一种检测生石灰消化比例的方法及其应用技术

本发明专利技术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。本发明专利技术具有的有益效果：(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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉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

技术介绍
生石灰是铁矿石烧结用的重要熔剂，由于生石灰消化可以生成Ca(OH)2胶体，可以强化烧结制粒，且生石灰消化过程还可以放出大量的热，可以缓解烧结料层过湿，改善烧结料层的透气性，提高烧结生产率。此外，生石灰也可以与铁矿石发生反应，生成低熔点的液相，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。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温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，搅拌均匀，用酚酞做指示剂，用4mol/L的盐酸进行滴定，以10min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3CaO·Al2O3等的杂质也可以与水反应，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。水温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Ca(OH)2，并释放出热量，通过测量水温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专利技术。但生石灰的消化性能会随水温升高而发生变化，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CN201210441562.0、CN201210441683.5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。
技术实现思路
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，本专利技术采用恒温消化的方法，通过测量生石灰的消化速率，对生石灰进行有效地评价。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种检测生石灰消化比例的方法，其包括如下步骤：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；消化比例R消化的计算公式如下：其中：R消化——t时刻的消化放热比例；Φ——生石灰在t时刻的热流值；H总——单位质量的生石灰的总消化放热量。作为优选方案，所述恒温量热仪包括：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。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。一种如本专利技术所述的检测方法应用于烧结用生石灰的选择。本专利技术的有益效果主要体现在：(1)评价方法更加合理，与活性度方法和水温升高方法不同，本方法直接针对生石灰的消化放热性能，通过测定恒温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；(2)方法简单，易操作，该方法恒温量热仪内均可以进行，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，可以精确地判断生石灰的消化速率；(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。附图说明图1为本专利技术中恒温量热仪的结构示意图；图2为纯生石灰的消化曲线；图3为四种待选生石灰的消化热流值与时间的关系曲线；图4为四种待选生石灰的消化比例；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。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步描述，但本专利技术的保护范围不仅局限于实施例。本专利技术中所用的恒温量热仪的结构如图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。 实施例1取生石灰，研磨成相同的粒度，放置在恒温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。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，可以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消化，参见图4。使用以上方法，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。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。选取测试温度为30℃，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以根据曲线的斜率确定。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，所以，分析选取前30min数据。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。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。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。表1 四种生石灰的制粒效果表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，这与制粒的效果吻合。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。表2 四种生石灰的烧结杯试验结果由此可以看出，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。目前，生石灰作为烧结用的重要熔剂，普遍应用于国内外烧结工艺中。长期以来，生石灰的性能缺乏客观、有效的评价方法。该专利技术可以针对烧结用生石灰，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。该方法简单易操作，可重现性强，可以推广至相关企业。综上所述，仅为本专利技术的较佳实施例而已，并非用来限定本专利技术实施的范围，凡依本专利技术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，均应包括于本专利技术的权利要求范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
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；消化比例R消化的计算公式如下：其中：R消化——t时刻的消化放热比例；Φ——生石灰在t时刻的热流值；H总——单位质量的生石灰的总消化放热量。

【技术特征摘要】
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；消化比例R消化的计算公式如下：其中：R消化——t时刻的消化放热...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽，周茂军，毛晓明，沈红标，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31