电石分析规程

电石生产的基本原理：
CaO + C 1900-2200℃ CaC2 + CO －466千焦
第一章石灰分析测定
石灰：化学名称氧化钙，俗称石灰，化学式：CaO。

分子量为56.08。

生成方式：一般由石灰石高温煅烧分解而成。

即：
CaCO3 == CaO + CO2
一、性质
1、物理性质
纯石灰是白色、粉末状固体。

2、化学性质
石灰遇水反应，生成氢氧化钙，放出大量热；高温时与碳反应生成碳化钙（即电石）。

CaO + H
2O → Ca( OH)
2
CaO + C 1900-2200℃ CaC + CO －466千焦
二、检验方法
1、生过烧的分析
1.1 实验方法
在制石灰工段取代表性样品约3 kg，经破碎成1 cm以下块度，四分法取样1 kg 放入小桶中加入自来水约 2000 ml，不断搅动1 小时后过滤，并加水两次，放入烘箱烘干称重（约烘 1 小时，温度控制在 105～110℃）。

1.2 测定原理
一定质量石灰加水反应后，其未分解部分经挑选，分别称量生烧和过烧的质量，进行计算。

1.3 测定步骤
称取1千克石灰，置于5 mm铁板筛上，然后置于盛有水的铁桶中，其充分反应后，并在水桶中震荡冲洗，使分解后的石灰全部洗入水中，而未分解部分，用镊子拣出，放于小搪瓷盘中，置于105℃烘箱中烘干。

先用目测鉴别其生过烧，难于鉴别者，可用（1+1）盐酸滴在其上，有气泡发生时即为生烧，无气泡者为过烧。

然后分别称其重量。

生烧含量（X
1%），过烧含量（X
2
%）按下式计算：
X 1% = ( G
1
/ G ) * 100 X
2
% = ( G
2
/ G ) * 100
式中： G
1
——生烧质量，克
G
2
——生过烧质量，克 G ——试样质量，克
2、氧化钙分析
2.1 方法提要
将溶液调至 PH=12，加钙指示剂后，用EDTA标准溶液滴定至由红色变蓝为止。

2.2 试剂和溶液
2.2.1 盐酸，1+1
2.2.2 NaOH 溶液 20%
2.2.3 钙指示剂：将0.5 g钙指示剂和50g 已在110℃烘干的氯化钠混合、研细于磨口瓶中保存。

2.2.4 EDTA标准溶液 C(EDTA) =0.025mol/L标准溶液
2.3测定步骤
2.3.1 称取制好的石灰样0.5g 放入100ml 烧杯中，用少许蒸馏水润湿，加（1+1）盐酸10ml溶解，并加热至沸2min，取下转移至250ml 容量瓶中，用热水冲洗至无Cl—为止，用水稀释至刻度以备用。

2.3.2 吸取10ml溶液放入 250ml 锥形瓶中，先加入3ml 三乙醇胺，再加入NaOH 溶液（20%）5 ml，加钙指示剂后，再加少许蒸馏水冲洗一下瓶壁，用0.025mol/L EDTA滴定至由红变蓝为止。

2.4 计算
CaO %=C×V×0.05608/(G×10/250) ×100
式中： C —— EDTA标准溶液实际浓度，mol/L
V ——消耗EDTA标准溶液的体积， ml
G ——样品质量，g
0.05608 ——与 1ml C(EDTA) =1.000 mol/L 相当以克表示的氧化钙质量。

3、氧化镁的分析
3.1 方法提要
将溶液调至 PH=10，以铬黑T为指示剂，用EDTA标准溶液滴定Ca2+、Mg2+总量，溶液至由紫色变蓝为止。

3.2 试剂和溶液
3.2.1 缓冲液（PH=10）：称取54g氯化铵固体溶于水中，加350 ml浓氨水，用蒸馏水稀释至1000 ml。

3.2.2 铬黑T指示剂：将0.5 g铬黑T和50g 已在110℃烘干的氯化钠仔细研磨、混匀于磨口瓶中保存。

3.3 分析步骤
吸取吸取10ml溶液放入 250ml 锥形瓶中，用少许蒸馏水冲洗锥形瓶，先加入3ml 三乙醇胺，再加入氨-氯化铵缓冲溶液（PH=10）10ml，摇匀，加铬黑T指示剂后，用0.025mol/L EDTA滴定至由紫变亮蓝色为止。

3.4 结果的表示与计算：
－V）×0.04030/(G×10/250) ×100
MgO %=C×（V
1
式中： C —— EDTA标准溶液实际浓度，mol/L
V
——滴定Ca2+、Mg2+总量时所消耗EDTA标准溶液的体积，ml
1
V ——滴定Ca2+时所消耗EDTA标准溶液的体积， ml
G ——样品质量，g
0.04030 ——与 1ml C(EDTA) =1.000 mol/L 相当以克表示的MgO质量。

三、注意事项
1、石灰遇水放出大量热，当遇到这样情况应注意防止烫伤。

2、如不慎石灰进入眼睛、鼻子等部位，要用大量水冲洗。

3、为防止石灰入眼、鼻等，对石灰操作一定要戴好手套、口罩和其他防护用品。

4、石灰生产生成的二氧化碳一般来说少量是无害的，但在空气中含量达到（3～4）%时，会使心跳加快，含量达到8% 时会引起剧烈头痛，含量超过10% 时能导致窒息死亡。

所以取样人员取样时要尽量短时间在二氧化碳含量高的区域停留。

5、石灰煅烧不完全时生成一氧化碳，对人体伤害极大，取样人员也要多加注意。

6、石灰中粉尘很容易侵入呼吸道和潮湿的皮肤，对人体进行伤害，所以要做好自我保护。

四、石灰分析对电石生产的影响
1、公司石灰用作电石生产原料的情况下，石灰的纯度对电石生产的影响很大。

石灰中杂质含量大，就会多消耗电能，要多消耗碳素材料，这些杂质的还原率直接影响电石的质量。

其中影响最大的就是氧化镁的含量，氧化镁还原产物的燃烧，既妨碍电炉的操作和运转，还对电炉造成很大的损坏。

所以氧化镁的含量越低越好。

MgO + C → Mg + CO －486千焦
2、生烧石灰在电石炉内要进一步分解成石灰，然后再与炭反应生成电石。

这样就会消耗电石炉内的热量，增大消耗，同时影响电石生产的操作，不好掌握配比。

3、过烧石灰坚硬致密，活性差，降低了电石的反应速度，并且过烧使石灰体积缩小以后，接触面积减少，对电石生产的操作极为不利。

第二章焦炭工业分析测定方法
焦炭分析主要依据国家标准：GB/T 2001-91
一、焦炭水分测定方法
1、方法提要
称取一定质量焦炭试样，置于干燥箱中，在一定温度下干燥至质量衡重，以焦炭试样质量损失计算水分的百分含量。

2、仪器和设备
干燥箱、浅盘、玻璃称量、干燥器、天平
3、全水分的测定
3.1干燥并称量过的浅盘称取粒度小于13mm的试样约500g
（称准至1g），铺平试样。

3.2试样的浅盘置于170～180℃的干燥箱中，1h后取出，冷却5min,称量。

3.3检查性干燥。

（4 ）计算
M
t =(m － m
1
) / m × 100
M
t
——焦炭试样的全水分含量，%
m ——干燥前焦炭试样的质量，g
m
1
——干燥后焦炭试样的质量，g
4、分析试样分析水分的测定
4.1 燥至质量衡定并称量过的称量瓶迅速称取粒度小于0.2mm搅拌均匀的试样约1±0.05g（称准至0.0002g），平摊在称量瓶中。

4.2 样的称量瓶开盖置于105～110℃的干燥箱中，1h后取出称量瓶立即盖上盖，放入
干燥器中冷却至室温（约20min）,称量。

4.3检查性干燥。

（4 ）计算
M
ad =(m － m
1
) / m × 100
M
ad
——分析试样的水分含量，%
m ——干燥前焦炭试样的质量，g
m
1
——干燥后焦炭试样的质量，g
二、焦炭灰分测定
1、方法提要
称取一定质量焦炭试样，与815℃下灰化，以其残留物的质量占焦炭试样的百分数作为灰分含量。

2、仪器和设备
箱形高温炉、灰皿、灰皿夹、干燥器、分析天平
3、分析步骤 (仲裁法)
(1)用预先于815±10℃灼烧至质量恒定的灰皿，称取粒度小于0.2mm搅拌均匀的试样约1±0.05g（称准至0.0002g），并使试样铺平。

（2）将盛有试样的灰皿送入温度为815±10℃的烘箱高温炉炉门口，在10 min内逐渐将其移入炉膛恒温区，关上炉门并使其留有约15mm的缝隙，同时打开炉门上的小孔和
炉后烟囱，于815±10℃灼烧1h。

（3）1h后，用灰皿夹或坩埚钳从炉中取出灰皿，放在空气冷却约5min，移入干燥器内冷却至室温（约20min），称量。

（4）进行检查性干燥。

（5 ）计算
A
ad ,% = m
1
/ m × 100
A
ad
——分析试样的挥发分含量，%
m ——试样的质量，g
m
1
——灰皿中残留物的质量，g
三、焦炭挥发分测定
1、方法提要
称取一定质量焦炭试样，置于带盖的坩埚中，在900℃下，隔绝空气加热7 min，以减少的质量占焦炭试样的百分数作为灰分含量。

2、仪器和设备
箱形高温炉、挥发分坩埚、坩埚架夹、干燥器、秒表、分析天平
3、分析步骤
3.1 900±10℃灼烧至质量恒定的盖的坩埚，称取粒度小于0.2mm搅拌均匀的试样约1±0.01g（称准至0.0001g），并使试样铺平，盖上盖，放在坩埚架上。

注：如测定试样不足六个，则在坩埚架的空位上放上空坩埚补位。

3.2 升温至900±10℃的箱形高温炉炉门，迅速将装有坩埚的架子送入炉中的恒温区内，立即，开动秒表计时，并关好炉门，使坩埚连续加热7 min。

坩埚和架子放入后，炉温会有所下降，但必须在3 min内使炉温恢复到900±10℃，并继续保持此温度到试验结束，否则此次试验作废。

3.3 计算
V
ad =(m － m
1
) / m × 100 － M
ad
V
ad
——分析试样的挥发分含量，%
m ——试样的质量，g
m
1
——加热后焦炭残渣的质量，g
M
ad
——分析试样的水分含量，%
四、焦炭固定碳测定方法
1、方法提要
用已测出的水分含量、灰分含量、挥发分含量进行计算，求出焦炭固定碳含量。

2、固定碳的计算
FC
ad = 100 - M
ad
- A
ad
- V
ad
FC
ad
——分析试样固定碳含量，% ；
M
ad
——分析试样水分含量，% ；
A
ad
——分析试样灰分含量，% ；
V
ad
——分析试样挥发分含量，% ；
五、焦炭分析对电石生产的影响
1、焦炭中的杂质主要是灰分，由各种氧化物组成，氧化物受热还原要消耗一部分电能，还要消耗碳素材料，最后混入电石中降低电石质量。

实践证明，焦炭中每增加1% 灰分，就要消耗 50～60度电。

2、焦炭中水分对电石炉影响很大，炭中的水进入电石炉，使石灰粉化影响电石炉操作，所以一般焦炭水分要求在1% 以下。

3、焦炭中的挥发份，每增加1% 就要多消耗2000～3000千卡的热量，合计2.3～3.5度电。

4、粒度对电石炉来说，粒度越小电阻就越大，有利于电石炉的操作，粒度越大电阻就越小，不利于电石炉的操作，但粒度过小，不但损耗大，还使电石炉内透气性差，物料结块，不利于操作。

第三章电石分析
电石分析主要依据国家标准：GB 10665-2004
一、性质
电石：化学名称碳化钙，工业名称电石，分子式：CaC
2
，相对分子量64.10。

物理性质：
（1）外观：华学纯的碳化钙，几乎是无色透明的结晶体，极纯的碳化钙是天蓝色大晶
体，工业碳化钙是由CaC
2
、CaO及其他杂质混合而成的一种灰色、褐色的结晶混合物。

（2）熔点：电石的熔点随电石中碳化钙含量的改变而改变，纯碳化钙熔点为2300℃；工业产品电石一般含碳化钙约80% ，其熔点在2000℃左右，含69% 的碳化钙的混合物熔点最低约1750℃。

（3）导电性：电石得导电性随温度的变化和电石中碳化钙含量的变化而发生变化，碳化钙含量越高导电性越强。

化学性质：
（1）电石遇水激烈分解
CaC
2 + 2H
2
O → C
2
H
2
↑+ Ca(OH)
2
+127 kJ
（2）电石加热与氮反应
（3）其它如氯、氯化氢、硫、磷、乙醇等在高温下与电石接触产生激烈的化学反应。

二、发气量的测定
1、方法提要：碳化钙与水反应生成乙炔气体，根据气体计量器测得生成气体的体积，计算碳化钙的发气量
CaC
2 + 2H
2
O → C
2
H
2
↑+ Ca(OH)
2
+127 kJ
2、仪器
电石发气量测定装置，天平。

3、分析步骤
发气量的测定测定装置中进行。

气体计量器内装有一定量的用乙炔气饱和的饱和食盐水，发生器内加入2 L自来水调好零点。

称取粒度为(3～7) mm。

已拣出明显可见的硅铁块的碳化钙试样50 g，精确至0.1 g，迅速放人样品室内，立即关闭盖子并旋紧。

转动手柄，将试样完全投人水中，待试样完全分解后(约10 min)，平衡其压力，读取标尺数值，记录大气压力及气体计量器内温度。

同一试样加一次水连续操作三次，第一次的结果不计，第二、三次试验的结果分别用下式计算出在20℃,101. 3 kPa干燥状态下的发气量。

4、计算
发气量(G)，数值以升每千克(L/kg妇表示，按式下式计算:
G=α×h×(P一P') × 293.2 /101.3×(273. 2+ t)
式中:
α—气体计量器校正值，单位为升每千克毫米，L/(kg·mm) ;
P—大气压力的数值，单位为千帕(kPa);
P'—按表3查出在，℃时饱和食盐水蒸汽压力的数值，单位为千帕(kPa) ;
h—气体计量器标尺读数，单位为毫米(mm) ;
t- 测定时钟罩内温度的数值，单位为摄氏度(℃)。

取两次平行测定结果的算术平均值为测定结果，两次平行测定结果的绝对差值不大于4 L/kg
三、注意事项
1、碳化钙与水接触，能迅速生成乙炔，并放出热量。

乙炔是易燃易爆的气体。

2、乙炔易与银盐、铜盐、汞盐反应形成不稳定的、有爆炸性的乙炔化合物。

3、乙炔与空气的混合物有爆炸危险。

在大气压力101.3 kPa,25℃下与空气混合的爆炸下限为2.5%(体积分数)。

4、乙炔气有麻醉作用。

乙炔中的磷化氢(PH
3),硫化氢(H
2
S)可以引起中毒，磷化氢在空
气中的最高允许浓度为。

0.3 mg/m3 ,硫化氢在空气中的最高允许浓度为10 mg/m3 , 5、碳化钙的粉尘对皮肤、呼吸道及眼睛有刺激作用。

碳化钙粉尘在空气中的允许极限浓度为10 mg/m3
6、从事碳化钙生产者，必须遵守碳化钙生产的有关安全规定。

7、由于粉尘对人的皮肤、呼吸道及眼睛都有刺激作用，所以取样、分析时都应注意佩戴好劳动保护用品。

8、分析时，注意乙炔气体不得排放到室内。

9、电石分析时生成的是乙炔气体，乙炔与空气混合有爆炸危险，更不能遇明火，所以严厉禁止在化验室内吸烟。

10、化验室内不得有大量的水，防止大量的水蒸气与电石反应生成乙炔气，引起爆炸。

四、乙炔中磷化氢的测定（检测管法)
1、方法提要
检测管中填充涂有化学试剂的活性硅胶，当含有磷化氢的乙炔气体通过检测管时，与硅胶所载的化学试剂反应，生成色柱，色柱的高度与磷化氢含量成正比。

2、分析步骤
用100 mL注射器取乙炔样品100 mL，切开检测管两端，将检测管的进气端用胶管与注射器连接，使乙炔的样按检测管要求的速度均匀地注人检测管，根据色柱高度，直接读取磷化氢含量的体积分数。

五、乙炔中硫化氢的测定（检测管法）
1、方法提要
检测管中填充吸附有乙酸铅指示剂的活性硅胶，当含有硫化氢的气体以一定速度通过检测管时，硫化氢与指示剂作用生成黑褐色色柱，气体中硫化氢的浓度与色柱高度成正比
2、分析步骤
用100 mL注射器定量吸取测定发气量结束后的试样气体100 mL。

切开检测管的两端，将检测管的进气端用胶管与注射器连接，使被测的乙炔气样按检测管要求的速度均匀地全部注人检测管，根据色柱高度，直接读取硫化氢含量的体积分数。