Lưu huỳnh là tạp chất có hại trong than, hàm lượng của nó liên quan trực tiếp đến khí thải bảo vệ môi trường, ăn mòn thiết bị và chất lượng sản phẩm, cũng là một trong những chỉ số cần thiết trong thử nghiệm than. Đối với các ngành công nghiệp điện, luyện kim, hóa chất, hàm lượng lưu huỳnh vượt quá tiêu chuẩn sẽ dẫn đến ăn mòn nồi hơi, tắc ống khói, tăng chi phí xử lý bảo vệ môi trường và thậm chí phải đối mặt với hình phạt bảo vệ môi trường; trong thương mại than, hàm lượng lưu huỳnh là cơ sở quan trọng để định giá, lỗi thử nghiệm quá lớn có thể dẫn đến tổn thất kinh tế cho doanh nghiệp. Bài viết này giới thiệu chi tiết kiến thức thử nghiệm, phương pháp tiêu chuẩn, cũng như những khó khăn kỹ thuật phổ biến và kỹ năng giải quyết trong hoạt động thực tế, giúp doanh nghiệp cải

Lưu huỳnh trong than chủ yếu được chia thành lưu huỳnh hữu cơ, lưu huỳnh vô cơ (lưu huỳnh pyrit, lưu huỳnh sulfate) và lưu huỳnh nguyên tố, trong đó lưu huỳnh pyrit và lưu huỳnh hữu cơ là thành phần chính, chiếm hơn 90% tổng hàm lượng lưu huỳnh của than. Các chỉ số kiểm tra hàm lượng lưu huỳnh chủ yếu bao gồm toàn bộ lưu huỳnh (St), lưu huỳnh hữu cơ (So), lưu huỳnh pyrit (Sp) và lưu huỳnh sulfate (Ss), trong đó toàn bộ lưu huỳnh là chỉ số kiểm tra được sử dụng phổ biến nhất, phản ánh trực tiếp tổng hàm lượng lưu huỳnh trong than, trong tiêu chuẩn quốc gia có giới hạn rõ ràng về tổng hàm lượng lưu huỳnh của than cho các mục đích khác nhau (ví dụ, tổng hàm lượng lưu huỳnh của than để sản xuất điện thường
Phương pháp tiêu chuẩn để kiểm tra hàm lượng lưu huỳnh trong than tuân theo GB / T 214-2007 "Phương pháp xác định toàn bộ lưu huỳnh trong than", tiêu chuẩn này quy định ba phương pháp xác định thường được sử dụng, đó là phương pháp Esqa, phương pháp chuẩn độ Coulomb và phương pháp trung hòa đốt cháy nhiệt độ cao, các phương pháp khác nhau phù hợp với các tình huống khác nhau, công ty có thể lựa chọn theo nhu cầu của riêng mình:
Phương pháp Esqa là phương pháp trọng tài, phù hợp với tất cả các loại than, kết quả chính xác nhưng quy trình vận hành phức tạp và mất nhiều thời gian (khoảng 4-6 giờ). Nguyên tắc cốt lõi của nó là trộn mẫu than với thuốc thử Esqa (2 phần magiê oxit nhẹ + 1 phần natri cacbonat khan) để đốt, lưu huỳnh trong than được chuyển đổi thành sulfat, sau đó thông qua kết tủa, lọc, cân, tính toán hàm lượng lưu huỳnh đầy đủ. Phương pháp này phù hợp để kiểm tra chính xác trong phòng thí nghiệm và trọng tài thương mại, nhược điểm là hiệu quả thấp và không phù hợp để kiểm tra mẫu hàng loạt.
Phương pháp chuẩn độ Coulomb là phương pháp chủ đạo của ngành công nghiệp, mức độ tự động hóa cao, tốc độ phát hiện nhanh (mỗi mẫu khoảng 10-15 phút), phù hợp để phát hiện mẫu hàng loạt, được sử dụng rộng rãi trong các mỏ than, nhà máy điện, bãi than và các doanh nghiệp khác. Nguyên tắc của nó là mẫu than dưới tác dụng của chất xúc tác, đốt cháy và phân hủy trong luồng không khí, lưu huỳnh được chuyển đổi thành lưu huỳnh điôxít, được hấp thụ bởi dung dịch kali iốt, iốt được tạo ra bởi dung dịch kali iốt điện phân được chuẩn độ, và hàm lượng lưu huỳnh tổng thể được tính toán dựa trên lượng điện tiêu thụ bởi điện phân. Phương pháp này đơn giản và hiệu quả, nhưng
Phương pháp trung hòa đốt cháy ở nhiệt độ cao phù hợp với than có hàm lượng lưu huỳnh cao (hàm lượng lưu huỳnh đầy đủ > 4%), nguyên tắc là mẫu than được đốt cháy trong dòng oxy dưới tác dụng của chất xúc tác, lưu huỳnh được chuyển đổi thành oxit lưu huỳnh, được hấp thụ bởi dung dịch hydrogen peroxide để tạo thành axit sulfuric, sau đó được chuẩn độ bằng dung dịch tiêu chuẩn natri hydroxit và hàm lượng lưu huỳnh đầy đủ được tính dựa trên mức tiêu thụ natri hydroxit. Phương pháp này có tốc độ phát hiện nhanh hơn và phù hợp để phát hiện hàng loạt than có hàm lượng lưu huỳnh cao.
Trong thực tế, những khó khăn kỹ thuật và kỹ năng giải quyết thường gặp phải trong thử nghiệm hàm lượng lưu huỳnh như sau:
Khó khăn 1: Mẫu than bị đốt cháy không hoàn toàn, dẫn đến giá trị đo hàm lượng lưu huỳnh thấp. Lý do chính là kích thước hạt của mẫu than quá lớn, nhiệt độ đốt cháy không đủ, hoặc nguồn cung cấp oxy (không khí) không đủ, dẫn đến lưu huỳnh trong than không được chuyển đổi hoàn toàn thành oxit lưu huỳnh. Ví dụ, trong phương pháp chuẩn độ Coulomb, nếu nhiệt độ lò nhiệt độ cao hình ống không đạt đến 1150 ° C (nhiệt độ tiêu chuẩn), hoặc tốc độ dòng không khí không đủ, sẽ dẫn đến đốt cháy lưu huỳnh không đủ và kết quả phát hiện thấp. Giải pháp: nghiền mẫu than xuống dưới 0,2mm, đảm bảo kích thước hạt đồng đều; kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ đốt (phương pháp chuẩn độ Coulomb là 1150 ° C, phương pháp trung hòa đốt cháy nhiệt độ cao là 1200 ± 10 ° C), điều chỉnh tốc độ dòng chảy của không khí (oxy) đến phạm vi tiêu chuẩn (phương pháp chuẩn Coulomb là 100-
Khó khăn 2: Độ tinh khiết của thuốc thử không đủ hoặc chuẩn bị không đúng cách, ảnh hưởng đến kết quả kiểm tra. Trong phương pháp Esqa, thuốc thử Esqa trộn không đồng đều và độ tinh khiết không đạt tiêu chuẩn, sẽ dẫn đến chuyển đổi lưu huỳnh không hoàn chỉnh; trong phương pháp chuẩn độ Coulomb, độ lệch nồng độ dung dịch kali iốt, chất điện phân bị hỏng, sẽ dẫn đến chuẩn độ không chính xác; trong phương pháp trung hòa đốt cháy nhiệt độ cao, nồng độ dung dịch tiêu chuẩn natri hydroxit không ổn định, sẽ ảnh hưởng đến kết quả tính toán. Giải pháp: Sử dụng thuốc thử hóa học đáp ứng yêu cầu của tiêu chuẩn quốc gia, chuẩn bị thuốc thử theo quy trình tiêu chuẩn nghiêm ngặt, thường xuyên hiệu chỉnh nồng độ thuốc thử (ví dụ: hiệu chuẩn dung dịch tiêu chuẩn natri hydroxit mỗi tuần một lần), thuốc thử được chuẩn được bảo
Khó khăn 3: Lỗi do lỗi thiết bị. Rò rỉ không khí tế bào điện phân, ô nhiễm điện cực, độ lệch vị trí cặp nhiệt điện của lò nhiệt độ cao hình ống, sẽ dẫn đến biến động kết quả phát hiện; trong phương pháp Esqa, cây thánh giá không được làm sạch, nhiệt độ đánh lửa không đồng đều, sẽ dẫn đến đo lượng mưa không chính xác. Giải pháp: Kiểm tra thiết bị và dụng cụ thường xuyên, máy chuẩn độ Coulomb kiểm tra tình trạng niêm phong tế bào điện phân trước khi sử dụng mỗi lần, làm sạch điện cực; lò nhiệt độ cao hình ống thường xuyên hiệu chỉnh cặp nhiệt điện để đảm bảo nhiệt độ chính xác; cây thánh giá được làm sạch kỹ lưỡng và đốt cháy đến trọng lượng không đổi trước khi sử dụng, để tránh tạp chất còn sót lại ảnh hưởng đến kết quả.
Khó khăn 4: Kiểm tra trống không đủ tiêu chuẩn. Kiểm tra trống là chìa khóa để loại bỏ sự can thiệp của thuốc thử, dụng cụ, môi trường và các yếu tố khác, nếu kết quả kiểm tra trống vượt quá tiêu chuẩn, sẽ dẫn đến sai lệch kết quả kiểm tra. Lý do chính là trong thuốc thử có chứa tạp chất, ô nhiễm dụng cụ hoặc nước thí nghiệm không phù hợp.
Yêu cầu. Giải pháp: Kiểm tra trống được thực hiện đồng bộ với kiểm tra mẫu, sử dụng thuốc thử không chứa lưu huỳnh và nước cất, làm sạch kỹ lưỡng dụng cụ và đồ dùng trước khi thử nghiệm, đảm bảo kết quả kiểm tra trống đáp ứng yêu cầu tiêu chuẩn quốc gia (giá trị trống không vượt quá 0,005%).
Ngoài ra, nhân viên phòng thí nghiệm cần chú ý, yêu cầu độ chính xác của các phương pháp khác nhau là khác nhau, phương pháp Esqa, phương pháp chuẩn độ Coulomb và phương pháp trung hòa đốt cháy nhiệt độ cao khi hàm lượng lưu huỳnh ≤ 1,50%, giới hạn độ lặp lại là 0,05%; khi hàm lượng lưu huỳnh là 1,50% -4,00%, giới hạn độ lặp lại là 0,10%, kiểm tra mẫu song song phải đáp ứng yêu cầu này. Đồng thời, phương pháp Esqa phải được sử dụng trong phân tích trọng tài để tránh tranh chấp do các phương pháp khác nhau. Nắm vững các điểm kỹ thuật trên, có thể cải thiện hiệu quả độ chính xác của kiểm tra hàm lượng lưu huỳnh, giúp doanh nghiệp kiểm soát chất lượng than, sản xuất tuân thủ và tránh rủi ro thương mại.