CN104729954A - 一种快速测定多孔硅酸钙加填纸张灰分的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种快速测定多孔硅酸钙加填纸张灰分的方法，首先将多孔硅酸钙加填纸张裁成若干尺寸相同的纸条，然后把纸条重叠后沿长度方向卷成圆柱形纸样；接着称量圆柱形纸样和用于放置圆柱形纸样的燃烧装置的重量；然后将圆柱形纸样放入燃烧装置，采用丁烷喷枪点燃圆柱形纸样并灼烧，然后在空气中冷却一定时间后放入干燥器中冷却，冷却后称量燃烧装置的重量；最后通过公式计算多孔硅酸钙加填纸张灰分。本发明测定灰分速度快，数据准确，完全可以满足生产以及科研中对于纸张灰分快速测定的需要。

Description

一种快速测定多孔硅酸钙加填纸张灰分的方法
技术领域
本发明涉及一种纸张灰分的测定技术，具体涉及一种快速测定多孔硅酸钙加填纸张灰分的方法。
背景技术
多孔硅酸钙是在利用火力发电厂固体废弃物粉煤灰提取氧化铝的过程中产生的一种副产品，在纸张抄造中加入多孔硅酸钙填料，可以显著提高纸张的透气度和松厚度。但过多的硅酸钙添加量会牺牲纸张的强度性能，所以在抄纸过程中快速检测纸张中硅酸钙含量对于提高纸张性能有重大意义。
目前针对纸张灰分的测量，标准方法是将纸样通过马弗炉在525℃或者900℃条件下进行灼烧后称量残余物来进行灰分的测量，但传统马弗炉采用的是电阻丝加热，升温过程慢，灰化时间和能源成本高，在工作过程中会排放气体污染工作环境，同时马弗炉存在炉膛内温度分布不均，靠近炉膛口温度偏低，温度震荡大，温度偏差大等问题；采用X射线衍射分析可以对纸张元素进行精确分析，但这种仪器造价昂贵，需要控温，控湿，不适合实验室环境；将纸张裁成一定规格的纸条然后再在空气进行燃烧是一种快捷的纸张灰分快速测定方法，但通过该种测定方法无法完全燃烧纸张内有机物，并且测定的数据稳定性较差，环境因素影响较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种快速测定多孔硅酸钙加填纸张灰分的方法，以克服上述现有技术存在的缺陷，本发明测定灰分速度快，数据准确，完全可以满足生产以及科研中对于纸张灰分快速测定的需要。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种快速测定多孔硅酸钙加填纸张灰分的方法，包括以下步骤：
步骤一：将多孔硅酸钙加填纸张裁成若干尺寸相同的纸条，然后把纸条重叠后沿长度方向卷成圆柱形纸样；
步骤二：称量圆柱形纸样和用于放置圆柱形纸样的燃烧装置的重量；
步骤三：将圆柱形纸样放入燃烧装置，采用丁烷喷枪点燃圆柱形纸样并灼烧，然后在空气中冷却一定时间后放入干燥器中冷却，冷却后称量燃烧装置的重量；
步骤四：计算多孔硅酸钙加填纸张灰分，计算公式如下：
X = ( G 2 - G 1 ) / ( 1 - M ) G 0 × 100 %
其中，X表示多孔硅酸钙加填纸张灰分，％；
G0表示圆柱形纸样的绝干质量，g；
G1表示燃烧前燃烧装置的重量，g；
G2表示冷却后燃烧装置的重量，g；
M表示填料在马弗炉内于925±25℃条件下灼烧1h的烧失量，％。
进一步地，步骤一中将多孔硅酸钙加填纸张裁成若干长为100～200mm，宽为5～15mm的纸条。
进一步地，步骤二中的燃烧装置包括水平设置的燃烧腔，燃烧腔的上半部分为单层镍铬合金网，下半部分为交错设置的双层镍铬合金网，燃烧腔的内部固定有与水平面平行的支撑架，所述支撑架为单层镍铬合金网，支撑架上设有燃烧支架，所述燃烧支架为由镍铬合金丝编制而成的无顶容器。
进一步地，所述的燃烧腔为圆筒形，燃烧支架为上大下小的无顶梯台结构，步骤三中将圆柱形纸样放入燃烧支架中。
进一步地，所述的燃烧腔的长为100～150mm，直径为20～40mm。
进一步地，所述的镍铬合金网的目数均为60～250目，所述的镍铬合金丝的丝径为0.1～1mm。
进一步地，步骤三中灼烧时间为2～6min。
进一步地，步骤三中在空气中冷却10～30s。
进一步地，步骤三中在干燥器中冷却2～6min。
进一步地，步骤二和步骤三中均采用分析天平称量。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明利用丁烷气体燃烧可以瞬时产生温度高达1200℃高温火焰的特性，有效解决了圆柱型纸样难于点燃的问题以及纸条直接燃烧法中存在的填料脱水不完全以及有机物燃烧不彻底的缺陷。整个燃烧过程在镍铬合金网制成的燃烧装置中进行，镍铬合金网和镍铬合金丝在丁烷燃烧的高温火焰气氛中可以长时间保持结构强度和质量的稳定，保证了实验数据的准确性。
进一步地，整个燃烧过程在60～250目镍铬合金网制成的燃烧装置中进行，有效避免了纸样在燃烧过程中的飞灰现象，更加保证了实验数据的准确性。
进一步地，测定一个纸样的完整时间可以控制在15min以内，完全可以满足生产以及科研中对于纸张灰分快速测定的需求。标准方法采用电炉和马弗炉作为加热体，能耗高，升温时间长，使用该种灰分快速测定方法，可以有效缩短灰分测定时间。
附图说明
图1是本发明的燃烧装置结构示意图。
其中，1、燃烧腔；2、支撑架；3、燃烧支架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步详细描述：
一种快速测定多孔硅酸钙加填纸张灰分的方法，包括以下步骤：
步骤一：将多孔硅酸钙加填纸张裁成若干长为100～200mm，宽为5～15mm的纸条，然后把纸条重叠后沿长度方向卷成圆柱形纸样；
步骤二：采用分析天平(0.0001g)称量圆柱形纸样和用于放置圆柱形纸样的燃烧装置的重量；所述的燃烧装置包括水平设置的圆筒形燃烧腔1，燃烧腔1的长为100～150mm，直径为20～40mm，燃烧腔1的上半部分为单层镍铬合金网，下半部分为交错设置的双层镍铬合金网，燃烧腔1的内部固定有与水平面平行的支撑架2，所述支撑架2为单层镍铬合金网，支撑架2上设有燃烧支架3，所述燃烧支架3为由镍铬合金丝编制而成的上大下小的无顶梯台结构，所述的镍铬合金网的目数均为60～250目，所述的镍铬合金丝的丝径为0.1～1mm。
步骤三：将圆柱形纸样放入燃烧支架3中，采用丁烷喷枪点燃圆柱形纸样并灼烧2～6min，然后在空气中冷却10～30s后放入干燥器中冷却2～6min，冷却后采用分析天平称量燃烧装置的重量；
步骤四：计算多孔硅酸钙加填纸张灰分，计算公式如下：
X = ( G 2 - G 1 ) / ( 1 - M ) G 0 × 100 %
其中，X表示多孔硅酸钙加填纸张灰分，％；
G0表示圆柱形纸样的绝干质量，g；
G1表示燃烧前燃烧装置的重量，g；
G2表示冷却后燃烧装置的重量，g；
M表示填料在马弗炉内于925±25℃条件下灼烧1h的烧失量，％。
下面结合实施例对本发明的实施过程作进一步详细说明：
标准灰分按照GB/T 742—2008(造纸原料、纸浆、纸和纸板灰分的测定)进行测量。
实施例1
多孔硅酸钙加填静电复印纸(定量70g/m2)，取0.5g硅酸钙加填静电复印纸裁成若干长度为150mm，宽10mm的纸条，然后把纸条重叠后沿长度方向卷成圆柱形纸样，各层之间间隙为1～5mm，采用分析天平(0.0001g)称量圆柱形纸样和用于放置圆柱形纸样的燃烧装置的重量后，将圆柱型纸样放入燃烧装置内的燃烧支架3中，采用丁烷喷枪点燃圆柱型纸样并高温灼烧3min，待残余物阴燃完全结束后，在空气中冷却20s后置于干燥器中冷却3min，然后在分析天平上称重，最后通过计算得到其灰分值，重复若干次后计算平均值。标准灰分和快速测定灰分如表1所示。
表1
实施例2
多孔硅酸钙实验室手抄片纸(定量70g/m2)，取0.5g多孔硅酸钙实验室手抄片纸裁成若干长度为100mm，宽5mm的纸条，然后把纸条重叠后沿长度方向卷成圆柱形纸样，各层之间间隙为1～5mm，采用分析天平(0.0001g)称量圆柱形纸样和用于放置圆柱形纸样的燃烧装置的重量后，将圆柱型纸样放入燃烧装置内的燃烧支架3中，采用丁烷喷枪点燃圆柱型纸样并高温灼烧2min，待残余物阴燃完全结束后，在空气中冷却10s后置于干燥器中冷却2min，然后在分析天平上称重，最后通过计算得到其灰分值，重复若干次后计算平均值。标准灰分和快速测定灰分如表2所示。
表2
实施例3
多孔硅酸钙实验室手抄片纸(定量65g/m2)，取0.5g多孔硅酸钙实验室手抄片纸裁成若干长度为200mm，宽15mm的纸条，然后把纸条重叠后沿长度方向卷成圆柱形纸样，各层之间间隙为1～5mm，采用分析天平(0.0001g)称量圆柱形纸样和用于放置圆柱形纸样的燃烧装置的重量后，将圆柱型纸样放入燃烧装置内的燃烧支架3中，采用丁烷喷枪点燃圆柱型纸样并高温灼烧6min，待残余物阴燃完全结束后，在空气中冷却30s后置于干燥器中冷却6min，然后在分析天平上称重，最后通过计算得到其灰分值，重复若干次后计算平均值。标准灰分和快速测定灰分如表3所示。
表3
本发明按照上述具体实施方式进行了实施，所得到的快速灰分值均在标准灰分均值的±1％范围内，精确度和稳定性符合灰分快速测定的使用要求。

Claims (10)

1.一种快速测定多孔硅酸钙加填纸张灰分的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将多孔硅酸钙加填纸张裁成若干尺寸相同的纸条，然后把纸条重叠后沿长度方向卷成圆柱形纸样；
步骤二：称量圆柱形纸样和用于放置圆柱形纸样的燃烧装置的重量；
步骤三：将圆柱形纸样放入燃烧装置，采用丁烷喷枪点燃圆柱形纸样并灼烧，然后在空气中冷却一定时间后放入干燥器中冷却，冷却后称量燃烧装置的重量；
步骤四：计算多孔硅酸钙加填纸张灰分，计算公式如下：
X = ( G 2 - G 1 ) / ( 1 - M ) G 0 × 100 %
其中，X表示多孔硅酸钙加填纸张灰分，％；
G0表示圆柱形纸样的绝干质量，g；
G1表示燃烧前燃烧装置的重量，g；
G2表示冷却后燃烧装置的重量，g；
M表示填料在马弗炉内于925±25℃条件下灼烧1h的烧失量，％。
2.根据权利要求1所述的一种快速测定多孔硅酸钙加填纸张灰分的方法，其特征在于，步骤一中将多孔硅酸钙加填纸张裁成若干长为100～200mm，宽为5～15mm的纸条。
3.根据权利要求1所述的一种快速测定多孔硅酸钙加填纸张灰分的方法，其特征在于，步骤二中的燃烧装置包括水平设置的燃烧腔(1)，燃烧腔(1)的上半部分为单层镍铬合金网，下半部分为交错设置的双层镍铬合金网，燃烧腔(1)的内部固定有与水平面平行的支撑架(2)，所述支撑架(2)为单层镍铬合金网，支撑架(2)上设有燃烧支架(3)，所述燃烧支架(3)为由镍铬合金丝编制而成的无顶容器。
4.根据权利要求3所述的一种快速测定多孔硅酸钙加填纸张灰分的方法，其特征在于，所述的燃烧腔(1)为圆筒形，燃烧支架(3)为上大下小的无顶梯台结构，步骤三中将圆柱形纸样放入燃烧支架(3)中。
5.根据权利要求4所述的一种快速测定多孔硅酸钙加填纸张灰分的方法，其特征在于，所述的燃烧腔(1)的长为100～150mm，直径为20～40mm。
6.根据权利要求3所述的一种快速测定多孔硅酸钙加填纸张灰分的方法，其特征在于，所述的镍铬合金网的目数均为60～250目，所述的镍铬合金丝的丝径为0.1～1mm。
7.根据权利要求1所述的一种快速测定多孔硅酸钙加填纸张灰分的方法，其特征在于，步骤三中灼烧时间为2～6min。
8.根据权利要求1所述的一种快速测定多孔硅酸钙加填纸张灰分的方法，其特征在于，步骤三中在空气中冷却10～30s。
9.根据权利要求1所述的一种快速测定多孔硅酸钙加填纸张灰分的方法，其特征在于，步骤三中在干燥器中冷却2～6min。
10.根据权利要求1所述的一种快速测定多孔硅酸钙加填纸张灰分的方法，其特征在于，步骤二和步骤三中均采用分析天平称量。
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