苛化白泥中碳酸鈣含量分析討論

楊曉麗，姜惠靈， 趙佳琪

（新疆美克化工有限責任公司化驗室，庫爾勒新疆841000）

目前我國造紙工業發展迅速，堿法制漿造紙黑液的處理以堿回收為主，從而產生大量廢白泥，白泥成份以碳酸鈣為主，此外還含有苛化過程中的少量其他物質。近年來，隨著環保工作日益加強，對白泥的處理成為許多企業的難題，利用白泥作為原料生產水泥，或苛化白泥經過精制后作為造紙過程中的碳酸鈣填料[1]，或采用白泥—石膏法脫硫工藝對煙氣進行脫硫[2]，達到白泥資源化循環利用，降低生產成本，減少環境污染的目的。白泥的綜合利用主要是對白泥中的碳酸鈣成份的利用，因此準確分析白泥中碳酸鈣含量是白泥綜合利用的前提條件，有文獻報道[3]使用熱失重分析方法測定Ca （OH）2和CaCO3的質量分數是可行的。本文通過EDTA 標準溶液滴定、高溫灼燒分解等實驗分析白泥中碳酸鈣含量，發現EDTA 標準滴定溶液滴定法算出的碳酸鈣含量是將溶液中所有的鈣離子均以碳酸鈣表示，白泥中的雜質鈣鹽也以碳酸鈣計算，造成分析結果不準確。因此要根據不同分析方法的分析結果綜合判斷白泥中碳酸鈣含量。

1 試驗部分

1.1 實驗儀器試劑

烘箱，馬弗爐，天平，瓷甘鍋、EDTA 標注滴定溶液，鈣指示劑、實驗室二級用水等。

1.2 實驗方法

1.2.1 樣品制備

將從生產裝置取回的白泥在105℃烘箱中烘干水分至恒重，所得樣品為干基白泥。

1.2.2 白泥中碳酸鈣的測定

取1.2.1 烘干水分的白泥樣品0.5g （精確至0.0001g）于100mL 玻璃燒杯中，用水溶解，加入少量1+1 鹽酸溶液使樣品溶解完全，將樣品完全轉移至500mL 容量瓶內并定容。

取上述定容的樣品25mL 于250mL 錐形瓶中，加1mL 鹽酸溶液和5mL 過硫酸鉀溶液加熱煮沸至近干，取下冷卻至溫熱條件加50mL 水，慢慢搖勻2min，在加入3mL 三乙醇胺，10mL 氫氧化鈉和0.2g 左右的鈣—羧酸指示劑，用0.01000mol/LEDTA 標準溶液滴定至藍色即為終點。

碳酸鈣在干基白泥中的質量百分含量計算公示如下所示：

式中：X—干基白泥中碳酸鈣的質量百分含量，%；

V—消耗EDTA 標準溶液的體積，mL；

C—EDTA 標準溶液的濃度，mol/L；

m—稱取干基白泥的質量，g；

1.2.3 灼燒實驗分析

550℃灼燒：稱取少量干基白泥于50mL550℃恒重的瓷坩堝中，在550℃馬弗爐中灼燒至恒重。

550～950 ℃灼燒：稱取550℃灼燒后的少量白泥樣品于50mL950℃恒重的瓷坩堝中，在950℃馬弗爐中灼燒至恒重。

燒失量百分含量計算公示如下所示：

2 結果與討論

1） 根據分析步驟：1.2.2 對干基白泥中碳酸鈣含量進行分析，結果為86.05%，此結果是將樣品中所有鈣離子均以碳酸鈣存在形式表示，樣品中少量雜質磷酸鈣、氫氧化鈣等均以碳酸鈣形式進行計算。

2）分別對干基白泥樣品和分析純試劑碳酸鈣樣品進行550℃灼燒實驗和550～950℃灼燒實驗，所得結果如表1 所示。

表1 干基白泥和試劑碳酸鈣灼燒實驗數據

由表1 可知：試劑碳酸鈣在550～950℃燒失量為43.92%；理論分析，純碳酸鈣在825～896.6℃分解為氧化鈣和二氧化碳，在550～950℃灼燒可完全分解，燒失量主要是分解的二氧化鈣釋放于空氣中，理論燒失量為43.96%；表1 中的試劑碳酸鈣在550～950℃灼燒，燒失量為43.92%，與理論燒失量吻合，說明碳酸鈣在550～950℃灼燒可完全分解。

干基白泥在550 ～950℃灼燒， 其燒失量為29.56%，結合2.1 中用EDTA 標準溶液滴定法計算出的干基白泥中碳酸鈣含量為86.05%，理論分析干基白泥中86.05%的碳酸鈣在550～950℃灼燒完全分解，其理論燒失量應為37.83%，實驗分析數據只有29.56%的燒失量，說明有8.27%的燒失量偏差是由于鈣離子在白泥中并不是均以碳酸鈣形式存在，有可能部分鈣離子是以其他鈣鹽形式存在，在550～950℃灼燒不分解，但加1+1 鹽酸水溶解可使其溶解，故存在8.27%的燒失量偏差。

干基白泥在550 ～950℃灼燒， 其燒失量為29.56%，通過燒失量來計算干基白泥中碳酸鈣百分含量為67.24%，通過EDTA 滴定法計算干基白泥中碳酸鈣百分含量為86.05%，本文認為通過燒失量來計算干基白泥中碳酸鈣含量更為準確。

3 結論

1） 分析干基白泥中碳酸鈣含量，EDTA 標準滴定溶液滴定法算出的碳酸鈣含量是將溶液中所有的鈣離子均以碳酸鈣形式表示，實際有可能部分鈣離子是以其他鈣鹽形式存在。

2） 干基白泥經過550～950℃灼燒實驗，計算其燒失量，通過燒失量計算干基白泥中的碳酸鈣含量更為準確。

3）干基白泥中部分鈣離子以其他鈣鹽形式存在，可溶解于1+1 鹽酸溶液，在550～950℃灼燒不分解。