苛化白泥中碳酸钙含量分析讨论

2021-10-15杨晓丽姜惠灵赵佳琪

天津化工 2021年5期

杨晓丽，姜惠灵，赵佳琪

（新疆美克化工有限责任公司化验室，库尔勒新疆841000）

目前我国造纸工业发展迅速，碱法制浆造纸黑液的处理以碱回收为主，从而产生大量废白泥，白泥成份以碳酸钙为主，此外还含有苛化过程中的少量其他物质。近年来，随着环保工作日益加强，对白泥的处理成为许多企业的难题，利用白泥作为原料生产水泥，或苛化白泥经过精制后作为造纸过程中的碳酸钙填料[1]，或采用白泥—石膏法脱硫工艺对烟气进行脱硫[2]，达到白泥资源化循环利用，降低生产成本，减少环境污染的目的。白泥的综合利用主要是对白泥中的碳酸钙成份的利用，因此准确分析白泥中碳酸钙含量是白泥综合利用的前提条件，有文献报道[3]使用热失重分析方法测定Ca （OH）2和CaCO3的质量分数是可行的。本文通过EDTA 标准溶液滴定、高温灼烧分解等实验分析白泥中碳酸钙含量，发现EDTA 标准滴定溶液滴定法算出的碳酸钙含量是将溶液中所有的钙离子均以碳酸钙表示，白泥中的杂质钙盐也以碳酸钙计算，造成分析结果不准确。因此要根据不同分析方法的分析结果综合判断白泥中碳酸钙含量。

1 试验部分

1.1 实验仪器试剂

烘箱，马弗炉，天平，瓷甘锅、EDTA 标注滴定溶液，钙指示剂、实验室二级用水等。

1.2 实验方法

1.2.1 样品制备

将从生产装置取回的白泥在105℃烘箱中烘干水分至恒重，所得样品为干基白泥。

1.2.2 白泥中碳酸钙的测定

取1.2.1 烘干水分的白泥样品0.5g （精确至0.0001g）于100mL 玻璃烧杯中，用水溶解，加入少量1+1 盐酸溶液使样品溶解完全，将样品完全转移至500mL 容量瓶内并定容。

取上述定容的样品25mL 于250mL 锥形瓶中，加1mL 盐酸溶液和5mL 过硫酸钾溶液加热煮沸至近干，取下冷却至温热条件加50mL 水，慢慢摇匀2min，在加入3mL 三乙醇胺，10mL 氢氧化钠和0.2g 左右的钙—羧酸指示剂，用0.01000mol/LEDTA 标准溶液滴定至蓝色即为终点。

碳酸钙在干基白泥中的质量百分含量计算公示如下所示：

式中：X—干基白泥中碳酸钙的质量百分含量，%；

V—消耗EDTA 标准溶液的体积，mL；

C—EDTA 标准溶液的浓度，mol/L；

m—称取干基白泥的质量，g；

1.2.3 灼烧实验分析

550℃灼烧：称取少量干基白泥于50mL550℃恒重的瓷坩埚中，在550℃马弗炉中灼烧至恒重。

550～950 ℃灼烧：称取550℃灼烧后的少量白泥样品于50mL950℃恒重的瓷坩埚中，在950℃马弗炉中灼烧至恒重。

烧失量百分含量计算公示如下所示：

2 结果与讨论

1）根据分析步骤：1.2.2 对干基白泥中碳酸钙含量进行分析，结果为86.05%，此结果是将样品中所有钙离子均以碳酸钙存在形式表示，样品中少量杂质磷酸钙、氢氧化钙等均以碳酸钙形式进行计算。

2）分别对干基白泥样品和分析纯试剂碳酸钙样品进行550℃灼烧实验和550～950℃灼烧实验，所得结果如表1 所示。

表1 干基白泥和试剂碳酸钙灼烧实验数据

由表1 可知：试剂碳酸钙在550～950℃烧失量为43.92%；理论分析，纯碳酸钙在825～896.6℃分解为氧化钙和二氧化碳，在550～950℃灼烧可完全分解，烧失量主要是分解的二氧化钙释放于空气中，理论烧失量为43.96%；表1 中的试剂碳酸钙在550～950℃灼烧，烧失量为43.92%，与理论烧失量吻合，说明碳酸钙在550～950℃灼烧可完全分解。

干基白泥在550 ～950℃灼烧，其烧失量为29.56%，结合2.1 中用EDTA 标准溶液滴定法计算出的干基白泥中碳酸钙含量为86.05%，理论分析干基白泥中86.05%的碳酸钙在550～950℃灼烧完全分解，其理论烧失量应为37.83%，实验分析数据只有29.56%的烧失量，说明有8.27%的烧失量偏差是由于钙离子在白泥中并不是均以碳酸钙形式存在，有可能部分钙离子是以其他钙盐形式存在，在550～950℃灼烧不分解，但加1+1 盐酸水溶解可使其溶解，故存在8.27%的烧失量偏差。

干基白泥在550 ～950℃灼烧，其烧失量为29.56%，通过烧失量来计算干基白泥中碳酸钙百分含量为67.24%，通过EDTA 滴定法计算干基白泥中碳酸钙百分含量为86.05%，本文认为通过烧失量来计算干基白泥中碳酸钙含量更为准确。