水泥生料、熟料的化学分析.ppt

3.4水泥及生料、熟料的化学分析,开始,目录,3.4.1生料的化学分析.1氯化铵系统.2氟硅酸钾系统.3烧失量的测定3.4.2水泥及熟料的化学分析.1酸溶-NH4CL系统.2碱溶-2Si6系统.3氧化亚锰的测定.4烧失量的测定.5不溶物的测定.6氧化钾、氧化钠的测定.7氯离子的测定,3.4.1生料的化学分析,普通水泥生料是石灰石、硅质矿物、铁矿石等原料，按照一定的配比混合粉碎后，供在水泥窑内煅烧水泥的混合物。,PS：烧失量是指坯料在烧成过程中所排出的结晶水，碳酸盐分解出的CO2，硫酸盐分解出的SO2，以及有机杂质被排除后物量的损失。烧失量是用来限制石膏和混合材中杂质的，以保证水泥质量。,3.4.1.1氯化铵系统,二氧化硅的质量分数计算：,=%,烧灼后沉淀的质量，g；,试样质量，g。,PS：三氧化二铁、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁的测定同水泥熟料氯化铵系统,3.4.1.2氟硅酸钾系统,PS：此溶液可供测定硅、铁、铝、钙、镁用。如为掺有粉煤的立窑生料，则应先放在银坩埚于700左右预烧后，再加入NaOH熔融。二氧化硅、三氧化二铁、三氧化二铝、氧化钙、氧化镁的测定同水泥熟料氯化铵系统,3.4.1.3烧失量的测定,计算：,X=%,灼烧前试样质量，g；灼烧后试样质量，g。,PS：不能将试样直接放在高温下灼烧，防止样品中挥发性物质猛烈排出时使试样飞溅，引起分析结果偏高；有些样品在灼烧后吸水性很强，如硅质矿物、石灰石等称量时必须迅速，以免吸收空气中的水分而增加质量，引起分析结果偏低,3.4.2水泥及熟料的化学分析,3.4.2.1酸溶-NHCL系统,方法原理试样以无水碳酸钠烧结，盐酸溶解，加固体氯化铵与水浴上加热蒸发，使硅酸凝聚。滤出的沉淀灼烧后，得到含有铁、铝等杂质的不纯的二氧化硅。沉淀用氢氟酸处理后，失去的质量即为纯二氧化硅的量。,二氧化硅的测定,结果计算纯二氧化硅的质量分数m1-灼烧后未经氢氟酸处理的沉淀及坩埚的质量，g;m2-用氢氟酸处理并经灼烧后的残渣及坩埚的质量，g;m-试样的质量，g;PS：蒸发皿应实现干燥溶样时加入23滴浓硝酸，是为了将少量的二价铁氧化成三价铁，便于后面测定Fe.沉淀以热硝酸洗涤，即可很好地洗去硅酸吸附的杂质，又可防止铁、铝等氯化物的水解，还可防止硅酸凝胶的胶溶。但洗涤次数不可过多，体积不可过大，一般为120mL左右。炭化时，应保持充足的空气，否则，空气不足或炭化速度太快，则碳质易被硅酸包裹，在高温灼烧时，形成黑色碳化硅，给分析结果带来误差。Si+=SiC+CO,（一）配位滴定含量低于10的样品.方法原理在pH为1.82.0及6070的溶液中，以磺基水杨酸为指示剂，用EDTA标准溶液直接滴定溶液中三价铁，Fe3+与磺基水杨酸钠反应形成一种紫红色配合物,当加入EDTA后EDTA夺取了与磺基水杨酸钠反应的Fe3+形成了另一种更稳定的配合物.主要反应,(无色),(紫红色),(紫红色),(亮黄色),(无色),显色反应,终点前,终点时,滴定反应,三氧化铁的测定,T-每毫升EDTA标准溶液相当于三氧化二铁的质量，mg/mL;V-滴定时消耗EDTA标准溶液的体积，mL;5-全部试样溶液与所取试样溶液的体积比；m-试样的质量，g。,结果计算,Fe=Fe2351000100%,PS：滴定前应保证亚铁全部氧化为高价铁，否则结果偏低。在室温下用（0.55.0）精密pH试纸调至pH=2，即相当于pH计上测得pH=1.8，超过此pH值时，因受铝的干扰而使测定结果偏高。滴定的起始温度应为70C，滴定的最终温度应为60C。若温度太低，由于EDTA与铁的反应速度缓慢而使终点不明显，往往易滴过量，使滴定结果偏高。因铁与EDTA的反应速度较慢，近终点时，要充分搅拌，缓慢滴定，否则易滴过量造成结果偏高。,（二）铜盐返滴定法方法原理在滴定铁后的溶液中，加入对铝、钛过量的EDTA标准滴定溶液，于pH为3.84.0以PAN为指示剂，用硫酸铜标准滴定溶液回滴过量的EDTA，扣除钛的含量后即为氧化铝的含量。主要反应,（剩余）,（蓝绿色）,（紫红色）,（黄色）,配位反应,回滴反应,终点反应,三氧化二铝的测定,（二）铜盐回滴法方法讨论测定结果为铝钛合量测完铁后在溶液中加入过量EDTA，应将溶液加热到7080C再调整PH至3.03.5EDTA加入量控制在与Al+Ti配位，剩余1015ml锰的干扰氟的干扰,结果计算,（）=()%.,-试样中二氧化钛的质量分数。,（三）直接滴定法方法讨论测定结果为纯铝含量PH值最适宜范围2.53.5溶液要煮沸PAN的不可太多，一般200ml溶液中23滴为宜EDTACu为等物质量的溶液结果计算,T-每毫升EDTA标准溶液相当于氧化铝的质量，mg/mL;V-滴定时消耗EDTA标准溶液的体积，mL;5-全部试样溶液与所取试样溶液的体积比m-试样的质量，g;,（）=%,钙的测定原理：在pH13的强碱性溶液中，以三乙醇胺为掩蔽剂，用钙黄绿素甲基百里香酚蓝酚酞混合指示剂，用EDTA标准滴定溶液滴定。以CMP为指示剂时，其过程可描述如下：显色反应：Ca2+CMP(橘红色)=CaCMP(绿色荧光)滴定反应：Ca2+H2Y2-=CaY2-+2H+终点突变：Ca-CMP+H2Y2-=CaY2-+CMP+2H+绿色荧光橘红色,氧化钙的测定,氧化镁的测定,镁的测定原理：在pH10的溶液中，以三乙醇胺、酒石酸钾钠为掩蔽剂，用酸性铬蓝K萘酚绿B混合指示剂，以EDTA标准滴定溶液滴定，测得钙、镁含量，然后扣除氧化钙的含量，即得氧化镁的含量。显色反应：Ca2+KB=Ca-KB(酒红色)Mg2+KB=Mg-KB(酒红色)滴定反应：Ca2+H2Y2-=CaY2-+2H+Mg2+H2Y2-=MgY2-+2H+终点反应：Ca-KB+H2Y2-=CaY2-+2H+KBMg-KB+H2Y2-=MgY2-+2H+KB酒红色无色纯蓝色,3.4.2.2碱溶-Si系统,方法原理二氧化硅滴定分析方法都是间接测定方法，氟硅酸钾容量法是应用最广泛的一种，确切的说应该是氟硅酸钾沉淀分离酸碱碱滴定法。原理是含硅的样品，经与苛性碱、碳酸钠等共融时生成可溶性硅酸盐，可溶性硅酸盐在大量氯化钾及F-存在下定量生成氟硅酸钾（K2SiF6）沉淀。氟硅酸钾在沸水中分解析出氢氟酸（HF），以标准氢氧化钠溶液滴定。间接计算出二氧化硅的含量。主要反应SiO22NaOHNa2SiO3H2O（1）Na2SiO32HClH2SiO32NaCl（2）H2SiO36HFH2SiF63H2O（3）H2SiF6+2KClK2SiF62HCl（4）K2SiF63H2O=4HFH2SiO32KF（5）HFNaOH=NaFH2O（6）,样品溶解生成K2SiF6使K2SiF6溶解析出HF以标准氢氧化钠溶液滴定计算硅含量,二氧化硅的测定,T-每毫升氢氧化钠标准溶液相当于二氧化硅的质量，mg/mL;V-滴定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积，mL;m-试样的质量，g;5-全部试样溶液与所取试样溶液的体积比。,结果计算,PS：加入固体KCl时，一定应经过仔细搅拌，以达到真正饱和析出后再加入2gKCl，若温度高于30C则需过量3gKCl。15%KF溶液必须经净化处理。过滤时应将固体KCl留于杯底，当5%KCl洗涤液沿杯壁洗涤加入后，应不断搅拌、挤压，以促使固体KCl全部溶解。洗涤液总体积最好不超过15mL。为达到快速中和，减少Si溶解，最好把包有Si沉淀的滤纸展开。温度高于30C，为降低温度，可将沉淀、洗涤液、中和液在流水中冷却。,3.4.2.3氧化亚锰的测定,对于锰含量在0.5mg以内的试样，可用分光光度法进行测定；当锰含量高时，可采用过硫酸铵将其氧化生成沉淀，沉淀经溶解还原后用EDTA配位滴定。,高碘酸氧化比色法试样用Na2CO3Na2B4O7混合熔剂熔融后，以稀HNO3浸取，用H3PO4掩蔽Fe3+，在H2SO4介质中，用KIO4将Mn2+氧化成MnO4-，在530nm处测定溶液的吸光度。,结果计算,=%,c-在工作曲线上查得每100ml被测溶液中氧化亚锰的含量，mg;5-全部试样溶液与所取试样溶液的体积比；m-试样的质量，g。,过硫酸铵氧化沉淀分离-EDTA直接滴定法过硫酸铵氧化Mn2的反应：S2O82+Mn2+3H2OMnO(OH)2+2SO42+4HMnO(OH)2的溶解还原反应：MnO(OH)2+2H+2NH2OHHCl2Mn2+N2O+7H2O+2ClKB指示，EDTA的滴定反应：Mn2+H2Y2MnY2+2H终点时：H2Y2+Mn-KBMnY2+KB+2H红色蓝绿色,结果计算,=%,T-EDTA标准滴定溶液对氧化镁的滴定度，mg/mL；V-滴定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积，mL;m-试样的质量，g;5-全部试样溶液与所取试样溶液的体积比。,3.4.2.4烧失量的测定,计算：,X=%,灼烧前试样质量，g；灼烧后试样质量，g。,PS：不能将试样直接放在高温下灼烧，防止样品中挥发性物质猛烈排出时使试样飞溅，引起分析结果偏高；有些样品在灼烧后吸水性很强，如硅质矿物、石灰石等称量时必须迅速，以免吸收空气中的水分而增加质量，引起分析结果偏低,3.4.2.5不溶物的测定,定义：指试料用特定浓度的酸、碱溶液处理后未被分解的剩余物质。原理：将试料先经盐酸处理（50mL溶液中含浓盐酸5mL，加热15min），将可溶物全部溶下，滤出不溶残渣。为防止部分二氧化硅呈硅酸凝胶状态析出，再用碱溶液处理残渣(100mL10g/L氢氧化钠，在蒸汽浴上加热15min)，使之再转成硅酸钠而溶解，然后以盐酸中和、过滤、残渣经高温灼烧后称量，反复灼烧直至恒重。此剩余残渣质量占试样质量的分数即为不溶物的含量。,计算：,不溶物=%,m1-灼烧后不溶物的质量，g;m-试样的质量，g;,3.4.2.6氧化钾、氧化钠的测定（火焰光度法）,结果计算,=%,Na=%,m1-100ml被测溶液中的含量，g;m2-100ml被测溶液中Na的含量，g;m-试样的质量，g;,3.4.2.7氯离子的测定,硫氰酸铵容量法（基准法）,+=,+=,+=（）+,结果计算,=（）%,V滴定时消耗硫氰酸铵标准滴定溶液的体积，mL；0空白试验消耗硫氰酸铵标准滴定溶液的体积，mL；M试样的质量，g；T硝酸银标准滴定溶液对氯离子的滴定度，mg/mL。,PS：要尽快搅拌使其完全分散混匀，否则试样容易沉在烧杯底部。加入硝酸后要不停地搅拌并沸煮，使生成的硫化氢逸出以免干扰测定，同时