快速测定生石灰中氧化钙的方法

张玉磊，李耀利，赵传强，米许锋，赵文波

(河南龙宇煤化工有限公司，河南永城 476600)

快速测定生石灰中氧化钙的方法

张玉磊，李耀利，赵传强，米许锋，赵文波

(河南龙宇煤化工有限公司，河南永城 476600)

介绍了用浓盐酸对生石灰进行加热溶解后，用动物胶吸收二氧化硅并过滤，防止二氧化硅干扰，同时在滴定过程中以三乙醇胺掩蔽铁、铝、钛、锰等离子，测定生石灰中的氧化钙含量，该方法预处理简单，测定速度快，准确性高、重复性好、针对性强，解决了标准JC/T479—2013中使用无水碳酸钠熔融剂对生石灰进行熔融时预处理耗时长的问题。

生石灰；溶解；熔融；氧化钙

doi：10.3969/j.issn.1004-8901.2016.05.006

河南龙宇煤化工有限公司系一期采用壳牌粉煤气化技术制取甲醇和二甲醚，二期采用五环炉技术制醋酸的现代煤化工企业，年产50万t甲醇、20万t二甲醚、40万t醋酸，于2008年投产。公司生产需要大量的煤炭作为燃料煤供热电厂发电，为装置提供蒸汽，但煤燃烧后会释放大量酸性氧化物SO2，氧化钙是碱性氧化物，两者发生化学反应生成硫酸钙，可使烟气中的硫固定下来，其化学方程式为：SO2+CaO=CaSO3，使SO2排放量达到国家标准所要求的。生石灰外形为白色(或灰色、棕白)，无定形，在空气中吸收水和CO2。主要成分是氧化钙，它与水反应生成氢氧化钙，并放出大量的热，溶于酸水，不溶于醇。氧化钙与水发生化学反应时，立即会加热到超100℃的高温。可以用作分析试剂，如CO2、SO2吸收剂，光谱分析试剂，且高纯试剂用于半导体生产中的外延、扩散工序气体分析，同时还用作实验室氨气的干燥及醇类脱水等；还可用作锅炉停用保护剂，利用生石灰的吸水能力，使锅炉水汽系统的金属表面保持干燥，防止腐蚀。在实际生产中，为加快分解，煅烧温度常提高到1 000～1 100℃，再经冷却即得成品。在燃烧中会产生CO2。其化学方程式为：。根据炉外脱硫工艺指标要求生石灰中氧化钙含量≥75%，则需对进厂的生石灰中的氧化钙含量进行分析，而使用标准JC/T479—2013使用的预处理方法繁琐，分析过程耗时，不能及时准确知道生石灰中氧化钙的含量，给工艺提供数据较慢，以至于工艺人员不能及时知道要添加的生石灰的量；但采用本文方法分析预处理简单，测定速度快，分析结果准确，重复性好，能及时为工艺提供准确的数据，同时工艺人员能及时调整生石灰的添加量。

1 使用范围

本方法规定了用EDTA标准溶液滴定法测定氧化钙的含量。

本方法使用于化工用生石灰产品中的氧化钙含量的测定，测定范围为氧化钙＞70%。

2 方法原理

试样经浓盐酸分进行加热溶解，用动物胶吸收二氧化硅并过滤，防止二氧化硅干扰，同时再滴定过程中以三乙醇胺掩蔽铁、铝、钛、锰等离子，在pH≥12.5的溶液中，以钙黄绿素-百里酚酞为指示剂，用EDTA标准滴定溶液滴定钙离子，然后通过计算得出氧化钙的百分比。

3 试剂和溶液

本标准中所有水应符合GB6682中三级水的规格；所列的试剂，无特殊规定外，均指分析纯试剂。

(1)盐酸(GB/T 622)。

(2)盐酸(GB/T 622)：1+1溶液。

(3)氢氧化钾溶液(200 g/L)。称取氢氧化钾20 g溶于水中，并用水稀释至100 mL，储于聚乙烯瓶中。

(4)三乙醇胺溶液：体积比为1+1。

(5)钙羧酸指示剂[2-羟基-1-(2-羧基-4-磺酸-1-奈基偶氮)-3-奈甲酸]：称取1g钙羧酸与100g经105℃烘干的氯化钠，研细，混匀，保存于磨口瓶中。

(6)动物胶水溶液10 g/L。称取动物胶1 g溶于100 mL 70～80℃的水中，现用现配。

(7)氧化钙标准工作溶液1 mg/mL。准确称取预先在120℃条件下干燥2 h的有机纯碳酸钙1.784 8 g(称准至0.000 2 g)，置于250 mL烧杯中，用水润湿，盖上表面皿，沿杯口慢慢滴加(1+1)盐酸(GB/T 622、优级纯)溶液10 mL，待溶解完毕后，煮沸驱尽CO2，用水冲洗表面皿和杯壁，取下冷却，移入1 000 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。

(8)EDTA标准溶液：c(C10H14N2O8Na2· 2H2O)=0.02 mol/L。

配制：称取EDTA(GB/T 1401)7.5 g于250 mL烧杯中，加水稀释至约100 mL，加三乙醇胺溶液5 mL、氢氧化钾溶液15 mL，使溶液pH值大于12.5，加少许钙羧酸指示剂[2-羟基-1-(2-羧基-4-磺酸-1-奈基偶氮)-3-奈甲酸]指示剂(6.3.2.5)，均应摇匀，于黑色地板上，立即用EDTA标准滴定溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色，即为终点。同时做空白试验。EDTA标准溶液对氧化钙的滴定度T (CaO)按式(5)计算

式中：ρ为氧化钙标准工作溶液的质量浓度，mg/mL；V1为标定时所耗EDTA标准溶液的体积，mL；V2为空白测定时所耗EDTA标准溶液的体积，mL；

T(CaO)为EDTA标准溶液对氧化钙的滴定度，mg/mL。

4 试验步骤

4.1 试样溶液的制备

试样先通过125 μm试验筛(GB 6003)，然后把试样放置于105～110℃干燥箱内，干燥2h以上，并放入干燥内冷却室待用。

称取约0.5±0.05 g试样，精确至0.000 1 g，置于100 mL干净的烧杯中。同时做空白试验。

用少许水润湿试样，盖上表面皿，沿烧杯壁加入盐酸20 mL，待剧烈反应停止后，再加入1 mL(3.1条)，冲洗表面皿和烧杯内壁。然后把试样置于电炉上低温缓慢加热，至溶液中无固体颗粒。取下烧杯，稍冷，再用少许水冲洗烧杯壁，再加热2 min。稍冷，加10 mL盐酸(3.2条)，盖上表面皿，稍冷。热至约80℃，加70～80℃的动物胶溶液10 mL，剧烈搅拌1 min，保温10 min。取下，稍冷，加热水约50 mL搅拌。用定量滤纸过滤于250 mL容量瓶中，将沉淀先用盐酸(3.2条)洗涤4～5次，再用热水洗10次左右。

将滤液冷却至室温，移入250 mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。此制备溶液用于测定氧化钙含量。

4.2 氧化钙的测定

吸取25.00 mL(4.1条)制备的溶液置于250 mL锥形瓶中。加100 mL水于锥形瓶中、再加入5 mL三乙醇胺溶液(3.4)、15 mL氢氧化钾溶液(3.3)，使溶液pH值大于12.5，加少许钙羧酸指示剂[2-羟基-1-(2-羧基-4-磺酸-1-奈基偶氮)-3-奈甲酸]指示剂(6.3.2.5)，均应摇匀，立即用EDTA标准滴定溶液滴定至溶液由酒红色变为纯蓝色，即为终点。同时做空白试验。

5 结果计算

氧化钙的质量分数

式中：T(CaO)为EDTA标准溶液对氧化钙的滴定度，mg/mL；V3为试液所耗EDTA标准溶液的体积，mL；V4为空白溶液所耗EDTA标准溶液的体积，mL；m为灰样的质量，g。

重复测定2次，取平均值，数字修约至小数点后二位。

6 样品测定及结果对比

6.1 本文方法测定结果对比

取平行分析结果的算术平均值为最终结果。根据国标要求氧化钙的平行分析结果的绝对差应≤0.30%的规定，我们根据本文对5个不同生石灰样品进行平行样分析，同时计算出误差，所得数据见表1。

表1 5个不同生石灰样品的平行样分析结果

从上面可以看出，5个不同生石灰样品的平行样分析结果的绝对误差都＜0.30%，这也说明此方法符合国标误差要求，则精密度符合要求。

6.2 本文方法与标准测定结果对比

为了检验本文方法的准确性，我们通过本文方法与标准JC/T479—2013同时测5个不同生石灰样品，并对分析结果进行对比，从而得出此方法的准确度是否符合要求，对比结果见表2。

表2 5个不同生石灰样品的分析结果对比

从表2可以看出，使用本方法与标准JC/T 479—2013分别分析5个不同生石灰样品的氧化钙，分析的结果绝对误差均＜0.30%，则符合国标的要求，说明本方法准确度较高。

7 其他注意事项

应注意的事项包括以下几点。

(1)采样应具有代表性。

(2)样品不能长时间放置于空气中，应密封保存，以免吸水产生氢氧化钙，同时吸收CO2产生碳酸钙，影响分析结果。

(3)样品粒度应通过125 μm试验筛，如果粒度较大，样品应进行破碎。

(4)测定之前样品应置于105～110℃环境中干燥2 h以上，置于干燥器在那个冷却至室温。

(5)使用操作过程时间越短越好，放置在包装容器内的适当处，起到密封吸湿的作用。

(6)存放在干燥库房中，防潮，避免与酸类物质接触。

(7)运输过程中避免受潮，小心轻放，以防止包装破损而影响产品质量。

(8)禁止食用，万一入口，用水漱口立即求医。切记不能饮水，生石灰是碱性氧化物，遇水具腐蚀性。

(9)用三乙醇胺掩蔽铁、铝、钛、锰等离子的干扰。

(10)不宜与有机络合物混用。水溶性的有机络合物与钙离子生成不溶性的络合物，降低络合物效果。

(11)用动物胶吸收二氧化硅并过滤，来除去二氧化硅在测定中的干扰。

8 结语

快速测定生石灰中氧化钙的方法，是用浓盐酸对生石灰进行加热溶解后，用动物胶吸收二氧化硅并过滤，防止二氧化硅干扰，同时在滴定过程中以三乙醇胺掩蔽铁、铝、钛、锰等离子，进行测定生石灰中的氧化钙含量，其结果准确性好、重复性好，与标准JC/T479-2013比较分析时间短，操作简单，样品预处理简单，完全可以满足我公司生石灰中氧化钙的测定。

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[7]JC/T 479—2013，建筑石灰标准方法化学分析法[S].

[8]GB/T 15057.2—94，化工石灰石中氧化钙和氧化镁含量的测量[S].

修改稿日期：2016-08-30

Method for Rapid Determination of Calcium Oxide in Lime

ZHANG Yu-lei，Li Yao-li，ZHAO Chuan-qiang，MI Xu-feng，ZHAO Wen-bo
(Henan Longyu Coal Chemical Co.Ltd.，Yongcheng Henan 476600 China)

This paper introduces the method of determining the calcium oxide content in the lime by absorbing and filtering silica with animal glue to prevent silica interference after the dissolution of lime by heating with concentrated hydrochloric acid，as well as masking iron，aluminum，titanium and manganese ions，etc.by using triethanolamine in the process of titration.This method has such advantages as simple pretreatment，fast detection speed，high accuracy，good repeatability and pertinence.It solves the long time consuming of pretreatment when anhydrous sodium carbonate melting agent for melting lime according to the standard JC/T479—2013.

lime；dissolution；melting；calcium oxide

10.3969/j.issn.1004-8901.2016.05.006

TQ177.212

A

1004-8901(2016)05-0020-03

张玉磊(1986年-)，河南商丘人，2008年毕业于洛阳理工学院工业分析与检验专业，助理工程师，现主要从事分析化验等工作。