作家：武洪明东京热qvod

一、概述

石灰是真金不怕火钢用量最大的造渣材料，其活性是掂量石灰质料的主要标的。活性度的界说是石灰水化的反应速率或是反应智商，一般接管粗颗粒盐酸滴定法进行测定。其顺次旨趣是将一定数目（50g)的石灰试样水化（水量2000ml），水温40±1℃，用一定浓度的盐酸（40mol/L)，将石灰水化进程中产生的Ca(OH)2中庸。从加入石灰试样开动至实验结束，长久要再一定的搅动速率下进行，并随时保握水化中庸进程中的等量点，准确纪录10分钟时4mol/L盐酸的花消量，以10分钟内花消的盐酸毫升数暗意石灰的活性度。石灰的活性度与石灰的比名义积议论。有用名义积在很大程度上取决于石灰的晶体大小，气孔率和晶体结构，或是说活性度是一项反应煅烧石灰所用原料石灰石的质料（包括矿石试吃、粒度、均匀性），所用燃料的手艺条款，煅烧石灰的环境场地，煅烧温度、煅烧期间等工艺参数的概括标的。

一、影响活性度的主要要素

1、石灰石中大都含有一定数目的杂质，主要有呈碱性的氧化镁和呈酸性的氧化硅、氧化铝及氧化铁等。皎皎的碳酸钙在一个尺度大气压（二氧化碳分压），领悟温度为898℃，碳酸镁的领悟温度约为650℃，然则在900℃温度下，碳酸钙领悟速率低，为了升迁领悟速率，就要升迁温度，一般达到1100~1250℃时，领悟速率加速，在这种敌对中，粒度较小的石灰石中的碳酸钙基分内解完毕，然则粒度较大的石灰石，仅仅名义及一定深度内的碳酸钙、碳酸镁、领悟出氧化钙、氧化镁。温度达到1150℃以上时，氧化钙的活性裁减，而氧化镁则以方镁石晶体存在，“石灰”成过烧状态。尽管温度虽达到1100~1250℃，但对于粒度大的石灰石的内核，因其名义及一定深度已煅烧成孔状疏松层，热阻昭彰加大，壅塞了热量向内核的传递，热量反而过分鸠合的名义层，形成过烧层，随期间的变化，通过煅烧而参预参预下一段，酿成部分石灰石内核的碳酸钙难于领悟或未领悟，形成了仍所以石灰石矿物存在的生烧内核。

2、前边已述石灰石中的氧化镁在煅烧石灰的温度下，即1100~1250℃，氧化镁形成方镁晶体，因为碳酸镁的领悟温度比碳酸钙低许多。碳酸镁在600~650℃时，领悟速率很快，此状态下出产的氧化镁具有细致的水化活性，而在保证碳酸钙领悟的温度下，使氧化镁的结构由疏松变得密实了，又因氧化镁对氧化钙有着荒谬精细的矿物亲合性，很难与氧化物麇集，成为存在于石灰中的方镁石晶体，因此，当石灰石中的碳酸镁含量增高时，相宜裁减煅烧温度，既不错保证碳酸钙的闲居领悟，更要保证活性高的氧化镁不鼎新或少鼎新成方镁石晶体。

3、石灰石中的粘土杂质指的主如果二氧化硅（SiO2），三氧化二铝（Al2O3），三氧化二铁（Fe2O3），在石灰的煅烧温度下，可能与石灰石领悟出的氧化钙进行固相悖应，出产新的化合物，如氧化硅与氧化钙化合生成硅酸二钙（2CaO.SiO2），氧化铝与氧化钙化合生成铝酸钙（CaO.Al2O3），氧化铁与氧化钙化合生成铁酸二钙（2CaO.Fe2O3），若石灰石内粘土质杂质的含量加多或是使用的固体燃料的灰份高，则生成上述化合物的数目相应升迁。由于这些新的化合物的生成，势必要花消掉石灰的部分有用成份，裁减了石灰的水化活性。在形成上述化合物中，一份氧化硅花消1.87份的氧化钙，一份氧化铝花消0.55份的氧化钙，一份氧化铁花消0.77份的氧化钙。硅酸盐等粘土质杂质不仅使氧化钙的有用成份裁减，而更为严重的是，有的化合物如硅酸二钙层酿成石灰晶体的减轻，从而影响水化速率。

4、水化活性与煅烧温度，煅烧期间的议论

  煅烧石灰的温度高下和期间的瑕瑜，平直影响石灰的水化活性，因为作用于石灰石的温度和作用期间决定着碳酸钙领悟生成的石灰的晶体结构，即石灰（氧化钙）的内名义积和晶格的变形程度。无人不晓，碳酸钙领悟，先是形成具有碳酸钙假晶的氧化钙，即亚稳态的氧化钙，其晶体再结晶成为褂讪的氧化钙晶体，这时的氧化钙的内比名义积达到最大值，温度增高或煅烧期间蔓延，再结晶陆续烧结，其内比名义积裁减。J.伍勒用泥盆纪石灰石议论了煅烧温度和煅烧期间，对生石灰活性度影响，在900~1000℃之间，晶体尺寸约为1微米，跟着煅烧温度和期间的加多，晶体尺寸增长到10微米以上，到一定的煅烧期间以后，某种颗粒住手增长，如陆续煅烧而变化微细。

  煅烧温度和期间对石灰活性度的影响，我国东北大学，冶金专科委员会作念了多半议论职责。实验标明，煅烧石灰石的温度，在1050~1250℃较为合适，诚然石灰石在900℃就不错领悟，然则领悟速率慢，达到1100℃时速率快。这个论断与议论良友的论断是交流的，良友指出，温度在900℃时，石灰石块以每小时3mm的领悟速率向内进行，温度在1100℃时，则可达到每小时14mm的速率经行，后者速率为前者的4.67倍，活性还成飞腾状态。到1250℃，保握高的活性，但略有着落，温度如朝上1300℃，则活性大幅度裁减。因此，不管是固定煅烧期间，改造煅烧温度大概是固定煅烧温度，改造煅烧期间，都会导致决定水化活性的内比名义积和晶体结构发生变化，从而改造石灰的水化活性。

5、燃料、窑型对石灰活性度的影响

  石灰窑有多种类型，如反转窑、并流蓄热式竖窑、套筒式竖窑、双梁式竖窑、废气调控式竖窑、煤气竖窑和老式竖窑等，所用燃料有固体燃料，如煤炭、无烟煤、煤粉等，气体燃料有自然气、煤气等，窑型和燃料在一定程度上决定着石灰石的粒度。概括起来，等于石灰煅烧的场地（窑型）和燃料毁灭方式所形成的毁灭环境敌对，对石灰活性有许多影响。字据我国及海外冶金石灰近况一文发表的数据诠释了这少量。字据申饬举座列入下表。

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以上的数据标明：

（1）使用气体燃料的反转窑比使用固体燃料的石灰窑出产的石灰的活性度高。

（2）反转窑和并流蓄热式窑石灰活性度水平十分，废气调控窑和煤气老式竖窑石灰的活性度水平十分，然则后两者比前两者活性度低30ml。

（3）接管焦炭作念燃料的废气调控窑与老式竖窑比拟，前者活性度比后者高达100ml。

（4）接管气体燃料的反转窑比煤气老式竖窑高30ml。

（5）接管气体燃料的老式竖窑比接管固体燃料的老式竖窑活性度高100ml。

（6）固体燃料的老式竖窑活性度最低。

6、石灰石均匀性对石灰水化活性的影响

  石灰石的均匀性指化学成份和粒度的均都褂讪，1992第6期水泥、石灰杂质刊登王开国同道的“石灰石预处罚均化和分级诈骗”的著述指出：接管石灰石预均化手艺和石灰石配料均化手艺后，竖窑的石灰质料及格率达到90.09%，比尚未接管该手艺的机械竖窑高4.32%，活性度比凡俗竖窑升迁81.7%。石灰石化学成份和粒度的均都褂讪，式褂讪石灰窑热工轨制先决条款之一，来料的褂讪，身手使燃料用量褂讪，继而褂讪用风。作念到原料、燃料、用风的对口长入，即东说念主们常说的风、煤（燃料的代称）料对口，褂讪热工轨制，从而升迁石灰的质料。

二、对于石灰活性度表面计算公式的探讨

  咱们知说念，活性度式掂量石灰质料概括标的之一，从石灰出产工艺角度分析，活性度受所用原料、燃料、热工诞生、煅烧温度和期间等要素的影响，对影响活性度要素的分析，就为推导表面计算公式，奠定了表面基础。从物理、化学反应进程分析，活性度受到原料矿物构成，领悟程度以过头在煅烧程度中形成新化合物的晶体结构的影响，使用粗颗粒盐酸滴定法等于石灰和更生矿物的水化产物与盐酸作用进行酸碱中庸反应的效果。1、石灰及更生矿物的水化反应

石灰（氧化钙）的更生矿物有氧化镁，β型硅酸二钙，铝酸钙，铁酸二钙等，其水化反应如下：

 （2）氧化镁与水配合用反应较慢，出产氢氧化镁

  如果氧化镁过烧，以方镁石晶体存在，其水化反应更慢。因碳酸镁的领悟温度低，氧化镁时常过烧，形成方镁石，而对活性度测定值产生影响。

（3）更生矿物的水化

  β型硅酸二钙具有水化反应智商，然则水化反应速率慢，铝酸钙、铁酸二钙与氧化钙比拟，水化速率相似式慢，这几种更生矿物的水化反应在石灰水溶液中进行，很可能会因石灰的马上水化而受到不利影响，关联词荒谬关节的少量，等于更生矿物在水化进程中都能析出Ca(0H)2，故而溶液中Ca(0H)2、Mg(0H)2与盐酸进行反应，而SiO2、Al2O3、Fe2O3很难与盐酸进行反应，这么在公式推导中，对这几种酸性氧化物原则上不进行辩论，但因化学分析效果总共量为100，扣除它们，则只剩下能顺利进行水化反应的氧化钙和氧化镁这两种碱性氧化物。

2、氢氧化钙、氢氧化镁与盐酸反应方程式如下：

  Ca(0H)2+2HCl=CaCl2+2H2O       3----3东京热qvod

  Mg(0H)2+2HCl=MgCl2+2H2O     3----4

  字据粗颗粒盐酸滴定法的要求，石灰试样称量50g在2000ml水中水化，用4mol/L表情滴定，经计算所生成的CaCl2、MgCl2的分量百分比浓度小于30%。良友指出，在反应进程中，跟着CaCl2浓度的加多，但不朝上30%（百分比浓度），石灰的溶化度升迁，因此，石灰的水化反应及与盐酸的反应都会顺利进行。

为简化计算，将3--1和3--3式归拢得

 CaO+2HCl=CaCl2+H2O          3--5

将3--2和3--4式归拢得

  MgO+2HCl=MgCl2+H2O        3--6

3、活性度表面公式试推导

  石灰石煅烧生成氧化钙及更生矿物而况尚有游离态的酸性氧化物；如有生烧表象，还有尚未领悟的碳酸钙，碳酸钙的溶化度很小，属难溶物资，在石灰水溶液中及测定活性度时盐酸与氢氧化钙生成氧化钙，溶液中的钙离子浓度较碳酸钙在溶液中溶出的钙离子浓度要大得多，由于同离子效应，碳酸钙险些无法溶化。粗颗粒盐酸滴定法测定活性度要求溶液长久处于中性状态，因此在测定期间内，因生烧残留的碳酸钙无法与酸反应。石灰试样的化学分析效果，由氧化钙、氧化镁、氧化硅、铁铝氧化物和灼减等项构成，以质料百分数暗意，测定石灰活性度的试样与测定石灰化学成份的试样必须平行制备，用化学分析效果表征活性度试样的化学成份，就为用化学分析效果实验推导石灰活性度表面计算公式提供了可能。

（1）氧化钙是水化反应的主题，氧化镁次之。前边已述粗颗粒盐酸滴定法测定活性度时，由于特定的反应条款和石灰更生矿物的特色，氧化钙、氧化镁水化后与酸反应，花消的盐酸量即是表面活性度值。

字据3--5和3--6式，在进行酸碱中庸反应中，因氧化钙和氧化镁的分子量不同，1份氧化镁花消的盐酸数目十分于氧化钙花消盐酸数目的1.4倍，试样碱性氧化物长入由氧化钙暗意，则氧化钙总量为

        (CaO+1.4MgO)               3--7

测定活性度试样质料50g，盐酸浓度4mol/L，用3--5式计算整理得粗颗粒盐酸滴定法活性度表面计算公式：

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(2)生烧石灰活性度公式的推导

  石灰试样灼减与3--8公式交流，（用Loss暗意），主要以CO2，用它暗意生烧石灰中未领悟的碳酸钙的CO2含量，那未生烧石灰中未领悟的碳酸钙的含量记为（100/44)xLoss。试样化学分析效果总共为100，则试样各氧化物之和为100-（100/44)xLoss，进行整理得：

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（3-7）式至（3--10）式绚丽的意旨：

V理 ---  石灰活性度表面计算值

V生 ---  生烧石灰活性度表面计算值

CaO -- 石灰中氧化钙质料百分含量

MgO -- 石灰中氧化镁质料朔方含量

Loss -- 石灰灼减

0.04464 -- 与试样质料50g，盐酸浓度4mol/L议论的概括系数。

  石灰化学分析效果总共为100，若总共在允许边界99.00-101.00之间，为简化计算，可按100处罚。

计算例如：（某厂1996年8月14日，405号样）

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4、V理，V生计算公式试用

（1）援用武钢耐火材料公司《K.M反转窑石灰出产手艺》一文发布的积年石灰产量及主要质料标的数据（原文表4）。本文数据作念必要的手艺处罚：所列化学分析效果总共量为100.总共量与CaO、MgO、SiO2、Al2O3诸项之和的差值为灼减，记为Loss，按（3--8），（3--10）将活性度计算值列表1.

   石灰活性度实测值、计算值V生对比表1

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（2）援用冶金工业部鞍山焦化耐火材料盘算院孙玉州《我国及海外产冶金石灰生成的近况》一文发布的数据宥恕文表8。经过整理列入表2 。所列化学分析效果总共量为100，总共量与CaO、MgO、SiO2含量之和的差值看成灼减纪录为Loss，原表中化学分析效果为一定边界的取其算术平均值进行计算。

石灰活性度实测值、计算值V生对比表2

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（3）援用某厂近期出产家具试样化学分析效果和活性度实测值。数据考取时，在CaO、MgO、SiO2、R2O3、Loss诸项中，将CaO从大到小的司法胪列。CaO+MgO的边界在70-96之间，共采用26个数据，CaO相邻数据之差适度1独揽，将整个数据列入表8。

石灰活性度实测值、计算值V生对比表8

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5、石灰活性度表面值V理，生烧石灰活性度V生和活性度的实测值V实三者之间的议论是V理>V生>V实，这是可想而知的，表面值不辩论石灰生烧、过烧要素，此值最大。实测值概括了生烧、过烧要素对活性度的影响，该值最小。从表1所列活性度数据不错看出V理、V生和V实三者之间的区分不大，响应出所用的原料、燃料、煅烧诞生和煅烧气象是比较理思的，是否不错在一定程度上代表刻下冶金石灰的工艺手艺水和煦出产趋向。表2终末一瞥是259台老式竖窑的平均数据，V生与V实的差值较大，高达114ml，升迁活性度的的余步很大，表8为老式机械竖窑的数据，使用的燃料是焦炭，V实、V生跟着氧化钙含量的裁减，跟着灼减的增高而裁减。当窑行固定后，致力于升迁所用原料石灰石氧化钙的试吃，可看成升迁活性度的有用阶梯之一。

咱们所用化学分析效果表征测定活性度试样的氧化物的数值，这时认定化学分析效果是准确的。所援用的石灰活性度实测值亦然实在的。本文不方案化学分析效果和活性度实测值的问题。故此，对于石灰样品的代表性，化学分析试样和活性度试样的平行制备，化学分析和活性度测建都应摄取刺目，严格按照规程进行操作。

结  束  语

石灰活性度表面值，生烧石灰活性度表面值计算公式的推导是尝试性的，旨在投砾引珠。公式的推导是简化了石灰煅烧中的化学热力学及石灰水化的一些要素的影响求得得。因此存在的问题是不免的，为使这一尝试性的职责日趋完善，诚请业内同仁予以赐教，并在此对所用良友的作家及提供良友的同道暗意真心的谢忱。

主要参考良友：

1、第六届中国石灰工业谍报信息暨申饬交流大会良友汇编

                     中国石灰协会 一九九五年十月

2、石灰【西德】E.席勒  L.W. 贝伦丝著

陆  华  武洪明 译      中国建筑工业出书社

3、硅酸盐热力学     B.N  巴布什金等编订

蒲心诚  曹建华 译       中国建筑工业出书社

4、水泥和混凝土化学（第三版）中国建筑工业出书社

5、胶凝材料学           中国建筑工业出书社

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