在熟石膏系統(tǒng)中,相組成是指獨立存在于混合料中的礦物成份,通常是指以半水石膏為主,含有過燒無水石膏和未*分解的二水石膏等的多組分的混合物。實踐表明,脫硫建筑石膏的各種性能與其內(nèi)部半水石膏、可溶性無水石膏和殘存二水石膏三相的比例有關(guān),相組成的研究對于合理利用脫硫建筑石膏、充分發(fā)揮其優(yōu)異的工藝性能有著重要的意義。相分析就是運用各種物理化學的方法,定量測出石膏的三相成分。本文采用冠亞牌快速水分測定儀,對建筑石膏的相組成進行分析,并與標準方法進行對比,驗證冠亞牌快速水分測定儀在石膏三相分析中的實用性。
建筑石膏為何要進行相組成分析
在建筑石膏的工業(yè)生產(chǎn)中,要想獲得單一礦物成份的物料是很困難的,一般都是幾種材料的組合。在這些組合中各相含量的比例關(guān)系將極大地影響材料的工藝性能,不合理的比例關(guān)系將使材料工藝性能和物理性質(zhì)變壞,甚至成為廢品。例如無水石膏太多,則材料工藝性能極不穩(wěn)定,必須經(jīng)陳化處理才能用,若二水石膏太多,或者凝結(jié)時間過快而無法成型,或者干脆不凝固而成為廢品。所以在生產(chǎn)過程,特別是燃燒設備試運行階段,需要隨時進行相分析,根據(jù)相分析的數(shù)值,調(diào)整工藝參數(shù),以便獲得好的相組成。
建筑石膏相分析方法的基本原理
建筑石膏的主要成分二水石膏在常溫下是穩(wěn)定相,但是隨著溫度的升高和外界條件的改變,可得到半水石膏、III型無水石膏及II型無水石膏,而它們在不同條件下水化情況也有差別。建筑石膏的相分析方法即根據(jù)其中各相所具有的水化或脫水的特性而制定的。
1、建筑石膏中的III型無水石膏。無水石膏具有強烈的吸濕性,可在95%酒精水溶液中水化成半水石膏,而半水石膏卻不能水化成二水石膏,因此可通過測定 III 型無水石膏在酒精水溶液中水化的增量來計算其含量。
2、建筑石膏中的半水石膏。測定脫硫建筑石膏在純水中的水化增量,為半水石膏和 III 型無水石膏形成二水石膏的總量,減去用上述原理測得的III型無水石膏的含量,即可計算出半水石膏的含量。
3、建筑石膏中殘留的二水石膏。用脫水的方法測定脫硫建筑石膏的脫水總量,減去半水石膏的脫水量,即可計算出二水石膏的含量。
試驗部分
本試驗分別使用國標烘箱法和冠亞牌CS-68GL快速水分測定儀法,對建筑石膏相組成進行分析,對比試驗結(jié)果,驗證冠亞牌CS-68GL快速水分測定儀在建筑石膏相分析中的實用性。
A 烘箱法
按照《GB/T 36141-2018建筑石膏相組成分析方法》中烘箱法(A法),對市售建筑石膏相組成進行分析,測試結(jié)果如下(測試時間包含烘干時間、冷卻時間、恒重時間,不包含靜置時間):
相成分 | 測試次數(shù) | 含量(%) | 測試時間 |
附著水 | 1 | 0 | / |
2 | 0 | / | |
3 | 0 | / | |
平均值 | / | 0 | / |
可溶性無水石膏 | 1 | 24.13 | 8.3h |
2 | 26.16 | 8.3h | |
3 | 27.89 | 8.3h | |
平均值 | / | 26.06 | 8.3h |
半水石膏 | 1 | 55.53 | 8.5h |
2 | 51.60 | 8.5h | |
3 | 52.42 | 8.5h | |
平均值 | / | 53.18 | 8.5h |
二水石膏 | 1 | 2.69 | 4h |
2 | 2.62 | 4h | |
3 | 2.86 | 4h | |
平均值 | / | 2.72 | 4h |
B 冠亞牌CS-68GL快速水分測定儀法
試驗前的準備:設定水分儀溫度,放入稱量盤進行加熱干燥。而后將稱量盤放入保干器中作干燥貯藏至使用時。樣品稱重之前防止吸附水分很重要,而且取樣和稱重的時間間隔須盡可能地短。
①附著水與 III 型無水石膏含量的測定。設定水分儀溫度,清零,記錄空樣品盤質(zhì)量M01,用水分測定儀稱取適量試樣,至 0.001 g,放入水分儀稱量,記錄質(zhì)量M1,加入適量95%乙醇溶液,試樣靜置10min后放入設定好溫度的水分測定儀,烘干至恒重,記錄此時的試樣重量M2。
當M1>M2 時:附著水含量 Wa1=(M1-M2)/(M1-M01)×100%;III 型無水石膏含量WA1=0;
當M1<M2時:吸附著水含量 Wa1=0;則:
III型無水石膏含量
WA1=15.11×(M2-M1)/(M1-M01)×100%;
(注:以上分析試樣中,附著水和 III 型無水石膏二者只能有一,因為無水石膏極易吸收水分,因此有附著水就不會有無水石膏)
②半水石膏含量的測定。設定水分儀溫度,清零,記錄空樣品盤質(zhì)量M02,用水分測定儀稱取適量試樣,至 0.001 g,放入水分儀稱量,記錄質(zhì)量M3,加入適量蒸餾水,浸泡2h后,放入設定好溫度的水分測定儀,烘干至恒重,記錄此時的試樣重量M4。
試樣水化后的質(zhì)量變化量
C1=(M4-M3)÷(M3-M02)×100%;
當M1>M2 時:
半水石膏WHH2=5.37×(C1+Wa1)×100%;
當M1<M2時:
WHH2=5.37×(C1-0.265×WA1)×100%;
③二水石膏含量的測定。設定水分儀溫度,放入樣品盤后清零,稱取適量試樣,至0.001g,放入水分測定儀,烘干至恒重,記錄終水分讀數(shù)C2。
當M1>M2 時:二水石膏含量
WDH2=4.78×[(C2-Wa2)-0.062×WHH2]×100%;
當M1<M2時:二水石膏含量
WDH2=4.78×(C2-0.062×WHH2)×100%。
冠亞牌快速水分測定儀測試結(jié)果如下(測試時間指水分儀工作時間,不包含靜置時間):
相成分 | 測試次數(shù) | 含量(%) | 測試時間 |
附著水 | 1 | 0 | / |
2 | 0 | / | |
3 | 0 | / | |
平均值 | / | 0 | / |
可溶性無水石膏 | 1 | 23.56 | 1925s |
2 | 26.95 | 2186s | |
3 | 27.06 | 1954s | |
平均值 | / | 25.86 | 2022s |
半水石膏 | 1 | 53.76 | 2458s |
2 | 53.65 | 2286s | |
3 | 53.98 | 2402s | |
平均值 | / | 53.80 | 2382s |
二水石膏 | 1 | 2.71 | 198s |
2 | 2.88 | 253s | |
3 | 2.83 | 205s | |
平均值 | / | 2.81 | 219s |
結(jié)果與討論
⑴ 從圖1可以得出結(jié)論:使用冠亞牌CS-68GL快速水分測定儀進行石膏三相分析,得出的數(shù)據(jù)與國標烘箱法保持一致,水分儀測試數(shù)據(jù)具有可靠性;
⑵ 從圖2可以得出結(jié)論:使用冠亞牌CS-68GL快速水分測定儀進行石膏三相分析,測試時間遠遠*于國標烘箱法,極大的提高石膏三相的分析效率;
⑶ 冠亞牌CS-68GL快速水分測定儀具有快速、、簡便等優(yōu)點,應用在石膏企業(yè)可以極大的提高石膏三相的生產(chǎn)效率,有利于企業(yè)控制產(chǎn)品質(zhì)量,提高經(jīng)濟效益。
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