一种检测生石灰消化比例的方法及其应用
【专利摘要】本发明公开了一种检测生石灰消化比例的方法及其应用，所述方法包括如下步骤：a、将备选生石灰与研磨到相同的粒级；b、将步骤a中研磨好的生石灰倒入恒温量热仪的样品池内，控制试验过程温度恒定；c、待系统波动消除后，使生石灰与水接触，发生消化反应；d、测定生石灰的消化热并绘制消化曲线；e、由所述消化曲线和消化总放热量推算出不同时间对应的消化比例R消化，并据此判断出石灰的消化速率。所述方法用于烧结用生石灰的选择。本发明具有的有益效果：(1)评价方法更加合理；(2)方法简单；(3)该实验可再现性强，恒温量热仪测量结果精度高，试验过程中受外界环境的影响非常小，有很好的重现性。
【专利说明】
-种检测生石灰消化比例的方法及其应用
技术领域
[0001] 本发明设及一种检测生石灰消化比例的方法及其应用，属于铁矿石烧结技术领 域。
【背景技术】
[0002] 生石灰是铁矿石烧结用的重要烙剂，由于生石灰消化可W生成化(OH) 2胶体，可W 强化烧结制粒，且生石灰消化过程还可W放出大量的热，可W缓解烧结料层过湿，改善烧结 料层的透气性，提高烧结生产率。此外，生石灰也可W与铁矿石发生反应，生成低烙点的液 相，从而起到很好的固结作用。因此生石灰的性能对烧结的产质量有重要的影响。然而，由 于生石灰的种类繁多，品质也大相径庭。选择适合烧结用的优质生石灰具有重要的意义。
[0003] 目前选择烧结用生石灰的标准主要是CaO含量、活性度，或者依据生石灰与水 反应使水溫升高的情况进行判断。但是，CaO含量分析只能判断出生石灰中的总CaO量， 不能表示其赋存状态或者反应性。活性度分析法是根据酸碱中和原理，将一定量的生石 灰溶于水中，揽拌均匀，用酪献做指示剂，用4mol/L的盐酸进行滴定，W IOmin内消耗的 盐酸数表征生石灰的活性度。该方法只能反应生石灰反应后生成物消化HCl的量，没有 反应热量的情况。该方法还忽略了生石灰中存在一些如3Ca0 ? Al2〇3等的杂质也可W与 水反应，消耗盐酸，会造成误差。且滴定过程中，由于生成的石灰悬浊液对颜色的判断对 造成影响，因此也会造成误差。水溫升高分析法是将一定量的生石灰溶入水中，生石灰会 与水反应生成化(0H)2,并释放出热量，通过测量水溫的增加值来判断生石灰的优劣。中 国专利CN201020264785. 0也是基于上述原理的发明。但生石灰的消化性能会随水溫升 高而发生变化，因此该方法也无法真实地反应出生石灰的消化性能。此外也有中国专利 CN201210441562. 0XN201210441683. 5是通过测定生石灰溶于水后的电导率来判断石灰的 活性，该方法对于烧结用的生石灰也不适用。
【发明内容】
[0004] 为了有效地选择适合铁矿石烧结用的生石灰，针对烧结的特点，本发明采用恒溫 消化的方法，通过测量生石灰的消化速率，对生石灰进行有效地评价。 阳〇化]为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：
[0006] 一种检测生石灰消化比例的方法，其包括如下步骤：
[0007] a、将备选生石灰与研磨到相同的粒级；
[000引 b、将步骤a中研磨好的生石灰倒入恒溫量热仪的样品池内，控制试验过程溫度恒 定；
[0009] C、待系统波动消除后，使生石灰与水接触，发生消化反应；
[0010] t测定生石灰的消化热并绘制消化曲线； 1] e、由所述消化曲线和消化总放热量推算出不同时间对应的消化比例，并据此 判断出石灰的消化速率； 阳〇1引消化比例R消化的计算公式如下：
[0013]
[0014] 其中：R消化--t时刻的消化放热比例；
[0015] O--生石灰在t时刻的热流值；
[0016] H,,.一一单位质量的生石灰的总消化放热量。
[0017] 作为优选方案，所述恒溫量热仪包括：绝热外壳、加热元件、样品池、参比池，所述 加热元件设在绝热外壳内部，所述样品池和参比池并排设置在加热元件内部。
[0018] 作为优选方案，所述样品池内还设有隔离膜，所述隔离膜上方活动地设置有穿孔 器。
[0019] 一种如本发明所述的检测方法应用于烧结用生石灰的选择。
[0020] 本发明的有益效果主要体现在：
[0021] (1)评价方法更加合理，与活性度方法和水溫升高方法不同，本方法直接针对生石 灰的消化放热性能，通过测定恒溫条件下生石灰的消化速率，判断生石灰的性能。能够更客 观的反应出生石灰在相同条件下的反应性强弱；
[0022] (2)方法简单，易操作，该方法恒溫量热仪内均可W进行，操作简单。根据测定的消 化放热热流随时间的分布曲线，通过积分计算出不同时间内的消化放热比例，可W精确地 判断生石灰的消化速率；
[0023] (3)该实验可再现性强，恒溫量热仪测量结果精度高，试验过程中受外界环境的影 响非常小，有很好的重现性。
【附图说明】
[0024] 图1为本发明中恒溫量热仪的结构示意图； 阳0巧]图2为纯生石灰的消化曲线；
[0026] 图3为四种待选生石灰的消化热流值与时间的关系曲线；
[0027] 图4为四种待选生石灰的消化比例； 阳02引图1中：1、绝热外壳；2、加热元件；3、样品池；4、参比池；31、隔离膜；32、穿孔针。
【具体实施方式】
[0029] 下面结合实施例对本发明作进一步描述，但本发明的保护范围不仅局限于实施 例。
[0030] 本发明中所用的恒溫量热仪的结构如图1所示，绝热外壳1内设有加热元件2,加 热元件2内装有样品池3和参比池4,样品池3内部设有隔离膜31，隔离膜31将样品池3 分隔成上下两个腔体，隔离膜31上方设有可在样品池顶部上下活动的穿孔针32,用来对隔 离膜31进行穿透。 阳0川实施例1
[0032] 取生石灰，研磨成相同的粒度，放置在恒溫量热仪的样品池的底部，在样品池的隔 膜上加水。待系统稳定后，用穿孔针将隔离膜刺穿，使水与纯生石灰接触，消化试验开始。
[0033] 纯生石灰的消化曲线如图2所示。即为纯生石灰在不同时间的消化热流分布图。 通过该曲线，可W将热流值对时间积分，计算出纯生石灰在不同时间的消化放热量，根据该 时刻的消化放热量与总放热量的比值，计算出该时刻的消化比例R.MA，参见图4。
[0034] 使用W上方法，选用A、B、C、D四种烧结用生石灰作为样本进行试验，已检验该方 法的有效性。采用CaO化学试剂作为对比。
[0035] A、B、C、D 生石灰的 CaO 含量分别为 87. 42%、77. 8%、83. 53%和 77. 69%。将四种 生石灰研磨至<180目。选取测试溫度为30°C，测试时间为24小时。待系统稳定后，触发试 验，使水与生石灰混合发生消化反应。四种石灰消化开始后1小时内的消化热流分布如图 3所示，图3为生石灰的消化放热热流值随时间的变化，其中4种生石灰的消化放热热流值 均低于CaO试剂。且生石灰的消化放热热流值随时间变化呈先增加后降低趋势，不同时刻 消化放热热流值增加或降低的速率可W根据曲线的斜率确定。
[0036] 根据热流值与时间的关系，计算出不同时刻生石灰的消化比例，如图4所示。由于 烧结过程中，生石灰从一混加水到烧结完成大约经历30min，所W，分析选取前30min数据。
[0037] 由图4可知，四种石灰的消化速率排列为B〉A〉C〉D，其中A、B石灰的消化速率明显 高于C、D石灰，说明两种石灰与水反应性强。因此该方法判断得出A、B石灰性能优于C、D 石灰。
[0038] 对于该方法得出的结论，使用制粒试验与烧结杯试验进行验证。该试验采用某厂 使用的混匀矿，制粒水分为7 %。四种生石灰单独使用，碱度为1. 95。生石灰用量为4. 6 %， 其余全部使用石灰石。四种生石灰的烧结条件均相同。
[0039] 表1为生石灰制粒试验的结果。由表1可知，四种石灰制粒效果也是B〉A〉C〉D，与 消化速率法测得的结果相符。 W40] 表1四种生石灰的制粒效果 [0041 ]
[0042] 表2为生石灰的烧结杯试验结果。由表2可知，使用四种不同的生石灰，其烧结垂 烧速率也是B〉A〉C〉D，运与制粒的效果吻合。且四种生石灰的烧结利用系数也是B〉A〉C〉D。 其他相关的参数也是A、B优于C、D。
[0043] 表2四种生石灰的烧结杯试验结果
[0044]
[0045] 由此可W看出，使用该方法，能够方便、有效地选择出适合与烧结生产用的生石 灰。
[0046] 目前，生石灰作为烧结用的重要烙剂，普遍应用于国内外烧结工艺中。长期W来， 生石灰的性能缺乏客观、有效的评价方法。该发明可W针对烧结用生石灰，通过简单的方 法，对其在烧结过程中的反应性进行合理的评价。
[0047] 该方法简单易操作，可重现性强，可W推广至相关企业。
[0048] 综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依 本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本 发明的权利要求范围内。
【主权项】
1. 一种检测生石灰消化比例的方法，其特征在于，包括如下步骤： a、 将备选生石灰与研磨到相同的粒级； b、 将步骤a中研磨好的生石灰倒入恒溫量热仪的样品池内，控制试验过程溫度恒定； C、待系统波动消除后，使生石灰与水接触，发生消化反应； d、 测定生石灰的消化热并绘制消化曲线； e、 由所述消化曲线和消化总放热量推算出不同时间对应的消化比例，并据此判断 出石灰的消化速率； 消化比例的计算公式如下：其中-一t时刻的消化放热比例； 巫--生石灰在t时刻的热流值； H,,.一一单位质量的生石灰的总消化放热量。2. 如权利要求1所述的检测方法，其特征在于，所述恒溫量热仪包括：绝热外壳、加热 元件、样品池、参比池，所述加热元件设在绝热外壳内部，所述样品池和参比池并排设置在 加热元件内部。3. 如权利要求2所述的检测方法，其特征在于，所述样品池内还设有隔离膜，所述隔离 膜上方活动地设置有穿孔针。4. 一种如权利要求1~3中任一项所述的检测方法应用于烧结用生石灰的选择。
【文档编号】G01N25/20GK105987927SQ201510064028
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年2月6日
【发明人】张丽, 周茂军, 毛晓明, 沈红标
【申请人】宝山钢铁股份有限公司