一種檢測(cè)生石灰消化比例的方法及其應(yīng)用
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種檢測(cè)生石灰消化比例的方法及其應(yīng)用，所述方法包括如下步驟：a、將備選生石灰與研磨到相同的粒級(jí)；b、將步驟a中研磨好的生石灰倒入恒溫量熱儀的樣品池內(nèi)，控制試驗(yàn)過(guò)程溫度恒定；c、待系統(tǒng)波動(dòng)消除后，使生石灰與水接觸，發(fā)生消化反應(yīng)；d、測(cè)定生石灰的消化熱并繪制消化曲線(xiàn)；e、由所述消化曲線(xiàn)和消化總放熱量推算出不同時(shí)間對(duì)應(yīng)的消化比例R消化，并據(jù)此判斷出石灰的消化速率。所述方法用于燒結(jié)用生石灰的選擇。本發(fā)明具有的有益效果：(1)評(píng)價(jià)方法更加合理；(2)方法簡(jiǎn)單；(3)該實(shí)驗(yàn)可再現(xiàn)性強(qiáng)，恒溫量熱儀測(cè)量結(jié)果精度高，試驗(yàn)過(guò)程中受外界環(huán)境的影響非常小，有很好的重現(xiàn)性。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
-種檢測(cè)生石灰消化比例的方法及其應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種檢測(cè)生石灰消化比例的方法及其應(yīng)用，屬于鐵礦石燒結(jié)技術(shù)領(lǐng) 域。
【背景技術(shù)】
[0002] 生石灰是鐵礦石燒結(jié)用的重要烙劑，由于生石灰消化可W生成化(OH) 2膠體，可W 強(qiáng)化燒結(jié)制粒，且生石灰消化過(guò)程還可W放出大量的熱，可W緩解燒結(jié)料層過(guò)濕，改善燒結(jié) 料層的透氣性，提高燒結(jié)生產(chǎn)率。此外，生石灰也可W與鐵礦石發(fā)生反應(yīng)，生成低烙點(diǎn)的液 相，從而起到很好的固結(jié)作用。因此生石灰的性能對(duì)燒結(jié)的產(chǎn)質(zhì)量有重要的影響。然而，由 于生石灰的種類(lèi)繁多，品質(zhì)也大相徑庭。選擇適合燒結(jié)用的優(yōu)質(zhì)生石灰具有重要的意義。
[0003] 目前選擇燒結(jié)用生石灰的標(biāo)準(zhǔn)主要是CaO含量、活性度，或者依據(jù)生石灰與水 反應(yīng)使水溫升高的情況進(jìn)行判斷。但是，CaO含量分析只能判斷出生石灰中的總CaO量， 不能表示其賦存狀態(tài)或者反應(yīng)性?；钚远确治龇ㄊ歉鶕?jù)酸堿中和原理，將一定量的生石 灰溶于水中，攬拌均勻，用酪獻(xiàn)做指示劑，用4mol/L的鹽酸進(jìn)行滴定，W IOmin內(nèi)消耗的 鹽酸數(shù)表征生石灰的活性度。該方法只能反應(yīng)生石灰反應(yīng)后生成物消化HCl的量，沒(méi)有 反應(yīng)熱量的情況。該方法還忽略了生石灰中存在一些如3Ca0 ? Al2〇3等的雜質(zhì)也可W與 水反應(yīng)，消耗鹽酸，會(huì)造成誤差。且滴定過(guò)程中，由于生成的石灰懸濁液對(duì)顏色的判斷對(duì) 造成影響，因此也會(huì)造成誤差。水溫升高分析法是將一定量的生石灰溶入水中，生石灰會(huì) 與水反應(yīng)生成化(0H)2,并釋放出熱量，通過(guò)測(cè)量水溫的增加值來(lái)判斷生石灰的優(yōu)劣。中 國(guó)專(zhuān)利CN201020264785. 0也是基于上述原理的發(fā)明。但生石灰的消化性能會(huì)隨水溫升 高而發(fā)生變化，因此該方法也無(wú)法真實(shí)地反應(yīng)出生石灰的消化性能。此外也有中國(guó)專(zhuān)利 CN201210441562. 0XN201210441683. 5是通過(guò)測(cè)定生石灰溶于水后的電導(dǎo)率來(lái)判斷石灰的 活性，該方法對(duì)于燒結(jié)用的生石灰也不適用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了有效地選擇適合鐵礦石燒結(jié)用的生石灰，針對(duì)燒結(jié)的特點(diǎn)，本發(fā)明采用恒溫 消化的方法，通過(guò)測(cè)量生石灰的消化速率，對(duì)生石灰進(jìn)行有效地評(píng)價(jià)。 陽(yáng)〇化]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：
[0006] 一種檢測(cè)生石灰消化比例的方法，其包括如下步驟：
[0007] a、將備選生石灰與研磨到相同的粒級(jí)；
[000引 b、將步驟a中研磨好的生石灰倒入恒溫量熱儀的樣品池內(nèi)，控制試驗(yàn)過(guò)程溫度恒 定；
[0009] C、待系統(tǒng)波動(dòng)消除后，使生石灰與水接觸，發(fā)生消化反應(yīng)；
[0010] t測(cè)定生石灰的消化熱并繪制消化曲線(xiàn)； 1] e、由所述消化曲線(xiàn)和消化總放熱量推算出不同時(shí)間對(duì)應(yīng)的消化比例，并據(jù)此 判斷出石灰的消化速率； 陽(yáng)〇1引消化比例R消化的計(jì)算公式如下：
[0013]
[0014] 其中：R消化--t時(shí)刻的消化放熱比例；
[0015] O--生石灰在t時(shí)刻的熱流值；
[0016] H,,.一一單位質(zhì)量的生石灰的總消化放熱量。
[0017] 作為優(yōu)選方案，所述恒溫量熱儀包括：絕熱外殼、加熱元件、樣品池、參比池，所述 加熱元件設(shè)在絕熱外殼內(nèi)部，所述樣品池和參比池并排設(shè)置在加熱元件內(nèi)部。
[0018] 作為優(yōu)選方案，所述樣品池內(nèi)還設(shè)有隔離膜，所述隔離膜上方活動(dòng)地設(shè)置有穿孔 器。
[0019] 一種如本發(fā)明所述的檢測(cè)方法應(yīng)用于燒結(jié)用生石灰的選擇。
[0020] 本發(fā)明的有益效果主要體現(xiàn)在：
[0021] (1)評(píng)價(jià)方法更加合理，與活性度方法和水溫升高方法不同，本方法直接針對(duì)生石 灰的消化放熱性能，通過(guò)測(cè)定恒溫條件下生石灰的消化速率，判斷生石灰的性能。能夠更客 觀的反應(yīng)出生石灰在相同條件下的反應(yīng)性強(qiáng)弱；
[0022] (2)方法簡(jiǎn)單，易操作，該方法恒溫量熱儀內(nèi)均可W進(jìn)行，操作簡(jiǎn)單。根據(jù)測(cè)定的消 化放熱熱流隨時(shí)間的分布曲線(xiàn)，通過(guò)積分計(jì)算出不同時(shí)間內(nèi)的消化放熱比例，可W精確地 判斷生石灰的消化速率；
[0023] (3)該實(shí)驗(yàn)可再現(xiàn)性強(qiáng)，恒溫量熱儀測(cè)量結(jié)果精度高，試驗(yàn)過(guò)程中受外界環(huán)境的影 響非常小，有很好的重現(xiàn)性。
【附圖說(shuō)明】
[0024] 圖1為本發(fā)明中恒溫量熱儀的結(jié)構(gòu)示意圖； 陽(yáng)0巧]圖2為純生石灰的消化曲線(xiàn)；
[0026] 圖3為四種待選生石灰的消化熱流值與時(shí)間的關(guān)系曲線(xiàn)；
[0027] 圖4為四種待選生石灰的消化比例； 陽(yáng)02引圖1中：1、絕熱外殼；2、加熱元件；3、樣品池；4、參比池；31、隔離膜；32、穿孔針。
【具體實(shí)施方式】
[0029] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不僅局限于實(shí)施 例。
[0030] 本發(fā)明中所用的恒溫量熱儀的結(jié)構(gòu)如圖1所示，絕熱外殼1內(nèi)設(shè)有加熱元件2,加 熱元件2內(nèi)裝有樣品池3和參比池4,樣品池3內(nèi)部設(shè)有隔離膜31，隔離膜31將樣品池3 分隔成上下兩個(gè)腔體，隔離膜31上方設(shè)有可在樣品池頂部上下活動(dòng)的穿孔針32,用來(lái)對(duì)隔 離膜31進(jìn)行穿透。 陽(yáng)0川實(shí)施例1
[0032] 取生石灰，研磨成相同的粒度，放置在恒溫量熱儀的樣品池的底部，在樣品池的隔 膜上加水。待系統(tǒng)穩(wěn)定后，用穿孔針將隔離膜刺穿，使水與純生石灰接觸，消化試驗(yàn)開(kāi)始。
[0033] 純生石灰的消化曲線(xiàn)如圖2所示。即為純生石灰在不同時(shí)間的消化熱流分布圖。 通過(guò)該曲線(xiàn)，可W將熱流值對(duì)時(shí)間積分，計(jì)算出純生石灰在不同時(shí)間的消化放熱量，根據(jù)該 時(shí)刻的消化放熱量與總放熱量的比值，計(jì)算出該時(shí)刻的消化比例R.MA，參見(jiàn)圖4。
[0034] 使用W上方法，選用A、B、C、D四種燒結(jié)用生石灰作為樣本進(jìn)行試驗(yàn)，已檢驗(yàn)該方 法的有效性。采用CaO化學(xué)試劑作為對(duì)比。
[0035] A、B、C、D 生石灰的 CaO 含量分別為 87. 42%、77. 8%、83. 53%和 77. 69%。將四種 生石灰研磨至<180目。選取測(cè)試溫度為30°C，測(cè)試時(shí)間為24小時(shí)。待系統(tǒng)穩(wěn)定后，觸發(fā)試 驗(yàn)，使水與生石灰混合發(fā)生消化反應(yīng)。四種石灰消化開(kāi)始后1小時(shí)內(nèi)的消化熱流分布如圖 3所示，圖3為生石灰的消化放熱熱流值隨時(shí)間的變化，其中4種生石灰的消化放熱熱流值 均低于CaO試劑。且生石灰的消化放熱熱流值隨時(shí)間變化呈先增加后降低趨勢(shì)，不同時(shí)刻 消化放熱熱流值增加或降低的速率可W根據(jù)曲線(xiàn)的斜率確定。
[0036] 根據(jù)熱流值與時(shí)間的關(guān)系，計(jì)算出不同時(shí)刻生石灰的消化比例，如圖4所示。由于 燒結(jié)過(guò)程中，生石灰從一混加水到燒結(jié)完成大約經(jīng)歷30min，所W，分析選取前30min數(shù)據(jù)。
[0037] 由圖4可知，四種石灰的消化速率排列為B〉A(chǔ)〉C〉D，其中A、B石灰的消化速率明顯 高于C、D石灰，說(shuō)明兩種石灰與水反應(yīng)性強(qiáng)。因此該方法判斷得出A、B石灰性能優(yōu)于C、D 石灰。
[0038] 對(duì)于該方法得出的結(jié)論，使用制粒試驗(yàn)與燒結(jié)杯試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。該試驗(yàn)采用某廠 使用的混勻礦，制粒水分為7 %。四種生石灰單獨(dú)使用，堿度為1. 95。生石灰用量為4. 6 %， 其余全部使用石灰石。四種生石灰的燒結(jié)條件均相同。
[0039] 表1為生石灰制粒試驗(yàn)的結(jié)果。由表1可知，四種石灰制粒效果也是B〉A(chǔ)〉C〉D，與 消化速率法測(cè)得的結(jié)果相符。 W40] 表1四種生石灰的制粒效果 [0041 ]
[0042] 表2為生石灰的燒結(jié)杯試驗(yàn)結(jié)果。由表2可知，使用四種不同的生石灰，其燒結(jié)垂 燒速率也是B〉A(chǔ)〉C〉D，運(yùn)與制粒的效果吻合。且四種生石灰的燒結(jié)利用系數(shù)也是B〉A(chǔ)〉C〉D。 其他相關(guān)的參數(shù)也是A、B優(yōu)于C、D。
[0043] 表2四種生石灰的燒結(jié)杯試驗(yàn)結(jié)果
[0044]
[0045] 由此可W看出，使用該方法，能夠方便、有效地選擇出適合與燒結(jié)生產(chǎn)用的生石 灰。
[0046] 目前，生石灰作為燒結(jié)用的重要烙劑，普遍應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外燒結(jié)工藝中。長(zhǎng)期W來(lái)， 生石灰的性能缺乏客觀、有效的評(píng)價(jià)方法。該發(fā)明可W針對(duì)燒結(jié)用生石灰，通過(guò)簡(jiǎn)單的方 法，對(duì)其在燒結(jié)過(guò)程中的反應(yīng)性進(jìn)行合理的評(píng)價(jià)。
[0047] 該方法簡(jiǎn)單易操作，可重現(xiàn)性強(qiáng)，可W推廣至相關(guān)企業(yè)。
[0048] 綜上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用來(lái)限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，凡依 本發(fā)明權(quán)利要求范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及精神所為的均等變化與修飾，均應(yīng)包括于本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種檢測(cè)生石灰消化比例的方法，其特征在于，包括如下步驟： a、 將備選生石灰與研磨到相同的粒級(jí)； b、 將步驟a中研磨好的生石灰倒入恒溫量熱儀的樣品池內(nèi)，控制試驗(yàn)過(guò)程溫度恒定； C、待系統(tǒng)波動(dòng)消除后，使生石灰與水接觸，發(fā)生消化反應(yīng)； d、 測(cè)定生石灰的消化熱并繪制消化曲線(xiàn)； e、 由所述消化曲線(xiàn)和消化總放熱量推算出不同時(shí)間對(duì)應(yīng)的消化比例，并據(jù)此判斷 出石灰的消化速率； 消化比例的計(jì)算公式如下：其中-一t時(shí)刻的消化放熱比例； 巫--生石灰在t時(shí)刻的熱流值； H,,.一一單位質(zhì)量的生石灰的總消化放熱量。2. 如權(quán)利要求1所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述恒溫量熱儀包括：絕熱外殼、加熱 元件、樣品池、參比池，所述加熱元件設(shè)在絕熱外殼內(nèi)部，所述樣品池和參比池并排設(shè)置在 加熱元件內(nèi)部。3. 如權(quán)利要求2所述的檢測(cè)方法，其特征在于，所述樣品池內(nèi)還設(shè)有隔離膜，所述隔離 膜上方活動(dòng)地設(shè)置有穿孔針。4. 一種如權(quán)利要求1~3中任一項(xiàng)所述的檢測(cè)方法應(yīng)用于燒結(jié)用生石灰的選擇。
【文檔編號(hào)】G01N25/20GK105987927SQ201510064028
【公開(kāi)日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2015年2月6日
【發(fā)明人】張麗, 周茂軍, 毛曉明, 沈紅標(biāo)
【申請(qǐng)人】寶山鋼鐵股份有限公司