APT样 品，在425℃下煅烧2-5h，检测结果如表3所列。 表3 APT q~JJIIA(NIL),SO4标准样品的硫回收率 样犍翳彰 结果／( ) (平均p,g og御-1)回 由表3数据可见，在 APT产品中加入(NH )2SO 标准样品硫回收率能达 98．6％以上。结果表明：经 425 qC下煅烧 2．5 h后测定的硫含量能反映 APT样 品的真实情况。 3．4 高温回收实验结果 在高纯 WO。中加入(NH )2S0 ，制成硫含量为 5O g 、3O g 和 10 Ixg／g的标准样品，样品在 300～500℃区间．间隔 50℃各煅烧 1 h和 2 h后按仪 器最佳工作条件进行测定，结果如表 4所示。 表 4 高温回收实验结果 由表4数据看：煅烧温度低于450℃时，煅烧1 h 或2 h样品中硫的测定值与标准值一样：煅烧温度 在450 oC或450 以上时，样品中硫的测定值低于 标准值。结果表明：(NH4) SO 在45O℃时已开始分解。 3．5 WO 转化率对分析结果的影响 在APT中加入Na2SO ，制成每克WO3含硫50 g 的样品，经不同条件煅烧后按仪器最佳工作条件进 行测定，结果如表 5所示。 表 5 Wo。转化率对分析结果的影响 由表 5可见。在 300 o【=下煅烧 2．5 h．APT 还没 完全转化为 WO，，样品中还有水和 NH。存在，使硫 的测定结果偏低；425 oC煅烧 2．5 h后，硫的测定值 与加入值吻合 ，说明已消除水和 NH，的影响，APT 已完全转化为WO。；500。【=煅烧 1 h后，样品中只有 WO 和 Na2SO 两种成分，排除了微量的NH。可能对 分析结果带来的影响，其硫的测定值远低于加入值， 说明Na2SO 在500 cI=时也会分解损失。 4 结 论 (1)仲钨酸铵中的硫在450 oC时已有部分分解 损失。用国家标准 GB4324．23—84分析 APT 中的硫 不太适用。 (2)高频红外碳硫分析仪测定 APT 中硫的方法 结果准确可靠，更能反映样品含硫量的真实情况，在 A 样品前处理时。样品的最佳煅烧条件以温度 425 oC．煅烧时间2．5 h最合适。 参考文献： 【1】 全国文献工作标准化技术委员会．GB4324．23—84钨化学分析方 法：燃烧一电导法测定硫量【S】．北京：中国标准出版社，1984． 【2] 谢华林．高频燃烧红外吸收法测定碳酸钡中硫 ．冶金分析， 2005，25(2)：62—64． On Calcination Temperature S Impact on the Determination Result of Sulfur in APT ZHANG Tian——ruing (Xiamen Tungsten Co．，Ltd．，Xiarnen 361026，Fujian，China) Abstract：This paper studies sulfur determination method in tungsten trioxide by high-frequency infrared carbon—— sulfur analyzer． The effect of APT S calcination temperature on the sulfur content determination under the optimal instrument working conditions is studied． Experiments show the optimal calcination temperature of APT samples is 425 oC．At the optimal temperature，water and NH3 in APT sample can be removed efficiently．In addition，the sulfur content in the sample can keep intact without decomposition and volatilization． The experimental results can truly reflect the determination of sulfur in APT sample．The sulfur determination scope ranges from 0．000 5％ to 0．300 0％， and the recovery of standard addition iS 98．6％． Key w。rds：APT ；caIcinati。n temperature；sulfur；high—frequency infrared abs。rpti。n meth。d (编辑 ：尹晓星)