水泥中三氧化硫含量的测定.doc

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1、水泥中三氧化硫含量的测定水泥中的三氧化硫是由石膏、熟料（特别是以石膏作矿化剂煅烧的熟料）或混合材料引入，在水泥制造时加入适量石膏可以调节凝结时间，还具有增强、减缩等作用。制造膨胀水泥时，石膏还是一种膨胀组分，赋予水泥以膨胀等性能，但水泥中的三氧化硫含量过多，却会引起水泥体积安定性不良等问题，因此，在水泥生产过程中必须严格控制水泥中的三氧化硫含量。测定水泥中三氧化硫含量的方法多种，如硫酸钡质量法、磷酸溶样-氯化亚锡还原-碘量法以及离子交换法等。一、测定原理1.硫酸钡质量法的测定原理用盐酸分解试样，时试样

2、中不同形态的硫酸全部转变成可溶性的硫酸盐，以氯化钡沉淀剂，使之生成硫酸钡沉淀。该沉淀的溶解度极小，化学性质非常稳定，经灼烧后称重，再换算得出三氧化硫的含量，反应式如下：=↓(白色)2.碘量法的测定原理水泥中的硫主要以硫酸盐硫（石膏）存在，部分硫存在于硫化钙、硫化亚锰、硫化亚铁等硫化物中。用磷酸溶解水泥试样时，水泥中的硫化物与磷酸发生下列反应，生成磷酸盐和硫化氢气体，其反应式如下:3CaS＋2=+3S↑3MnS+2=+3S↑3FeS+2=+3S↑在有还原剂并加热的条件下，用浓磷酸溶解试样时，不仅硫化物与

3、磷酸发生上述反应，硫酸盐也将与磷酸反应，生成的硫酸与还原剂氯化亚锡发生氧化还原反应，放出硫化氢气体。根据碘酸钾溶液（加有碘化钾）在酸性溶液中析出碘的性质，在H2S的吸收液中加入过量的碘酸钾标准溶液，使在溶液酸化时析出碘，并与硫化氢作用，剩余的碘则用硫代硫酸钠回滴，其反应式如下：利用上述反应，先用磷酸处理试样，使水泥中的硫化物生成硫化氢溢出，然后用氯化亚锡-磷酸溶液处理试样，测定试样中的硫酸盐。3.离子交换法的测定原理水泥中的三氧化硫主要来自石膏，在强酸性阳离子交换树脂R-SO3·H的作用下，石膏在水中

4、迅速溶解，离解成Ca2+和，Ca2+迅速与树脂酸性基团的H+进行交换，析出H+，它与石膏离解所得生成硫酸，直至石膏全部溶解，其离子交换反应式为：⑴⑵在石膏与树脂发生离子交换的同时，水泥中的C3S等矿物将发生水解，生成氢氧化钙与硅酸：⑶所得Ca(OH)2，一部分与树脂发生离子交换；另一部分与H2SO4作用，生成CaSO4再与树脂交换，反应式为：⑷⑸⑹熟料矿物水解，当水解产物参与离子交换达到平衡时，并不影响石膏与树脂进行交换生成的H2SO4量，但使树脂消耗量增加，同时，溶液中硅酸含量的增加，使溶液PH值减

5、少，用NaOH滴定滤液时，所用指示剂必须与进入溶液的硅酸量相适应。当石膏全部溶解后，将树脂与残骸滤除，所得的滤液，由于CaS等矿物水解的影响，使其中尚含Ca(OH)2和CaSO4。为使存在于滤液中的Ca(OH)2中和，并使滤液中尚未转化的CaSO4全部转化成等量的H2SO4，必须在滤除树脂和残渣后的滤液中再加入树脂进行第二次交换，其反应按式（4）和式（6）进行，然后滤除树脂，用已知浓度的氢氧化钠标准溶液滴定生成的硫酸，根据消耗氢氧化钠标准溶液的体积（mL），计算试样中三氧化硫的百分含量：在强酸性阳离子

6、交换树脂中，若为含钠型树脂时，它提供交换的阳离子为Na+，与石膏交换的结果将生成Na2SO4，使交换产物H2SO4的量减少，由NaOH溶液滴定酸的SO3含量偏低，强酸性阳离子交换树脂出厂时一般为钠型，所以在使用时需先用酸处理成氢型。用过的树脂（主要是钙型），可用酸进行再生，使其重新转变成氢型以继续使用。二、测试方法1.硫酸钡质量法⑴试剂及配制盐酸（1+1）、氯化钡溶液（100g/L）、硝酸银溶液（5g/L）。⑵检查Cl-按规定洗涤沉淀数次后，用数滴水淋洗漏斗的下端，用数毫升水洗涤纸盒沉淀，将滤液收集在

7、试管中，加几滴硝酸银溶液，观察试管中溶液是否浑浊，如浑浊，继续洗涤并定期检查，直至用硝酸银检验不再浑浊为止。⑶试样制备取具有代表性的均匀样品，采用四分法缩分至100g左右，经0.08mm方孔筛筛析，用磁铁吸去筛余物中的金属铁，将筛余物经过研磨后使其全部通过0.08mm方孔筛，将样品充分混匀后，装入带有磨口塞的瓶中并密封。⑷测定步骤称取约0.5g试样，精确至0.0001g，置于200mL烧杯中，加入30~40mL水使其分散，加10mL盐酸（1+1），用平头玻璃棒压碎块状物，慢慢地加热溶液，直至水泥完全分

8、解，将溶液加热微沸5min。用中速滤纸过滤，将热水洗涤1~12次，调整滤液体积至200mL，煮沸，在搅拌下滴加10mL热的氯化钡溶液，继续煮沸数分钟，然后移至温热处静置4h或过夜（此时溶液体积应保持200mL），用慢速滤纸过滤，温水洗涤，直至检验无氯离子为止。将沉淀及滤纸一并移入已灼烧恒重的瓷坩埚内，灰化后在800℃的炉内灼烧30min取出坩埚置于干燥器中冷却至室温，称量，反复灼烧，直至恒重。试样中三氧化硫含量按式（5-29）计算：（5-29）式中m1—