專利名稱：生石灰中游離氧化鈣含量的測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及煙氣脫硫領(lǐng)域，特別涉及生石灰中游離氧化f丐含量的測(cè)定 方法。 背m術(shù)
生石灰是由主要成分為碳酸鈣的天然巖石在適當(dāng)溫度煅燒后得到的產(chǎn)
品，生石灰的主要成分為Ca0，還包括少量CaCO.,、 MgO、 MgCO3、 A1A、 FeA、 Si02等。由于石灰石原料的尺寸大或煅燒時(shí)溫度分布不均等原因，所得生 石灰中常含有欠火石灰和過(guò)火石灰，欠火石灰中的碳酸鈣未完全分解，使 用時(shí)缺乏粘結(jié)力，而過(guò)火石灰結(jié)構(gòu)密實(shí)，表面常包覆一層熔融物，熟化很 慢(石灰的熟化指生石灰與水反應(yīng)生成氫氧化鈣的過(guò)程，又稱為消化，所 得產(chǎn)物為Ca(0H)2)。生石灰中的CaO包括活性氧化鈣和非活性氧化鈣，活 性氧化鈣指生石灰中游離的氧化鈣，非活性氧化鈣指過(guò)火石灰所含的氧化 鈣，其活性很低。
在一些應(yīng)用領(lǐng)域，如石灰石-石膏濕法煙氣脫硫工藝中，采用生石灰作 脫硫劑時(shí)，生石灰中的CaCO:,可作為有效鈣起脫硫劑的作用。但在很多其它 領(lǐng)域，如干法煙氣脫硫工藝中，采用生石灰做脫硫劑時(shí)，只有游離的CaO 可作為脫硫劑的有效成分。在干法脫硫工藝技術(shù)中，生石灰首先被消化為 熟石灰，在脫硫過(guò)程中噴灑少量水霧增加脫硫劑的反應(yīng)活性，但由于所噴
水霧量很少，因此對(duì)生石灰的活性即生石灰中的游離氧化鈣含量有嚴(yán)格要
求， 一般干法脫硫要求生石灰中游離CaO含量大于85%,采用熟石灰做脫 硫劑時(shí)要求熟石灰中Ca(0H)2)含量大于80%。
現(xiàn)有方法中有一些測(cè)定游離氧化鈣含量的方法，如水泥熟料中游離氧 化鈣含量的測(cè)定、粉煤灰中游離氧化鈣的測(cè)定，及其它工業(yè)用石灰中有效 氧化鈣含量的測(cè)定等。這些方法各不相同，沒(méi)有一個(gè)統(tǒng)一的方法，而且都 是針對(duì)某個(gè)工業(yè)用原料中游離氧化鈣含量的測(cè)定，且其中的游離氧化鈣含 量很小。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?200710092608.1)名為生石灰的成分分析方法， 其原理是將生石灰放入馬弗爐，在65(TC 70(TC高溫下煅燒，保證Ca(0H)2 徹底分解成CaO和H20，而生石灰中的CaC03不發(fā)生分解，根據(jù)煅燒前后產(chǎn) 生的質(zhì)量差值得到Ca(OH)2分解反應(yīng)后產(chǎn)生的水的含量，通過(guò)水的質(zhì)量就可 計(jì)算出Ca(0H)2的含量，再根據(jù)申請(qǐng)?zhí)枮?00610054402. 5的中國(guó)專利測(cè)定 CaC03的含量，最后通過(guò)CaO% = 1000。％ —CaCO:、％ —Ca(OH) 2。％計(jì)算得到CaO 的含量，這種方法存在三個(gè)不足，導(dǎo)致了測(cè)定結(jié)果有較大誤差和偏差，分 別為①由于Ca(OH)2在58(TC時(shí)失去水變成氧化鈣，但實(shí)驗(yàn)室高溫煅燒 爐精疫較低，煅燒溫度范圍難以控制準(zhǔn)確；②生石灰本身不含Ca(0Hh， 但置于空氣中潮解后會(huì)產(chǎn)生少量Ca(0H)2，測(cè)定生石灰中的Ca(OH)2含量意 義不大，生石灰中的Ca(0H)2含量最多可作為判斷生石灰樣品被風(fēng)化的程 度，將Ca(0H)2作為一個(gè)單獨(dú)測(cè)試的成分指標(biāo)沒(méi)有必要；③最終計(jì)算生石 灰的主要成分CaO含量時(shí)采用的CaO% = 1000% — CaCO:,% — Ca(OH) 2%計(jì)算 式，在化學(xué)分析上存在缺陷，這是因?yàn)樯抑谐?CaO、 CaC03外，還包 括MgO、 MgCO:,、 A1A、 FeA、 Si02等物質(zhì)和不溶殘?jiān)?，不同品質(zhì)的生石灰 中這些物質(zhì)合計(jì)約2 8%，甚至更高，而此計(jì)算式是基于完全忽略這些成 分的基礎(chǔ)之上，綜上所述，現(xiàn)有技術(shù)提供的測(cè)試氧化鈣含量的方法存在較 大誤差。 發(fā)鵬內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足本發(fā)明提供了一種準(zhǔn)確可靠、操作簡(jiǎn)單的生石灰 中游離氧化鈣含量的測(cè)定方法。
具體技術(shù)方案是按以下步驟進(jìn)行的
(1) 生石灰樣品的預(yù)處理將制備好的生石灰粉用63ixm標(biāo)準(zhǔn)篩篩分通
過(guò)，將篩下的生石灰粉置于干燥器中干燥，作為生石灰樣品；
(2) 準(zhǔn)確稱量干燥后的生石灰樣品，質(zhì)量記為m克，放入250 ml燒瓶 中，加入12 ml乙酰乙酸乙酯和80 ml 2-丁醇
(3) 在燒瓶上安裝帶有磨口的螺旋回流冷凝管，在回流冷凝管的入水 口和出水口分別接上軟管，入水口軟管接水龍頭；再在螺旋回流冷凝管 的出口端裝上帶有磨口的玻璃管，玻璃管中裝有氫氧化鈉；
(4) 加熱燒瓶，并打開(kāi)水龍頭進(jìn)行回流冷凝，煮沸混合物并維持約40 80 分鐘；
(5) 稍微冷卻燒瓶并用孔徑4 u m 10 u m的過(guò)濾坩堝過(guò)濾燒瓶中溫?zé)岬?混合物，用異丙醇清洗燒瓶和過(guò)濾后的殘?jiān)鼣?shù)次，每次用約10ml異丙 醇，向?yàn)V液中加入2 3滴溴酚藍(lán)指示劑，用標(biāo)定好的濃度為C的鹽酸 標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定濾液，直到顏色變成黃色為終點(diǎn)，消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的
體積為V;其中所述溴酚藍(lán)指示劑在乙醇中的濃度是O. lg/100 ml; (6)計(jì)算
<formula>formula see original document page 6</formula>
其中C:鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的準(zhǔn)確濃度，mol/L
V:樣品消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積，ml m:干燥后的生石灰樣品質(zhì)量，g 步驟(2)中為了防止爆沸，可以加入適量沸石。 步驟(3)所述玻璃管中裝有氫氧化鈉，以防止燒瓶和冷凝管內(nèi)的游離 氧化鈣與空氣中的二氧化碳反應(yīng)，影響測(cè)定結(jié)果。
該方法利用乙酰乙酸乙酯和2~丁醇的混合液在煮沸回流冷凝的條件 下，能選擇性的將生石灰中游離的氧化鈣萃取出來(lái)，而生石灰中的CaC03 等其它物質(zhì)不會(huì)被萃取出來(lái)；再通過(guò)過(guò)濾將生石灰中CaC03等其它會(huì)消耗 鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的固體及生石灰中的不溶性殘?jiān)蛛x，再用鹽酸對(duì)濾液中的 氧化鈣進(jìn)行滴定分析，反應(yīng)方程式為CaO+2HCl= CaCl2+2H20;再計(jì)算得 到生石灰中游離的氧化鈣含量。為使結(jié)果更加準(zhǔn)確，可以重復(fù)2 3次，求 平均值。
乙酰乙酸乙酯是檢測(cè)氧化鈣和氫氧化鈣的試劑，能選擇性的與氧化鈣 結(jié)合將生石灰中游離的氧化鈣萃取出來(lái)。 一般的乙酰乙酸乙酯是酮式和烯 醇式兩種互變異構(gòu)體的平衡混合物，酮式占92.3%，烯醇式占7.7%，當(dāng)加 入2-丁醇后可使乙酰乙酸乙酯的烯醇化程度增加，其亞甲基上的a -氫的酸性增大，亞甲基變得更活潑，能更好的與游離氧化鈣結(jié)合將其從生石灰 中萃取出來(lái)。
本發(fā)明的有益效果是該發(fā)明提供了更準(zhǔn)確的生石灰中游離氧化鈣含 量的測(cè)定方法，填補(bǔ)了生石灰中游離氧化鈣含量測(cè)定方法的空白，此外， 生石灰與水反應(yīng)后得到的熟石灰中有效氫氧化轉(zhuǎn)的含量也可以通過(guò)此方法 測(cè)定。該方法操作簡(jiǎn)單、測(cè)定準(zhǔn)確、可靠、所用試劑少，為要求測(cè)定生石 灰或熟石灰中游離氧化鈣含量的干法煙氣脫硫等工業(yè)領(lǐng)域提供了依據(jù)。 具體實(shí)施例(共l例)
某電廠干法脫硫用的生石灰中游離氧化鈣含量的測(cè)定
(1) 生石灰樣品的預(yù)處理 將生石灰粉用63ixm標(biāo)準(zhǔn)篩篩分通過(guò)，將篩 下的生石灰粉置于干燥器中干燥，作為生石灰樣品；
(2) 準(zhǔn)確稱量生石灰樣品質(zhì)量nh為O. 1021g放入250ml燒瓶中，加入12 ml乙酰乙酸乙酯和80 ml 2-丁醇。
(3) 在250 ml燒瓶上安裝帶有磨口的螺旋回流冷凝管，在回流冷凝管的 入水口和出水口分別接上軟管，入水口軟管接水龍頭；再在螺旋回流 冷凝管的出口端裝上帶有磨口的玻璃管，玻璃管中裝有氫氧化鈉；
(4) 加熱燒瓶，并打開(kāi)水龍頭進(jìn)行回流冷凝，煮沸混合物并維持1小時(shí)；
(5) 用孔徑4 u m 10 ti m的過(guò)濾坩堝過(guò)濾燒瓶中溫?zé)岬幕旌衔?，并用異?醇清洗殘留物多次，直到濾液體積為50ml，如果濾液呈渾濁狀，應(yīng) 將其報(bào)廢，應(yīng)重新稱取生石灰樣品制備濾液；向制備好的濾液中加入 2 3滴溴酚藍(lán)指示劑，該指示劑在乙醇中的濃度是O. 1 g/100 ml， 用事先配制和標(biāo)定過(guò)的準(zhǔn)確濃度C為0. 109 mol/L鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定
濾液，直到顏色變成黃色為終點(diǎn)，消耗0. 109mol/L鹽酸體積V,為 30. 40ml。
(6) 重復(fù)上述步驟，其中稱量生石灰樣品質(zhì)量記ni2為0. 1018g，滴定； 時(shí)消耗0. 109mol/L鹽酸體積L為30. 32ml。
(7) 按下述公式分別計(jì)算兩次游離氧化鈣含量-
第一次Ca0%= 28.04xCxVlxl00%
rn^lOOO
28.04x0.109x30.40 1AAn/
=-xl00%
0.1021x1000
=91.00%
第二次謹(jǐn)二腦XCXV2扁
m2xl000
28.04x0.109x30.32 1Am>/ 二 -xl00%
0.1018x1000
=91.03%
(8) 對(duì)兩次的結(jié)果求平均值，得到生石灰樣中的游離氧化轉(zhuǎn)含量為
(91.00%+91.03%) /2=91.02% 。
權(quán)利要求
1、一種生石灰中游離氧化鈣含量的測(cè)定方法，其特征是按以下步驟進(jìn)行(1)生石灰樣品的預(yù)處理 將生石灰粉用63μm標(biāo)準(zhǔn)篩篩分通過(guò)，將篩下的生石灰粉置于干燥器中干燥，作為生石灰樣品；(2)準(zhǔn)確稱量干燥后的生石灰樣品，質(zhì)量記為m克，放入250ml燒瓶中，加入12ml乙酰乙酸乙酯和80ml 2-丁醇；(3)在燒瓶上安裝帶有磨口的螺旋回流冷凝管，在回流冷凝管的入水口和出水口分別接上軟管，入水口軟管接水龍頭；再在螺旋回流冷凝管的出口端裝上帶有磨口的玻璃管，玻璃管中裝有氫氧化鈉；(4)加熱燒瓶，并打開(kāi)水龍頭進(jìn)行回流冷凝，煮沸混合物并維持40～80分鐘；(5)用孔徑4μm～10μm的過(guò)濾坩堝過(guò)濾燒瓶中溫?zé)岬幕旌衔铮⒂卯惐记逑礆埩粑锒啻?，向?yàn)V液中加入2～3滴溴酚藍(lán)指示劑，用標(biāo)定好的濃度記為C的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定濾液，直到顏色變成黃色為終點(diǎn)，消耗的鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積為V；其中所述溴酚藍(lán)指示劑在乙醇中的濃度是0.1g/100ml；(6)計(jì)算
全文摘要
本發(fā)明提供了煙氣脫硫領(lǐng)域中生石灰中游離氧化鈣含量的測(cè)定方法，該方法利用乙酰乙酸乙酯和2-丁醇的混合液在煮沸回流冷凝的條件下，選擇性的將生石灰中游離的氧化鈣萃取出來(lái)，再通過(guò)過(guò)濾將生石灰中CaCO₃等其它會(huì)消耗鹽酸標(biāo)準(zhǔn)溶液的固體及生石灰中的不溶性殘?jiān)蛛x，再用鹽酸對(duì)濾液中的氧化鈣進(jìn)行滴定分析，再計(jì)算得到生石灰中游離的氧化鈣含量。該方法操作簡(jiǎn)單、測(cè)定準(zhǔn)確、可靠、所用試劑少，為要求測(cè)定生石灰或熟石灰中游離氧化鈣含量的干法煙氣脫硫等工業(yè)領(lǐng)域提供了依據(jù)。
文檔編號(hào)G01N21/77GK101201325SQ20071009304
公開(kāi)日2008年6月18日 申請(qǐng)日期2007年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年11月26日
發(fā)明者康 但, 宇 余, 馮治云, 劉清才, 劉紅輝, 濤 周, 夏于紅, 鋒 李, 杜云貴, 王方群, 王玉華, 趙培超, 隋建才, 銳 黃 申請(qǐng)人:中電投遠(yuǎn)達(dá)環(huán)保工程有限公司;重慶大學(xué)