張玉磊，李耀利，趙傳強，米許鋒，趙文波

(河南龍宇煤化工有限公司，河南永城 476600)

快速測定生石灰中氧化鈣的方法

張玉磊，李耀利，趙傳強，米許鋒，趙文波

(河南龍宇煤化工有限公司，河南永城 476600)

介紹了用濃鹽酸對生石灰進行加熱溶解后，用動物膠吸收二氧化硅并過濾，防止二氧化硅干擾，同時在滴定過程中以三乙醇胺掩蔽鐵、鋁、鈦、錳等離子，測定生石灰中的氧化鈣含量，該方法預(yù)處理簡單，測定速度快，準確性高、重復(fù)性好、針對性強，解決了標準JC/T479—2013中使用無水碳酸鈉熔融劑對生石灰進行熔融時預(yù)處理耗時長的問題。

生石灰；溶解；熔融；氧化鈣

doi：10.3969/j.issn.1004-8901.2016.05.006

河南龍宇煤化工有限公司系一期采用殼牌粉煤氣化技術(shù)制取甲醇和二甲醚，二期采用五環(huán)爐技術(shù)制醋酸的現(xiàn)代煤化工企業(yè)，年產(chǎn)50萬t甲醇、20萬t二甲醚、40萬t醋酸，于2008年投產(chǎn)。公司生產(chǎn)需要大量的煤炭作為燃料煤供熱電廠發(fā)電，為裝置提供蒸汽，但煤燃燒后會釋放大量酸性氧化物SO2，氧化鈣是堿性氧化物，兩者發(fā)生化學反應(yīng)生成硫酸鈣，可使煙氣中的硫固定下來，其化學方程式為：SO2+CaO=CaSO3，使SO2排放量達到國家標準所要求的。生石灰外形為白色(或灰色、棕白)，無定形，在空氣中吸收水和CO2。主要成分是氧化鈣，它與水反應(yīng)生成氫氧化鈣，并放出大量的熱，溶于酸水，不溶于醇。氧化鈣與水發(fā)生化學反應(yīng)時，立即會加熱到超100℃的高溫。可以用作分析試劑，如CO2、SO2吸收劑，光譜分析試劑，且高純試劑用于半導(dǎo)體生產(chǎn)中的外延、擴散工序氣體分析，同時還用作實驗室氨氣的干燥及醇類脫水等；還可用作鍋爐停用保護劑，利用生石灰的吸水能力，使鍋爐水汽系統(tǒng)的金屬表面保持干燥，防止腐蝕。在實際生產(chǎn)中，為加快分解，煅燒溫度常提高到1 000～1 100℃，再經(jīng)冷卻即得成品。在燃燒中會產(chǎn)生CO2。其化學方程式為：。根據(jù)爐外脫硫工藝指標要求生石灰中氧化鈣含量≥75%，則需對進廠的生石灰中的氧化鈣含量進行分析，而使用標準JC/T479—2013使用的預(yù)處理方法繁瑣，分析過程耗時，不能及時準確知道生石灰中氧化鈣的含量，給工藝提供數(shù)據(jù)較慢，以至于工藝人員不能及時知道要添加的生石灰的量；但采用本文方法分析預(yù)處理簡單，測定速度快，分析結(jié)果準確，重復(fù)性好，能及時為工藝提供準確的數(shù)據(jù)，同時工藝人員能及時調(diào)整生石灰的添加量。

1 使用范圍

本方法規(guī)定了用EDTA標準溶液滴定法測定氧化鈣的含量。

本方法使用于化工用生石灰產(chǎn)品中的氧化鈣含量的測定，測定范圍為氧化鈣＞70%。

2 方法原理

試樣經(jīng)濃鹽酸分進行加熱溶解，用動物膠吸收二氧化硅并過濾，防止二氧化硅干擾，同時再滴定過程中以三乙醇胺掩蔽鐵、鋁、鈦、錳等離子，在pH≥12.5的溶液中，以鈣黃綠素-百里酚酞為指示劑，用EDTA標準滴定溶液滴定鈣離子，然后通過計算得出氧化鈣的百分比。

3 試劑和溶液

本標準中所有水應(yīng)符合GB6682中三級水的規(guī)格；所列的試劑，無特殊規(guī)定外，均指分析純試劑。

(1)鹽酸(GB/T 622)。

(2)鹽酸(GB/T 622)：1+1溶液。

(3)氫氧化鉀溶液(200 g/L)。稱取氫氧化鉀20 g溶于水中，并用水稀釋至100 mL，儲于聚乙烯瓶中。

(4)三乙醇胺溶液：體積比為1+1。

(5)鈣羧酸指示劑[2-羥基-1-(2-羧基-4-磺酸-1-奈基偶氮)-3-奈甲酸]：稱取1g鈣羧酸與100g經(jīng)105℃烘干的氯化鈉，研細，混勻，保存于磨口瓶中。

(6)動物膠水溶液10 g/L。稱取動物膠1 g溶于100 mL 70～80℃的水中，現(xiàn)用現(xiàn)配。

(7)氧化鈣標準工作溶液1 mg/mL。準確稱取預(yù)先在120℃條件下干燥2 h的有機純碳酸鈣1.784 8 g(稱準至0.000 2 g)，置于250 mL燒杯中，用水潤濕，蓋上表面皿，沿杯口慢慢滴加(1+1)鹽酸(GB/T 622、優(yōu)級純)溶液10 mL，待溶解完畢后，煮沸驅(qū)盡CO2，用水沖洗表面皿和杯壁，取下冷卻，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。

(8)EDTA標準溶液：c(C10H14N2O8Na2· 2H2O)=0.02 mol/L。

配制：稱取EDTA(GB/T 1401)7.5 g于250 mL燒杯中，加水稀釋至約100 mL，加三乙醇胺溶液5 mL、氫氧化鉀溶液15 mL，使溶液pH值大于12.5，加少許鈣羧酸指示劑[2-羥基-1-(2-羧基-4-磺酸-1-奈基偶氮)-3-奈甲酸]指示劑(6.3.2.5)，均應(yīng)搖勻，于黑色地板上，立即用EDTA標準滴定溶液滴定至溶液由酒紅色變?yōu)榧兯{色，即為終點。同時做空白試驗。EDTA標準溶液對氧化鈣的滴定度T (CaO)按式(5)計算

式中：ρ為氧化鈣標準工作溶液的質(zhì)量濃度，mg/mL；V1為標定時所耗EDTA標準溶液的體積，mL；V2為空白測定時所耗EDTA標準溶液的體積，mL；

T(CaO)為EDTA標準溶液對氧化鈣的滴定度，mg/mL。

4 試驗步驟

4.1 試樣溶液的制備

試樣先通過125 μm試驗篩(GB 6003)，然后把試樣放置于105～110℃干燥箱內(nèi)，干燥2h以上，并放入干燥內(nèi)冷卻室待用。

稱取約0.5±0.05 g試樣，精確至0.000 1 g，置于100 mL干凈的燒杯中。同時做空白試驗。

用少許水潤濕試樣，蓋上表面皿，沿燒杯壁加入鹽酸20 mL，待劇烈反應(yīng)停止后，再加入1 mL(3.1條)，沖洗表面皿和燒杯內(nèi)壁。然后把試樣置于電爐上低溫緩慢加熱，至溶液中無固體顆粒。取下燒杯，稍冷，再用少許水沖洗燒杯壁，再加熱2 min。稍冷，加10 mL鹽酸(3.2條)，蓋上表面皿，稍冷。熱至約80℃，加70～80℃的動物膠溶液10 mL，劇烈攪拌1 min，保溫10 min。取下，稍冷，加熱水約50 mL攪拌。用定量濾紙過濾于250 mL容量瓶中，將沉淀先用鹽酸(3.2條)洗滌4～5次，再用熱水洗10次左右。

將濾液冷卻至室溫，移入250 mL容量瓶中，用水稀釋至刻度，搖勻。此制備溶液用于測定氧化鈣含量。

4.2 氧化鈣的測定

吸取25.00 mL(4.1條)制備的溶液置于250 mL錐形瓶中。加100 mL水于錐形瓶中、再加入5 mL三乙醇胺溶液(3.4)、15 mL氫氧化鉀溶液(3.3)，使溶液pH值大于12.5，加少許鈣羧酸指示劑[2-羥基-1-(2-羧基-4-磺酸-1-奈基偶氮)-3-奈甲酸]指示劑(6.3.2.5)，均應(yīng)搖勻，立即用EDTA標準滴定溶液滴定至溶液由酒紅色變?yōu)榧兯{色，即為終點。同時做空白試驗。

5 結(jié)果計算

氧化鈣的質(zhì)量分數(shù)

式中：T(CaO)為EDTA標準溶液對氧化鈣的滴定度，mg/mL；V3為試液所耗EDTA標準溶液的體積，mL；V4為空白溶液所耗EDTA標準溶液的體積，mL；m為灰樣的質(zhì)量，g。

重復(fù)測定2次，取平均值，數(shù)字修約至小數(shù)點后二位。

6 樣品測定及結(jié)果對比

6.1 本文方法測定結(jié)果對比

取平行分析結(jié)果的算術(shù)平均值為最終結(jié)果。根據(jù)國標要求氧化鈣的平行分析結(jié)果的絕對差應(yīng)≤0.30%的規(guī)定，我們根據(jù)本文對5個不同生石灰樣品進行平行樣分析，同時計算出誤差，所得數(shù)據(jù)見表1。

表1 5個不同生石灰樣品的平行樣分析結(jié)果

從上面可以看出，5個不同生石灰樣品的平行樣分析結(jié)果的絕對誤差都＜0.30%，這也說明此方法符合國標誤差要求，則精密度符合要求。

6.2 本文方法與標準測定結(jié)果對比

為了檢驗本文方法的準確性，我們通過本文方法與標準JC/T479—2013同時測5個不同生石灰樣品，并對分析結(jié)果進行對比，從而得出此方法的準確度是否符合要求，對比結(jié)果見表2。

表2 5個不同生石灰樣品的分析結(jié)果對比

從表2可以看出，使用本方法與標準JC/T 479—2013分別分析5個不同生石灰樣品的氧化鈣，分析的結(jié)果絕對誤差均＜0.30%，則符合國標的要求，說明本方法準確度較高。

7 其他注意事項

應(yīng)注意的事項包括以下幾點。

(1)采樣應(yīng)具有代表性。

(2)樣品不能長時間放置于空氣中，應(yīng)密封保存，以免吸水產(chǎn)生氫氧化鈣，同時吸收CO2產(chǎn)生碳酸鈣，影響分析結(jié)果。

(3)樣品粒度應(yīng)通過125 μm試驗篩，如果粒度較大，樣品應(yīng)進行破碎。

(4)測定之前樣品應(yīng)置于105～110℃環(huán)境中干燥2 h以上，置于干燥器在那個冷卻至室溫。

(5)使用操作過程時間越短越好，放置在包裝容器內(nèi)的適當處，起到密封吸濕的作用。

(6)存放在干燥庫房中，防潮，避免與酸類物質(zhì)接觸。

(7)運輸過程中避免受潮，小心輕放，以防止包裝破損而影響產(chǎn)品質(zhì)量。

(8)禁止食用，萬一入口，用水漱口立即求醫(yī)。切記不能飲水，生石灰是堿性氧化物，遇水具腐蝕性。

(9)用三乙醇胺掩蔽鐵、鋁、鈦、錳等離子的干擾。

(10)不宜與有機絡(luò)合物混用。水溶性的有機絡(luò)合物與鈣離子生成不溶性的絡(luò)合物，降低絡(luò)合物效果。

(11)用動物膠吸收二氧化硅并過濾，來除去二氧化硅在測定中的干擾。

8 結(jié)語

快速測定生石灰中氧化鈣的方法，是用濃鹽酸對生石灰進行加熱溶解后，用動物膠吸收二氧化硅并過濾，防止二氧化硅干擾，同時在滴定過程中以三乙醇胺掩蔽鐵、鋁、鈦、錳等離子，進行測定生石灰中的氧化鈣含量，其結(jié)果準確性好、重復(fù)性好，與標準JC/T479-2013比較分析時間短，操作簡單，樣品預(yù)處理簡單，完全可以滿足我公司生石灰中氧化鈣的測定。

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修改稿日期：2016-08-30

Method for Rapid Determination of Calcium Oxide in Lime

ZHANG Yu-lei，Li Yao-li，ZHAO Chuan-qiang，MI Xu-feng，ZHAO Wen-bo
(Henan Longyu Coal Chemical Co.Ltd.，Yongcheng Henan 476600 China)

This paper introduces the method of determining the calcium oxide content in the lime by absorbing and filtering silica with animal glue to prevent silica interference after the dissolution of lime by heating with concentrated hydrochloric acid，as well as masking iron，aluminum，titanium and manganese ions，etc.by using triethanolamine in the process of titration.This method has such advantages as simple pretreatment，fast detection speed，high accuracy，good repeatability and pertinence.It solves the long time consuming of pretreatment when anhydrous sodium carbonate melting agent for melting lime according to the standard JC/T479—2013.

lime；dissolution；melting；calcium oxide

10.3969/j.issn.1004-8901.2016.05.006

TQ177.212

A

1004-8901(2016)05-0020-03

張玉磊(1986年-)，河南商丘人，2008年畢業(yè)于洛陽理工學院工業(yè)分析與檢驗專業(yè)，助理工程師，現(xiàn)主要從事分析化驗等工作。