探讨石灰石灰活性度生过烧联系探究

摘要：石灰的质量指标主要有氧化钙、活性度、生过烧。而在此所提到的氧化钙是石灰的总氧化钙，既包含石灰生烧所含的氧化钙也包括石灰过烧的氧化钙。而生烧的氧化钙是没有活性的，实验室所出具的氧化钙指标为总氧化钙，不论是国标的化学分析方法还是荧光分析方法所测得均为总氧化钙。总氧化钙中只有一部分氧化钙能与水发生消化反应，而这部分氧化钙称之为活性氧化钙或有效氧化钙。
关键词：石灰 活性度 生过烧 总钙 活性氧化钙
1前言
石灰的用途广泛，而在钢铁企业中石灰的质量等级，直接影响到炼钢的生产。所以掌握石灰的质量等级尤为重要。我们一般通过对石灰的氧化钙、活性度、生过烧进行检测。从而了解石灰的质量。一般在煅烧过程中要求对石灰石造块儿，要求其具有一定的规格。而在造块儿过程中，不可能保证所有进入石灰窑的石灰石块儿都符合煅烧要求，从而造成了石灰石粒径大的石灰石没有烧透形成生烧。粒径小的石灰石在石灰窑中煅烧过渡形成过烧。而生烧和过烧的石灰是没有活性的。在我们所出具的石灰数据中，氧化钙包含了生烧和过烧氧化钙。造成了报出的氧化钙数据比实际活性氧化钙偏高的现象。也出现了和生过烧相关的数据解释不明的原因。本文提出的活性氧化钙理论计算，简明的阐述了二者的关系，对石灰质量有了更直观的了解，也解释了上述总钙和生过烧的矛盾关系。
2总氧化钙和活性氧化钙的关系

2.1 活性度的检测方法：

活性度的具体做法是称取粒径为1.5mm--6mm50g石灰，在3000ml的烧杯放入2000ml的42±1摄氏度的水，加7-8酚酞指示剂（1%）。用搅拌器开到250-300r/min搅拌。用4mol/L的盐酸滴定使试样一致保持粉红色，读出其十分钟所消耗的盐酸量，则为活性度。

2.2 活性度检测原理

石灰的主要成分是氧化钙，氧化钙遇水后生成氢氧化钙，氢氧化钙在与4mol/L的盐酸反应，生成氯化钙。在检测过程中生烧石灰是不与盐酸反应的，已经通过实验证实，活性度检测原理的具体反应方程式如下：
CaO + H2O = Ca（OH）2
Ca（OH）2 + 2H源于：论文格式字体www.618jyw.com
Cl =CaCl2 + 2H2O
在石灰消化以后，实际上就是一个以酚酞为指示剂的酸碱中和滴定，当溶液变为乳白色时说明达到终点。

2.3 活性氧化钙的计算

在化验室检测过程中，荧光和化学方法所测得结果都是指试样中所有的钙元素，不管其以什么方式和化合形态存在。所以化验室日常报出的数据均为总钙。所报出活性度则用来表示活性氧化钙。用活性度来计算活性氧化钙可以通过其反应原理来计算。
CaO + H2O = Ca（OH）2
Ca（OH）2 + 2HCl =CaCl2 + 2H2O
总反应式为：CaO + 2HCl = CaCl2 + H2O
n ：为50g石灰中有效氧化钙的物质的量。
X ：为活性度。
100g石灰中有效氧化钙换算公式如下：
Cao有效 =2×56×n= 通过对多组数据进行换算得下表：
此方法计算出的活性氧化钙是不考虑石灰生烧在测活性度时所消耗的盐酸的，为此我做了以下实验，将生过烧中生烧挑选出来，盛放于表面皿中，分别用做完活性度的液体和4mol/L的盐酸滴定，发现用做完活性度的液体滴定时生烧不反应。而用4mol/L的盐酸滴定时生烧表面冒气泡，反应剧烈。从此实验和实际情况我们可以看出，在做活性度时生烧是不消耗盐酸体积的。故而有效氧化钙与活性度的换算公式简写为：
CaO有效 =2×56×n= X ： 做活性度时消耗的4mol/L盐酸的体积
3 生过烧相关问题讨论

3.1 生过烧过高问题的提出

在平时检测生过烧时，一般情况下生过烧量与总钙之和大概在100左右被视为数据吻合，有时候发现氧化钙在85左右，而生过烧达到25-35，或者氧化钙75-80左右，生过烧在10以下。违背了一般吻合规律。
通过对石灰块儿做生过烧发现，其破碎后和不经过破碎的生过烧率基本吻合，从实验数据可以看出，不破碎的生过烧率大概高于破碎后生过烧率1%-3%。影响不是很大，解释不了氧化钙在85%左右，而生过烧达到25%-35%的现象。通过对煅烧工艺的了解。我们不难发现，这种偶然现象与检测生过烧的方法无关，而是煅烧过程出现了异常。

3.2对比试验

取石灰块儿两公斤左右，将其大致分为两份，一份称量后放入烘箱烘24小时。另外一份称量后立刻做生过烧实验。实验数据如下：
由此数据可以看出，石灰块儿在窑内停留时间过长，石灰块儿大小不均等原因都会造成生过烧率偏高。和做样方法无关。

3.3 石灰块儿破碎和不经过破碎的生过烧率的比较

在石灰做生过烧试验中，取石灰块儿相对比较准确，原因是未经过破碎的石灰块儿不受制样干扰，不会有生烧和过烧的流失和破碎后取样不均的影响。
由此数据对比可看出破碎制样对石灰生过烧影响不是很大。但观察生过烧样品可以发现，这些石灰试样都是过烧和生烧比例相差不大，属于烧制过程比较均匀的石灰。
通过此表我们可以发现石灰块儿做生过烧比制样后生过烧低，经过观察发现，石灰块儿生过烧率比制样生过烧率低时，生过烧中过烧含量较多。联系到制样过程分析，由于生烧和过烧不好破碎，而活性石灰疏松易破碎，当在过1.5mm筛子时将过烧和生烧留下的多，造成了制样不均匀。从而导致了实验中出演的数据。
4结论
通过石灰技术指标GB/*1594-79可以发现，对钙质石灰的三个等级划分可以看出，有效氧化钙和生过烧的总和I级：92，II级：91，III级：87。通过表1我们可以算出我厂有效氧化钙低于总氧化钙6.7。根据石灰技术指标，2013年一月份化验室化验石灰平均总氧化钙钙为86.27，则有效氧化钙平均为79.57。对应国标等级为II级石灰， 对比上表理论生过烧平均低于11.43。而我公司2013年一月平均生过烧为12.11[3]。接近国标所要求技术指标。说明根据活性度换算活性氧化钙公式成立。此计算方法可有效地计算出活性氧化钙。
参考文献：
初建民， 高士林.冶金石灰生产技术手册. 北京：冶金工业出版社 ，2009.
[2，3]数据来自于新兴铸管新疆有限公司中心化验室电子台账。