冶金石灰粉剂的物理化学性能测定实验
一、实验目的
在钢铁冶金过程中，石灰粉剂在脱硫、脱磷中的应用最广泛。这主要因为CaO是较强的碱性氧化物，具有很强的脱硫和脱磷能力，且其来源广泛、价格低。根据喷粉以及钢（铁）水脱硫脱磷工艺的要求，对石灰粉剂有着严格的质量标准要求。石灰粉剂的质量水平一般用粒度组成、漏流时间和松装密度（表征流动性）以及水活性（表征活性度）来检验。通过该实验要求掌握：
1、熟悉石灰粉剂的主要性能，了解其对冶金过程的影响；
2、了解并掌握石灰粉剂物料性能的测定方法；
二、实验原理
(1)粒度组成的测定
物料颗粒大小称粒度，物料可按粒度大小分成若干级别，各粒级的相对含量叫粒度组成。对原料的粒度组成测定称粒度分析。细粒物料（0.045~5mm）通常用普通标准筛进行粒度分析。标准筛是按一定筛比确定的筛孔大小组合成的一种套筛，在振筛机上借助于振打将物料分成若干级别，用质量百分数表示其粒度及粒度组成。
(2)松装密度的测定
粉末松装密度，是粉末在规定条件下自由充满标准容器后所测得的堆积密度，即粉末松散添装时单位体积的质量，以g/cm3表示，是用来描述粉末工艺性能的。
(3)水活性的测定
冶金石灰的活性度是衡量石灰质量的主要指标之一，它表明了石灰参与冶金反应的难易程度，一般用消化反应速度来表示。我国国家标准规定采用粗粒滴定法测定石灰的活性度。
三、 主要仪器及耗材
1、标准筛 一套
2、GZS-1标准筛振筛机 一台
3、YP1201N电子天平 一台
4、FL4-1型粉末流动性和松装密度测定仪 一台
5、SC-15数控超级恒温槽 一台
6、JHS-1电子恒速搅拌器 一个
7、秒表 一个
四、实验内容和步骤
1、粒度组成的测定
于天平上精确称量50克粉剂，置于按规定顺序叠好的最上层标准筛上，加盖密封。将整套标准筛装在振筛机上，开动振筛机振动筛分15分钟。筛分后分别称量和记录各级筛面及盘底内粉剂的重量。计算出各级粉剂重量占试样总量的百分数，即得到该粉剂的粒度组成。各级粉剂的总和不得少于原试样的99％。
2、松装密度的测定
将石灰粉剂倒入漏斗，使其从小孔中自由流入量杯，直到流满并溢出量杯为止。移开漏斗，然后用一直尺将量杯顶端石灰粉剂刮平（要求一次完成），称量杯内粉剂重量。然后按下列公式计算，得到松装密度值。需重复三次，取平均值。松散的石灰粉剂一般大于1.0。
松装密度＝m/V
式中 m－石灰粉剂的重量；
V－量杯容积（25cm3）
3、水活性的测定
称取粒度为1～5mm的试样25克，置于干燥器内备用。量取1000ml水倒入恒温水浴的烧杯中，升温至40℃保持恒温。加入1％酚酞指示剂8～10滴，将搅拌器定时开关置于10分钟，转速300rpm，立即将试样一次倒入烧杯中消化反应立即进行，并打开搅拌器开关。当消化开始混合液呈红色时，即用4NHCl滴定，直至红色消失，若又出现红色，则继续滴入盐酸，直到混合液中红色消失为止。搅拌停止时，记下滴定管中盐酸消耗的毫升数，将读取的毫升数乘以2即为所测定冶金石灰的活性度。一般盐酸消耗毫升数大于310为活性石灰，310～110为中烧石灰，小于110为硬石灰。
五、数据处理与分析
1、粒度组成记录
粒度组成记录表见表13-1所示。
表13-1 粒度组成记录表
试样(g) |
﹥0.9mm |
﹥0.8mm |
﹥0.66mm |
﹥0.5mm |
﹥0.46mm |
质量(g) |
% |
质量(g) |
% |
质量(g) |
% |
质量(g) |
% |
质量(g) |
% |
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试样(g) |
﹥0.355mm |
﹥0.2mm |
﹥0.154mm |
﹤0.154mm |
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质量(g) |
% |
质量(g) |
% |
质量(g) |
% |
质量(g) |
% |
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2、松装密度测定记录
表松装密度测定记录表见表13-2所示。
表13-2 松装密度测定记录表
试样 |
第一次 |
第二次 |
第三次 |
平均值 |
评价 |
质量，g |
g/cm3 |
质量，g |
g/cm3 |
质量，g |
g/cm3 |
质量，g |
g/cm3 |
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3、活性度测定记录表
活性度测定记录表见表13-3所示。
表13-3 活性度测定记录表
六、实验注意事项
1、粒度分析时，筛分后各级筛上粉料的质量称量一定准确，确保筛后质量大于筛前总质量的99％以上；
2、松装密度测定时，一定要一次性刮平粉料；
3、水活性测定时，实验到规定时间后，立刻结束。
七、思考题
1、对试验结果进行分析
2、在冶金石灰物理化学性能测定实验中，应注意那些问题？
3、生石灰活性度对冶金反应过程有何影响？
