CN111141696A - 一种地矿中碳硫分析***及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地矿中碳硫分析方法，包括燃烧并高温分解地矿样品和对所述地矿样品燃烧形成的分析气依次进行硫红外检测和碳红外检测这两个步骤。还公开了一种地矿中碳硫分析***，应用上述地矿中碳硫分析方法。本发明所提供的地矿中碳硫分析方法采用高温燃烧分解和红外检测的方式，实现了碳含量和硫含量在较大范围内的可检测性，且红外检测的精度高，能够提高碳硫含量测定结果的精确性。
Description
技术领域
本发明涉及元素分析测量领域，尤其涉及一种地矿中碳硫分析方法。本发明涉及一种地矿中碳硫分析***，应用上述地矿中碳硫分析方法。
背景技术
在地矿物中，一些多金属矿石的硫含量约为1％～5％，其他精矿中的硫含量多为15％～50％，碳含量基本在10％。针对硫含量不同的各类矿石，主要包括高温燃烧中和法和使用红外高频碳硫分析仪这两种方式。
针对高温燃烧中和法而言，其操作繁琐、费时，测定过程种人为因素较多，误差相对较大，从而导致对于硫含量较高的样品测试中，为印证测定结果的精准性，需要多次反复。而红外高频碳硫分析仪适用于硫含量相对较低的矿物，对于高硫含量的测定存在困难。
发明内容
本发明的目的是提供一种地矿中碳硫分析方法，可以提高碳硫含量的测定精度和测定范围。本发明的另一目的是提供一种地矿中碳硫分析***，应用上述地矿中碳硫分析方法。
为实现上述目的，本发明提供一种地矿中碳硫分析方法，包括：
S1：燃烧并高温分解地矿样品；
S2：对所述地矿样品燃烧形成的分析气依次进行硫红外检测和碳红外检测。
优选地，所述步骤S1和所述步骤S2之间还包括：
S10：干燥并过滤所述地矿样品燃烧形成的分析气。
优选地，所述步骤S10与所述步骤S2之间还包括：
S20：缓冲所述地矿样品燃烧形成的分析气并恒温调节所述分析气。
优选地，所述步骤S20和所述步骤S2之间还包括：
S200：稳流恒温调节后的所述分析气并检测所述分析气的流量。
优选地，所述步骤S200具体包括：
将恒温调节后的所述分析气依次通入稳流阀101和第一流量计102。
优选地，所述步骤S1之前还包括：
S01：利用自动送样机构将盛放有地矿样品的坩埚送入高温燃烧炉内。
本发明提供一种地矿中碳硫分析***，应用上述地矿中碳硫分析方法，包括：
高温燃烧单元；所述高温燃烧单元用于供地矿样品高温燃烧，以使所述地矿样品中的硫元素全部转化为SO2，碳元素全部转换为CO2；
分析检测单元：所述分析检测单元的入口端连通于所述高温燃烧单元的出口端，用于检测所述地矿样片燃烧形成的分析气内SO2和CO2的含量。
优选地，所述高温燃烧单元与所述分析气检测单元之间串接且连通有干燥单元和过滤单元。
优选地，所述过滤单元与所述分析气检测单元之间串接且连通有用以缓冲分析气的流速并恒温调节分析气的缓冲恒温单元。
优选地，所述高温燃烧单元具体为高温燃烧炉；所述高温燃烧炉的入口处设有自动送样装置和助燃气供给装置。
相对于上述背景技术，本发明所提供的地矿中碳硫分析方法包括燃烧地矿样品和红外检测地矿样品燃烧成的分析气种碳硫含量这两个步骤。
燃烧地矿样品这一步骤中，向地矿样品所在的燃烧装置内提供助燃气，助燃气多采用氧气，地矿样品在助燃气的作用下完全燃烧，地矿样品中的硫元素转换为SO2，碳元素转化为CO2，包含有SO2和CO2的气体即为地矿样品燃烧形成的分析气。
随后将包含有SO2和CO2的分析气通入具备红外碳硫检测功能的检测装置内，利用红外检测的方式测定SO2和CO2在分析气中的占比，进而得到硫元素和碳元素分别在地矿样品中的含量。
综上，上述地矿中碳硫分析方法联合高温燃烧分解和红外检测这两种操作，先对地矿样品进行燃烧分解有利于实现红外检测过程中碳含量和硫含量在较大范围内的可检测性，而高温燃烧分解地矿样品后结合红外检测能够充分发挥红外检测的高精度特点，提高碳硫含量测定结果的精确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所提供的地矿中碳硫分析***的结构示意图；
图2为本发明实施例所提供的第一种地矿中碳硫分析方法的流程示意图；
图3为本发明实施例所提供的第二种地矿中碳硫分析方法的流程示意图；
图4为本发明实施例所提供的第三种地矿中碳硫分析方法的流程示意图。
其中，11-储氧罐、12-氧气过滤装置、13-第二稳压阀、14-电磁阀、15-第二流量计、2-高温燃烧炉、3-氧枪、4-坩埚、5-干燥管、6-分析气过滤器、7-真空泵、8-第一稳压阀、9-缓冲器、10-恒温装置、101-稳流阀、102-第一流量计、103-红外池监测装置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。
请参考图1至图4，图1为本发明实施例所提供的地矿中碳硫分析***的结构示意图；图2为本发明实施例所提供的第一种地矿中碳硫分析方法的流程示意图；图3为本发明实施例所提供的第二种地矿中碳硫分析方法的流程示意图；图4为本发明实施例所提供的第三种地矿中碳硫分析方法的流程示意图。
本发明提供一种地矿中碳硫分析方法，包括：
S1：燃烧并高温分解地矿样品；
S2：对地矿样品燃烧形成的分析气依次进行硫红外检测和碳红外检测。
燃烧地矿样品这一步骤中，向地矿样品所在的燃烧装置内提供助燃气，助燃气多采用氧气，地矿样品在助燃气的作用下完全燃烧，地矿样品中的硫元素转换为SO2，碳元素转化为CO2，包含有SO2和CO2的气体即为地矿样品燃烧形成的分析气。
燃烧装置可采用高温燃烧炉2、U型燃烧管等设备。为了方便燃烧并检测碳硫元素在地矿样品中的含量，燃烧前首先称量好的定量的地矿样品，再将称量好的地矿样品放置在坩埚4并将坩埚4移动至燃烧装置中。
坩埚4在燃烧装置内的位置与助燃气通入燃烧装置中的位置相互临近，实现地矿样品在助燃气作用下的完全且充分燃烧和分解，形成包含有SO2和CO2的分析气。
随后将分析气通入具备红外碳硫检测功能的检测装置内，利用红外检测的方式测定SO2和CO2在分析气中的占比，进而得到硫元素和碳元素分别在地矿样品中的含量。
针对红外测定SO2和CO2的方式，不属于本发明的改进点，具体可采用现有技术中相关的红外检测装置及其操作原理。
综上，上述地矿中碳硫分析方法联合高温燃烧分解和红外检测这两种操作，先对地矿样品进行燃烧分解有利于实现红外检测过程中碳含量和硫含量在较大范围内的可检测性，而高温燃烧分解地矿样品后结合红外检测能够充分发挥红外检测的高精度特点，提高碳硫含量测定结果的精确性。
下面结合附图和实施方式，对本发明所提供的地矿中碳硫分析方法做更进一步的说明。
在上述实施例的基础上，本发明所提供的地矿中碳硫分析方法在步骤S1和步骤S2之间还包括：
S10：干燥并过滤地矿样品燃烧形成的分析气。
这一步骤中对地矿样品燃烧后形成的分析气进行依次进行干燥处理和过滤处理。干燥处理和过滤处理可分步进行，且干燥处理大多设置在过滤处理之前。
干燥处理可采用利用冷却原理的干燥管5或采用物理吸附原理的干燥管5；过滤处理主要用于分离分析气流动过程中所携带的杂质颗粒，仅供气态的分析气通过。
因干燥且过滤处理后的分析气需要通入红外检测装置内进行检测，因此，实现干燥处理的干燥管5和实现过滤处理的过滤管均为两端敞开的管状设备，且两个管状设备首尾顺次串接且连通，实现分析气先后通过两个管状设备。
进一步地，步骤S10与步骤S2之间还包括：
S20：缓冲地矿样品燃烧形成的分析气并恒温调节分析气。
为了提高红外检测过程中对硫元素和碳元素的检测精度，该地矿中碳硫分析方法对地矿样品燃烧产生的分析气进行缓冲处理和恒温处理，使温度恒定为一定范围内的分析气平稳地通入红外检测装置中。
缓冲处理和恒温处理也可分步进行，其中，缓冲处理可采用现有技术中的缓冲器9实现，恒温处理可采用现有技术中的温度控制器、恒温单元等设备实现。
分析气经缓冲处理和恒温处理后，能够明显提升设备仪器的稳定性，提高设备仪器的使用寿命和精度。
为了更好的技术效果，本发明所提供的地矿中碳硫分析方法在步骤S20和步骤S2之间还包括：
S200：稳流恒温调节后的分析气并检测分析气的流量。
通过稳流处理可以进一步提升分析气进入红外检测装置时的平稳性，提高仪器的性能；而检测分析气的流量能够更加精确地分析地矿样品的成分。
其中，稳流处理和检测分析气流量这一步骤可通过将分析气依次通入稳流阀101和第一流量计102实现，当然，稳流阀101和第一流量计102串接且连通在具备缓冲恒温调节功能的设备与具备红外检测功能的设备之间，从而实现分析气依次实现干燥过滤、缓冲恒温和稳流计量这三个步骤。
此外，在步骤S1之前还包括：
S01：利用自动送样机构将盛放有地矿样品的坩埚4送入高温燃烧炉2内。
这一步骤中，燃烧处理具体采用高温燃烧炉2实现，盛放有地矿样品的坩埚4通过自动送样机构自动将称量好的地矿样品运送至高温燃烧炉2内，减少了人为干预，进而避免因人为因素导致碳硫元素的测定结果存在误差。
本发明提供一种地矿中碳硫分析***，应用上述地矿中碳硫分析方法，包括：
高温燃烧单元；高温燃烧单元用于供地矿样品高温燃烧，以使地矿样品中的硫元素全部转化为SO2，碳元素全部转换为CO2；
分析检测单元：分析检测单元的入口端连通于高温燃烧单元的出口端，用于检测地矿样片燃烧形成的分析气内SO2和CO2的含量。
在本发明所提供的实施例中，高温燃烧单元可包括高温燃烧炉2，高温燃烧炉2内放置有盛放有地矿样品的坩埚4，地矿样品在助燃气例如氧气的作用下在坩埚4内燃烧，燃烧形成的分析气从高温燃烧炉2的出气口处流出。
分析气检测单元可采用红外池监测装置103，红外池监测装置103对包含有SO2和CO2的分析气进行检测时，可先后测量SO2、CO2的含量，例如红外池监测装置103包括硫红外池和碳红外池，则分析气可先后通入硫红外池和碳红外池中，实现分步检测。
其中，高温燃烧单元与分析气检测单元之间串接且连通有干燥单元和过滤单元。
在本发明所提供的一种具体实施例中，干燥单元具体可采用干燥管5，干燥管5可通过冷却和吸附两种干燥方式之一实现干燥，以吸附干燥为例，干燥管5内盛装有用以吸附水分的干燥计。过滤单元具体可采用分析气过滤器6，其具体结构可参照现有技术中的相关设置。
进一步地，过滤单元与分析气检测单元之间串接且连通有用以缓冲分析气的流速并恒温调节分析气的缓冲恒温单元。
缓冲恒温单元对过滤后的分析气进行缓冲处理和恒温调节，在本发明提供的实施例中，缓冲恒温单元可包括串联于过滤单元的出口端的缓冲器9和恒温装置10。缓冲器9和恒温装置10可参照现有技术中的相关结构。
其中，分析气过滤器6与缓冲器9之间还可设置真空泵7和第一稳压阀8，真空泵7用于将经分析气过滤器6过滤后的分析气泵入缓冲器9，而第一稳压阀8用于监测并调节泵入过程中的分析气压力，提高仪器的稳定性。
为了提高自动化，减少人为操作向检测过程引入人为误差，本发明所提供的实施例中，高温燃烧炉2的入口处设有自动送样装置和助燃气供给装置。
自动送样装置可采用具备直线移动功能的设备实现；助燃气供给装置除了设置于高温燃烧炉2内、用以向高温燃烧炉2内通入助燃气的氧枪3以外，还可包括依次串联设置的储氧罐11、氧气过滤装置12、第二稳压阀13和第二流量计15等设备，其中，第二流量计15的出口端连接于氧枪3的入口端，第二稳压阀13与第二流量计15之间还可设置电磁阀14，实现助燃气供给的流量控制。
以上对本发明所提供的地矿中碳硫分析***及方法进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种地矿中碳硫分析方法，其特征在于，包括：
S1：燃烧并高温分解地矿样品；
S2：对所述地矿样品燃烧形成的分析气依次进行硫红外检测和碳红外检测。
2.根据权利要求1所述的地矿中碳硫分析方法，其特征在于，所述步骤S1和所述步骤S2之间还包括：
S10：干燥并过滤所述地矿样品燃烧形成的分析气。
3.根据权利要求2所述的地矿中碳硫分析方法，其特征在于，所述步骤S10与所述步骤S2之间还包括：
S20：缓冲所述地矿样品燃烧形成的分析气并恒温调节所述分析气。
4.根据权利要求3所述的地矿中碳硫分析方法，其特征在于，所述步骤S20和所述步骤S2之间还包括：
S200：稳流恒温调节后的所述分析气并检测所述分析气的流量。
5.根据权利要求4所述的地矿中碳硫分析方法，其特征在于，所述步骤S200具体包括：
将恒温调节后的所述分析气依次通入稳流阀(101)和第一流量计(102)。
6.根据权利要求1所述的地矿中碳硫分析方法，其特征在于，所述步骤S1之前还包括：
S01：利用自动送样机构将盛放有地矿样品的坩埚(4)送入高温燃烧炉(2)内。
7.一种地矿中碳硫分析***，其特征在于，应用如权利要求1至6任一项所述的地矿中碳硫分析方法，包括：
高温燃烧单元；所述高温燃烧单元用于供地矿样品高温燃烧，以使所述地矿样品中的硫元素全部转化为SO2，碳元素全部转换为CO2；
分析检测单元：所述分析检测单元的入口端连通于所述高温燃烧单元的出口端，用于检测所述地矿样片燃烧形成的分析气内SO2和CO2的含量。
8.根据权利要求7所述的地矿中碳硫分析***，其特征在于，所述高温燃烧单元与所述分析气检测单元之间串接且连通有干燥单元和过滤单元。
9.根据权利要求8所述的地矿中碳硫分析***，其特征在于，所述过滤单元与所述分析气检测单元之间串接且连通有用以缓冲分析气的流速并恒温调节分析气的缓冲恒温单元。
10.根据权利要求9所述的地矿中碳硫分析***，其特征在于，所述高温燃烧单元具体为高温燃烧炉(2)；所述高温燃烧炉(2)的入口处设有自动送样装置和助燃气供给装置。
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