建材化学分析工.docVIP

建材化学分析工知识要求（二）石英粒径对生料易烧性的影响从上表可看出，同样的生料，随着温度的提高，游离氧化钙含量逐渐下降。同样的燃烧温度，石英粒度大的生料化合力差，游离氧化钙也增加。因此，在选择石灰质原料时，要求游离二氧化硅40%，粘土质原料不仅要求小于0.2毫米粗砂含量12时Mg2+与OH形成Mg(OH)2沉淀，而不消耗EDTA。当PH=12.8时，在溶液中加入适量甲基百里香酚兰（MTB）指示剂，使其与钙生成兰色络合物，但当以EDTA标准溶液进行滴定时，由于Ca2+与EDTA的络合能力超过Ca2+当指示剂的络合能力，这样原来与指示剂络合的钙逐渐被EDTA所夺取，而指示剂游离出来，呈现原来的颜色，溶液从纯兰色变为无色（或灰色）。其反应如下：pH=12.8 Ca2+MTBCaMTB（灰色或无色） （兰色）Ca2+H2Y2CaY2+2H+等当点时CaMTB+H2Y2Ca Y2+MTB+2H+（兰色） （灰色或无色）41.碘量法测定水泥三氧化硫的原理是什么？答：应用缩合磷酸溶样，并以氯化亚锡将硫酸盐还原成硫化氢，硫化物中的硫被酸分解生成H2S后捕集于锌-铵溶液中，加过量的碘酸钾标准溶液及(1:2)H2SO4溶液，然后以淀粉作指示剂，以硫代硫酸钠标准溶液滴定过剩的I2，借以求得水泥中的全硫量，扣除硫化物后，即为硫酸盐(SO3)的含量。其反应如下：水泥中硫酸盐被氯化亚锡还原成H2S水泥中硫化物被磷酸分解成H2S例如：生成的H2S在ZnNH3吸收液中形成ZnS沉淀：在形成ZnS沉淀的ZnNH3吸收液中加入过量的KIO3及H2SO4(1:2)溶液后，I2与H2S发生氧化还原反应：过剩的I2以1%淀粉液为指示剂，用Na2S2O3标准溶液返滴定：42、简述生料的化学成分对立窑煅烧及熟料质量的影响。答：为了获得符合要求的熟料矿物组成，必须将生料中CaO、MgO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、等各成分控制在一定范围内。一般熟料的化学成分中，四种主要氧化物的百分含量如下：CaO：6267%； SiO2：2024%； Al2O3：47%； Fe2O3：36%。除此以外还有少量的MgO、SO3、Na2O、K2O、TiO2等等。生料中名氧化物对立窑煅烧及熟料质量的影响如下：（1）氧化钙（CaO）：它是熟料中最重要的化学成分，它与生料中的SiO2、Al2O3、Fe2O3在14500C高温下煅烧生成C3S、C2S、C3A、C4AF。一般说来，增加生料中CaO含量，当煅烧温度正常时，能得到较多的C3S、C2S，水泥熟料质量好，强度高。但煅烧温度低时，则会产生大量游离CaO,易引起水泥安定性不良，所以氧化钙含量较高的生料，一般需要高温煅烧，而且熟料较难煅烧。（2）二氧化硅(SiO2)：SiO2也是熟料中的主要成分之一，在高温下它能与氧化钙生成具有水硬性的硅酸钙（C3S、C2S），当生料中的CaO含量一定时，SiO2含量越多，高温下生成的硅酸钙越多，但形成的C3S较少、C2S较多，煅烧的熟料早期强度低且增长变慢，而且SiO2高时Al2O3及Fe2O3相对含量降低，造成熟料煅烧困难。如果SiO2低时，相应的Al2O3和Fe2O3的含量就增加，这样相应的硅酸盐矿物减少，而降低熟料强度，且窑内易结大块，不利于窑的煅烧。（3）三氧化二铝(Al2O3)：在煅烧过程中，Al2O3与CaO、Fe2O3作用生成C3A和C4AF，并熔为液相，促使C3S形成。但Al2O3含量高时C3A形成量较多，熟料早期强度高，凝结时间快，且液相粘度大，不利于C3S形成，窑内容易结大块，不利于窑的煅烧。（4）三氧化二铁(Fe2O3)：在煅烧中与CaO、Al2O3生成C4AF并熔融成液相，且液相粘度小。Fe2O3过多时，熟料烧结温度变窄，尤其是在立窑还原气氛严重时，Fe2O3被还原成FeO,物料过早出现低熔液相，易结大块，甚至结料柱，且煅烧的熟料凝结速度慢，强度绝对值不高。（5）其它氧化物：其它氧化物的带入，可以降低熟料烧成温度，对C3S形成有利，但过多会引起窑内结大块，使煅烧气氛恶化，除此之外氧化镁过多，则使水泥安定性不良，碱质硫酐，二氧化钛等对熟料的质量害多于利，因此对其他氧化物应严格控制。43、无烟煤的质量及其煤灰化学成分对立窑煅烧和熟料质量有何影响？答：在立窑生产中无烟煤是煅烧熟料的重要燃料，同时煤的灰分又可做生产水泥的原料。无烟煤的质量是熟料质量优劣的重要因素，在熟料煅烧过程中煤的灰分全部掺入熟料中，当灰分小时，对熟料化学成分影响不大，但当灰分大时，造成熟料化学成分有较大波动，KH降低，P、n率值不稳定，熟料强度显著下降。煤灰分大时，煤灰分中的SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO使熟料中的化学成分变动，熟料中的Al2O3、Fe2O3相对增加，熔剂矿物增加，KH降低，n值减小。再者煤灰分大时，煤不易粉碎，入窑煤粒度偏粗，配煤时，料、煤不易均匀。由于以上两原因，使窑内上火慢，火深，窑内通风不良，煤的化学不完全燃烧增加，热损失大，烧成温度低，造成熟料欠烧，游离氧化钙偏高，熟料强度低。当煤灰分大时，配煤量过大，同样使KH下降：n值减小，在煅烧熟料时，窑内更不易通气，易炼窑，易结大块，死烧块增多，至使熟料质量下降，同时由于煤灰分过于集中，C2S成堆分布，熟料易粉化，强度显著下降。综合上述，无烟煤的质量对熟料质量及窑的煅烧影响很大，因此要稳定配料，必须稳定煤的质量（当然其他原料也要相对稳定）：这是提高熟料质量的关键问题之一。44、什么是高位发热量和低位发热量？答：煤的高位发热量()是指煤在空气中燃烧后生成的热量。煤在空气中燃烧时，煤中可燃硫生成SO2，氮则生成游离状态氮而逸出，蒸气成液体状态而冷却生成水(25)。 煤的低位发热量（）是指煤在实际工业燃烧时，它原有的水分和在燃烧过程中，由氢燃烧后所生成的水，都以水蒸汽的状态从烟道中排出，水由液体变成蒸汽时需要一部分热量，这部分热量称为汽化热，因此从高位发热量中减去汽化热，才是煤的有效热值，称为煤的低位发热量。45、配位滴定法测定CaO的原理是什么？操作时应注意什么？答：用EDTA配位滴定法测定CaO是基于在硅、铝、铁、钙、镁共存的溶液中，以KF消除硅的干扰，以三乙醇胺消除铝的干扰，控制溶液的PH在12.8，以EDTA置换滴定。反应如下：PH=12.8：Ca2+MTBCaMTB（灰色或无色）（兰色）Ca2+H2Y2CaY2+2H+等点时：CaMTB+H2Y2CaY2+MTB+2H+（兰色） （灰色或无色）pH12.5：Ca2+CMPCaCMP（红色）（绿色荧光）如采用银坩锅溶样，由于有Ag+离子存在，当采用甲基百里酚兰为主作指示剂时，终点变色不够敏锐，宜采用钙黄绿素甲基百里酚兰酚酞(CMP)作指示剂。 Ca2+H2Y2CaY2+2H+等当点时，CaCMP+H2Y2CaY2+CMP+2H+（绿色荧光） （红色）操作时应注意：（1）F应在强酸性溶液中加入，搅拌并放置2分钟，加入量应视SiO2含量而定（2）加入三乙醇胺一般为5ml，当测定高铁或高锰样品时，应增加至10ml，并充分搅拌，溶液需呈酸性。（3）测高铁试样中Ca+时，在加入三乙醇胺充分搅拌后，先加20%KOH至溶液黄色变浅，再加入少许CMP指示剂，在搅拌下继续加入KOH溶液57ml。（4）加入CMP不宜过多，否则终点呈深红色，变化不敏锐。（5）在用CMP作指示剂时，一般以白色衬底。（6）滴定近终点时，应充分搅拌，使Mg(OH)2沉淀吸附的Ca+能与EDTA充分反应。46、水泥中三氧化硫的测定在GB176-1996中规定了哪四种方法？应如何使用？发生争议时以哪种方法为准？答：国家标准GB1761996水泥化学分析方法中、规定了水泥中三氧化硫可用以下几种方法测定：（1）硫酸钡重量法（基准法）（2）硫酸钡铬酸钡分光光度法（代用法）（3）碘量法（代用法）（4）离子交换法（代用法）硫酸钡重量法，结果准确，适用于出厂水泥三氧化硫的测定，但费时，可做批量试验，从而缩短时间。碘量法单一试验比硫酸钡重量法所需时间短，可适用于出厂水泥及出磨水泥中三氧化硫的测定。离子交换法操作简单，分析速度快，结果准确，但本方法只适用于掺加天然二水石膏，不含有氟、磷、氯的水泥中三氧化硫的测定。国家标准GB1761996水泥化学分析方法中第一条规定，在有争议时，以基准法为准。47、简述比色分析的理论基础？答：比色分析是基于物质对光的选择吸收而建立起来的分析方法，它的理论基础是朗伯比耳定律A=lgI0/I1=Kbc,即当一束单光通过均匀的溶液时，其吸光度与溶液的浓度和厚度的乘积成正比。48、72型分光光度计测定物质含量的基本原理是什么？答：白光经滤光片后，得到近似的单光，让单色光通过有色溶液，然后投射到光电池上，光电池受到光而放出电子，所产生的电流与光的强度成正比关系，在检流计上读出相应的吸光度，根据光吸收定律，在入射光波长一定和溶液厚度不变的情况下，溶液的吸光度与有色化合物的浓度成正比，由此可由工作曲线法，确定被测物质含量。49、简述水泥熟料中游离氧化钙测定方法的进展，答：水泥熟料中游离氧化钙的测定方法大致可分为两类，一是物理法，即是用光学显微镜，观查游离氧化钙相，通过估算后，算出其大概含量；另一类是化学法，即利用游离氧化钙在某些有机溶剂内的溶解性，然后用滴定等方法，测定溶于有机溶剂内的游离氧化钙。化学法通常可按溶剂进行分类，主要有甘油一乙醇法，乙二醇法和乙烯乙酸乙脂一异丁醇法。近年来中国建材院测试中心又提出了游离氧化钙的直接电导测定方法（并研制了数字式游离氧化钙测定仪）50、简述游离氧化钙的直接电导法测定原理。答：该方法是用有机溶剂乙二醇作提取剂在一定条件下选择提取水泥熟料中游离氧化钙在提取过程中发生下列反应：反应生成的乙二醇钙在乙二醇溶液中进一步解离生成钙离子和乙二醇离子：乙二醇离子和钙离子在溶液中导电，其导电程度基本上与其浓度成正比，这样通过溶液电导率的测定，便可定量测定游离氧化钙含量。51、简述氧弹法热量仪测定煤的热值的原理及其构造。答：用氧弹法热量仪测定煤的发热量的原理：是在盛水的容器内，有一个密闭的容器（量热氧弹），在该容器中在有过剩氧气存在的条件下，点燃适量的煤样，使其完全燃烧，放出的热量，用水吸收，由水温的升高，计算煤试样的发热量（在计算发热量时应考虑其他因素的影响，对热值要加以校正）。氧弹法热量仪有绝热式和恒温式两类型，其构造大致相同。氧弹：也叫弹筒，是有耐热腐蚀的镍铬钼合金制成。内筒：是用紫铜、黄铜或不锈钢制成。外筒：是用金属薄板制成的双壁容器。搅拌器：有竖式或浆式两种。量热温度计：是在试验过程中精确测量内筒水温上升的度数，是发热量测定中的一关键步骤。普通温度计：分度值为0.20C，量程为0500C的温度计，是供测定外筒水温和精密温度计的露柱温度用。此外还有部分附助设备如：有温度计读数的放大器和照明灯。电动振动器。燃烧器。氧气瓶及压力表。点火电源。压饼机。52、试谈我国水泥化学分析的发展？答：随着我国社会主义四个现代化的迅速发展，科学技术日益的提高，水泥化学分析也适应于社会的需要，大力提高了分析方法的选择性，