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灰分的测定、注意事项及其影响因素

发布时间:2022-08-07 16:05:15 丨 浏览次数:

  我公司是生产和销售“铸工”湿型铸造用煤粉和HCA系列高效合成煤粉的专业厂家,“铸工”商标连年评为河南省著名商标,主导产品涉及两大类数十种型号,年产销量达3万余吨,主要与具有粘土砂生产工艺的铸造厂家譬如东风汽车、玉柴机器、天津丰田、江铃汽车等配套。

  公司占地35000平方米,拥有年产万吨的煤粉生产线4条,并配有精选煤生产线和滚筒式烘干线可满足全天候的生产作业和质量保证,我们以“铸工煤粉、楷模服务”为经营理念,力争让顾客真正体验到质量好、服务优、顾客满意的和谐氛围。

煤粉的灰分间接影响型砂含泥量,而型砂的含泥量是型砂最基础的数据之一,如果型砂含泥一动,那么型砂的水分、透气性、紧实率和强度,后果很严重。所以铸造厂在验收铸造原材料过程中对灰分控制格外严格,同时灰分的检测在执行上有格外有技巧,尤其是灰化和送样环节,我想有必要对煤的工业分析方法GB/T212-20084.2.2灰分检测规程(我们通常所的快速检测法)进行系统、详细的梳理,具体如下:

1灰分的定义和注意事项

1.1定义:煤在规定的条件下完全燃烧得到的残留物。

1.2注意事项:

1.2.1样品称量准确。

1.2.1.1样品粒度应小于0.2mm;

1.2.1.2水分不大于4%,视同为空气干燥基样品直接检测。

1.2.2定量样品要尽可能平铺在灰皿,一方面避免局部过后,燃烧不充分,另一方面避免底部生成的硫化物被上面碳酸盐分解的CaO固定,形成被覆效应;

1.2.3灰化是在炉口完成的温度在300~500℃,至少要5分钟,灰化要完全,同时要保持良好的通风状况,待煤样不再冒烟后,才能用2~4分钟(看炉膛大小)慢、慢、慢、慢地送到高温(800℃上下),同时要保持炉门微开,标准上讲保持留封15mm左右,需要强调的是炉胆间的缝隙;

1.2.4黄铁矿的氧化程度;

1.2.5碳酸钙的分解程度;

1.2.6不是煤中固有的物质,而是煤中譬如粘土或者页岩、CaCO3FeS2或白铁矿等微量成分完全燃烧后的衍生物;

1.2.6炉子升温要均匀;

1.2.7送入高温区后,不能关严炉门待温度升高815±10℃,而是在留有15mm缝隙的前提下进行,计时是温度升高到815±10℃起开始后推40分钟。

2灰分的形成,煤在灰化过程中会发生如下反应。

2.1.如果煤样在炉子中燃烧C+O2=CO2↑,这时如果马上送入高温区,会影响下一步碳酸盐的分解,也就是我们俗话说的煤样烧不透,现场会发现灰皿的底部严重的甚至测边上有碳质材料沉积(该样品应定性为废样),况且CO2+C=2CO,CCO都具有强烈的还原性,会影响2.2的反应平衡,这时如果煤样水分再偏高,就会在炉膛中形成水煤气,不但影响检测数据,严重的会造成安全隐患,所以必须要求煤样灰化完全并保持通风状态;

 2.2黄铁矿在500℃氧化生成(大部分SO2,小部分SO3)如下:

4FeS2+11O2=2Fe2O3+8SO2

2SO2+O2=2SO3

2.3粘土和页岩矿物质在500~600℃失去结晶水:

2SiO2.AL2O3.2H2O=2SiO2+AL2O3+2H2O↑               

Ca SO4.2H2O=Ca SO4+2H2O↑                     

2.4碳酸钙在500℃开始分解800℃基本分解完成,后者在一定程度上与SO2SO3)和SiO2生成高熔点物质:

CaCO3=CaO+CO2↑                                           

CaO+SO3=Ca SO4

CaO+SiO2=Ca SiO3

注释:CaCO3的分解是我们乐见的,而且主张分解越彻底越好,关键是下一步,如果控制不当(通风不充分或者灰化不完全还有就是送样过急),数据就会偏高。直观的说吧,每56CaO(分子量),转眼就会变成136克的Ca SO4(分子量)或者116克的Ca SiO3(分子量),可怕吧!

3讨论

3.1灰化过程为什么要开门通风接着还要留缝隙呢?

目的让煤中前期生成的H2O、硫化物、CO2SIO2CaCO3分解完成前,一经生成及时排出,避免再和CaO来个亲密接触或者将它们间的反应降到最低程度,生成高熔点Ca SO4Ca SiO3,产生严重的固硫反应,这一点很关键。

3.2灰化后为什么要缓慢送入高温区?

如果送样又太快,灰化不完全或者即使灰化相对彻底,直接强势送入高温区,造成的结果是眉毛胡子一把抓,灰化气体譬如CO2SO2(祸害气体)等既没有机会从炉膛溢出,同时又使得FeS2仓促氧化CaCO3的不完全分解反应发生无缝对接,是我们最不想看到的间接伤害,灰分较标准值高是必需的结果。

3.3按标准称取1克的分析煤样,而如果称0.5克分析煤样实测的结果有出入吗?

从数学角度考量,结果是没有区别的,但从物质的物理化学变化过程,0.5克测得的数据较1克测得的数据稍低,主要原因最大限度的降低被覆效应的产生,但从数据的客观性和普遍性角度考虑,无疑前者较后者录得的数据更具有优势,毕竟我们在实际的过程控制中采取的样是随机的。


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