專利名稱：一種石灰乳活性度快速測定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無機(jī)鹽技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于石灰乳活性度快速測定方法。
背景技術(shù)：
石灰乳是用碳化法制備沉淀碳酸鈣的原料。要制造具有一定形狀及大小的納米碳酸鈣，除了需控制其他因素外，石灰乳濃度與活性度也有很大的關(guān)系。有研究表明，在其他工藝條件不變的情況下，采用活性較高的石灰乳參與碳酸化反應(yīng)可以獲得比表面積較高、粒徑較小的納米碳酸鈣。而衡量石灰乳活性質(zhì)量的重要指標(biāo)之一是活性度?；钚远戎饕Q于氫氧化鈣的粒徑及結(jié)晶度，氫氧化鈣粒徑越小，結(jié)晶度愈差，而其反應(yīng)活性就越大。反之，活性度就愈小。 由于活性石灰較早應(yīng)用于鋼鐵行業(yè)，所以早期對于石灰乳活性度的檢測，主要是參照鋼鐵行業(yè)中有關(guān)冶金石灰活性度的檢驗(yàn)方法，要點(diǎn)如下
將一定量的試樣水化，同時用一定濃度的鹽酸，將石灰水化過程中產(chǎn)生的氫氧化鈣中和。從加人石灰試樣開始至試驗(yàn)結(jié)束，始終要在一定攪拌速度的狀態(tài)下進(jìn)行，并須隨時保持水化中和過程中的等量點(diǎn)。準(zhǔn)確記錄恰好I O mi η時鹽酸的消耗量。以I O mi η消耗鹽酸的毫升數(shù)表示石灰的活性度。主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為
CaO + H2O = Ca (OH) 2 ；
Ca (OH) 2 + 2HC1 = CaCl2 + 2Η20。主要技術(shù)參數(shù)要求
鹽酸4mol/L ;酚酞指示劑5g/L ;攪拌儀功率不小于100W，轉(zhuǎn)速250— 300r/min ;試樣粒度I一5mm;用水溫度40±1°C。然而，該檢測方法無論是在鋼鐵行業(yè)還是在碳酸鈣行業(yè)，其結(jié)果準(zhǔn)確性都很低，重復(fù)性也較差。有相關(guān)研究表明，該“國標(biāo)法”適用于一般低活性石灰活性度的測定，而不適用于活性石灰。此外，酚酞濃度過低或添加量太少也嚴(yán)重影響了滴定終點(diǎn)的判定，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)誤差太大。隨著沉淀碳酸鈣行業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的關(guān)注集中到了石灰乳活性的測定。薛綿綿等人采用酚酞作為指示劑，用不足量的草酸與石灰乳反應(yīng)，通過測定體系變紅所需時間來比較不同性質(zhì)石灰乳的活性。該方法依據(jù)的主要原理是在石灰乳中加入草酸時，即生成草酸鈣沉淀，同時固相的氫氧化鈣不斷地被溶解并生成草酸鈣，其反應(yīng)如下
Ca (OH)2 (s) Ca (OH)2 (aq) (I)
Ca (OH)2 (aq) Ca2+ + 20F(2)
Ca2+ + H2C2O4 CaC2O4 I + 2H+(3)
其中反應(yīng)(I)中氫氧化鈣固體的溶解時最慢的，故整個反應(yīng)速度取決于這一步。在反應(yīng)一開始時，大部分氫氧化鈣來不及溶解與草酸反應(yīng)，故當(dāng)時的反應(yīng)體系呈酸性(酚酞呈無色)，測定反應(yīng)開始至酚酞變紅的時間就可以反映出氫氧化鈣溶解速度的快慢，也即得到石灰乳的活性度。但是，在實(shí)際應(yīng)用中我們發(fā)現(xiàn)該方法同樣存在很多問題。按照文獻(xiàn)《石灰乳活性度的測定》中所提及的要求，我們對車間的石灰乳樣品進(jìn)行了測定。大多數(shù)情況下，當(dāng)加入含有酚酞指示劑的草酸溶液時，反應(yīng)體系立即變?yōu)榧t色，根本無法計時讀數(shù)。即使有少數(shù)情況可以讀數(shù)，但時間均在IOs以內(nèi)，而且重復(fù)性很差，操作時人為主觀依賴性較強(qiáng)，誤差較大。針對以上方法的不足，有人提出用石灰乳的沉降體積和旋轉(zhuǎn)粘度來表征其活性度的大小，都取得了良好的效果。沉降體積的測試是根據(jù)不同粒徑、不同密度的顆粒在液體中的沉降速度不同的原理，其基本過程是把待測樣品放到某種液體中制成一定濃度的懸浮液，懸浮液中的顆粒在重力或離心力的作用下發(fā)生沉降，顆粒大、密度大的沉降速度較快，沉降體積小，代表的石灰乳活性度就低；反之，顆粒小、密度小的沉降速度較慢，沉降體積大，所代表的石灰乳活性度就高。這種檢測方法實(shí)施簡便，容易操作，但是它只能判定活性度差距較大的石灰乳樣 品，精度不高，存在一定的局限性。旋轉(zhuǎn)粘度也是這幾年剛發(fā)展起來的一種新方法。他們認(rèn)為，在石灰乳懸浮液中，氫氧化鈣粒徑越小，比表面積越大，結(jié)合的水分就越多，那么作為分散相的水分就相應(yīng)減少，從而導(dǎo)致體系表觀粘度的增加，也就是說，粘度越高，活性度越大。這種方法也能夠快速簡便地測出石灰乳樣品的活性度，但其準(zhǔn)確性受溫度影響較大，要求待測液體的溫度誤差范圍不超過O. 1°C，而以目前企業(yè)的實(shí)驗(yàn)室條件則很難保證這一點(diǎn)。以上這兩種方法都是以物理方法間接測試石灰乳的活性度，方法雖然簡單，在行業(yè)應(yīng)用也比較廣泛。但是，這兩種方法綜合影響因素比較多，測試原理尚未成熟，得出的結(jié)果也很難令人信服。綜上所述，目前為止，尚未能夠成功開發(fā)出一種簡單、快速、準(zhǔn)確可靠的石灰乳活性度測試方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是針對已有的技術(shù)問題，提供一種操作簡便，容易控制，準(zhǔn)確性高，重復(fù)性好的石灰乳活性度快速測定方法。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的
一種石灰乳活性度快速測定方法，采用電導(dǎo)率測試儀，將電導(dǎo)電極和溫度傳感器置于待測定的石灰乳樣品中，測定得到石灰乳樣品電導(dǎo)率值，利用測定得到石灰乳樣品電導(dǎo)率值，表征石灰乳活性度的大小，具體步驟如下
(1)調(diào)乳將各石灰乳樣品的比重調(diào)為一致，控制比重范圍1.040—1. 080，在采樣前要攪拌均勻；
(2)恒溫在設(shè)有恒溫、攪拌器、電導(dǎo)電極和溫度傳感器裝置的600—800ml燒杯中加入200—400ml的去離子水；
(3)測定開啟電導(dǎo)率測試儀和攪拌機(jī)，并固定好攪拌轉(zhuǎn)速，用小規(guī)格移液管或一次性采樣吸管吸取2 — 5ml步驟(I)的石灰乳測定樣品，快速加入步驟(2)的燒杯中，控制溫度在20— 30°C之間，每次測定溫度誤差±1°C，并開始用秒表計時；
(4)讀數(shù)在10— 30秒時間段任選一個時間點(diǎn)作為讀數(shù)時間，記錄其電導(dǎo)率值；(5)重測重復(fù)以上步驟(2)至步驟(4)的操作程序，每組樣品測定3— 5次，最后結(jié)果取電導(dǎo)率值的平均值。以上所述的石灰乳樣品的陳化一致，控制時間為24— 36小時，視實(shí)際生產(chǎn)情況而定。以上所述的攪拌機(jī)控制攪拌轉(zhuǎn)速為110—200r/min。以上所述的電導(dǎo)率值在同組樣品中每次誤差不能超過±0. 03ms/cmo以上所述的去離子水和石灰乳的添加量要保證最后溶液的濃度至少要達(dá)到半飽和狀態(tài)以上的濃度。
本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)和積極效果
本發(fā)明一種石灰乳活性度快速測定方法，可在常溫下測定，測定速度快，操作簡便，容易控制，準(zhǔn)確性高，重復(fù)性好。
具體實(shí)施例以下結(jié)合具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明。將大小均勻的石灰石分為四組，分別在不同溫度下煅燒，得到的生石灰均用80°C的熱水進(jìn)行消化，通過過篩、陳化后得到四組精制石灰乳樣品。其中一號樣品在900°C煅燒2h，二號樣品在1050°C煅燒O. 5h，三號樣品在1050°C煅燒2h，四號樣品在1150°C煅燒2h。實(shí)施例I
(1)將上述四種石灰乳樣品陳化36小時，石灰乳樣品比重均調(diào)為I.050 ；
(2)用去離子水潤洗實(shí)驗(yàn)設(shè)備2—3次；
(3)在600ml燒杯中加入250.Oml的去離子水，溫度調(diào)節(jié)為25土 1°C。溫度穩(wěn)定后，開啟數(shù)顯攪拌機(jī)，轉(zhuǎn)速為200r/min ；
(4)開啟電導(dǎo)率測試儀。將3.Oml的石灰乳樣品快速加入到去離子水中，并開始計時；
(5)記下20s后電導(dǎo)率的讀數(shù)。然后重復(fù)步驟(2)至步驟(4)，每組樣品測試3次(誤差超過范圍的不計)，結(jié)果取平均值。實(shí)施例2
(1)將上述四種石灰乳樣品陳化36小時，石灰乳樣品比重均調(diào)為I.060 ；
(2)用去離子水潤洗實(shí)驗(yàn)設(shè)備2—3次；
(3)在600ml燒杯中加入250.Oml的去離子水，溫度調(diào)節(jié)為20土 1°C。溫度穩(wěn)定后，開啟數(shù)顯攪拌機(jī)，轉(zhuǎn)速為110r/min ；
(4)開啟電導(dǎo)率測試儀。將3.Oml的石灰乳樣品快速加入到去離子水中，并開始計時；
(5)記下15s后電導(dǎo)率的讀數(shù)。然后重復(fù)步驟(2)至步驟(4)，每組樣品測試3次(誤差超過范圍的不計)，結(jié)果取平均值。實(shí)施例3
(1)將上述四種石灰乳樣品陳化36小時，石灰乳樣品比重均調(diào)為I.070 ；
(2)用去離子水潤洗實(shí)驗(yàn)設(shè)備2—3次；
(3)在600ml燒杯中加入250.Oml的去離子水，溫度調(diào)節(jié)為30土 1°C。溫度穩(wěn)定后，開啟數(shù)顯攪拌機(jī)，轉(zhuǎn)速為160r/min ；
(4)開啟電導(dǎo)率測試儀。將3.Oml的石灰乳樣品快速加入到去離子水中，并開始計時；(5)記下IOs后電導(dǎo)率的讀數(shù)。然后重復(fù)步驟(2)至步驟(4)，每組樣品測試3次(誤差超過范圍的不計)，結(jié)果取平均值。對比實(shí)施例I (粘度法)
將實(shí)施例I步驟(I)中所得到的四組石灰乳樣品放在25°c的恒溫環(huán)境8h以后，用旋轉(zhuǎn)粘度計分別進(jìn)行測試，每組樣品測試3次，結(jié)果取平均值。對比實(shí)施例2 (粘度法)
將實(shí)施例2步驟(I)中所得到的四組石灰乳樣品放在25°C的恒溫環(huán)境8h以后，用旋轉(zhuǎn) 粘度計分別進(jìn)行測試，每組樣品測試3次，結(jié)果取平均值。對比實(shí)施例3 (粘度法)
將實(shí)施例3步驟(I)中所得到的四組石灰乳樣品放在25°C的恒溫環(huán)境8h以后，用旋轉(zhuǎn)粘度計分別進(jìn)行測試，每組樣品測試3次，結(jié)果取平均值。對比實(shí)施例4 (沉降法)
在實(shí)施例I步驟(I)中所得到的四組石灰乳樣品中，各取10. Og樣品加入到IOOml去離子水中，振蕩均勻后靜置3h，測試各自的沉降體積，每組樣品取三次樣，結(jié)果取平均值。對比實(shí)施例5 (沉降法)
在實(shí)施例2步驟(I)中所得到的四組石灰乳樣品中，各取10. Og樣品加入到IOOml去離子水中，振蕩均勻后靜置3h，測試各自的沉降體積，每組樣品取三次樣，結(jié)果取平均值。對比實(shí)施例6 (沉降法)
在實(shí)施例3步驟(I)中所得到的四組石灰乳樣品中，各取10. Og樣品加入到IOOml去離子水中，振蕩均勻后靜置3h，測試各自的沉降體積，每組樣品取三次樣，結(jié)果取平均值。上述案例活性度測試結(jié)果見表一。表I :實(shí)施例及對比實(shí)施例石灰乳活性度測試結(jié)果表
權(quán)利要求
1.一種石灰乳活性度快速測定方法，其特征在于采用電導(dǎo)率測試儀，將電導(dǎo)電極和溫度傳感器置于待測定的石灰乳樣品中，測定得到石灰乳樣品電導(dǎo)率值，利用測定得到石灰乳樣品電導(dǎo)率值，表征石灰乳活性度的大小，具體步驟如下 (1)調(diào)乳將各石灰乳樣品的比重調(diào)為一致，控制比重范圍1.040—1. 080，在采樣前要攪拌均勻； (2)恒溫在設(shè)有恒溫、攪拌器、電導(dǎo)電極和溫度傳感器裝置的600—800ml燒杯中加入200—400ml的去離子水； (3)測定開啟電導(dǎo)率測試儀和攪拌機(jī)，并固定好攪拌轉(zhuǎn)速，用小規(guī)格移液管或一次性采樣吸管吸取2 — 5ml步驟(I)的石灰乳測定樣品，快速加入步驟(2)的燒杯中，控制溫度在20— 30°C之間，每次測定溫度誤差±1°C，并開始用秒表計時； (4)讀數(shù)在10— 30秒時間段任選一個時間點(diǎn)作為讀數(shù)時間，記錄其電導(dǎo)率值； (5)重測重復(fù)以上步驟(2)至步驟(4)的操作程序，每組樣品測定3—5次，最后結(jié)果取電導(dǎo)率值的平均值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種石灰乳活性度快速測定方法，其特征在于所述的石灰乳樣品的陳化一致，控制時間為24— 36小時。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種石灰乳活性度快速測定方法，其特征在于所述的攪拌機(jī)控制攪拌轉(zhuǎn)速為110—200r/min。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種石灰乳活性度快速測定方法，其特征在于所述的電導(dǎo)率值在同組樣品中每次誤差不能超過±0. 03ms/cmo
全文摘要
本發(fā)明公開了一種石灰乳活性度快速測定方法，該方法是采用電導(dǎo)率測試儀，將電導(dǎo)電極和溫度傳感器置于待測定石灰乳樣品的600—800ml燒杯中，并燒杯中加入200—400ml的去離子水，用小規(guī)格移液管或一次性采樣吸管吸取2—5ml石灰乳測定樣品快速加入燒杯中?？刂茰y定溫度在20—30℃之間，每次測定溫度誤差±1℃，并開始用秒表計時，在10—30秒時間段任選一個時間點(diǎn)作為讀數(shù)時間，記錄其電導(dǎo)率值。本測定方法可在常溫下操作，利用測定得到石灰乳樣品電導(dǎo)率值，表征石灰乳活性度的大小。測定速度快，操作簡便，容易控制，準(zhǔn)確性高，重復(fù)性好。
文檔編號G01N27/06GK102928478SQ20121044156
公開日2013年2月13日 申請日期2012年11月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月8日
發(fā)明者顏才干, 朱勇, 龍小娥, 王權(quán)廣, 陸永芳 申請人:廣西華納新材料科技有限公司