西安建筑科技大学继续教育学院毕业设计（论文）影响水泥熟料中游离氧化钙含量的因素及解决措施毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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作者签名：日期：摘要水泥熟料中f-CaO含量是水泥生产过程中一个重要的质量控制指标。
一般地认为：原燃料性质、配料方案、生料的均化、生料及煤粉细度、操作中火焰状况和窑内热工制度等是影响熟料中f-CaO含量高低的重要因素。
通过分析原因，采取相应的措施，一般均能够在生产中取得成效。
关键词：熟料，f-CaO，波动AbstractThe f-CaO of the cement is an important quality control index in the cement production line. in a general way, original fuel property; compound material project; crude material homogenized; crude material and coal powder thin degree; the flame’s situation in the operating; the pyrology system inside the kiln; and so on. these are an important element to influence the content of the f-CaO in the cement .via to analyzing the reasons , adopting some relevant measures ,there will commonly obtain some effect in the production without exception.KEY WORDS:clinker,f-CaO，motion目录第一章绪论 (1)§1.1游离氧化钙的产生 (1)§1.1.1一次f-CaO (1)§1.1.2二次f-CaO (1)§1.1.3轻烧f-CaO (1)§1.2控制熟料f-CaO指标的实际意义 (2)§1.2.1熟料f-CaO含量过高的危害 (2)§1.2.2熟料f-CaO含量过低的弊端 (2)§1.3几种影响水泥熟料中f-CaO含量的因素 (3)§1.3.1生料配料方案 (3)§1.3.2料层的影响 (3)§1.3.3缩短过渡带 (3)§1.3.4 延长烧成带长度 (4)§1.3.5冷却条件 (4)§1.3.6生烧----f-CaO (4)§1.3.7窖炉用煤的影响 (4)§1.3.8高碱含量对熟料煅烧和质量的影响 (4)§1.4出现高游离钙时所采取的相关措施 (4)§1.4.1偶然出现不合格f-CaO (4)§1.4.2反复出现不合格游离氧化钙的对策 (6)第二章所在工作单位豫鹤同力水泥有限公司高f-CaO原因分析 (8)§2.1 2008年出窑熟料现状调查 (5)§2.2因果分析图 (9)§2.3末端因素验证 (9)结论 (19)参考文献 (20)致谢 (21)第一章绪论§1.1游离氧化钙的产生f-CaO因配料、煅烧冷却条件不同，其形态各有不同。
测定水泥中游离氧化钙方法浅究1 概述在水泥生产过程中，由于原料成分，生料细度及煅烧温度等因素的影响，会残留少量的游离CaO，而这部分游离CaO会直接影响水泥的安定性与质量，故必须严格控制水泥熟料中游离氧化钙含量使其达到相关标准要求。
目前，水泥中游离氧化钙含量的检测方法多以化学分析为主，即利用游离氧化钙与某些有机溶剂反应并溶解，然后利用容量法测定反应物，进而获得游离氧化钙含量。
而在实际试验工作中发现使用容量法测定存在测量精度低、准确性差、浪费时间、污染环境等问题。
因此，本文以现行国家标准GB/T 176为根据，通过722分光光度计测定乙二醇钙的吸光度，并建立浓度与吸光度的关系曲线，从而测定水泥中游离氧化钙的含量。
大量的试验数据表明，分光光度法较乙二醇法具有更高的检测精度、更好的准确性，同时提高了检测效率，降低了检测成本。
2 测定方法2.1 分光光度法2.1.1 仪器与药品。
仪器：锥形瓶、抽滤瓶、游离氧化钙测定仪、722分光光度计；药品：乙二醇（分析纯）、乙醇（分析纯）、标准水泥。
2.1.2 测定原理。
在加热搅拌下，使试样中的游离氧化钙与乙二醇反应生成弱碱性的乙二醇钙，固定乙二醇钙的特征吸收波长（340nm），用722分光光度计测定乙二醇钙的吸光度，利用朗多比尔定律建立乙二醇钙吸光度与游离氧化钙浓度的线性关系。
2.1.3 测定步骤。
称取约0.5g水泥试样（m），精确至0.0001g，将准确称取的试样转移至250mL干燥的锥形瓶中，然后加入已经准确量取的乙二醇-乙醇溶液30mL，放入一根搅拌子，置于游离氧化钙测定仪上，连接冷凝装置，开启搅拌和加热装置，以适当的速度搅拌至溶液沸腾，当冷凝管下口出现连续滴下的乙醇时，再继续搅拌加热微沸4min，然后取下锥形瓶，将瓶中溶液用快速滤纸抽气过滤，用无水乙醇洗涤沉淀3次，将抽滤瓶用聚乙烯膜封住瓶口，用冷水冲洗瓶壁，使溶液温度降至室温，立即用722分光光度计测定溶液吸光度（A）。
第1章游离氧化钙对水泥熟料质量的影响1.1游离氧化钙对水泥熟料的重要性在水泥生产中，水泥的质量主要决定于熟料的质量，熟料质量的控制是工厂质量管理中极为重要的控制环节。
而熟料中游离氧化钙f-CaO含量的控制，是一个重要控制项目，因为在烧成温度下死烧的f-CaO结构比校致密，水化很慢，水化生成的氢氧化钙体积膨胀98％，在硬化水泥石内部造成局部膨胀应力，而对水泥的抗拉强度、抗折强度及安定性都有一定的不良影响，直接影响建筑质量，因此在水泥生产过程中，为了确保水泥的质量，必须采取一系列措施，控制熟料中f-CaO含量的变化。
1.2水泥熟料中游离氧化钙的主要形成途径及原因1.2.1熟料中f-CaO的主要形成途径有三种熟料形成过程中未化合的f-CaO、熟料慢冷及还原气氛中C3S分解出来的f-CaO和熟料中碱取代C3S、C2S、C3A中的CaO 而形成的二次f-CaO。
1.2.2熟料中f-CaO的主要形成原因(1)配料不当，KH过高；(2)煤与生料配比不均匀、不准确，煤质波动大或煤粒过粗；(3)窑生料Tcaco．合格率太低或生料过粗，窑内煅烧不完全(4)热工制度不稳定，卸料太快或偏火漏生(5)料冷却慢，产生二次f-CaO。
1.3水泥熟料中的游离氧化钙主要三种分类⑴轻烧游离氧化钙由于来料量不稳或塌料、掉窑皮，或燃料成分变化或火焰形状不好，使部分、乃至局部生料的煅烧温度不足，在1100～1200℃的低温下形成游离氧化钙。
主要存在于黄粉以及包裹着生料粉的夹心熟料中，它们对水泥安定性危害不大，但会使熟料强度降低。
⑵一次游离氧化钙它们是在配料氧化钙成分过高、生料过粗或煅烧不良时，熟料中存在的仍未与SiO2、Al2O3、Fe2O3进行化学反应的CaO。
这些CaO经高温煅烧呈“死烧状态”，结构致密，晶体较大（10～20µm），遇水形成很慢，通常需要三天才反应明显，至水泥硬化之后又发生固相体积膨胀（97.9%），在水泥石的内部形成局部膨胀应力，使其变形或开裂崩溃。
实验一水泥熟料中游离氧化钙的测定一、实验目的1、了解无机材料水泥的组分及游离氧化钙对水泥质量的影响;2、掌握水泥熟料中游离氧化钙的测定原理;3、熟悉滴定分析在无机材料性能测试中的应用;二、实验原理在水泥熟料燃烧过程中,由于原料的成分与结构、生料配比、细度、均匀性以及熟料煅烧温度、时间和冷却制度等因素的影响,有少量的CaO没能与酸性氧化物SiO2、Al2O3和Fe2O3等结合形成矿物,而以游离状态存在,称之为游离氧化钙f-CaO;f-CaO含量直接表明了熟料煅烧质量的好坏,f-CaO的存在不同程度地影响水泥的安定性和其他性能,因而是生产质量控制的主要项目之一,另外,在评价生料易烧性时,f-CaO也是一个重要指标;水泥熟料中的游离氧化钙可用化学分析方法和显微分析方法测定;化学分析方法是采用适当的溶剂如甘油乙醇溶液或乙二醇溶液等萃取氧化钙,使其生成相应的钙盐,再用苯甲酸标准溶液或盐酸标准溶液滴定所生成的钙盐,根据所消耗的标准溶液的浓度和体积,计算出试样中的f-CaO含量;一甘油乙醇法的测定原理在无水甘油乙醇混合溶液中,加入硝酸锶作催化剂,加热微沸下与水泥熟料中游离氧化钙作用生成甘油酸钙;由于甘油酸钙呈弱碱性并溶于溶液中,使酚酞指示剂变红色,然后用苯甲酸标准溶液滴定至溶液红色消失,根据滴定时消耗的苯甲酸标准溶液的毫升数,计算游离氧化钙f-CaO的含量;反应式如下：二乙二醇法的测定原理乙二醇在65 o C～75o C时与水泥熟料中游离氧化钙作用生成弱碱性的乙二醇钙并溶于溶液中,经过滤分离残渣后,以甲基红-溴甲酚绿为指示剂,用盐酸标准溶液滴定至溶液由褐色变为橙色;再由消耗的盐酸标准溶液的体积,计算游离氧化钙f-CaO的含量;反应式如下：甘油乙醇法的特点是准确、可靠,但需进行沸煮,回流耗时较长;乙二醇法耗时铰少,但要经过滤分离残渣,其结果的准确性与甘油乙醇法相似;三、主要仪器与药品水泥,无水甘油乙醇混合溶液,酚酞指示剂,苯甲酸标准溶液;滴定管,锥形瓶,冷凝管四、实验步骤本次实验选择方法一一甘油乙醇法1．试剂及配制1 无水乙醇：含量不低于%V／V;2 L氢氧化钠无水乙醇溶液的配制：将0.2g氢氧化钠溶于500mL无水乙醇中;3 无水甘油乙醇溶液的配制：将220mL甘油放入烧杯中,在有石棉网的电炉上加热,分次加30g硝酸锶,至溶解后在160o C ~170o C下加热2~3h脱水,冷却至60o C ~70℃o C后倒入1000mL无水乙醇中,加入0.05g酚酞指示剂混匀,以L氢氧化钠无水乙醇溶液中和至微红色;4 L苯甲酸无水乙醇标腔溶液的配制；将预先在干燥器中放置一昼夜的苯甲酸12.3g溶解于1000mI无水乙醇中,贮存于带胶塞装有硅胶的干燥管的玻璃瓶内;标定方法：准确称取~0.05g氧化钙,预先在950℃~1000℃高温炉内烧至恒定质量,置于150mL干燥锥形瓶内,加入15mL无水甘油-乙醇溶液,装上回流冷凝管,在有石棉网的电炉上加热至沸腾,直至溶液呈深红色取下锥形瓶,立即用L苯甲酸无水乙醇标准溶液滴定至微红色消失,再如此反复操作,直至加热10min后不再出现红色为止;5 结果计算——每毫升苯甲酸无水乙醇标准溶液相当于氧化钙的毫克数,mg/mL；式中 TCaOm——氧化钙的质量,g；V——滴定时消耗L苯中酸无水乙醇溶液的总体积,mL;2．试样制备熟料磨细后,用磁铁吸除样品中的铁屑,然后装入带有磨口塞的广口玻璃瓶中密封;试样总量不得少于200g;分析前,将试样混合均匀,以四分法缩减至25g,然后取出5g左右放在玛瑙研钵中研磨至全部通过0.080mm方孔筛,再将样品混合均匀;贮存在带有磨口塞的小广口瓶中,放在干燥器内保存备用;3．测定步骤准确称取0.5g试样、量于150mL干燥锥形瓶中,加入15mL无水甘油乙醇溶液,摇匀,装上回流冷凝管;然后在有石棉网的电炉上加热煮沸10min,至溶液呈红色时取下锥形瓶,立即用L苯甲酸无水乙醇标准溶液滴定至红色消失,如此反复操作,直至加热10min后不再出现微红色为止;试样中游离氧化钙含量按下式计算：—一每毫升苯甲酸无水乙醇标准溶液相当于氧化钙毫克数,mg／mL；式中 TCaOm——试样质量,g；V——滴定时消耗L苯甲酸无水乙醇标准溶液的总体积,mL;每个试样应分别测两次,当f-CaO含量小于2％时,两次结果的绝对误差应在％以内,当含量大于2％时,两次结果的绝对误差应在％以内;如超出允许范围,应在短时间内进行第三次测定,测定结果与前两次或任一次分析结果之差值符合允许误差规定,则取平均值,否则,应查找原因,更新技上述规定进行分析;二已二醇法1、试剂及配制1 无水乙醇：含量不低于99．5％V／V;2 乙二醇：含量大于99．5％V／V;每升乙二醉中加入5mL甲基红-溴甲酚绿混合指示剂溶液;甲基红-溴甲酚绿混合指示剂溶液的配制：将0.05g甲基红与o．05g溴甲酚绿溶于约50mL无水乙醇中;3 盐酸标准溶液的配制L：将盐酸市售品加水稀释至1L,摇匀;取一定量碳酸钙于瓷坩锅中,在9500o C~1000o C下灼烧至恒量;从中称取~0.05g氧化钙CaO,精确CaCO4至0.0001g,量于干燥的内装一根搅拌子的200mL锥形瓶中,加入40mL乙二醇,盖紧锥形瓶,用力摇荡,在65 o C ~70 o C水浴上加热30mm,每隔5min摇荡一次也可用机械连续振荡代替;用放有合适孔隙干滤纸的烧结玻璃过滤漏斗抽气过滤;如果过滤速度慢,应在烧结玻璃过滤漏斗中紧密塞一个带有钠石灰管的橡皮塞;用无水乙醇仔细洗涤锥形瓶和沉淀共三次,每次用量10mL;卸下滤液瓶,用盐酸标准溶液滴定至溶液颜色由褐色变为橙色;盐酸标淮溶液对氧化钙的滴定度按下式计算：式中 V——滴定时消耗盐酸标准溶液的体积,mL；m——氧化钙的质量,g;2．测定步骤称取约1g试样,精确至0.0001g,置于干燥的内装一根搅拌子的200mL锥形瓶中,加40mL乙二醇,盖紧锥形瓶,用力摇荡,在65 o C ~70 o C水浴上加热30min,每隔5min 摇荡一次,也可用机械连续振荡代替;用放有合适孔隙干滤纸的烧结玻璃过滤漏斗抽气过滤如果过滤速度慢,应在烧结玻璃过滤漏斗上塞上一个带有钠石灰管紧密的橡皮塞;用无水乙醇或热的乙二醇仔细洗涤锥形瓶和沉淀共三次,每次用量10mL;卸下滤液瓶,用L盐酸标谁镕液滴定至溶液由褐色变为橙色;试样中游离氧化钙含量按下式计算：——每毫升盐酸标准溶液相当于氧化钙毫克数,mg／mL；式中 TCaOm——试样质量,g；V一一滴定时消耗盐酸标淮溶液的体积,mL;数据处理方法同甘油乙醇法;五、注意事项1 用甘油乙醇法所测得的氧化钙,实际上是游离氧化钙与氢氧化钙的总量;因此在测定过程中,试样、试剂和仪器均要许意防潮;试样和试剂必须无水,保存时注意密封;甘油吸水能力强,沸煮后要抓紧时间进行滴定,以防吸水,沸煮尽可能充分,尽量减少滴定次数;因为甘油与氧化钙反应会生成水,水与熟料矿物的水化作用会生成氢氧化钙,如果煮沸时间过长,则始终会有微红色呈现,测定值会偏高,因此,一定要控制煮沸时间和滴定次数;2 分析游离氧化钙的试样必须充分磨细至全部通过0.080mm方孔筛;熟料中游离氧化钙除分布于中间体外,尚有部分游离氧化钙以矿物的包裹体存在,被包裹在A矿等矿物品粒内部;若试样较粗,这部分游离氧化钙将难以与甘油反应,测定时间拉长,测定结果偏低;此外,燃烧温度较低的欠烧熟料,游离氧化钙含量较高,但却较易磨细;因此,制备试样时,应把试样全部磨细过筛并混匀,不能只取其中容易磨细的试样进行分析,而把难磨的试样抛去;3 甘油无水乙醇溶液必须用NaOH 中和至微红色酚酞指示,使溶液呈弱碱性．以稳定甘油酸钙;若试剂存放一定时间,吸收了空气中的CO等使微红色褪去时,必须再2用NaOH中和至微红色;4 甘油与游离石灰反应比较慢,在甘油无水乙醇溶液中加入适量的无水硝酸锶可起催化作用;无水氯化钡、无水氯化锶也是有效的催化剂;甘油无水乙醇溶液中的乙醇是助溶剂,促进石灰和甘油酸钙溶解;5 沸煮目的是加速反应,加热温度不宜太高,微沸即可,以防试液飞溅;若在锥形瓶中放人几粒小玻璃球珠,可减少试液的飞溅;6 在加热开始时,每隔5~lomin摇动锥形瓶一次,以防试样粘结瓶底;。
