含硫复合肥生产过程控制中硫的快速测定

王雁芬

（云南云天化红磷化工有限公司，云南 开远 661600）

0 引言

在含硫复合肥生产过程控制中，需要及时提供物料中总硫的含量。在含硫复合肥生产中，单质硫与硫酸盐同时检测过程复杂，一般熟练分析人员采用GB/T 19203—2003《复混肥料中钙、镁、硫含量的测定》［1］中方法分析一个样品需要耗时7～8 h。采用自动定硫仪，测定一个样品总硫含量仅需6～7 min，且分析结果与国标法一致，精密度与准确度均达到要求，大大满足了生产过程控制的及时性、准确性要求。

1 实验部分

1.1 自动定硫仪工作原理

自动定硫仪结构见图1。样品中各种形态的硫在1 150 ℃高温及催化剂的作用下，在净化过的空气流中氧化分解为SO2和少量SO3气体；然后被净化过的空气流带到电解池内，生成H2SO3和少量H2SO4，H2SO3立即被电解液中的I2（Br2）氧化成H2SO4；电解液中的I2（Br2）减少而I-（Br-）增加，破坏了电解液的平衡状态，指示电极间的电位升高，仪器自动判断启动电解，并根据指示电极上的电位高低，控制与之对应的电解电流的大小与时间，使电解电极上生成的I2（Br2）与H2SO3反应所消耗的I2（Br2）数量相等，从而使电解液重新回到平衡状态，重复此过程，直到实验结束。最后，仪器根据电解产生I2（Br2）所耗用电量的积分，应用法拉第电解定律计算试样中总硫含量。

图1 自动定硫仪结构

样品中总硫质量分数的计算公式为［2］：

式中w（S）——空气干燥状态下样品中的总硫质量分数，%；

Q——电量，C；

16——1/2 S的摩尔质量；

96 500——法拉第常数；

m——试样质量，g。

1.2 测量步骤

在小磁舟中准确称取含硫复合肥样品（0.050±0.005）g（精确至0.000 1 g），并在样品上盖一薄层三氧化钨，将样品顺序放入预先升温并设置好的仪器样品盘中，顺序输入样品质量并进行测量，每个样品测量时间6～7 min。

2 结果与讨论

2.1 方法对比实验

目前含硫复合肥中硫含量的测定主要依据GB/T 19203—2003《复混肥料中钙、镁、硫含量的测定》。分别采用GB/T 19203—2003 中方法（国标法）和自动定硫仪对云南云天化红磷化工有限公司生产的同时含有硫酸盐和单质硫的复合肥产品进行硫含量对比分析，实验结果见表1。

表1 方法对比实验结果 %

从表1 数据可以看出，不同的含硫复合肥产品，两种检测方法分析结果的绝对差值为-0.19%～0.16%，在误差允许范围内，说明自动定硫仪法测定结果准确。

2.2 精密度实验

为验证自动定硫仪快速测硫方法的精密度，对每个样品进行4次平行测定，结果见表2。

表2 自动定硫仪快速测硫精密度实验结果

从表2 中数据可以看出，4 次测定结果相对标准偏差为0.26%～1.09%，自动定硫仪法测定样品重现性好，精密度高，完全能满足含硫复合肥产品生产控制分析的需要。

2.3 加标回收实验

向100 gw（S）7.10%样品中加入一定量（0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5、4.0、4.5、5.0 g）硫黄（w（S）99.99%），将样品充分混合均匀，测定样品中总硫含量，并计算加标回收率，结果见表3。

表3 加标回收实验结果

由表3 可知，自动定硫仪法的加标回收率为92.79%～106.67%，方法准确度高。

2.4 小结

使用自动定硫仪测定含硫复合肥中总硫含量时，测量数据准确度高，测量时间由7～8 h 缩短至6～7 min，保证了产品质量过程控制的需要。

3 结论

通过对国标法和自动定硫仪法的对比分析，同时结合含硫复合肥生产的实际情况，在生产的含有硫酸盐及单质硫的复合肥生产控制分析中，使用自动定硫仪测定总硫含量，结果在误差允许范围内，可及时提供生产控制所需的总硫含量数据，满足生产控制需要。