陈诗慧
江门市蓬江区建筑工程质量检测站 529000
摘要：介绍了测定粉煤灰中游离氧化钙的常规实验室方法，分析了由此衍生的蔗糖法、微波法、设备快速测定法的优势，供参考。
关键词：粉煤灰；游离氧化钙；实验室测量
0.引言
粉煤灰是指从煤燃烧后产生的烟气中收捕而来的细灰，是火力发电厂发电过程中产生的最主要的固体废物[1]。近年来，随着环保理念逐渐深入人心，人们更认识到提高资源利用率的重要性。如果在粉煤灰中存在过高含量的游离状氧化钙，则表明煤的燃烧还不够充分，而使用这样的粉煤灰制作含硫硅酸盐石膏等替代天然石膏的物品时，基于游离状氧化钙不稳定的特性，会导致应用安全问题。故精确测量粉煤灰中游离状氧化钙含量至关重要。
1.最常用的粉煤灰中游离氧化钙含量实验室测定方法
1.1原理解析
向装有粉煤灰的烧杯中加入适量乙二醇溶液后，加热溶液，待其达到沸点后，乙二醇成分会与游离氧化钙发生化学反应，生成的物质为具备较强可溶性的乙二醇钙。加入酚酞（用作指示剂），此时，向其中加入苯甲酸-无水乙醇标准滴定溶液，行滴定操作，便可测定出粉煤灰中的游离氧化钙含量。
1.2仪器设备及材料准备
（1）游离氧化钙测量仪；
（2）高温电阻炉（用于加热，最高温度可达1200℃）；
（3）容量达到1000ml的容量瓶1个、250ml的抽滤瓶和锥形瓶各1个、50ml的量筒1个、1000ml的量杯两个、50ml的酸式滴定管1个、用于搅拌玻璃棒的烧杯若干、用于转移溶液的移液管若干、自带胶塞的玻璃瓶若干。
（4）氢氧化钠分析纯（调节酸碱度至碱性环境用）；
（5）体积分数达到99%的乙二醇；
（6）体积分数至少达到99.5%的乙醇（无水）；
（7）酚酞（用于指示剂作用）；
（8）苯甲酸分析纯。
1.3测定实验前的试剂配比准备
（1）配置乙二醇-无水乙醇溶液。配比剂量为2∶1。具体方法为：①选择1000ml乙二醇，加入500ml无水乙醇后，使用玻璃棒进行搅拌；②向其中加入约0.2g的酚酞，混合均匀后备用。
（2）氢氧化钠-无水乙醇溶液。选用0.4g氢氧化钠，将之放置于100ml无水乙醇溶液中，使用玻璃棒进行搅拌后备用。
（3）将氢氧化钠-无水乙醇溶液加入乙二醇-无水乙醇溶液，使用玻璃棒轻轻搅拌，待溶液颜色转变为略带红色状态之后，说明混合已经均匀，将该溶液放置于经过控水处理，完全干燥的玻璃瓶中，夹紧胶塞备用。
（4）苯甲酸-无水乙醇标准滴定溶液。精确称取12.2g苯甲酸（已经预先在变色硅胶干燥器中放置24h，完全干燥），放置于1000ml无水乙醇之中，之后放置于自带胶塞的玻璃瓶中备用。
1.4测定实验过程
（1）选取0.5g粉煤灰试样，控制精度达到小数点后四位，即0.5000g，放置于经过干燥处理，不含有一丝水分、容量为250ml的锥形瓶中。
（2）向上述锥形瓶中加入约30ml的乙二醇-乙醇溶液，并放入1颗搅拌子后，装上冷凝管，之后放在游离氢氧化钙测定仪上，并使用玻璃棒，保持轻柔速度对溶液进行搅拌；与此同时，加热溶液，直至煮沸。
（3）重点观察冷凝管，发现其中有液体（乙醇）逐渐向下滴时，应继续对溶液进行搅拌，且应保持沸腾状态不变，该过程持续时间应控制在4～5min（持续4min时，应进行观察，发现冷凝管滴液速度发生明显变化时即可停止加热）。
（4）取下锥形瓶，迅速使用已经制备成的苯甲酸-无水乙醇标准溶液进行滴定作业。待滴定溶液中的微红颜色完全消失时，即可对游离氧化钙的质量分数进行计算。
1.5基于实验结果的游离氧化钙含量标准计算方法
游离氧化钙含量（质量分数）计算公式为：
W=T×V1×0.1/m1[2] （1）
在公式（1）中，W指代游离氧化钙的质量分数（%）；T指代使用苯甲酸-无水乙醇标准滴定溶液对氧化钙进行滴定时的滴定度，单位为mg/ml；V1指代滴定作业时消耗的滴定溶液体积，单位为ml；m指代粉煤灰试样的质量，单位为g。
2.一些新型粉煤灰中游离氧化钙含量测定方法简述
2.1蔗糖测量法
蔗糖法测量粉煤灰中游离氧化钙含量的原理与上述常规方式大致相当，区别之处为：用于滴定作业的溶液并非苯甲酸-无水乙醇标准滴定溶液，而是采用EDTA二钠标准溶液进行滴定。相较于常规方法，蔗糖法的优势为：粉煤灰试样中残存的金属氧离子（经过过滤后依然有残余）对最终测量结果产生的干扰较小，标准偏差可控制在99.0%～103.0%之间。
2.2微波加热法
微波加热法的检测流程与上述常规方法大同小异，区别之处在于，加热工具选择并非高温电阻炉，而是微波炉，加热方式为回流加热。此种方法的优势在于，溶液温度自内而外逐渐提升，可进一步干扰试剂瓶等物品对检测结果造成的干扰。
2.3游离氧化钙含量快速测量仪
此种方法的先进性最高，只需按照常规的方法，使乙二醇-乙醇溶液与粉煤灰试样充分反应（主要与其中的游离氧化钙反应）后，将溶液放置于游离氧化钙含量快速测量仪，即可迅速测量出具体值，可节省加热、滴定等多个步骤。此种方法的原理为，利用溶液电导率与游离氧化钙含量之间的比例关系，通过测量电导率，推算出游离氧化钙的含量。
结语：综上所述，测量粉煤灰中游离氧化钙的常规方式的原理并不复杂，本质在于：通过乙二醇-乙醇溶液，与游离氧化钙进行反应，充分收集此种物质后，滴定作业，即可完成测量。以此种方式为基础的蔗糖、微波、测量仪等方法的原理大同小异，但测量准确率更高。
参考文献：
[1]贾纪萍,缪周,吴爱红.粉煤灰中游离氧化钙分析方法研究进展[J].广州化工,2021,49(02):27-29.
[2]叶兆飞.对不同颜色粉煤灰游离氧化钙含量检测方法选择的探讨[J].江西建材,2020(03):38-39+41.