助磨劑在石灰石樣品制備中的應用

高 揚，謝秋利，楊海生，張寶娟

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

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科 學 試 驗

助磨劑在石灰石樣品制備中的應用

高 揚，謝秋利，楊海生，張寶娟

(唐山三友化工股份有限公司，河北唐山 063305)

氨堿法的石灰石樣品制備過程，細碎時樣品粒度不均及需頻繁清洗料缽，工作效率低。在制樣時引入助磨劑，對助磨劑的用量、磨制時間等進行試驗分析，得出助磨劑加入兩倍量、磨制時間200 s，并對分析結果進行校正，提高了分析結果的準確性與效率。

石灰石；助磨劑；樣品；校正系數

1 石灰石樣品的制備

石灰石是氨堿法純堿生產的一種重要原料，其分析結果的準確性關系到生產、消耗的多個環(huán)節(jié)。樣品制備環(huán)節(jié)尤為關鍵，但是，石灰石樣品的細碎過程，不僅僅是一個簡單的顆粒由粗變細的過程，而是一個伴隨著能量轉換的機械力化學過程。初期，隨著時間的延長，大顆粒變成了小顆粒，小顆粒數量增多，顆粒粒徑越來越小；隨后部分微細顆粒在“范德華力”的作用下，逐漸發(fā)生“結團”。這種現象的發(fā)生，不僅給制樣工作帶來許多麻煩，也因樣品粒度的不均勻性給分析結果帶來誤差。

對同樣重量的不同樣品分別磨制100 s、200 s、240 s，將磨制后的樣品用激光粒度分布儀分別測定其粒度分布情況(見表1)，并對上述樣品進行平行性分析，分析結果見表2。

激光粒度分布儀是通過物理激光散射的方法來測試固體顆粒大小和分布的一種粒度分析儀器。由于樣品是由大量不同粒徑的顆粒組成，因此在進行粒度測試時需分成大小若干粒徑區(qū)間，每個粒徑區(qū)間內顆粒占總量的百分數為頻率分布，將頻率分布累加得到的小于(或大于)某粒徑占總量的百分數為累積分布，如D10是指累積分布百分數達到10%時所對應的粒徑值。因此，在相同累積分布下，粒徑數值越小，樣品越細。

表1 磨制不同時間的樣品在激光粒度分布儀下的數據

表2 上述樣品的對應平行性實驗數據

由表1可見，石灰石樣品磨制時間短的，粒徑大，說明樣品粒度較粗；適宜的磨制時間，可以在一定程度上提高樣品的均勻性，但也會混有個別較大顆粒；磨制時間過長，因“結團”，表現出“越磨越粗”的結果，既降低了效率又增加了成本。

由表2可見，提高樣品的均勻性有利于分析結果準確度的提高，但在實際操作中不能避免繁瑣的料缽清洗環(huán)節(jié)，工作效率低。

2 助磨劑的引入

我們通過大量實驗，在石灰石樣品細碎前，向樣品中滴加某種助磨劑，經研磨后，可以得到理想的結果。

2.1 助磨劑用量實驗

在相同重量的多份同一樣品中，分別加入0倍、一倍、兩倍、三倍量的助磨劑，在相同條件下，磨制相同時間，結果見表3。

表3 助磨劑用量實驗數據

由表3可見，隨著助磨劑的加入，樣品細度有了很大提高，助磨劑量越大，細度越好，而且，檢查細碎機料缽后發(fā)現，料缽撞擊塊沒有附著物，非常干凈，尤其是兩倍、三倍量助磨劑的加入，效果非常明顯。但三倍量助磨劑的加入會引入較大的分析誤差，還會使樣品稍微混有異味，因此助磨劑的加入量采用兩倍量。

2.2 磨制時間的實驗

在相同重量的多份同一樣品中，分別加入兩倍量的助磨劑，在相同條件下，分別磨制60 s、100 s、200 s、240 s，并與未添加助磨劑磨制200 s的樣品相比較，結果見表4。

表4 助磨劑磨制時間實驗數據

由表4可見，磨制時間過短效果不明顯，時間過長受細碎機本身的條件限制，差別也不是很大，比較而言， 200 s是較為適宜的磨制時間。另外，通過比較加入助磨劑與不加助磨劑的累積分布結果，發(fā)現加入助磨劑后減少一半時間即可達到未加助磨劑的近似細度，這一結論可以為助磨劑在其他類似領域的應用提供實驗室模擬數據參考。

3 分析結果的平行性檢查

在相同重量的三份不同樣品，分別加入兩倍量的助磨劑，在相同條件下，分別磨制200 s，對此樣品進行平行性分析，結果見表5。

表5 加入助磨劑后平行性實驗數據

由表5可見，由于助磨劑的加入，使石灰石樣品細度有了很大提高，樣品更均勻，分析結果的平行性更好。

4 助磨劑成分對分析結果影響情況對比實驗

分別稱取相同質量的三個品次的12個石灰石樣品，將樣品分成兩組，分別測定其鈣、鎂含量。第一組按操作規(guī)程進行操作，第二組在稱樣后，按比例加入相應量的助磨劑，再按操作規(guī)程進行操作，結果見表6。

表6 助磨劑成分對分析結果影響情況對比數據

由表6可見，在相同操作條件下，助磨劑的引入未對分析結果造成影響，其成分不干擾石灰石樣品中CaCO3、MgCO3含量的測定。

5 分析結果的校正

石灰石樣品中鈣、鎂含量的測定，采用的是絡合滴定的方法，即稱取一定量的樣品(1.0000 g左右)，根據消耗的EDTA的體積計算鈣、鎂含量，其計算公式為：

由于助磨劑的加入會改變樣品質量，從而引入系統誤差，使測定結果偏低。因此，為確保分析結果的準確，除在樣品制備時，控制好待制樣品量及助磨劑的加入量外，還應對分析結果進行校正。即稱取相同質量的石灰石標準物質(其標準值為W0)，其中一份加入兩倍量的助磨劑，磨制200s，進行測定，測得其含量為W1。用W0/W1得出相應的校正系數f，樣品分析結果乘以校正系數，即可得到樣品實際含量。

6 小 結

綜上所述，為解決石灰石樣品細碎中粒度不均、細碎機料缽及撞擊塊因附著物較多不易清洗、分析結果誤差偏大的現象，在制樣時引入助磨劑，并通過實驗確定助磨劑的使用條件，提高了工作效率，確保了分析結果的準確。

TQ177.2

A

1005-8370(2016)04-11-03

2016-05-13

高揚，女，唐山三友化工股份有限公司純堿分公司質量監(jiān)督部原材料檢驗科科長，工程師，河北聯合大學化學工程與工藝專業(yè)畢業(yè)。