水泥生料、熟料的化学分析推荐课件

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1、12021/8/2222021/8/223.4.1 3.4.1 生料的化学分析生料的化学分析 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。混合粉碎后，供在水泥窑内煅烧水泥的混合物。化学成分化学成分烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgoPS：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。32021/8/223.4.1.1 3.4.1.1 氯化铵系统

2、氯化铵系统42021/8/22二氧化硅的质量分数计算：二氧化硅的质量分数计算：烧灼后沉淀的质量，烧灼后沉淀的质量，g 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52021/8/223.4.1.2 3.4.1.2 氟硅酸钾系统氟硅酸钾系统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62021/8/223.4.1.3 3.4.1.3 烧失量的测定烧失量的测定计计算：算：PS：不能将试样直接放在高温下灼烧，防止样品中挥

3、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72021/8/223.4.2 3.4.2 水泥及熟料的化学分析水泥及熟料的化学分析82021/8/22方法原理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，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

4、化硅的量。失去的质量即为纯二氧化硅的量。23242232H SiOxH ONHSiOxH ONHH OH 22233()2mSiOnx H SiOxSiOxH（）胶核胶核吸附层吸附层扩散层扩散层胶粒（带负电荷）胶粒（带负电荷）胶团胶团24242SiOHFSiFH O 二氧化硅的测定二氧化硅的测定92021/8/22%100212mmmSiO纯102021/8/22（一）配位滴定（一）配位滴定含量低于含量低于1010的样的样品品.方方法原理法原理在在pHpH为为1.81.82.02.0及及606070 70 的溶液中，以磺基水杨酸为指示剂，的溶液中，以磺基水杨酸为指示剂，用用EDTAEDTA标准

5、溶液直接滴定溶液中三价铁，标准溶液直接滴定溶液中三价铁，Fe3+Fe3+与磺基水杨酸钠反与磺基水杨酸钠反应形成一种紫红色配合物应形成一种紫红色配合物,当加入当加入EDTAEDTA后后EDTA EDTA 夺取了与磺基水杨夺取了与磺基水杨酸钠反应的酸钠反应的Fe3+Fe3+形成了另一种更稳定的配合物形成了另一种更稳定的配合物.主要反应主要反应32FeSaIFeSaI3222FeH YFeYH2222FeSaIH YFYSaIH(无色无色)(紫红色紫红色)(紫红色紫红色)(亮黄色亮黄色)(无色无色)显色显色反应反应终点前终点前终点时终点时滴定反应滴定反应 三氧化铁三氧化铁的的测定测定112021/8

6、/22T-T-每毫升每毫升EDTAEDTA标准溶液相当于三氧化二铁的质量，标准溶液相当于三氧化二铁的质量，mg/mL;mg/mL;V-V-滴定时消耗滴定时消耗EDTAEDTA标准溶液的体积，标准溶液的体积，mL;mL;5-5-全部试样溶液与所取试样溶液的体积比；全部试样溶液与所取试样溶液的体积比；m-m-试样的质量，试样的质量，g g。结果计算结果计算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

7、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。122021/8/22（二）铜盐返滴定法（二）铜盐返滴定法 方法原理方法原理 在滴定铁后的溶液中，加入对铝、钛过量的在滴定铁后的溶液中，加入对铝、钛过量的EDTAEDTA标准滴定溶液，标准滴定溶液，于于pHpH为为3.83.84.04.0以以PANPAN为指示剂，用硫酸铜标准滴定溶液回滴过为指示剂，用硫酸铜标准滴定溶液回滴过量的量的EDTAEDTA，扣除钛的含量后即为氧化铝的含量。，扣除钛的含量后即为氧化铝的含量。主要反应主要反

8、应3222AlH YAlYH2CuPANCuPAN22222TiOH YTiOYH22222CuH YCuYH（剩余）（剩余）（蓝绿色）（蓝绿色）（紫红色）（紫红色）（黄色）（黄色）配位反应配位反应回滴反应回滴反应终点反应终点反应 三氧三氧化二铝的化二铝的测定测定132021/8/22（二）铜盐回滴法（二）铜盐回滴法 方法讨论方法讨论测定结果为铝钛合量测定结果为铝钛合量测完铁后在溶液中加入过量测完铁后在溶液中加入过量EDTAEDTA，应将溶液加热到，应将溶液加热到70708080C C再调整再调整PHPH至至3.03.03.53.5EDTAEDTA加入量控制在与加入量控制在与Al+TiAl+T

9、i配位，剩余配位，剩余101015ml15ml锰的干扰锰的干扰氟的干扰氟的干扰T-T-每毫升每毫升EDTAEDTA标准溶液相当于氧化铝的质量，标准溶液相当于氧化铝的质量，mg/mL;mg/mL;V1-V1-加入加入EDTAEDTA标准溶液的体积，标准溶液的体积，mL;mL;V2-V2-滴定时消耗硫酸铜标准滴定溶液的体积，滴定时消耗硫酸铜标准滴定溶液的体积，mL;mL;K-K-每毫升硫酸铜标准滴定溶液相当于每毫升硫酸铜标准滴定溶液相当于EDTAEDTA标准溶液的体积；标准溶液的体积；5-5-全部试样溶液与所取试样溶液的体积比全部试样溶液与所取试样溶液的体积比m-m-试样的质量，试样的质量，g;g

10、;0.64-0.64-二氧化钛对二氧化硅的换算系数；二氧化钛对二氧化硅的换算系数；结果计算结果计算-试样中二氧化钛的质量分数。试样中二氧化钛的质量分数。142021/8/22（三）直接滴定法（三）直接滴定法方法讨论方法讨论测定结果为纯铝含量测定结果为纯铝含量PHPH值最适宜范围值最适宜范围2.52.53.53.5溶液要煮沸溶液要煮沸PANPAN的不可太多，一般的不可太多，一般200ml200ml溶液中溶液中2 23 3滴为宜滴为宜EDTAEDTACuCu为等物质量的溶液为等物质量的溶液 结结果计算果计算T-T-每毫升每毫升EDTAEDTA标准溶液相当于氧化铝的质量，标准溶液相当于氧化铝的质量，

11、mg/mL;mg/mL;V-V-滴定时消耗滴定时消耗EDTAEDTA标准溶液的体积，标准溶液的体积，mL;mL;5-5-全部试样溶液与所取试样溶液的体积比全部试样溶液与所取试样溶液的体积比m-m-试样的质量，试样的质量，g;g;152021/8/22钙钙的测定原理的测定原理：在在pHpH1313的强碱性溶液中，以三乙醇胺为掩蔽剂，用钙的强碱性溶液中，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，用黄绿素甲基百里香酚蓝酚酞混合指示剂，用EDTAEDTA标准滴定溶液滴定。标准滴定溶液滴定。以以CMPCMP为指示剂时，其过程可描述如下：为指示剂时，其过程可描述如下：显色反应：显色反应：

12、Ca2+CMP(橘红色橘红色)=CaCMP(绿色荧光绿色荧光)滴定反应：滴定反应：Ca2+H2Y2-=CaY2-+2H+终点突变：终点突变：Ca-CMP+H2Y2-=CaY2-+CMP +2H+绿色荧光绿色荧光 橘红色橘红色 氧化钙的氧化钙的测定测定162021/8/22 氧化镁的氧化镁的测定测定镁的测定原理：镁的测定原理：在在pHpH1010的溶液中，以三乙醇胺、酒石酸钾钠为掩蔽的溶液中，以三乙醇胺、酒石酸钾钠为掩蔽剂，用酸性铬蓝剂，用酸性铬蓝K K萘酚绿萘酚绿B B混合指示剂，以混合指示剂，以EDTAEDTA标准滴定溶液滴定，测得钙、标准滴定溶液滴定，测得钙、镁含量，然后扣除氧化钙的含量，

13、即得氧化镁的含量。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：显色反应：Ca2+K B =Ca-K B(酒红色酒红色)Mg2+K B=Mg-K B(酒红色酒红色)滴定反应：滴定反应：Ca2+H2Y2-=CaY2-+2H+Mg2+H2Y2-=MgY2-+2H+终点反应：终点反应：Ca-K B +H2Y2-=CaY2-+2H+K B Mg-K B +H2Y2-=MgY2-+2H+K B 酒红色酒红色 无色无色 纯蓝色纯蓝色 172021/8/22182021/8/22方法原理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二氧化硅滴定分析方法都是间接测定方法，氟硅

14、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。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，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可溶性硅酸盐在大量氯化钾及F-F-存在下定量生成氟硅酸钾（存在下定量生成氟硅酸钾（K2SiF6K2SiF6）沉淀。氟硅酸钾在沸水中分解析出氢氟酸（沉淀。氟硅酸钾在沸水中分解析出氢氟酸（HFHF），以标准氢氧化钠溶），以标准氢氧化钠溶液滴定。间接计算出二氧化硅的含量。液滴定。间接计算出二氧化硅的含量。主要反应主要反应 S

15、iOSiO2 22NaOH2NaOHNaNa2 2SiOSiO3 3 H H2 2O O （1 1）NaNa2 2SiOSiO3 3 2HCl2HClH H2 2SiOSiO3 3 2NaCl 2NaCl （2 2）H H2 2SiOSiO3 3 6HF6HFH H2 2SiFSiF6 63H3H2 2O O （3 3）H H2 2SiFSiF6 6+2KCl+2KClK K2 2SiF6SiF62HCl 2HCl （4 4）K K2 2SiFSiF6 63H3H2 2O=4HFO=4HFH H2 2SiOSiO3 32KF 2KF （5 5）HF HF NaOH=NaFNaOH=NaFH H

16、2 2O O （6 6）样品溶解样品溶解生成生成K K2 2SiFSiF6 6使使K K2 2SiFSiF6 6溶解析出溶解析出HFHF以标准氢氧化钠溶液滴定以标准氢氧化钠溶液滴定计算硅含量计算硅含量 二氧化硅的测定二氧化硅的测定192021/8/22%1001000522mVTSiOSiOT-T-每毫升氢氧化钠标准溶液相当于二氧化硅的质量，每毫升氢氧化钠标准溶液相当于二氧化硅的质量，mg/mL;mg/mL;V-V-滴定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积，滴定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积，mL;mL;m-m-试样的质量，试样的质量，g;g;5-5-全部试样溶液与所取试样溶液的体积比。全部试样溶液与所

17、取试样溶液的体积比。结果计算结果计算202021/8/223.4.2.3 3.4.2.3 氧化亚锰的测定氧化亚锰的测定对于锰含量在对于锰含量在0.5mg0.5mg以内的试样，可用分光光度法进行测以内的试样，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，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沉淀经溶解还原后用EDTAEDTA配位滴定配位滴定。高碘酸氧化比色法高碘酸氧化比色法 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

18、液的吸光度。结果计算结果计算c c-在工作曲线上查得每在工作曲线上查得每100ml100ml被测溶液中氧化亚锰的含量，被测溶液中氧化亚锰的含量，mg;mg;5-5-全部试样溶液与所取试样溶液的体积比；全部试样溶液与所取试样溶液的体积比；m-m-试样的质量，试样的质量，g g。212021/8/22过硫酸铵氧化沉淀分过硫酸铵氧化沉淀分离离-EDTA直接滴定法直接滴定法过硫酸铵氧化Mn2的反应：S2O82+Mn2+3 H2O MnO(OH)2 +2 SO42+4 HMnO(OH)2的溶解还原反应：MnO(OH)2+2H+2NH2OHHCl2Mn2+N2O +7H2O+2ClKB指示，EDTA的滴定

19、反应：Mn2+H2Y2 MnY2+2H终点时：H2Y2+Mn-KB MnY2+KB+2H 红色 蓝绿色222021/8/22结果计算结果计算T-T-EDTA-EDTA标准滴定溶液对氧化镁的滴定度，标准滴定溶液对氧化镁的滴定度，mg/mLmg/mL；V-V-滴定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积，滴定时消耗氢氧化钠标准溶液的体积，mL;mL;m-m-试样的质量，试样的质量，g;g;5-5-全部试样溶液与所取试样溶液的体积比。全部试样溶液与所取试样溶液的体积比。232021/8/223.4.2.4 3.4.2.4 烧失量的测定烧失量的测定计计算：算：PS：不能将试样直接放在高温下灼烧，防止样品中挥发性物

20、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242021/8/223.4.2.5 3.4.2.5 不溶物的测定不溶物的测定定义：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。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（原理：将试料先经盐酸处理（50mL50mL溶液中含浓盐酸溶液中含浓盐酸5mL5mL，加热，加热15min15min），），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将可溶物全部溶下，滤出不溶残渣。为防止部

21、分二氧化硅呈硅酸凝胶状态析出，再用碱溶液处理残渣状态析出，再用碱溶液处理残渣(100mL 10g/L(100mL 10g/L氢氧化钠，在蒸汽浴上氢氧化钠，在蒸汽浴上加热加热15min)15min)，使之再转成硅酸钠而溶解，然后以盐酸中和、过滤、残，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。量的分数即为不溶物的含量。计计算：算：m1-m1-灼烧灼烧后不溶物的质量，后不溶物的质量，g;g;m-m-试样的质量，试样的质量，g;g;252021/8/2

22、23.4.2.6 3.4.2.6 氧化钾、氧化钠的测定（火焰光度法）氧化钾、氧化钠的测定（火焰光度法）262021/8/22结果计算结果计算272021/8/223.4.2.7 3.4.2.7 氯离子的测定氯离子的测定 硫氰酸铵容量法（基准法）硫氰酸铵容量法（基准法）282021/8/22结果计算结果计算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，同时可以使试样溶解得更均匀。硝酸银标准溶液的准确与否直接决定了测试结果的准确度，所以硝酸盐标准溶液一定要严格按照标准要求来进行配置，并且用移液管或滴定管准确的加入。滤纸浆不要加多，以免影响过滤速度。过滤前慢速滤纸或玻璃砂芯漏斗都要经过硝酸洗涤，以免给实验带来误差。滴定应在室温下进行，温度高，红色络合物容易褪色。滴定时要充分的摇动溶液，避免沉淀吸附银离子，使终点过早的出现。当硫氰酸铵标准滴定溶液体积消耗小于0.5mL时，要用减少一半的试样质量进行重新试验292021/8/22