我國南方有些地區的煤含硫量高(3%～6%)，灰分高(35%～45%)，而熱值低(16000kJ/kg)，被稱為劣質煤，過去利用率很低。為了擴大可持續資源的利用，降低生產成本，不少水泥企業通過幾年探索與實踐，在生料中摻加部分劣質煤在立窯中燒制出高強熟料，取得了高產、優質、節能的效果。  

    眾所周知，配煤在立窯中具有配熱和配料的雙重作用，當使用劣質煤時更顯出配料意義。高灰分、低熱值、高硫量的煤在立窯煅燒時能降低燃燒速度，使底火厚實；低熔點煤灰使立窯熟料的燒結溫度拓寬，有利于底火的穩定；而煤中的硫則起到一定的礦化作用。煤中的硫主要有三種存在形式，即有機硫、硫化物、硫酸鹽。硫化物、硫酸鹽中的硫在石灰石的分解溫度下可轉化成硫酸鈣。當生料配料需摻石膏時也要考慮這部分硫含量，甚至可替代石膏。因此許多企業已達共識，不僅需測定煤的灰分、揮發分和熱值，而且必須準確測定煤中的硫含量。  

1　測定方法 

     目前各企業采取的測定方法不盡一致。有的直接采用碘量法測定，由于反應瓶底粘結成糊而失敗；有的將煤燃燒后測煤灰中的硫，由于燃燒過程中煤中的部分硫成氣體逸出而使結果偏低。測定方法選擇不當，勢必造成煤中全硫測定結果產生偏差，失去指導生產的意義。針對不少企業生產工藝與檢驗方法脫節的情況，有必要推薦使用GB/T214—1996〈煤中全硫的測定方法〉。  

     GB/T214—1996〈煤中全硫的測定方法〉有艾士卡法、庫侖滴定法和高溫燃燒中和法。  

     庫侖滴定法是煤樣在三氧化鎢催化劑作用下，于1000ml/min空氣流在1150℃高溫中燃燒分解，使煤中硫生成二氧化硫，被電解池中的碘化鉀溶液吸收，并被電解碘化鉀所產生的碘滴定，根據電解所消耗的電量計算煤中全硫含量。此法快速準確，但需專用儀器設備。  

     高溫燃燒中和法是煤樣在三氧化鎢催化劑作用下于350ml/min空氣流中在1200℃高溫下燃燒，生成硫的氧化物并捕集在過氧化氫溶液中形成硫酸，最后用氫氧化鈉滴定而計算全硫含量。此法準確，但需高溫燃燒設備。  

     艾士卡法也稱重量法，是煤中全硫測定的仲裁法，方法經典，設備簡單，結果準確，在此作重點介紹。  

2　測量原理  

     煤與艾士卡混合試劑(輕質氧化鎂和無水碳酸鈉以質量比2∶1的混合物)混勻，在高溫、通風條件下緩慢燃燒，使煤中各種形態的硫通過氧化，固定并轉化成可溶性硫酸鹽(硫酸鎂、硫酸鈉)。可溶性硫酸鹽中的硫酸根離子以鋇離子沉淀成硫酸鋇。通過灼燒后測定硫酸鋇質量，計算煤中全硫或三氧化硫含量。其反應式主要有：  

煤的氧化反應∶ 

硫與艾士卡試劑反應：

硫酸鹽的分解反應：

3　測定步驟  

     準確稱取粒度小于0.2mm的空氣干燥基煤樣1g(精確至0.0002g)和2g艾士卡試劑放入30ml瓷坩堝內，用玻璃棒仔細混勻，再加1g艾士卡試劑覆蓋在混合物上面。將坩堝移入高溫爐中，在1.5～2h內從室溫逐漸升溫至800～850℃，并在此溫度下保持1.5h。將坩堝取出放冷，用玻璃棒將坩堝內的灼燒物仔細搗松(如發現有未燒盡的煤粒，應在800～850℃下繼續灼燒30min)，然后將燒結物轉到400ml燒杯中，用熱水仔細沖洗坩堝內壁，再加100～150ml沸水(如此時尚有黑色煤粒漂浮在液面上，本次測定作廢)。用中速濾紙過濾，熱水沖洗燒杯3次，然后將殘渣移入濾紙中，用熱水洗滌殘渣10次左右，濾液總體積約為250～300ml。  

    向濾液中加2滴甲基紅(20g/L)指示劑，以鹽酸(1+1)中和至紅色再過量2ml。將溶液加熱至沸，在不斷攪拌下滴加氯化鋇溶液(100g/L)10ml，繼續煮沸5min。將溶液靜置4h或過慮，再用慢速定量濾紙過濾，并用熱水洗滌沉淀至無氯離子為止。  

    將帶沉淀的濾紙移入已恒量的瓷坩堝中進行灰化，然后在800～850℃的高溫爐中灼燒30min，取出冷卻，稱量(硫酸鋇質量。  

     試劑空白試驗：每配制一批艾士卡試劑，應在相同條件下(只加試劑，不加煤樣)做三只試劑空白試驗。取硫酸鋇質量的極差不超過0.0010g的三次結果的平均值作為空白值。  

     煤中的硫可用全硫形式表示，或根據生產工藝需要，也可采用三氧化硫形式表示。煤中空氣干燥基全硫的質量百分數)按下式計算：　煤中三氧化硫的質量百分數按下式計算：  

       m———煤樣質量，g；  

      0.1374———硫酸鋇換算成全硫的系數；  

      0.343———硫酸鋇換算成三氧化硫的系數。  
  
　精密度判斷  

     關于精密度的規定及判斷，標準中對三氧化硫結果的精密度規定如下：同一試驗室的允許誤差為0.15%；不同試驗室的允許誤差為0.20%。  

    對全硫結果的精密度(%)規定如下：

   全硫　（Ｓ）　　　重復性　（Ｓt.ad）　　　再現性（Ｓt.d）

　　＜1　　　　　　　　0.05　　　　　　　　　　0.10

　１～4　　　　　　　　0.10　　　　　　　　　　0.20

　　＞4　　　　　　　　0.20　　　　　　　　　　0.30　

　　　重復性指空氣干燥基全硫的絕對誤差(同一試驗室的允許誤差)。再現性指干燥基全硫的絕對誤差(不同試驗室的允許誤差)。 

    例如有甲乙兩組數據，甲：　Ｓt.ad＝3.78％　Mad=2.00% 

                                   乙：　Ｓt.ad＝3.67％　Mad=1.98％

      重復性：如兩組數據系一人的平行試驗結果或同一試驗室甲乙兩人的檢驗結果，則超出允許誤差范圍，需查找原因，重新檢測。 

      再現性：如兩組數據系不同試驗室的檢驗結果，則先將空氣干燥基換算成干燥基狀態： 

     然后將二者進行比較，3.86%-3.74%=0.12%;0.20%，表明兩個實驗室提供的數據未超出允許誤差范圍。 

結論 

      本方法的關鍵是要使煤中的硫全部轉化為可溶性硫酸鹽。為此，在以艾士卡試劑氧化煤試樣時，一是必須保證良好的通風條件，使用通風良好的高溫爐。氧化鎂熔點較高，在試驗溫度下能使半熔融物保持疏松狀態，使空氣易于透入，炭燃燒生成的氣體易于逸出，從而保證煤粒燃燒完全，煤中硫全部轉化為二氧化硫，并進一步被空氣氧化為可溶性硫酸鹽；二是必須以規定的升溫速度，即在1.5～2h內，使高溫爐溫度由室溫緩慢升高至800～850℃。如升溫過快，氧化生成的氣態硫的氧化物不能與艾士卡試劑完全結合成可溶性硫酸鹽而造成損逸，使結果偏低。