Элементный состав

Элементный анализ ТГИ

Органическая масса всех видов ТГИ состоит из С, Н, О, S и N. Суммарное их количество превышает 99 мас.% в расчете на органическое вещество любого угля и торфа.

Определение содержания:

• углерода и водорода

  Определение содержания углерода (C) и водорода (H)

  Углерод и водород определяют по выходу СО₂ и Н₂О при сжигании навески угля в токе кислорода. Эти оксиды улавливают в поглотительных аппаратах, заполненных растворами КОН и Н₂SO₄ соответственно. Последние взвешивают до и после сжигания навески и по разности масс рассчитывают содержание С и Н в пробе, обычно в мас.%. Надо отметить, что при этом результаты могут быть искажены за счет поглощения воды и углекислого газа, имеющих неорганическое происхождение, и образовавшихся за счет термического разложения минеральных компонентов угля.

• азота

  Определение содержания азота (N)

  Содержание азота в углях невелико, обычно не превышает 1мас.%, изредка достигая 3—4 мас.%. Азот определяют по Кьельдалю кипячением навески угля с концентрированной серной кислотой до полного разложения его. Азотсодержащие соединения при этом переходят в (NH₄)₂SO₄, который затем разлагают щелочью до аммиака, улавливаемого титрованным раствором H₂SO₄.

• серы

  Определение содержания серы (S)

  В целом более распространена в углях сера. Ее содержание составляет от долей процента до 10-12мас.%. Различают сульфатную (S_SO4), пиритную (S_p) и органическую серу (S_o), суммарное содержание их называется общей серой (S_t):

  

  которое выражается в мас.% от взятой на анализ навески угля.

  Общее содержание серы определяется методом Эшка, при котором вся сера переводится в сульфатную при прокаливании навески угля с оксидом магния и карбонатом натрия. Образующиеся сульфаты магния и натрия переосаждают из водного раствора хлоридом бария. Осадок BaSO₄ фильтруют, промывают, сушат и взвешивают.

  Сульфатную серу определяют обычно путем растворения сульфатов дистиллированной водой при обработке ею навески угля, затем переосаждают сульфаты хлоридом бария и определяют массу полученного BaSO₄.

  Содержание пиритной серы устанавливают путем окисления S₂²- до SO₄²- разбавленной азотной кислотой и далее определяют общее содержание SO₄²- переосаждением BaCl₂. Из полученного результата вычитают сульфатную серу и разность принимают за содержание пиритной серы.

  Содержание серы, устанавливаемое по данным элементного анализа, является важной характеристикой, которая определяет особые требования к переработке и использованию сырья, отличающегося ее высокой концентрацией. Выделяющиеся летучие серосодержащие продукты, такие как Н₂S и SO₂, крайне опасны при попадании в окружающую среду, а при проектировании производств следует учитывать их высокую коррозионную активность.