2000
作者：邓 霞 梁锐昌 周尊英 赵 军 山东省日照商检局
水泥中SO3含量是评价水泥质量的主要指标之一。测定水泥中SO3通常用硫酸钡重量法。该方法最大的缺点是手续繁琐，试样需要经过沉淀、过滤、洗涤、灼烧、恒重等过程，耗时长。用ZCS-1智能测硫仪测定水泥中SO3，仪器分析代替化学分析，省时、省力、重复性好，特别适用于生产过程控制、水泥出厂检验及施工单位施工前快速分析。
1 实验部分
1.1 仪器及测量原理
ZCS-1智能测硫仪(徐州分析仪器厂生产)。主要由主机(包括键盘、显示器、送样机构、打印机等)、空气处理系统、管式电炉、电解池、搅拌器等组成。其结构简图见图1。此仪器原主要用于煤炭全硫含量分析测定。
图1 ZCS-1智能测硫仪结构简图
该仪器是用库仑滴定法测定试样中全硫含量。水泥试样在1200℃和助熔剂(锡粒)存在的条件下，于净化过的空气流中高温燃烧，水泥中各种形态硫被氧化分解为SO2和少量的SO3。生成的SO2和少量SO3进入电解池中与水化合生成亚硫酸和少量硫酸。电解液中碘-碘化钾电对的电位平衡被破坏，池中即发生电解。电解生成物碘作为滴定剂用来氧化滴定亚硫酸，仪器测量碘电解所耗电量，由法拉第电解定律计算出试样中全硫含量。
1.2 实验部分
打开电源，将管式炉升温，调节炉温在1200℃，恒温灯亮即可进行试验。打开气路电
源开关，调节空气流量为1000ml/min，向电解池中加入电解液(电解液配制：6g KI、6g KBr溶于300ml蒸馏水中，然后加入10ml冰醋酸)。打开电解池搅拌器电源开关，并调节好搅拌速度。测试样品前先按“运行”，向炉内送入一个废样(需加锡粒)，以校正电解液的电极电位。显示器显示“Pass(通过)”后即可开始送入样品。用该仪器专用瓷舟称取25mg左右的样品，将样品铺平，薄薄覆盖一层小锡粒。使用主机键盘输入样品重量值，按“运行”按钮，试样即被送入炉内，先在炉温700℃左右处停留约50s，然后继续推进至高温区进行氧化燃烧直至电解池中库仑滴定结束，讯响器发出鸣响。瓷舟自动返回起始位置，显示器显示该试样的全硫含量。同时打印机打印出该结果。仪器待令进行下一试样测定。 全硫含量(%)×2.5为水泥中SO3含量(2.5为S对SO3的变换系数)。
2 结果与讨论
2.1炉温选择
不同温度下SO3的测量结果见表1。
表1 不同温度下SO3测定结果 %
测量值 样品 理论值 1160℃ 1（标样） 2.42±0.15 2 3 2.20 2.01 2.00 2.05 1.83 1180℃ 2.40 2.13 1.93 1200℃ 2.45 2.15 2.00 1220℃ 2.50 2.22 2.05 注：标样理论值为标样瓶所指示的值，其它样品的理论值为按GB/T176-1996方法中的SO3测定值，表2同。
由表1可见，1200℃测量值与理论值比较吻合，故炉温选为1200℃。
2.2 称样量选择
对同一水泥样品，改变其称样质量，作水泥称样量选择试验，结果见表2。
表2 不同称样量时SO3测量结果(炉温1200℃) %
测量值 样品 理论值 20mg （标样）1 2.42±0.15 2.35 2 1.65 1.60 25mg 2.45 1.63 30mg 2.35 1.73 3 1.85 1.98 1.85 1.88
称样量为25mg左右时，SO3测量值与理论值基本吻合，故选择25mg。
2.3 方法准确度的测定
在上述条件下，用快速法对十种水泥样品进行测定，结果与GB/T176-1996〈水泥化学分析方法〉中SO3测定结果相比较，结果见表3。
表3 标准法与快速法测定结果比较 %
SO3 样品 标准法 1（标样） 2.42±0.15 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1.77 1.70 1.71 1.63 1.56 1.74 1.57 2.20 1.85 快速法 2.45 1.75 1.62 1.60 1.65 1.55 1.72 1.52 2.15 1.85 -0.03 0.02 0.08 0.11 -0.02 0.01 0.02 0.05 0.05 0.00 差值d
查数理统计t检验表： 当自由度为9时，t0.05=2.262。
今2.084<2.262，所以快速法同标准法间无显著差异。其置信范围为
即
为-0.07%～0.13%。故在测定水泥中SO3时，快速法可以代替标准法。
2.4 方法精密度的测定
在炉温1200℃，称样量为25mg左右的条件下，用快速法对三种不同SO3含量的水泥样品(其中一个为标样)分别进行十次测定，测定及计算结果见表4。
表4 三种水泥样品SO3测定值及计算结果 %
根据GB6379-86标准，同一实验室重复测定允许差r=2.8S。从表4看出，三种水泥样品中的r值均小于GB/T176-1996规定的同一实验室允许差0.15%。所以用快速法测定水泥样品中SO3，精密度达到要求。 参考文献
1 《建材标准汇编·水泥》选编组.建材标准汇编·水泥.北京：中国标准出版社，1997 2 李明豫，丁卫东.地方水泥企业化验室工作手册.北京：中国建材工业出版社，1994 3 GB6379-86〈测试方法的精密度 通过实验室间试验确定标准测试方法的重复性和再现性〉
来源：《水泥》1999.5
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