구리 정광의 화학적 조성은 주로 구리, 철, 황, 규소 및 기타 원소와 비소, 수은, 납, 불소, 알루미늄과 같은 불순물로 구성됩니다. 구리 정광의 황 함량은 일반적으로 10%에서 40% 사이입니다. 구리 제련 과정에서 구리 정광의 황은 반응하여 이산화황을 생성하고, 이는 배기가스 산 생산을 통해 산업용 황산을 생산하는 데 사용됩니다. 따라서 구리 제련 과정에서 구리 정광의 황 함량을 신속하고 정확하게 측정하는 것은 실제 생산에 도움이 될 뿐만 아니라 구리 제련 공정 생산, 자원 보존, 환경 보호 및 구리 정광 회수율 향상을 위한 데이터 지원을 제공합니다.
황 함량은 구리 정광의 기술적 지표입니다. 현재 구리 정광의 화학 분석 방법 중 황 함량을 측정하는 대표적인 방법으로는 중량법과 연소 적정법이 있지만, 분석 과정이 복잡하고 작업 시간이 길다는 단점이 있습니다. 이 외에도 X선 형광 분광법, 유도 결합 플라즈마 방출 분광법, 고주파 적외선 탄소-황 흡수 분석법 등이 황 함량 측정에 사용됩니다. X선 형광 분광법은 시료의 매트릭스, 형태, 함량에 대한 요구 조건이 높고 표준 곡선 작성이 어렵다는 단점이 있으며, 유도 결합 플라즈마 방출 분광법은 시료 전처리, 매트릭스 간섭 제거 등의 단계를 거쳐야 하므로 조작 과정이 복잡합니다. 고주파 적외선 탄소-황 흡수 분석법은 고체 시료를 직접 채취하여 고온 연소를 통해 시료를 분해하고 적외선 흡수를 이용하여 시료 내 특정 황 함량을 측정하는 방식입니다. 이 방법은 조작이 간편하고 정확하며 신속하고 감도가 높아 다양한 광물 제품의 황 함량 측정에 널리 활용되고 있습니다.
실험부
1. 기구 및 시약
실험에 사용된 기기는 고주파 적외선 탄소-황 분석기(고농도 황 검출 셀과 저농도 황 검출 셀 장착), 분석용 저울(0.1mg), 그리고 전용 탄소-황 도가니를 포함합니다.
실험에 사용된 시약은 산소(순도 99.9%), 순철(입자 크기 < 1.25mm, 탄소 함량 < 0.0005%, 황 함량 < 0.0005%), 텅스텐 플럭스(입자 크기 0.42mm(40메쉬), 탄소 함량 < 0.0005%, 황 함량 < 0.0005%)입니다.
2. 실험 방법
처리 후, 시료는 105℃에서 건조시킨 다음 밀봉합니다.
구리 정광 표준 시료를 선택하여 0.050~0.0g을 칭량합니다. 시료 0.70g을 도가니에 넣고 시료 질량을 정확하게 입력한 후, 시료 표면에 약 0.4g의 철 분말을 고르게 뿌립니다. 그런 다음 텅스텐 플럭스 0g을 넣고 도가니를 고주파 적외선 탄소-황 분석기에 넣습니다. 해당 분석 채널을 선택하고 측정을 진행합니다. 표준 시료의 측정값과 표준값을 기준으로 교정합니다. 측정값이 불확도 요구 조건을 충족하면 동일한 작업을 반복하여 시료를 측정합니다.
| 매개변수 | 분석 시간/초 | 분석 유량/L·최소- 1 | 산소 분사 유량 | 분석 압력/엠파 | 총 산소 압력/엠파 |
| 값 | 40 | 3.5 | 2 | 0.08 | 0.18 |
기기 작동 매개변수
순철은 탁월한 용융제입니다. 순철 1g이 완전 연소될 때 방출되는 열은 슬래그 온도를 5505℃까지 상승시킬 수 있습니다. 또한, 철 분말을 첨가하면 시료의 전자기 유도 능력이 향상되어 고주파 유도 연소가 용이해집니다. 첨가하는 철 분말의 양은 시료 무게의 6~10배이므로, 대부분의 시료에서 매트릭스 효과가 철을 배경으로 균일해져 시료 매트릭스의 차이가 측정 결과에 미치는 영향을 효과적으로 제거할 수 있습니다.
순철 첨가량에 대한 실험을 수행하기 위해 구리 정광 표준 물질을 선정하였다. 텅스텐 플럭스의 첨가량은 1.7g으로 고정하고 시료 무게는 0.07g으로 설정하였다. 순철 플럭스를 다양한 질량으로 첨가하여 실험을 진행하고 시료의 황 함량 변화를 관찰하였다.
