CN110441468A - 一种氨碱法生产氯化钙过程中氯化钙溶液含钙量的测定方法 - Google Patents

一种氨碱法生产氯化钙过程中氯化钙溶液含钙量的测定方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种氨碱法生产氯化钙过程中氯化钙溶液含钙量的测定方法，确定基础数据时，对蒸发增浓后的含氯化钙的高浓钙液取样，测定高浓钙液的密度以及高浓钙液中的氯化钙含量，对不同浓度的高浓钙液分别取样、测量，取样量为N，对多重数据进行记录、对比，结合氯化钙、氯化钠体系溶解度曲线，确定高浓钙液密度与氯化钙含量的标准曲线和/或计算公式并留存，获取后续测定的基础数据；日常测量时，对待测高浓钙液取样，静置沉淀后取定量的上清液，测定上清液的密度，结合基础数据中的标准曲线和/或计算公式，计算上清液的氯化钙含量，从而计算得出高浓钙液中的含钙量。本发明提供的测定方法，可快速测出氨碱法废液蒸氨提浓形成的高浓钙液中的含钙量，提高约10倍的工作效率，尤其是适用于大批量样本的测定。

Description

一种氨碱法生产氯化钙过程中氯化钙溶液含钙量的测定方法
技术领域
本发明涉及氯化钙的生产技术领域，尤其是一种氨碱法生产氯化钙过程中氯化钙溶液含钙量的测定方法。
背景技术
氨碱法生产氯化钙，其原料为氨碱法蒸氨后的废液，其中含氯化钙12-14％，氯化钠3-5％，在氯化钙的生产过程中，需要将废液先蒸发提浓到氯化钙含量38-42％，并且在生产过程中，这个数据对产品消耗具有很大的影响，化验室需要定时监控提浓后的钙液含量，以指导生产以及作为上下班交接的重要考核指标。
化验室化验此含量，通常按照工业氯化钙标准中，在PH值约为12的条件下，以钙试剂羧酸纳盐为指示剂，用EDTA标准滴定溶液来滴定钙离子，这种化学滴定的方法，需要溶液稀释、混匀、取样滴定，步骤较多，需要时间约30分钟，测定钙含量的过程繁琐、耗时长。
发明内容
本发明主要目的在于解决上述问题和不足，提供一种测定过程简单、快捷且有效的氨碱法生产氯化钙过程中氯化钙溶液含钙量的测定方法。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种氨碱法生产氯化钙过程中氯化钙溶液含钙量的测定方法，确定基础数据时，对蒸发增浓后的含氯化钙的高浓钙液取样，测定高浓钙液的密度以及高浓钙液中的氯化钙含量，对不同浓度的高浓钙液分别取样、测量，取样量为N，对多重数据进行记录、对比，结合氯化钙、氯化钠体系溶解度曲线，确定高浓钙液密度与氯化钙含量的标准曲线和/或计算公式并留存，获取后续测定的基础数据；日常测量时，对待测高浓钙液取样，静置沉淀后取定量的上清液，测定上清液的密度，结合基础数据中的标准曲线和/或计算公式，计算上清液的氯化钙含量，从而计算得出高浓钙液中的含钙量。
进一步的，在基础数据测量时，采用EDTA方法分别测定各样本中氯化钙含量。
进一步的，在基础数据测量和日常测量时，将高浓钙液样本置于相同温度的恒温水浴中静置，使高浓钙液中的盐沉淀。
进一步的，恒温水浴的温度为45℃-50℃
进一步的，静置时间为8—12min。
进一步的，基础数据测量时，上清液取量为40-60ml。
由基础数据测量中得到的高浓钙液密度与氯化钙含量的对应公式为：
Y＝AX2+BX-C，
其中，Y为氯化钙含量；
X为高浓钙液密度；
A、B、C均为计算系数，经验值，为常数。
进一步的，其中A、C为负数，B为正数。
进一步的，A在【-340，-330】区间内取值，B在【1020，1045】区间内取值， C在【-760，-735】区间内取值。
进一步的，由日常测量得到的高浓钙液密度与氯化钙含量的对应公式为： Y＝-335.05X2+1034.6X-750.73，
其中，Y，氯化钙含量，X，高浓钙液密度。
综上所述，本发明所提供的一种氨碱法生产氯化钙过程中氯化钙溶液含钙量的测定方法，可快速测出高浓钙液中的含钙量，提高约10倍的工作效率，尤其是适用于大批量样本的测定。
附图说明
图1样本密度与含钙量的对应图表一；
图2样本密度与含钙量的对应图表二。
具体实施方式
下面结合具体应用对本发明工艺流程做进一步详细说明。
为了快速测出氨碱法废液经蒸发提浓后形成的高浓钙液中的含钙量，获取后续测定的基础数据，设计人员在业余时间做了大量的试验，分析高浓钙液的成分，发现当对氨碱法生产后形成的废液做提浓处理形成高浓钙液时，钙液中氯化钙、氯化钠随着提浓操作的进展而不断上升，根据氯化钙、氯化纳体系溶解度曲线可知，在氯化钙浓度在30-45％时，氯化钠含量为全饱和析出，并且氯化钙含量为单调上升，总含盐量也是单调上升，而总含盐量与高浓钙液的密度成正比关系，因此可知，高浓钙液中氯化钙的含量也与密度成正比关系。
因此，为获取基础数据，设计人员利用工作业余时间收集了大量的蒸氨法生产废液，蒸氨提浓后形成浓度在30-45％范围内的高浓钙液，对不同浓度的高浓钙液分别取样进行溶解度、含盐量、含钙量(氯化钙含量)的测量，形成如表1(数据较多，仅为有标志性的部分数据)所示的对应关系：
表1高浓钙液含量表(截取部分数据)
进行含钙量测量时，可采用现有常规技术，如EDTA方法，在恒温水浴中进行测量，结合氯化钙、氯化钠体系溶解度曲线，对数据进行整理分析，形成如表2(数据较多，截取部分数据)所示的结果：
表2样本密度与含钙量的对应表
密度 含钙量％ 含盐量％ 理论含盐量％
1.378 38.62 1.62 1.48
1.388 39.96 1.21 1.32
1.399 40.75 1.27 1.23
1.409 41.75 1.09 1.13
1.413 42.26 1.07 1.09
在本发明中，针对不同浓度的高浓钙液进行高浓钙液取样时，可将高浓钙液的浓度控制在38-42％的范围内，实验效果更佳，样本量N≥50，样本量越大，获取的图表越精细，将来的测定结果也越精细，在获取对应表(表2)的同时，同进将数据输入到坐标系，形成图1所示的高浓钙液样本密度(X轴)与含钙量(Y轴)的对应图表：
在图1中，坐标系X轴为样本密度值，而Y轴为需测定的氯化钙含量，高浓钙液需进行蒸氨提浓操作，常态下，提浓后的高浓钙液的密度大于1.375，而对应的含钙量大于38，经数据统计分析后，去除小概率出现的数据，并为坐标系的整齐、美观，在本发明中，坐标原点为(1.37，38)，经过大量的样本分析，得到如图1所示的高浓钙液密度与含钙量的对应曲线，光滑连贯的曲线，对图1中的曲线可做进一步的修正，得到如图2所示的直线对应关系：
从样本数据得到的原始曲线以及修正后的直线图表等基础数据均显示，高浓钙液中随着高浓钙液浓度的增加，含钙量也随之增加，即密度与含钙量存在单调比例关系，在实际应用中，为计算方便，可简单确定为密度与含钙量之间为单调上升关的正比例关系，通过测量图2中修正后的直线与密度(X轴方向)的夹角，确定密度 (X轴)与含钙量的线性关系，获得样本密度后，通过确定好的线性关系，计算出相应的含钙量，用于指导氯化钙的生产，或直接在图2中直线图表中，直接确定含钙量。
因图2中的线性关系为修正、简化后的对应关系，由大量样本获得图1中的曲线会更贴近真实、准确的数据，因此为精准确定高浓钙液中的含钙量，可采用图3所示曲线来进行最终数据的推算获取。同样的，当确定样本高浓钙液密度后可直接在图1 中获取对应的含钙量，为进一步精准确定含钙量，减小曲线取值中存在的人为误差，同样可由图1中的曲线获取相应的氯化钙含量的计算公式。在本发明中，技术人员进一步对曲线进行对应的公式获取，经过大量的数学计算，确定了该曲线对应的数学公式可为：
Y＝AX2+BX-C
其中：
Y为需计算得出的高浓钙液中的含钙量，为百分数，可根据计算精度需要，确定 Y值(含钙量)的精度，最终的保留位数，在精度要求不高的情况下，可保留小数点后一位，在精度要求高的情况下，可保留小数点后三位或四位或更多的位数。
X为测量得出的高浓钙液样本的密度，密度计算简单方便快捷，同样的，根据计算精度需要确定X的保留位数。
A、B、C均为计算系数，由曲线换算得来，为经验值，常数，其中，A为负数，在【-340，-330】区间范围内取值，B在【1020，1045】区间范围内取值，C同样为负数，可在【-760，-735】区间内取值。
技术人员进一步对公式进行换算确认，得到最终最贴近图1中曲线的计算公式：
Y＝-335.05X2+1034.6X-750.73，
同样的，Y为需要计算得出的氯化钙含量，如前文所述确定其保留位数，X为高浓钙液样本计算得出的密度值，如前文所述方法确定其保留位数。
确定公式后，为确定公式的准确性，技术人员进一步对公式进行验证，同样选取大量样本高浓钙液进行验证，实验证明，通过上述公式计算得出的高浓钙液的含氯化钙量，含氯化钠的测量值与理论值符合得也非常好，符合系数达到0.99，可做为样本密度与含钙量对应关系的基础数据，可应用于日常氨碱法蒸氨后形成的高浓钙液中含钙量测定的基础数据。
进行日常含钙量测定时，将取来的高浓钙液放置在45℃-50℃温度范围的恒温水浴中，静置8-12min，使其中的盐沉淀，得到分层清晰的上清液和沉淀物，吸取定量的上清液，如40-60ml的上清液，测定其密度，再选择相应的图表和/或计算公式，计算得出氯化钙的含量。
恒温水浴的温度选择可根据实验需要确定，在本发明中，获取计算公式及采用新方法测定含钙量的试验中，均采用50℃的恒温水浴，使得含钙量的测定精准。需要说明的是，在进行含钙量测定公式的确认过程中，同样需要用到恒温水浴，恒温水浴温度值的不同也将影响A、B、C值的选择。
本发明提供的高浓钙液的静置时间也仅为经验值，可根据高浓钙液生产环境的不同确定静置时间，当12min结束后，目测仍有沉淀出现或样品温度没有达到恒温水浴的温度，则继续静置，待无可见沉淀发生后，再进行密度测定。取上清液时，推荐移取50ml上清液进行密度测定，便于数值计算和仪器选择。
需要说明的是，在业余时间的测量中，得到了两个图表和对应的公式，其中图2 中对应的公式可直接通过测量线性直线与X轴或Y轴的夹角简单确定得出，在进行日常测量时，根据精度需要，确定要选用的图表或是公式，测得样本密度后再根据图表或公式推算得出氯化钙含量。当采用图2中的曲线及经测量得出的计算公式时，考虑到曲线为修正后的，精度不高，公式也是经手工测量而获得的，建议同时进行公式计算和曲线取值，并综合判断最终值。
综上所述，本发明所提供的一种氨碱法生产氯化钙过程中氯化钙溶液含钙量的测定方法，前期准备工作因还需采用常规的方式确定含钙量，因此需要大量的前期准备工作，而基础工作做好后，日常进行氨碱法蒸氨后高浓钙液的含钙量测量时，只需2min即可完成测定，因此，本发明提供的测定方法，尤其适用于大批量的样本测定，可以提高约10倍的工作效率。
如上所述，结合附图所给出的方案内容，可以衍生出类似的技术方案。但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种氨碱法生产氯化钙过程中氯化钙溶液含钙量的测定方法，其特征在于：确定基础数据时，对蒸发增浓后的含氯化钙的高浓钙液取样，测定高浓钙液的密度以及高浓钙液中的氯化钙含量，对不同浓度的高浓钙液分别取样、测量，取样量为N，对多重数据进行记录、对比，结合氯化钙、氯化钠体系溶解度曲线，确定高浓钙液密度与氯化钙含量的标准曲线和/或计算公式并留存，获取后续测定的基础数据；日常测量时，对待测高浓钙液取样，静置沉淀后取定量的上清液，测定上清液的密度，结合基础数据中的标准曲线和/或计算公式，计算上清液的氯化钙含量，从而计算得出高浓钙液中的含钙量。
2.如权利要求1所述的一种氨碱法生产氯化钙过程中氯化钙溶液含钙量的测定方法，其特征在于：在基础数据测量时，采用EDTA方法分别测定各样本中氯化钙含量。
3.如权利要求1所述的一种氨碱法生产氯化钙过程中氯化钙溶液含钙量的测定方法，其特征在于：在基础数据测量和日常测量时，将高浓钙液样本置于相同温度的恒温水浴中静置，使高浓钙液中的盐沉淀。
4.如权利要求3所述的一种氨碱法生产氯化钙过程中氯化钙溶液含钙量的测定方法，其特征在于：恒温水浴的温度为45℃-50℃。
5.如权利要求3所述的一种氨碱法生产氯化钙过程中氯化钙溶液含钙量的测定方法，其特征在于：静置时间为8—12min。
6.如权利要求1所述的一种氨碱法生产氯化钙过程中氯化钙溶液含钙量的测定方法，其特征在于：基础数据测量时，上清液取量为40-60ml。
7.如权利要求1至6任一项所述的一种氨碱法生产氯化钙过程中氯化钙溶液含钙量的测定方法，其特征在于：由基础数据测量中得到的高浓钙液密度与氯化钙含量的对应公式为：
Y＝AX2+BX-C，
其中，Y为氯化钙含量；
X为高浓钙液密度；
A、B、C均为计算系数，经验值，为常数。
8.如权利要求7所述的一种氨碱法生产氯化钙过程中氯化钙溶液含钙量的测定方法，其特征在于：其中A、C为负数，B为正数。
9.如权利要求7所述的一种氨碱法生产氯化钙过程中氯化钙溶液含钙量的测定方法，其特征在于：A在【-340，-330】区间内取值，B在【1020，1045】区间内取值，C在【-760，-735】区间内取值。
10.如权利要求7所述的一种氨碱法生产氯化钙过程中氯化钙溶液含钙量的测定方法，其特征于：由日常测量得到的高浓钙液密度与氯化钙含量的对应公式为：Y＝-335.05X2+1034.6X-750.73，
其中，Y，氯化钙含量，X，高浓钙液密度。
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