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石灰石的活性度

文章来源:发表时间:2022-03-08 09:50:55

一、石灰石的反应活性

 

石灰石的反应活性目前尚无统一的定义,一般认为,石灰石的反应活性可由其溶解速率、流程温度、粒度以及液相中碳酸盐的数量来体现。

 

1、石灰石活性的测定(DL;/T 943-2005):选用的石灰石粉细度为250目,筛余5%

 

2、用量筒量取250ml/LCaCl2溶液,注入烧杯中,将其放置在水浴中,控制温度为50℃,用电子天平称取0.15g石灰石粉,加入恒温的烧杯中,并插入搅拌器,速度为800r/min,连续搅拌5min.

 

3、将PH计电极插入到石灰石悬浮液中,自动滴定仪设定PH值为5.5,用0.1mol/L,同时计时表开始计时,记录不同时刻的盐酸溶液消耗量。本实验重复三次。

 

4、石灰石粉转化分数式

 

 
X(t)=CHClVHCl(t)/[2(WώtCaCO3/MCaCO3+W ώMgCO3/MMgCO3)]
X(t):t时刻的转化分数
VHCl:t时刻,滴定所消耗的盐酸体积
CHCl:盐酸的浓度,为0.01mol/L
ώtCaCO3:石灰石中碳酸钙的质量分数
ώMgCO3:石灰石中碳酸镁的质量分数
MMgCO3:相对分子质量,取40
MCaCO3:相对分子质量,取100
计算当0.15g石灰石粉转化分数为0.8时所需滴定盐酸的体积,测定石灰石粉转化分数达0.8所需的时间,以此时间作为表征石灰石反应速率的指标。

 

二、影响反应活性的因素:

 

石灰石与酸的反应实质上为表面反应,它的反应速率主要由反应温度、溶液中的H+,表面液膜的扩散及石灰石的有效表面积(尤其是外比表面积)等因素所控制。外比表面积不是石灰石的自然性质,它主要取决于磨矿的细度。

 

在石灰石溶解过程中,反应一旦开始,CaSO4固体很快就把颗粒的内表面积堵塞,很大的内表面积实际上并没有起多大作用。这表明,石灰石的转化率只与它的外比表面积有关。同时,溶液中存在的SO42-将在石灰石表面生成SO42-的固态膜(钝化膜),厚为几微米,这层固态膜一旦形成,将降低离子传递到表面的速率,使反应过程减慢,甚至完全中止,当这种情况出现后,石灰石本身的表面活性就成为次要了。

 

石灰石的粒径分布(PSD)决定了石灰石的比表面积,并影响脱硫塔浆液的PH值和石灰石利用率。石灰石的表面积越大,溶解速率越大。石灰石颗粒越细,其利用率也越高。

 

最优的石灰石粒径分布是综合权衡了球磨投资,运行费用以及石灰石利用率之间关系的结果,例如:为了获得更细的石灰石颗粒,则需要更大的球磨机并消耗更大的能源,但石灰石的利用率得到了提高,降低了石灰石的消耗,提高了石膏的纯度。

 

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