Лабораторная работа № 1 Контроль карбонатных материалов

Цель работы: проверка качества карбонатных материалов

Теоретические сведения

Карбонатные породы

Они широко распространены в природе, что способствует развитию на их основе производства цемента. Из карбонатных пород используют известняк, мел, известняк-ракушечник, мрамор, известковый туф, мергели и др. Все эти породы содержат в основном углекислый кальцит CaCO3 . Известняки состоят из кристаллов кальцита различных размеров. Мел представляет собой рыхлую, слабо сцементированную породу с землистым илом. Качество карбонатного сырья зависит от его структуры, количества примесей, равномерности их распределения в массе сырья. Для производства цемента пригодны карбонатные породы при содержании 40-43,5 % CaО и 3,2-3,7 % MgO. Желательно, чтобы содержание Na2O и К 2О в сумме не превышало 1 %, а SO3 – 1,5-1,7 %. Более благоприятны породы с постоянным химическим составом и однородной мелкокристаллической структурой. полезны примеси тонкодисперсных глин и аморфного кремнезема при равномерном их распределении в карбонатной породе. Особым видом карбонатного сырья является мергель - переходная горная порода от известняков к глинам. Мергель представляет собой природную тонкодисперсную смесь осадочного происхождения глинисто-песчаных пород(20-50%) и углекислый кальция (50-80 %). В зависимости от содержания CaCO3 мергели подразделяются на песчаные, глинистые и известковые. Наиболее ценное сырье – известковый мергель, содержащий 75-80 % CaCO3 и 20-25 % глины. По химическому составу он близок к портландцементной сырьевой смеси. Такой состав сырья существенно упрощает технологию производства. Мергели, в которых содержание CaCO3 соответствует составу портландцементной сырьевой смеси, называют натуральной. От качества сырья зависят температура обжига, производительность печей и свойства конечного продукта. Чем выше плотность известняков, тем труднее идет процесс обжига. Свойства сырья влияют на выбор обжигового агрегата.

Известняковую (доломитовую) муку в зависимости от предела прочности карбонатных пород при сжатии в насыщенном водой состоянии или марки по прочности отсевов дробления по ГОСТ 8267 подразделяют на четыре класса:

1-й класс - прочность до 20 МПа;

2-й класс - прочность св. 20 до 40 МПа;

3-й класс - прочность св. 40 до 60 МПа;

4-й класс - прочность св. 60 МПа.

Известняковую (доломитовую) муку в зависимости от зернового состава подразделяют на три марки (для классов 1, 2, 3) - А, В, С и на две марки для класса 4 - А и С (таблицы 1 - 3).

Известняковую (доломитовую) муку марки А в зависимости от массовой доли влаги подразделяют на две группы: группа 1 и группа 2 (таблицы 1 - 3).

С целью снижения смерзаемости известняковой (доломитовой) муки марок В и С с массовой долей влаги более 6 % в период с октября по март должны применяться профилактические добавки или способы, обеспечивающие сохранение сыпучести.

Для комплексной оценки качества известняковой (доломитовой) муки применяют показатель, характеризующий содержание активно действующего вещества (АДВ), учитывающий массовую долю карбонатов кальция и магния, влаги и зерновой состав в зависимости от класса известняковой (доломитовой) муки.

Физико-химические показатели известняковой (доломитовой) муки указаны в таблицах 1 - 3.

Таблица 1

Физико-химические показатели известняковой (доломитовой) муки

Наименование показателя	Известняковая (доломитовая) мука марки А
	1-й класс	2-й класс	3-й класс	4-й класс
Предел прочности исходной карбонатной породы при сжатии в насыщенном водой состоянии	Менее 20 МПа	Св. 20 до 40 МПа	Св. 40 до 60 МПа	Св. 60 МПа
Суммарная массовая доля карбонатов кальция и магния, %, не менее	80	80	85	85
Зерновой состав, %, полные остатки на ситах: 5 мм не более 3 мм не более 1 мм не более	0	0	0	0
	3*	3	2	1
	25	15	10	3
Массовая доля влаги, %, не более: октябрь - март группа 1 группа 2 апрель - сентябрь группа 1 группа 2
	1,5	1,5	1,5	1,5
	6,0	6,0	6,0	3,0
	1,5	1,5	1,5	1,5
	6,0	6,0	6,0	3,0
Показатель АДВ, %, не менее: группа 1 группа 2
	78	74	78	81
	74	71	75	77
* Для известняковой (доломитовой) муки марки А класса 1 (группа 2) допускается остаток на сите 3 мм не более 5 %.

Таблица 2

Наименование показателя	Известняковая (доломитовая) мука марки В
	1-й класс	2-й класс	3-й класс	4-й класс
Предел прочности исходной карбонатной породы при сжатии в насыщенном водой состоянии	Менее 20 МПа	Св. 20 МПа до 40 МПа	Св. 40 МПа до 60 МПа	Св. 60 МПа
Суммарная массовая доля карбонатов кальция и магния, %, не менее	80	80	85	-
Зерновой состав, %, полные остатки на ситах:
10 мм не более	0	0	0	-
5 мм не более	5	3	2	-
3 мм не более	10	5	4	-
1 мм не более	35	25	15	-
Массовая доля влаги, %, не более:
без введения профилактической добавки
октябрь - март	6,0	6,0	6,0	-
апрель - сентябрь	15,0	12,0	8,0	-
с введением профилактической добавки
октябрь - март	15,0	12,0	8,0	-
Показатель АДВ, %, не менее	64	64	71	-

Таблица 3

Наименование показателя	Известняковая (доломитовая) мука марки С
	1-й класс	2-й класс	3-й класс	4-й класс
Предел прочности исходной карбонатной породы при сжатии в насыщенном водой состоянии	Менее 20 МПа	Св. 20 МПа до 40 МПа	Св. 40 МПа до 60 МПа	Св. 60 МПа
Суммарная массовая доля карбонатов кальция и магния, %, не менее	80	80	85	85
Зерновой состав, %, полные остатки на ситах:
10 мм не более	0	0	0	0
5 мм не более	7	5	4	3
3 мм не более	25	20	15	10
1 мм не более	45	40	38	20
Массовая доля влаги, %, не более:
без введения профилактической добавки
октябрь - март	6,0	6,0	6,0	3,0
апрель - сентябрь	15,0	12,0	8,0	8,0
с введением профилактической добавки
октябрь - март	15,0	12,0	8,0	8,0
Показатель АДВ, %, не менее	60	60	60	62
Примечание - Для известняковой (доломитовой) муки марки С, выпускаемой А/П «Касимовнеруд», разрешается отклонение отдельных показателей от установленных настоящим стандартом, при условии, что содержание АДВ снижается не более чем на 10 %.

Методика исследования:

Для отбора проб известняковой (доломитовой) муки применяют механические или ручные пробоотборники, обеспечивающие извлечение проб известняковой (доломитовой) муки в процессе ее транспортирования. Масса точечной пробы должна быть не менее 500 г.

Для получения объединенной пробы точечные пробы, тщательно перемешивают и сокращают квартованием или с помощью желобчатого делителя до получения лабораторной пробы массой не менее 200 г.

Масса лабораторной пробы должна обеспечивать проведение всех предусмотренных стандартом испытаний. Допускается проводить несколько испытаний, используя одну пробу, если в процессе испытаний определяемые свойства известняковой (доломитовой) муки не изменяются. При этом масса лабораторной пробы должна быть не менее чем в два раза больше суммарной массы, необходимой для проведения испытаний.

Для каждого испытания из лабораторной пробы отбирают аналитическую пробу.

Из аналитической пробы отбирают навески в соответствии с методикой испытаний.

Из точечных проб образуют объединенную пробу, характеризующую контролируемую партию. Путем усреднения и сокращения готовят две лабораторные пробы. Одна проба предназначена для проведения испытаний, другая - для арбитражной проверки.

Общие требования

Пробы взвешивают с погрешностью не более 0,1 % массы, если в стандарте не даны другие указания.

Пробы или навески высушивают до постоянной массы в сушильном шкафу при температуре (105 ± 5) °С до тех пор, пока разница между результатами двух взвешиваний будет не более 0,1 % массы. Каждое последующее взвешивание проводят после высушивания в течение не менее 1 ч и охлаждения не менее 45 мин.

Результаты испытаний рассчитывают с точностью до второго знака после запятой, если не даны другие указания относительно точности вычисления.

Температура помещения, в котором проводят испытания, должна быть (25 ± 10) ºС. Перед началом испытания пробы и вода должны иметь температуру воздуха в помещении.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛА ПРОЧНОСТИ ПРИ СЖАТИИ

Предел прочности карбонатной породы при сжатии, используемой для производства известняковой (доломитовой) муки, или отсевов дробления определяют по ГОСТ 8269.0.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДРОБИМОСТИ

Дробимость щебня (гравия) определяют по степени разрушения зерен при сжатии (раздавливании) в цилиндре.

При испытании щебня (гравия), состоящего из смеси двух или более смежных фракций, исходный материал рассеивают на стандартные фракции и каждую фракцию испытывают отдельно. Щебень (гравий) фракции от 5 до 10, св. 10 до 20 или св. 20 до 40 мм просеивают через два сита с отверстиями, соответствующими наибольшей (D) и наименьшей (d) крупности испытываемой фракции. От остатков на сите с отверстиями размером, равным d, отбирают две аналитические пробы массой не менее 0,5 кг каждая при испытании в цилиндре диаметром 75 мм и не менее 4 кг - при испытании в цилиндре диаметром 150 мм. Щебень (гравий) крупнее 40 мм предварительно дробят и испытывают фракции св. 10 до 20 мм или св. 20 до 40 мм.

При одинаковом петрографическом составе щебня (гравия) фракции св. 20 до 40 мм и св. 40 до 70 мм прочность последней допускается характеризовать результатами испытаний фракции св. 20 до 40 мм. Щебень (гравий) допускается испытывать как в сухом, так и в насыщенном водой состоянии.

Аналитические пробы для испытания в сухом состоянии высушивают до постоянной массы, а для испытания в насыщенном водой состоянии погружают в воду на 2 ч.

После насыщения водой с поверхности зерен щебня (гравия) удаляют влагу мягкой влажной тканью.

При определении марки щебня (гравия) применяют цилиндр диаметром 150 мм. Для приемочного контроля качества щебня (гравия) фракции от 5 до 1.0 мм и св. 10 до 20 мм допускается применять цилиндр диаметром 75 мм.

Пробу щебня (гравия) насыпают в цилиндр с высоты 50 мм так, чтобы после разравнивания верхний уровень материала примерно на 15 мм не доходил до верхнего края цилиндра. Затем в цилиндр вставляют плунжер так, чтобы плита плунжера была на уровне верхнего края цилиндра. Если верх плиты на плунжере не совпадает с краем цилиндра, то удаляют или добавляют несколько зерен щебня (гравия). После этого цилиндр помещают на нижнюю плиту пресса.

Увеличивая силу нажатия пресса на 1 - 2 кН (100 - 200 кгс) в секунду, доводят ее при испытании щебня (гравия) в цилиндре диаметром 75 мм до 50 кН (5000 кгс), при испытании в цилиндре диаметром 150 мм - до 200 кН (20000 кгс).

После сжатия испытываемую пробу высыпают из цилиндра и взвешивают. Затем ее просеивают в зависимости от размера испытываемой фракции через сито с отверстиями размером:

1,25 мм - для щебня (гравия) размером фракции от 5 до 10 мм;

2,5 мм -                      то же               св. 10 до 20 мм;

5,0 мм -                         »                св. 20 до 40 мм.

Остаток щебня (гравия) на сите после просеивания взвешивают. При испытании щебня (гравия) в насыщенном водой состоянии навеску на сите тщательно промывают водой и удаляют поверхностную влагу с зерен щебня (гравия) мягкой влажной тканью.

По результатам испытаний устанавливают марку по дробимости щебня каждой испытанной пробы по таблицам 3 и 4 ГОСТ 8267 и определяют промежуточную средневзвешенную марку по дробимости щебня из валунов М_пр по формуле

(1.1)

где М_из - марка по дробимости щебня изверженных интрузивных пород;

М_эф - марка по дробимости щебня изверженных эффузивных пород;

М_о.м - марка по дробимости щебня осадочных и метаморфических пород;

С_из - содержание в щебне из валунов зерен изверженных интрузивных пород, %;

С_эф - содержание в щебне из валунов зерен изверженных эффузивных пород, %;

С_о.м - содержание в щебне из валунов зерен осадочных и метаморфических пород, %.

Марку по дробимости щебня из валунов определяют по значению промежуточной марки по дробимости по таблице 5а ГОСТ 8267».

Средневзвешенную прочность карбонатной породы (G_ср) в мегапаскалях рассчитывают по формуле

(1.2)

где G₁, G₂, ..., G_n -предел прочности разновидности породы при сжатии, МПа;

h₁, h₂, ..., h_n - мощность слоя разновидности породы в добычном уступе, м.

Обработка результатов испытания

Дробимость Др, %, определяют с точностью до 1 % по формуле

,                                                   (1.3)

где т - масса испытываемой пробы щебня (гравия), г;

m₁ - масса остатка на контрольном сите после просеивания раздробленной в цилиндре пробы щебня (гравия), г.

За результат принимают среднеарифметическое значение двух параллельных испытаний.

Оборудование и материалы:

1. Пресс гидравлический с максимальным усилием до 500 кН по ГОСТ 28840.

2. Цилиндры стальные с внутренними диаметрами 75 и 150 мм и высотой соответственно 75 и 150 мм со съемным дном и плунжером (рисунок 4).

3. Дробилка щековая лабораторная марки ДЛЩ 60´100.

4. Весы настольные циферблатные по ГОСТ 29329 или лабораторные по ГОСТ 24104.

5. Сита из стандартного набора по 4.1.6.

6. Сито с сеткой № 2,25 по ГОСТ 6613.

7. Шкаф сушильный.

8. Сосуд для насыщения щебня (гравия) водой.

9. Цилиндр

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНОЙ МАССОВОЙ ДОЛИ КАРБОНАТОВ КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ

Определение суммарной массовой доли карбонатов кальция и магния (при массовой доле MgCO₃до 6 %)

Методика исследования:

1 г высушенной до постоянной массы известковой (доломитовой) муки взвешивают с погрешностью не более 0,0003 г, помещают в коническую колбу вместимостью 250 см³, смачивают несколькими каплями дистиллированной воды и добавляют из бюретки 25 см³ соляной кислоты. Колбу накрывают часовым стеклом и кипятят на электрической плитке до полного разложения карбонатов кальция и магния.

Колбу снимают с плитки и горячей водой тщательно смывают ее внутренние стенки, доводят объем жидкости в колбе до 100 - 120 см³, затем добавляют 4 - 5 капель раствора фенолфталеина и титруют раствором гидроокиси натрия концентрации 1 моль/дм³ до появления устойчивой розовой окраски.

Оборудование и материалы:

• Весы по ГОСТ 29329 и ГОСТ 24104 1-го класса с погрешностью взвешивания ±0,0003 г.

• Колба Кн-2-250-34 (40, 50) ТХС по ГОСТ 25336.

• Бюретка вместимостью 50 см³ с ценой деления 0,1 см³.

• Капельница любого исполнения по ГОСТ 25336.

• Электроплитка по ГОСТ 14919.

• Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

• Кислота соляная по ГОСТ 3118 концентрации с (НСl) = 1 моль/дм³.

• Фенолфталеин (индикатор), спиртовой раствор с массовой долей 1 %.

• Натрия гидроокись по ГОСТ 4328 концентрации с (NaOH) = 1 моль/дм³.

Обработка результатов

Суммарную массовую долю карбонатов кальция и магния (X) в процентах вычисляют по формуле

(1.4)

где V - объем раствора соляной кислоты концентрации 1 моль/дм³, взятой для разложения карбонатов кальция и магния, см³;

K - коэффициент поправки к титру раствора соляной кислоты концентрации 1 моль/дм³;

V₁ - объем раствора гидроокиси натрия концентрации 1 моль/дм³, израсходованный на титрование, см³;

K₁ - коэффициент поправки к титру раствора гидроокиси натрия концентрации 1 моль/дм³;

0,05 - масса карбоната кальция, соответствующая 1 см³ раствора соляной кислоты концентрации 1 моль/дм³, г;

т - масса навески, г.

За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 0,2 %.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНОЙ МАССОВОЙ ДОЛИ КАРБОНАТОВ КАЛЬЦИЯ И МАГНИЯ (при массовой доле MgCO₃более 6 %)

Оборудование и материалы:

1. Весы по ГОСТ 29329 и ГОСТ 24104 1-го класса с погрешностью взвешивания ±0,0003 г.

2. Бюретка вместимостью 50 см³ с ценой деления 0,1 см³.

3. Пипетка вместимостью 25 см³.

4. Колба Кн-2-250-34 (40, 50) ТХС по ГОСТ 25336.

5. Воронка В-56 (75, 100)-80 (110, 150) ХС по ГОСТ 25336.

6. Колба мерная 1(2)-1000-2, 1(2)-250-2 по ГОСТ 1770.

7. Цилиндр 1-10; 1-250; 1-1000 по ГОСТ 1770.

8. Стакан В-1-150 (250) по ГОСТ 25336.

9. Капельница любого исполнения по ГОСТ 25336.

10. Стаканчик для взвешивания любого исполнения по ГОСТ 25336.

11. Шкаф сушильный ШС-40М или аналогичный.

12. Электроплитка по ГОСТ 14919.

13. Кислота соляная по ГОСТ 3118 концентрации с (НСl) = 1 моль/дм³.

14. Спирт этиловый технический по ГОСТ 17299.

15. Аммиак водный по ГОСТ 3760, раствор с массовой долей 25 %.

16. Аммоний хлористый по ГОСТ 3773.

Раствор аммиачно-буферный готовят следующим образом: 675 г хлористого аммония растворяют в 200 см³ дистиллированной воды, фильтруют, прибавляют 570 см³ раствора аммиака, доливают до 1 дм³дистиллированной водой и хорошо перемешивают.

Калий хлористый по ГОСТ 4234.

Триэтаноламин, водный раствор с массовой долей 50 %.

Вода дистиллированная по ГОСТ 6709.

Магний сернокислый 7-водный по ГОСТ 4523, раствор концентрации с (MgSO₄ × 7Н₂О) = 0,025 моль/дм³.

Соль динатриевая этилендиамин - N, N, N', N'-тетрауксусной кислоты, 2-водная (трилон Б) по ГОСТ 10652, раствор концентрации с (C₁₀H₁₄O₈N₂Na₂ × 2Н₂О) = 0,025 моль/дм³ готовят следующим образом:

9,307 г трилона Б растворяют в мерной колбе в 300 - 400 см³ дистиллированной воды при незначительном нагревании. Если раствор получится мутным, его фильтруют, затем доливают до 1 дм³дистиллированной водой и хорошо перемешивают.

Для установки титра раствора трилона Б концентрации 0,025 моль/дм³ в коническую колбу вместимостью 250 - 300 см³ приливают из бюретки 10 см³ титрованного раствора сернокислого магния, приготовленного из фиксанала, разбавляют раствор до 100 см³ дистиллированной водой, нагревая до 60 - 70 °С, приливают 7 - 10 см³ аммиачно-буферного раствора и 5 - 7 капель индикатора кислотного хрома темно-синего и титруют раствором трилона Б при интенсивном помешивании до перехода красной окраски раствора в устойчивую сине-сиреневую или синюю с зеленоватым оттенком. Титрование повторяют до получения сходящихся результатов трех параллельных определений.

Коэффициент поправки (К) к титру раствора трилона Б концентрации 0,025 моль/дм³ вычисляют по формуле

где V - объем раствора трилона Б концентрации 0,025 моль/дм³, израсходованный на титрование раствора сернокислого магния концентрации 0,025 моль/дм³, см³.

Раствор индикатора кислотный хром темно-синий готовят следующим образом: 0,5000 г индикатора кислотного хрома темно-синего растворяют в 10 см³ аммиачно-буферного раствора и разбавляют этиловым спиртом до 100 см³.

Индикатор-флуорексон, сухая смесь, готовят следующим образом: 1 г флуорексона тщательно растирают в ступке с 99 г безводного хлористого калия. Индикаторную смесь рекомендуется хранить в склянке с притертой пробкой в темном месте.

Примечание - Вместо флуорексона в качестве индикатора разрешается использовать мурексид.

Индикатор-мурексид, сухая смесь, готовят следующим образом: 1 г мурексида тщательно растирают в ступке с 99 г хлористого калия. При арбитражной проверке в качестве индикатора используется флуорексон.

Проведение анализа

0,5 г известняковой (доломитовой) муки, высушенной до постоянной массы, взвешивают с погрешностью не более 0,0003 г, помещают в стакан вместимостью 200-250 см³, смачивают 10 см³ дистиллированной воды, прибавляют 30 см³ соляной кислоты и 20 см³ дистиллированной воды. Стакан закрывают часовым стеклом, нагревают до кипения и кипятят (не бурно) в течение 5 мин. После охлаждения содержимое стакана переливают в мерную колбу вместимостью 250 см³ (при этом часовое стекло и внутренние стенки стакана тщательно промывают дистиллированной водой), доливают водой до метки и хорошо перемешивают. После отстаивания раствора отбирают пипеткой 25 см³, переносят в коническую колбу вместимостью 250 см³, приливают 100 см³ дистиллированной воды и перемешивают. Затем добавляют 3 см³ триэтаноламина, 20 см³ раствора гидроокиси калия и вновь перемешивают.

Через 1 - 2 мин добавляют на кончике шпателя индикаторную смесь и титруют раствором трилона Б до исчезновения флуоресценции при наблюдении на черном фоне (при использовании в качестве индикатора мурексида до перехода окраски из малиновой в устойчивую фиолетовую) (X₁).

Из этой же мерной колбы отбирают пипеткой 25 см³ раствора, переносят в коническую колбу вместимостью 250 см³, приливают 100 см³ дистиллированной воды, нагревают до 60 - 70 ºС, затем добавляют 5 - 10 см³ аммиачно-буферного раствора, 5 - 7 капель индикатора кислотного хрома темно-синего и титруют раствором трилона Б при интенсивном взбалтывании до перехода окраски раствора от красной до сине-зеленой или синей (Х₂).

Обработка результатов

Массовую долю карбоната калия (Х₁) в процентах вычисляют по формуле

(1.5)

где V - объем раствора трилона Б концентрации 0,025 моль/дм³, израсходованный на титрование, см³;

K - коэффициент поправки к титру раствора трилона Б концентрации 0,025 моль/дм³;

0,002502 - масса карбоната кальция, соответствующая 1 см³ раствора трилона Б концентрации 0,025 моль/дм³, г;

т - масса навески, г.

Массовую долю карбоната магния (Х₂) в процентах вычисляют по формуле

(1.6)

где V₂ - объем раствора трилона Б концентрации 0,025 моль/дм³, израсходованный на титрование суммы карбоната кальция и магния, см³;

V₁ - объем раствора трилона Б концентрации 0,025 моль/дм³, израсходованный на титрование карбоната кальция, см³;

0,002108 - масса карбоната магния, соответствующая 1 см³ раствора трилона Б концентрации 0,025 моль/дм³, г;

K - коэффициент поправки к титру раствора трилона Б концентрации 0,025 моль/дм³;

т - масса навески, г.

4.3.3 Суммарную массовую долю карбонатов кальция и магния в процентах вычисляют по формуле

X = Х₁ + Х₂, (1.7)

где Х₁ - массовая доля карбоната кальция, %;

Х₂ - массовая доля карбоната магния, %.

За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 0,2 %.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗЕРНОВОГО СОСТАВА

Оборудование и материалы

1. Весы по ГОСТ 29329 среднего класса точности с погрешностью взвешивания ±0,75 г.

2. Шкаф сушильный.

3. Устройство для механического рассева на стандартном наборе сит.

4. Набор сит с круглыми штампованными отверстиями диаметром 10, 5, 3 и 1 мм.

Примечание - При отсутствии устройства для механического просеивания рассев допускается осуществлять вручную.

Проведение испытаний

100 г известняковой (доломитовой) муки, предварительно высушенной в сушильном шкафу в течение 2 ч при 200 - 250 °С, взвешивают с погрешностью не более 0,01 г и просеивают сквозь сита с сетками 10, 5, 3 и 1 мм в течение 10 мин. Просеивание считают законченным, если при контрольном просеве в течение 1 мин сквозь каждое указанное сито проходит не более 0,1 г муки. Допускается в конце рассева применять мягкую кисточку, резиновую пробку или резиновый пестик для разрушения образовавшихся комочков.

Остатки на ситах взвешивают и вычисляют:

частный остаток на каждом сите (а_i) в процентах по формуле

где m_i - масса остатка на сите, г; т - масса просеиваемой навески, г;

полный остаток на каждом сите (А) в процентах по формуле

А_i = а₁₀ + а₅ + ... + a_i,

где а₁₀, а₅, ..., a_i - частные остатки на соответствующих ситах, %.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАССОВОЙ ДОЛИ ВЛАГИ

Оборудование и материалы

1. Весы по ГОСТ 29329 3-го класса с погрешностью взвешивания ±0,01 г.

2. Шкаф сушильный.

Проведение анализа

5 г известняковой (доломитовой) муки марки А или 50 г марок В и С помещают в предварительно высушенный и взвешенный бюкс с крышкой. Высушивают в течение 2 ч при температуре 200 - 250 ºС в сушильном шкафу при снятой крышке бюкса.

Перед взвешиванием бюкс закрывают крышкой и охлаждают в эксикаторе в течение 30 мин. Взвешивают с погрешностью не более 0,01 г.

Обработка результатов

Массовую долю влаги (Х₃) в процентах вычисляют по формуле

(1.8)

где т - масса навески, г;

m₁ - масса известняковой муки после сушки, г.

За результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений, допускаемые расхождения между которыми не должны превышать 0,3 %.

Показатель активно действующего вещества (АДВ) в известняковой (доломитовой) муке в процентах рассчитывают по формуле

(1.9)

где Н - содержание неактивных фракций, %;

Х₃ - массовая доля влаги, %;

X - суммарная массовая доля карбонатов кальция и магния.

К неактивным относятся фракции с размером частиц:

1-й класс - 100 % фракции более 5 мм;

20 % фракции 3 - 5 мм;

2-й класс - 100 % фракции более 5 мм;

100 % фракции 3 - 5 мм;

20 % фракции 1 - 3 мм;

3-й класс - 100 % фракции более 5 мм;

100 % фракции 3 - 5 мм;

50 % фракции 1 - 3 мм;

4-й класс - 100 % фракции более 5 мм;

100 % фракции 3 - 5 мм;

100 % фракции 1 - 3 мм.

4.7 Определение удельной активности естественных и техногенных радионуклидов проводят в специализированных лабораториях.

1.2 МЕЛ

Реактивы и растворы

Для проведения анализа применяют:

• аммиак водный по ГОСТ 3760-79, 25%-ный раствор;

• кислоту соляную по ГОСТ 3118-77 и разбавленную 1:1;

• кальций углекислый по ГОСТ 4530-76;

• калий хлористый по ГОСТ 4234-77;

• хромоген черный ЕТ-00 (индикатор) по ГОСТ 10398-76, сухую смесь, приготовленную следующим образом: 1 г хромоген черного растирают в фарфоровой ступке со 100 г хлористого калия и тщательно перемешивают. Хранят в плотно закрытой банке;

• стандартный 0,05 М раствор хлористого кальция, приготовленный следующим образом: 5,004 г углекислого кальция, предварительно высушенного при 105-110 °С, осторожно разлагают соляной кислотой до полного растворения, раствор переливают в мерную колбу вместимостью 1 дм, доливают водой до метки и перемешивают;

• аммиачно-хлоридную буферную смесь, содержащую сернистый аммоний, приготовленную следующим образом: 67 г хлористого аммония помещают в колбу вместимостью 1000 см, приливают 300-400 см воды, 570 см аммиака и 25 см раствора сернистого аммония, доливают водой до метки и перемешивают;

• раствор индикатора хром темно-синего, приготовленный следующим образом: 0,5 г индикатора растворяют при растирании в 10 см аммиачно-хлоридного буфера, не содержащего сернистый аммоний, и доливают этиловым спиртом до объема 100 см;

• соль динатриевую этилендиамин-тетрауксусной кислоты, 2-водную (трилон Б) по ГОСТ10652-73, 0,05 М раствор, приготовленный следующим образом: 18,615 г трилона Б растворяют в 100 см воды при нагревании. Если полученный раствор мутный, его отфильтровывают.

Допускается приготовление 0,05 М раствора трилона Б из фиксанала.

Для установления титра раствора трилона Б отбирают пипеткой по 50 см стандартного раствора хлористого кальция в три стакана вместимостью 300 см, доливают водой до объема 200 см и в каждый стакан приливают по 10 см 25%-ного раствора аммиака и прибавляют на кончике шпателя индикатор хромоген черный. Затем растворы титруют раствором трилона Б до изменения окраски раствора из ярко-малиновой в устойчивую ярко-синюю.

Вычисляют средний объем трилона Б, израсходованный на титрование стандартного раствора хлористого кальция.

Молярность раствора трилона Б вычисляют по формуле

, (1.10)

где  - молярность стандартного раствора хлористого кальция;

 - объем стандартного раствора хлористого кальция, взятый для титрования, см;

 - средний объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование, см.

Титр раствора трилона Б в граммах углекислого кальция на миллиметр раствора вычисляют по формуле

, (1.11)

где 50,04 - грамм-эквивалент углекислого кальция;

 - полярность раствора трилона Б.

Допускается устанавливать титр раствора трилона Б по ГОСТ 10398-76.

Проведение анализа

Навеску мела массой 1 г помещают в стакан вместимостью 150-200 см, смачивают 10-15 см воды и постепенно небольшими порциями приливают разбавленную 1:1 соляную кислоту до прекращения выделения двуокиси углерода. Затем приливают еще 3-5 см разбавленной 1:1 соляной кислоты и раствор кипятят в течение 3-5 мин.

Полученный раствор отфильтровывают в мерную колбу вместимостью 250 см, осадок на фильтре промывают 5-6 раз водой. Фильтрат охлаждают, доливают водой до метки и перемешивают.

В стакан вместимостью 300 см отбирают аликвотную часть раствора объемом 50 см, приливают 10 см 25%-ного раствора аммиака и прибавляют на кончике шпателя индикатор хромоген черный и титруют раствором трилона Б до изменения окраски раствора из ярко-малиновой в устойчивую ярко-синюю.

Допускается использовать для анализа вместо крепкого аммиака с индикатором хромоген черным ЕТ-00 буферную смесь с индикатором хром темно-синим.

Обработка результатов

Массовую долю углекислого кальция и углекислого магния в пересчете на углекислый кальций в процентах вычисляют по формуле

, (1.12)

где  - объем раствора трилона Б, израсходованный на титрование суммы углекислого кальция и углекислого магния, см;

 - титр раствора трилона Б, вычисленный по углекислому кальцию, г/см;

 - объем исходного раствора, см;

 - объем аликвотной части раствора, см;

 - масса навески пробы,

При вычислении результатов анализа окончательный результат округляют до второго десятичного знака.

Допускаемое расхождение между результатами двух параллельных определений при доверительной вероятности =0,95 не должно превышать 0,25%. 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ГОСТ 20082-74

Оборудование и материалы

Для проведения испытания применяют:

1. сита с сетками № 014 и № 0045 по ГОСТ 6613-86.

2. анализатор ситовой механический;

3. шкаф сушильный с вентиляционным устройством и приборами для контроля и поддержания температуры 105 - 110°С;

4. весы лабораторные с погрешностью взвешивания 0,01 г класса точности по ГОСТ 24104-80;

5. стекло часовое;

6. кисть мягкую № 18 или № 20.

Проведение испытания

Среднюю пробу, отобранную по ГОСТ 12085-73, высушивают в сушильном шкафу в течение 2 ч при температуре 105 - 110°С и охлаждают до комнатной температуры.

Затем для рассева выделяют две навески массой 50 г каждая.

Допускается определять гранулометрический состав мела без предварительного высушивания средней пробы с параллельным определением содержания в ней влаги по ГОСТ 19219-73 и последующим пересчетом на сухую массу.

Навеску мела помещают на сито (или верхнее сито в наборе сит) и производят просеивание на механическом анализаторе в течение 15 - 20 мин или вручную - сначала встряхиванием, а затем с помощью мягкой кисти до прекращения появления частичек мела в течение 30 с на черной бумаге, помещенной под сито. Остаток на сите количественно переносят на часовое стекло и взвешивают.

Обработка результатов

Массовую долю остатка после просева мела на каждом сите (X) в процентах вычисляют по формуле

(1.13)

где m - навеска мела, г;

m₁ - навеска часового стекла с остатком, г;

m₂ - масса часового стекла, г.

Допускаемые расхождения между результатами параллельных определений не должны превышать в процентах:

0,06 - для остатка на сите № 0,14;

0,4 - для остатка на сите № 0045.

Если расхождения между результатами параллельных определений превышают допускаемые, определение повторяют.

За окончательный результат испытания принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных определений.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ВЛАГИ ГОСТ 19219-73

Оборудование и материалы

Для проведения анализа применяют:

1. шкаф сушильный, обеспечивающий устойчивую температура нагрева 105 - 110°С;

2. весы аналитические;

3. стаканчики для взвешивания (бюксы) по ГОСТ 25336-82 и ГОСТ 29332-79;

4. эксикатор по ГОСТ 25336-82 и ГОСТ 23932-79;

5. кальций хлористый плавленный по ГОСТ 4460-77, прокаленный.

Проведение исследования

Навеску мела массой 3 г, отобранную от средней пробы, взвешенную с погрешностью не более 0,0002 г, помещают в предварительно высушенный до постоянной массы стаканчик и сушат в сушильном шкафу при 105 - 110°С в течение 2 ч при открытой крышке. Затем стаканчик с навеской мела вынимают, закрывают крышкой, охлаждают в эксикаторе до комнатной температуры и взвешивают. Высушивание навески мела повторяют по 30 мин, пока разница в массе при двух последовательных взвешиваниях не будет менее 0,001 г. Для расчета принимают последние показания взвешивания.

Определение содержания влаги проводят параллельно не менее чем в двух навесках.

Обработка результатов

Содержание влаги (W) в процентах вычисляют по формуле

(1.14)

где т₁ - масса стаканчика с навеской мела до высушивания, г;

т₂ - масса стаканчика с навеской мела после высушивания, г.

т - навеска мела, г.

Допускаемое расхождение между результатами параллельных определений не должно превышать 0,01%.

За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое результатов параллельных определений.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ ПЕСКА ГОСТ 19220-73

Оборудование и материалы, реактивы, растворы

Для проведения анализа применяют:

1. кислоту соляную по ГОСТ 3118-77, разбавленную 1:1;

2. воду дистиллированную по ГОСТ 6709-72;

3. печь муфельную, обеспечивающую температуру нагрева до 1000°С;

4. весы лабораторные по ГОСТ 24104-80;

5. эксикаторы по ГОСТ 25336-82;

6. стаканы стеклянные лабораторные по ГОСТ 25336-82;

7. тигли фарфоровые по ГОСТ 9147-80;

8. воронки стеклянные по ГОСТ 23932-79 и ГОСТ 25336-82;

9. фильтры беззольные.

Проведение анализа

Навеску мела массой 50 г, отобранную от средней пробы, взвешенную с погрешностью не более 0,01 г, переносят в стакан вместимостью 500 мл и осторожно растворяют в разбавленной соляной кислоте, приливая ее небольшими порциями. Затем раствор нагревают до кипения, охлаждают и помещают под кран водопровода. На кран предварительно надевают резиновую трубку, к которой присоединяют воронку ВФО ПОР160 или ВФО ПОР 100. Струю воды регулируют так, чтобы скорость течения была 1 дм³ в 3 мин. После этого конец трубки с фильтрующей воронкой погружают в стакан на половину его глубины. Содержимое стакана периодически (через 5 - 6 мин) перемешивают стеклянной палочкой. Воду пропускают до полного осветления жидкости, при этом основная масса мела удаляется через край стакана вместе с водой, а песок оседает на дно стакана. После этого верхний слой воды (2/3 содержимого стакана) декантируют, а остаток отфильтровывают на беззольный фильтр и промывают водой. Фильтр с осадком помещают в предварительно взвешенный фарфоровый тигель и прокаливают в муфельной печи при температуре 800 - 900°С до постоянной массы, взвешивая с погрешностью не более 0,0002 г.

Определение содержания песка проводят параллельно не менее чем в двух навесках.

Обработка результатов

Содержание песка (X) в процентах вычисляют по формуле

(1.15)

где т - масса навески мела, г;

т₁ - масса тигля, г;

т₂ - масса тигля с осадком после прокаливания, г.

Допускаемое расхождение между результатами параллельных определений не должно превышать 0,002%.

За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое результатов параллельных определений.