Fast Verification Application Method of Calcium Hydroxide Content Accuracy in Pra

Research of Materials Science June 2015, Volume 4, Issue 2, PP.36-40

Fast Verification Application Method of Calcium Hydroxide Content Accuracy in Practical Work Li Sun Laboratory center of Jiangyin Huaxi Iron & Steel Co. Ltd. of Jiangsu, Jiangyin 214421, China #

Email: hxgtslhao@163.com

Abstract By exploring the cancellation of calcium carbonate content in the lime, judge the determination of calcium hydroxide content rationality, and to determine the accuracy of calcium hydroxide content, to find out the measured C calculate and validate the method is the best way, this method fully meet the factory follow the simple, fast, economic, practical and efficient method of test technology, to meet the fast-paced production factory.

Keywords: Rapid; Verification; Calcium Hydroxide; Accuracy

快速验证氢氧化钙含量准确性的方法 在实际工作中的应用 ∗ 孙丽 华西钢铁有限公司中心实验室，江苏 江阴 214420 摘

要：通过对消石灰中碳酸钙含量的探索，判断测定氢氧化钙含量合理性，进而确定氢氧化钙含量的准确性，最终寻

找出测 C 推算验证法是最佳途径，此法完全符合工厂遵循的简单，快捷，经济，高效的实用型试验法，满足工厂快节奏 生产。 关键词：快速；验证；氢氧化钙；准确性

背景 江阴华西钢铁公司烧结厂脱硫站原有生产工艺设备设计能力偏小，生石灰消化时间长，且杂质较多易堵 塞喷头，造成供浆能力不足，严重影响脱硫效率。为了提高脱硫效率，直接购买新型脱硫剂氢氧化钙（常熟 大众钙化物生产厂家的副产物氢氧化钙，由氢氧化钙和碳酸钙组成）取代生石灰粉，替代之后脱硫效果明显 加强，同时减少操作事故发生。 公司签订氢氧化钙含量为 80%，对氢氧化钙准确值进行校验期间，我科室均以总氧化钙含量报出。卖方 厂家一开始送样氢氧化钙含量在 90%以上，四天后送样氢氧化钙含量在 48%左右，且对方一直坚持其氢氧化 钙含量在 80%左右，争议较大。 由于华钢中心实验室以前从未对氢氧化钙进行分析，又无标样进行校对，更无碳酸钙操作分析法，X-荧 光分析仪又难以区分氧化钙与氢氧化钙含量，因此探索一种快速判断氢氧化钙含量合理性的方法，进而验证 氢氧化钙的化验分析值准确性显得尤为重要。

1

实验部分

1.1 试验分析方法 (1)总氧化钙测定 ∗

基金项目：华西钢铁公司质管部专项费项目 - 36 http://www.ivypub.org/rms

用盐酸溶样，三乙醇胺作为掩蔽剂[1]（掩蔽铁，铝，锰等离子）氢氧化钾调酸碱度(PH＞13)，EDTA 滴 定测定两种样品 A，B（均属消石灰）中总钙用 CaO%表示[2]。 (2)有效氧化钙[3]测定（蔗糖法[4]，氧化钙在水中溶解度很小，20 度时溶解度为 1.29g，加入蔗糖可使之成 溶解度大的蔗糖钙，再用酸滴定蔗糖钙中的氢氧化钙的含量。盐酸滴定测定样品 A, B 中有效氧化钙用 Ca(OH) 2 %[3]表示。 ） (3)C 含量测定（用红外 CS 仪测定样品 A，B 中 C%含量。 ） (4)烧失量测定[2]（指该物质在 1000(+＿) 50 度时结晶水，硫及有机物含量的损失的量） (5)杂质测定（用 X-荧光仪半定量扫描测定样品 A，B 各种物质含量） 各方法试验结果具体如表 1。 表1 样品 B

样品 A 分析方法

分析项目 CaO% Ca(OH)2% 烧失量%

含量% 66.48 64.76 29.9

红外 CS 仪测定法 （无水碳酸钠基准试剂为标样）

C%

3.809

X-荧光分析法 （半定量）

MgO Al2O3 SiO2 SO3 K CaO Fe2O3 Sr

0.348 0.319 0.675 0.923 ＜＜ 96.658 1.577 ＜＜

化学分析法

分析方法

分析项目 CaO% Ca(OH)2% 烧失量%

含量% 71.89 85.15 24.51

红外 CS 仪测定法 （无水碳酸钠基准试剂为标样）

C%

1.660

X-荧光分析法 （半定量）

MgO Al2O3 P SO3 K CaO Fe2O3 Sr

0.542 0.244 ＜＜ 0.322 ＜＜ 98.712 0.047 0.133

化学分析法

1.2 重复性试验（同一实验室 4 小时之内完成），如表 2。 表2 序号 1 2 3 4 5 6 平均值 RSD

2

Ca(OH)2%（滴定法） A 试样 64.76 64.39 64.58 64.79 65.07 64.63 64.70 0.32%

B 试样 84.35 83.99 84.12 84.84 84.49 84.75 84.42.

0.40%

理论分析

2.1 数据采集如表 3（数据来源表 1，推算值见表后注解） 表3 试样 A B

Ca(OH)2% CaCO3% CaCO3% CaCO3% CaO% 烧失量% C% 杂质%（推算） （测定值） （余钙推算） （C 含量推算） （烧失量推算） 64.76 66.48 29.90 3.809 3.34 31.20 31.74 32.16 85.15 71.89 24.51 1.660 1.29 13.30 13.83 8.64

注解： (1) 表 3 试样 A 中杂质%（推算值） 由表 1 试样 A 中 X-荧光半定量分析结果可⇒杂质%约=100-96.658=3.34（保留两位有效数字） (2) 表 3 试样 A 中 CaCO3%（余钙推算值） - 37 http://www.ivypub.org/rms

由表 1 试样 A 中 CaO% ⇒总 Ca%=66.48*40/56=47.49 由表 1 试样 A 中 Ca(OH)2%⇒有效 Ca%=64.76*40/74=35.01 余钙%=47.49-35.01=12.48⇒CaCO3%=12.48*100/40=31.20 (3) 表 3 试样 A 中 CaCO3%（C 含量推算值） 由表 1 试样 A 中红外 C，S 仪测出 C%为 3.809 ⇒ CaCO3%=3.809*100/12 =31.74 (4) 表 3 试样 A 中 CaCO3%（烧失量推算值）（因消石灰中无结晶水，硫及有机物含量低，以下计算时可以 忽略） 由表 1 试样 A 中烧失量%=29.9 推论， CaCO3=（高温）CaO+H2O↑ Ca(OH)2=（高温）CaO+CO2↑ 由氢氧化钙%⇒ H2O%=15.75，可得 CO2%=烧失量%-H2O%=29.9-15.75=14.15⇒CaCO3%= 14.15*100/44 =32.16 同理得出表 3 试样 B 中杂质%=1.29 CaCO3%（余钙推算值）=13.3 CaCO3%（C 含量推算值）=13.83 CaCO3%（烧失量推算值）=8.64

2.2 验证过程如表 4（数据来源表 3） 表4

试样 A B 试样 A B 试样编号 A B

Ca(OH) 2% （测定值） 64.76 85.15 Ca(OH) 2% （测定值） 64.76 85.15 Ca(OH) 2% （测定值） 64.76 85.15

测 C 推算验证法 CaCO3% （C 含量推算） 31.74 13.83 余钙推算验证法 CaCO3% 杂质% （余钙推算值） （推算值） 3.34 31.20 1.29 13.30 烧失量推算验证法 CaCO3% 杂质% （推算值） （烧失量推算值） 3.34 32.16 1.29 8.64 杂质% （推算值） 3.34 1.29

总量%

合理性

RSD%

准确性

99.84 100.27

合理 合理

0.32% 0.40%

高 高

总量%

合理性

RSD%

准确性

99.30 99.74

合理 合理

0.32% 0.40%

高 高

总量%

合理性

RSD%

准确性

100.26 95.08

合理 合理

0.32% 0.40%

高 高

2.3 方法对比如表 5。 表5 方法名称

分析时间

操作性

干扰性

经济性

实用性

测 C 推算验证法

50 (S)

简单

很小

节约

很强

余钙推算验证法

10 (min)

稍繁

很小

节约

一般

烧失量推算验证法

210 (min)

繁琐

较高

浪费

不实用

综合上述通过对氢氧化钙含量进行合理性判断，由表 5 可得测 C 推算验证法最佳，余钙推算验证法可做 为补充方法，烧损推算验证法舍去（耗时费电）。测 C 推算验证法完全符合工厂遵循的简单，快捷，经济， 高效的实用型技术实验法，满足工厂快节奏生产。具体操作如下： 第一步：合理性判断 - 38 http://www.ivypub.org/rms

总量%=Ca(OH)2%（化学法）+CaCO3%（推算值）+杂质%（估计值）=95%～105%； 推算值%=C%(C,S 仪测量值)×100/12； 估计值%=0～5%，通常选 3%（实际工作中杂质可估计为 3%左右，定性分析可以省略）。 第二步：准确性判断 确定符合合理性之后再进行重复性判断。 重复性试验一般实际操作中只重复一次，检查是否在误差范围之内。

3

实际应用

3.1 实例 1 样品（消石灰）两个 1#，2#，供销科对我科室分析报告单首次显示氢氧化钙含量提出异议。在此之前， 氢氧化钙含量作为新化验项目校对时，报告单均以总氧化钙%报出。供销科又以下方式结算。如下： 由 1# CaO%60.81⇒Ca(OH)2%=80.36； 2# CaO%61.29⇒Ca(OH)2%=80.99； 用此法推算完全满足卖家与公司签订 Ca(OH)2%80 的合同，错误之处在于将总氧化钙含量认为有效氧化 钙含量。 用测 C 推算验证法判断氢氧化钙含量准确性如下： (1) 合理性判断（如表 6） 表6 试样 1# 2#

Ca(OH)2% （化学法） 47.40 48.15

C% （C,S 仪测定） 5.4902 5.3929

CaCO3% （推算值） 45.75 44.94

CaO% （化学法） 60.81 61.29

杂质% （估计值） 3 3

总量%

合理性判断

96.15 96.09

合理 合理

(2) 准确性判断 重复性试验（对 Ca(OH)2%进行重复性试验）（如表 7） 表7 试样 1# 2#

1次 47.40 48.15

2次 47.04 48.54

3次 47.65 48.21

RSD% 0.53 0.35

平均值% 47.36 48.30

(3) 对同一试样 Ca(OH)2%含量不同实验室不同浓度测定对比（如表 8） 表8 名称 试样 1# 2#

华钢中心实验室（滴定法） EDTA 浓度（mol/L） 平均值% 0.5023 0.4045 0.3078 47.40 47.25 47.19 47.28 48.15 48.36 47.98 48.16

RSD% 0.19 0.32

常熟大众（滴定法) EDTA 浓度（mol/L） 0.3234 47.21 48.33

注：常熟大众钙化物有限公司参与制定 HG/T4120-2009《工业氢氧化钙》 。

(4) 由表 6～8 可综合判断 1#，2#氢氧化钙分析值为准确值。 另据烧结分厂工段长反馈，该批次脱硫剂杂质多，且产生大量气泡堵塞管道喷头，和理论推出碳酸钙含 量相吻合。

3.2 实例 2 - 39 http://www.ivypub.org/rms

样品 1#氢氧化钙%为 47.03，对此样用测 C 推算验证法进行准确性判断（如表 9） 。 表9 试样 1#

Ca(OH)2%（化学法） 47.03

C%（C,S 仪测定） 3.2450

CaCO3%（推算） 27.04

杂质%（估计值） 3

总量% 77.07

合理性判断 不合理

此试样分析总量 77.07%远远小于 95～105%的合理性范围，因此断定该试样不符合消石灰总量特性。进 一步用 X-荧光分析仪对此试样进行半定量分析（定性分析）（如表 10）后断定此样为白云石。用化学法和 X-荧光分析法两种方法测定其含量 CaO%为 58.39；MgO%为 24.74。 （后经查证此样为制样人装样失误） 表 10 试样 1#

Si% 0.023

O% 32.09

Mg% 18.82

Al% 0.113

S% 0.067

Ca% 48.79

Sr% 0.097

Ti、K、P、Zr 等% ＜＜

蔗糖法测定氢氧化钙是指测定消石灰中有效氧化钙成分折算成氢氧化钙成分，测 C 推算验证法总量若小 于 80%为不合理，选择 X 荧光做定性分析，快速查出所差部分为镁的氧化物，依据镁成分含量可断定为白云 石而不是消石灰。只有消石灰中有氢氧化钙成分，而白云石中测定的是部分氧化钙成分。

4

结论 实际工作中，对于消石灰中氢氧化钙异常含量进行测 C 推算验证法既简单，经济，又高效，准确，能满

足工厂快速生产需要。

REFERENCES [1]

夏玉宁主编.化验员使用手册.北京:化学工业出版社,1999

[2]

YB-T 5279-2005.石灰石-产业标准

[3]

杭州大学化学系分析化学教研室编.分析化学手册.第 2 版.第一分册.北京:化学工业出版社,1997

[4]

HG/T4120-2009.工业氢氧化钙

【作者简介】 孙丽（1971-） ，女，南京大学，本科，化学分析工程师，现从事化学分析管理工作。Email: hxgtslhao@163.com

- 40 http://www.ivypub.org/rms