燃烧—碘量法测定钢铁中硫含量

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1、燃烧法测定钢铁中硫含量浅析（邯钢集团衡水薄板有限责任公司）郝勇王秀英张中法摘　要：硫的分析方法，有硫酸钡重量法、燃烧碘量法和比色法。燃烧—碘量法是测定钢铁中硫含量的常用方法之一，用此法测定时炉温、助熔剂、氧气流量及选择显色效果好的淀粉水溶液、淀粉吸收液的配制和使用等都对测定结果有很大的影响。本文通过大量实验，找出了最佳的测定条件。关键词:钢铁；助熔剂；酸性环境；回收率；显色效果试验硫在钢铁中主要以MnS和FeS形式存在，可以引起钢的热脆性，降低钢的力学性能，特别是疲劳极限、塑性和耐磨性，硫的存在对钢的耐蚀性和可焊性也有不利的影响，

2、因此硫的测定就成为金属分析的一项常检项目，检测的结果是材料质量和性能判别的重要依据之一。一般要求碳素钢中Ｓ%≤0.05%，优质结构钢中Ｓ%≤0.045%，工具钢不超过0.03%，高级优质钢中Ｓ%≤0.02%。钢铁中硫含量的测定方法主要有重量法、燃烧滴定法、光度法、红外吸收光谱和真空直读光谱法等,其中燃烧滴定法又分为燃烧—碘量法和燃烧—中和滴定法。燃烧—碘量法是目前工厂理化室普遍采用的硫的分析方法。一、方法要点与原理方法：将试样放在高温氧气流中燃烧，使硫形成二氧化硫气体，然后用水吸收生成亚硫酸，并用高锰酸钾标液滴定，然后用淀粉指示终

3、点。原理：试样在高温下通氧燃烧生成SO2，3MnS+5O2Mn3O4+3SO2↑4FeS+7O24Fe2O3+4SO2↑生成的SO2在酸性淀粉溶液或淀粉水溶液中被吸收生成H2SO3，SO2+H2OH2SO3生成的H2SO3用KMnO4标准溶液滴定，2KMnO4+10KI+16HCl5I2+2MnCl2+8H2O+12KClH2SO3+I2+H2OH2SO4+2HI过量的I2与淀粉指示剂作用呈蓝色，指示终点。由于硫转化为SO2只是在特定条件下才能达到符合定量分析要求的回收率，而且回收率随条件变化而变动，所以不能直接以理论值计算。只能

4、用组分相近的标准样品，在相同条件下进行操作，求出标准溶液对硫的滴定度，借此计算试样硫含量。二、试剂1、0.1N高锰酸钾标液：称高锰酸钾3.161g加蒸馏水稀释至1000ml。取10ml此标液加500ml的蒸馏水便配成0.002N的高锰酸钾日常标液。2、淀粉吸收液：取淀粉2g，以蒸馏水约200ml，加热溶解，全溶后煮沸一分钟，稀释至5000ml，加碘化钾1g混匀。3、助熔剂：纯锡粒。三、分析方法钢标样500mg，放入已处理的瓷舟中，在吸收器中注入25~40ml淀粉水溶液，并把淀粉水溶液中滴加一滴1+1盐酸，然后用橡皮塞塞紧燃烧管，并

5、通氧和滴入高锰酸钾标液，使吸收液呈浅蓝色，这时停止通氧，取下橡皮塞用长钩将盛有试样的瓷舟推入燃烧管中最热部分，立即以胶塞将管口塞严，预热10~30秒。通氧使试样燃烧，当吸收器底部溶液蓝色消失时，即滴高锰酸钾标液。滴定速度应与蓝色消退速度相适应。到溶液退色很慢时，减慢速度到溶液蓝色与原来蓝色相同，继续通氧10~30秒，色泽不变为终点。标样%标样消耗标液毫升数计算：S%=*试样消耗标液毫升数四、结果与讨论经过长期的分析实践，要想使结果准确可靠，在操作过程中应该注意以下五个实验要点。1、炉温试验燃烧温度燃烧法测定硫含量的结果不够稳定的主

6、要原因是钢铁中硫化物在不同温度燃烧后转化为SO2的比例不同。炉温与SO2的转化率的关系见表1。表1　硫的转化率与燃烧温度的关系炉温℃1250135013991450-1510转化率%708090~9698因此，对炉温的要求是尽可能高，其次，在测试过程中炉温应保持恒定，以求得较高且不变的SO2的转化率，使硫含量的测定结果稳定。实际上，通常炉温低于上述温度，目前较普遍采用的是管式炉加热，在分析普碳钢、铸铁、中低合金钢时炉温一般控制在1250℃~1300℃左右（普通瓷管）,分析高合金钢时炉温控制在1300℃~1350℃左右（高铝瓷管）。

7、2、氧气流量是确保试样燃烧完全和提高ＳＯ2回收率的重要因素之一，测定硫的氧气流量一般要比碳大一些。合理控制氧气流。氧气流过小，样品燃烧不完全；过大，熔质易生成气泡，并烧橡皮塞，且吸收液中的碘可能被带走。实验表明，氧气流量以1.5Ｌ/ｍｉｎ-2.0Ｌ/ｍｉｎ为最佳。在此流速下,可减少ＳＯ2气体在管道内的停留时间，从而减少ＳＯ2被凝聚和吸附的机会。减少部分ＳＯ2与过量氧在氧化铁粉尘等接触催化下发生氧化反应生成ＳＯ3。2、助熔剂加入合适及适量的助熔剂有助于提高ＳＯ2的回收率及测定结果的稳定。根据含硫量高低称取一定量试样,加入适当助熔剂。

8、助熔剂太少,试样熔化不完全；助熔剂过多，也会使结果变化。称样量与助熔剂量的适当配比见表2。表2　称样量与助熔剂的加入量含硫量%称样量g助熔剂A用量g助熔剂B或C用量g纯锡0.10-0.200.100-0.2000.10.43~5粒0.05-0.10