1.1. Отбор и подготовку проб для химического анализа и определения содержания влаги известняков флюсовых производят по настоящему нормативному документу.

1.2. Отбор проб известняка производят в процессе погрузки и разгрузки транспортных сосудов, при формировании штабелей, наполнении бункеров и складов или опорожнении штабелей и складов.

1.3. Контроль качества известняков флюсовых производят по результатам химического анализа объединенной пробы, отобранной от партии.

1.4. Отбор и подготовку проб для химического анализа производят от каждой партии известняка.

1.5. Минимальное количество объединенных проб, отбираемых от партии известняка, равно частному от деления массы данной партии на массу известняка, от которой одну объединенную пробу отбирают. Масса известняка, от которой отбирают одну объединенную пробу - по ОСТ 14 63-80 и ОСТ 14 64-80. Если полученное число окажется дробным, его округляют до большего целого числа.

1.6. Максимально допустимое содержание влаги в известняке и периодичность ее определения устанавливают, согласно ОСТ 14 63-80 и ОСТ 14 64-80, по соглашению изготовителя с потребителем.

1.7. Отбор проб производят равномерно от всей массы партии механизированным или ручным методами.

1.8. Обычные и усредненные доломитизированные известняки классифицируются настоящим документом как однородные по содержанию полезных и балластных компонентов (среднее квадратическое отклонение содержания данных компонентов? ? 1,3 %), a неусредненные доломитизированные известняки - как неоднородные по содержанию окиси магния (? > 1,3 %).

Расчет среднего квадратического отклонения (?) - по ГОСТ 15054-80

где x i - массовая доля компонента в i -й пробе, отобранной от партии известняка (i = 1, 2, ..., n), %;

Средняя арифметическая массовой доли компонента в партии известняка, %.

Периодичность контрольного определения неоднородности флюсовых известняков в партии по содержанию полезных и балластных компонентов - не менее одного раза в год.

1.9. Предел допускаемой погрешности опробования однородных известняков равен максимальному пределу погрешности для методики выполнения химического анализа, указанному в ОСТ 14 63-80 и ОСТ 14 64-80; при опробовании неоднородных известняков - равен удвоенной величине данного показателя.

b - ширина щели пробоотсекающего устройства, м;

V - скорость движения пробоотсекающего устройства, м/с.

2.2 Минимальную массу точечной пробы, отбираемую с поверхности остановленного конвейера (m 2) механизированным методом, вычисляют по формуле

(2)

где h - высота слоя известняка в средней части ленты, м;

2.4. Отбор точечных проб механизированным или ручным методом с конвейера производят через равные промежутки времени (t ) или после прохождения определенной массы известняка (m 3)

где М

Q - производительность потока известняка, т/ч;

n - количество точечных проб, составляющих объединенную пробу.

2.5. Минимальное количество точечных проб, отбираемых механизированным или ручным методами с конвейера, приведено в табл. 2

Таблица 2

Примечание. По соглашению изготовителя и потребителя допускается увеличение массы известняка, от которой отбирают одну объединенную пробу, т.е. масса объединенной пробы может быть отобрана от партии массой более 1500 т. При этом количество точечных проб для обычного и доломитизированного известняка увеличивается соответственно на 1 и 4 пробы на каждые 600 т сверх 1500 т.

2.6. При ручном методе отбора из железнодорожных вагонов одна точечная проба отбирается:

от обычного известняка - с каждого третьего вагона;

от доломитизированного усредненного и неусредненного известняка - от каждого вагона.

При ручном методе отбора при погрузке известняка в бункер или формировании штабеля отбирается не менее двух точечных проб в смену в точках, предусмотренных схемой контроля качества продукции.

2.7. В случае, когда обычные известняки является неоднородными по содержанию полезных и балластных компонентов (? > 1,3 %), то количество точечных проб, отбираемых с конвейера, удваивается, а также отбирается одна точечная проба с каждого вагона.

2.8. Объединенная проба из бункера или штабеля должна быть не менее 0,003 % от величины опробуемой массы известняка. При однородном вещественном составе допускается сокращение массы объединенной пробы до величины не менее 0,02 %.

2.9. Минимальное количество и масса точечных проб могут быть увеличены, но не могут быть уменьшены.

2.10. Отбор проб ручным методом с конвейера производится на перепаде при движущемся конвейере или же с остановленного.

2.11. Отбор проб ручным методом из железнодорожных вагонов производится на расстоянии не менее 0,5 м от борта вагона определенным порядком, приведенным на схеме.

Схема отбора точечных проб ручным методом из вагонов

Расположение точек отбора точечных проб от обычного известняка, расположенного в вагонах в виде конусов

Расположение точек отбора точечных проб от обычного известняка, расположенного в вагонах ровным слоем

Расположение точек отбора точечных проб от доломитизированного известняка, расположенного в вагонах в виде конусов

Расположение точек отбора точечных проб от доломитизированного известняка, расположенного в вагонах ровным слоем

2.12. При расположении известняка в вагонах в виде конусов, отбор точечных проб производится с поверхности выступающей части конуса. Точки отбора при этом по возможности располагают по образующей конуса, сдвинутой примерно на (40 ± 10)° по отношению к длинной оси вагона на высоте, не превышающей 2/3 высоты.

2.13. При отборе проб известняка во время перегрузок циклично действующими механизмами (ковшами, грейферами и др.), точечные пробы должны отбираться вручную из мест взятия или высыпания известняка без выкапывания лунок, с периодами (Ч ) через установленное число рабочих циклов погрузочного механизма, которое вычисляют по формуле

где Ч - количество циклов погрузочного механизма, после которых производится отбор одной точечной пробы, шт;

М - масса известняка, от которой отбирают одну объединенную пробу, т;

n - количество точечных проб, составляющих одну объединенную пробу, шт;

m ч - масса известняка, перемещаемая за один цикл погрузочного механизма, т.

2.14. Отбор проб из штабелей (к ним относятся известняки на складах и в речных судах) производят при невозможности опробования в процессе перегрузки.

Штабель разбивают на квадраты, в каждый из которых должно быть известняка массой не более, чем указано в ОСТ 14 63-80 и ОСТ 14 64-80.

Отбор точечных проб из штабеля известняка производится путем забора экскаватором на всю высоту черпания. Отобранный известняк откладывается на приготовленную площадку для взятия требуемой массы точечной пробы.

В случае необходимости допускается отбор проб в каждом квадрате штабеля шахматным порядком на уровне 1/3 высоты штабеля без выкапывания лунок.

Допускается отбор проб согласно п. 4.2.4. ГОСТ 15054-80.

2.15. При отборе точечных проб ручным методом осуществляется откалывание от известняка крупностью свыше 100 мм представительных кусочков размером (10 - 30) мм.

2.16. Докучаевскому флюсо-доломитному комбинату допускается отбор и подготовка проб флюсовых известняков по инструкции, утвержденной главным инженером комбината и согласованной с основным потребителем.

2.17. Отбор точечных проб при входном контроле у потребителя допускается производить из вагонов с помощью грейферного пробоотборника. Масса точечной пробы должна быть не менее величин, указанных в табл. 1.

Отбор точечной пробы производится с поверхности усеченного конуса, высота которого должна быть не менее 1/3 высоты полного конуса. Из каждого вагона отбирается не менее одной точечной пробы.

3. АППАРАТУРА

3.1. Механизмы для отбора проб флюсовых известняков должны удовлетворять следующим требованиям:

пробоотбирающее устройство должно полностью, с постоянной скоростью и в равные промежутки времени, пересекать весь поток однородного (по марке, крупности) известняка или его часть при условии, что пробоотборники являются кратными делителями;

емкость пробоотбирающего устройства должна быть достаточна для отбора всей массы точечной пробы за одну отсечку или при неполном заполнении (оптимально на 3/4 объема), а ширина щели между отсекающими краями - не менее трех диаметров максимального куска известняка;

конструкция пробоотборника должка быть доступна для очистки, проверки и регулирования.

3.2. Для ручного отбора проб применяются: совок (приложение 1 ГОСТ 15054-80), молоток, щуп (приложение 2 ГОСТ 15054-80), пробоотсекающую раму.

3.3. При подготовке проб применяют отечественное и импортное оборудование:

дробилки, мельницы и истиратели, соответствующие размерам частиц и механической прочности известняка;

набор сит с размерами отверстия сеток, соответствующими крупности дробления и измельчения;

делители механические и ручные;

шкаф сушильный, обеспечивающий температуру сушки не менее (105 ± 5) °С;

весы, обеспечивающие случайную погрешность измерения не более ±0,5 % от массы взвешиваемого груза.

3.4. Перед началом отбора проб все механизмы и пробоотборные устройства должны быть подготовлены, очищены и отрегулированы.

4. ПОДГОТОВКА ПРОБ

4.1. Объединенная проба, составленная из соответствующего числа точечных проб, нумеруется в соответствии с принятой у изготовителя системой учета и доставляется в помещение для подготовки проб, где ее подвергают немедленной обработке.

4.2. Для определения содержания влаги из объединенной пробы отбирает часть массой не менее 0,3 кг, додробленной до крупности, не превышающей (10 - 20) мм, помещают в плотно закрытый сосуд и затем направляют в лабораторию или ОТК. Время хранения данной пробы - не более 8 часов.

4.3. Остаток объединенной пробы (после отбора от нее части для определения содержания влаги) подготавливают для химического анализа.

Первичное дробление пробы осуществляется до крупности (0 - 10) мм, затем - усреднение и сокращение до получения кассы не менее 0,2 кг.

При сокращении пробы ручным способом следует применять следующие методы: конусование и квартование, сокращение и квадратование.

После сокращения проба массой не менее 0,2 кг измельчается до конечной крупности для химического анализа, составляющей не более 0,2 мм. Затем измельченная проба просеивается через сито с отверстиями, соответствующими конечной крупности, принятой на данном флюсодобывающем предприятии, но не превышающими 0,2 мм.

Металлические частицы, загрязняющие пробу, удаляются магнитом.

Из данной массы готовят две пробы, одну направляют в лабораторию, вторую хранят не менее 1 месяца на случай арбитражного анализа.

4.4. Если при дроблении, измельчении и сокращении проба залипает, то, после выделения из нее пробы для определения содержания влаги, ее необходимо высушить при температуре не выше (105 - 110) °С или (150 ± 5) °C до постоянной массы.

4.5. Детальная схема подготовки проб для химического анализа и определения содержания влаги приводится в соответствующей инструкции изготовителя флюсовых известняков, утвержденной в установленном порядке.

5. УПАКОВКА И ХРАНЕНИЕ ПРОБ

5.1. Каждую пробу для химического анализа, помещенную в пакет или банку, регистрируют в специальном журнале. На этикетке пакета или банки должны быть указаны: наименование материала и номер пробы, место и время отбора и подготовка пробы, фамилии пробоотборщиков и пробораздельщиков.

5.2. Журнал регистрации проб для химического анализа должен содержать следующие данные:

наименование известняка и номер пробы;

номер партии, от которой отобрали пробу; место и время отбора и подготовки пробы;

фамилии пробоотборщиков и пробораздельщиков;

номер настоящих методических указаний.

Согласовано
Главное управление металлургического производства министерства металлургии СССР
Заместитель начальника		А.А. Павлов
Письмо от 06.10.89 № 01-4-90
Главное производственно-технологическое управление ферросплавного производства Министерства металлургии СССР
Главный инженер		В.А. Матвиенко
Письмо от 04.10.89 № 05-65/7
Концерн «Рудпром» Министерства металлургии СССР

Для известкования применяют разные известковые удобрения: известковую муку (получаемую путем размола известняков, доломитизированных известняков и доломитов, мергеля), рыхлые известковые породы, жженую или гашеную известь, известковые отходы промышленности и др. Все эти материалы содержат большие количества углекислого или едкого кальция или магния (иногда силиката кальция), незначительные количества углекислого железа, марганца (около 0,3%), Р2O5 (0,01 - 0,2%), щелочи, а также не растворимые в кислотах примеси кварца, глины, органических веществ и пирита.
Приблизительное представление о составе известняка может дать качественная проба с разбавленной НСl (1: 4): чистые известняки бурно вскипают и быстро растворяются на холоду в слабой соляной кислоте, а доломиты, доломитизированные известняки и углекислое железо растворяются в этих условиях сравнительно медленно, без заметного вскипания. Известковые туфы и мергели, если они не содержат больших количеств углекислого магния и железа, переходят в раствор также со значительным вскипанием, но при воздействии HCl на мергели остается довольно много нерастворимых примесей.
При использовании известковых пород в качестве удобрений проводят химическое определение углекислоты, нейтрализующей способности, нерастворимого остатка, полуторных окислов, кальция, магния, потери от прокаливания. Этих данных в большинстве случаев вполне достаточно для характеристики известковой породы.
Для определения степени растворимости разных известняков Попп и Контцен предложили учитывать степень растворимости известковых удобрений в 0,025 и. растворе СН3СООН но следующей методике.
5 г средней пробы известняка растирают до прохождения его через сито № 100 (0,17 мм). Навеску пробы в 0,25 г обрабатывают 400 мл 0,025 н. раствора СН3СООН в течение 1 часа и быстро фильтруют. 100 мл фильтрата после удаления углекислоты кипячением и охлаждения титруют 0,05 н. раствором NaOH по фенолфталеину. На основании результатов титрования определяют процент карбонатов, растворившихся в изучаемых образцах известняков. В опытах авторов метода растворилось: из доломита - 23%, из доломитизированного известняка с 7,5% MgCO3 - 87%, из известняка с меньшим содержанием MgCO3 - 100%.
Метод, по мнению авторов, характеризует относительную быстроту и степень нейтрализующего действия различных по качеству известковых удобрений на почву, что может иметь существенное значение при дозировке разных известняков или при решении вопроса о желательной степени их измельчения перед внесением в почву (тонина помола).
Качество применяемого известкового удобрения как материала для нейтрализации кислотности почвы определяется, помимо химического состава, рядом других свойств: твердостью породы, тониной помола, обжигом и прочими, влияющими на растворимость, а следовательно, и на эффективность применяемых известковых удобрений.
Массовое проведение известкования дерново-подзолистых и подзолистых почв выявило необходимость разработки более простых, быстрых и в то же время достаточно точных способов анализа известняков, не требующих для своего выполнения специально оборудованных лабораторий.
При анализе известняков как материала для известкования почв можно значительно сократить число вышеприведенных определений (Блинова, 1931), при этом существенно установить содержание в известняке карбонатов. Из существующих методов определения СO2 опишем три варианта метода титрования как наиболее простые, быстрые и достаточно точные. Укажем также и на общеизвестный газоволюметрический метод, основанный на определении общего количества СO2 карбонатов в известняковых удобрениях при помощи кальциметра.
Определение содержания СO2 карбонатов в углекислой извести методом титрования.
1-й метод (Тредвелл). Взятую на технических весах навеску известняка в 2 г помещают в мерную колбу на 500 мл, обливают 50 мл 1,0 н. раствора НСl и разбавляют до 500 мл водой.
Колбу вместе с содержимым нагревают сначала на слабом огне, а затем постепенно на более сильном, доводя раствор до кипения. Слабое кипение раствора (на сетке) поддерживают до полного разложения известняка (прекращение выделения пузырьков СO2, на что требуется 15- 20 мин.); затем колбе дают остыть, содержимое разбавляют до черты водой, взбалтывают и дают отстояться. Из отстоявшейся жидкости в колбе берут 100 мл раствора, соответствующих 10 мл или 1/5 первоначально прибавленного 1,0 н. раствора НСl, и титруют 0,1 и. раствором NaOH в присутствии метилоранжа или бромтимолблау. По количеству НСl, израсходованной на разложение известняка, вычисляют количество углекислоты, а следовательно, и карбонатов кальция (и магния) в данной навеске известняка.

2-й метод (по Фёрстеру, в описании Н.И. Алямовского, 1963). Навеску в 5 г известкового удобрения после измельчения помещают в колбу на 500 мл, смачивают водой; после этого в колбу прибавляют 250 мл 1 н. НСl, нагревают 30 мин. на кипящей водяной бане при периодическом встряхивании; после охлаждения содержимое колбы доводят водой до черты, перемешивают и фильтруют через сухой фильтр в сухую посуду. Из фильтрата берут 100 мл (соответствующих 50 мл 1 н. HCl или 100 мл 0,5 н. НСl) в коническую колбу или стакан на 250-300 мл, прибавляют 2-3 капли фенолфталеина и несвязанную НСl, титруют 0,5 н. раствором NaOH до порозовения, не исчезающего в течение 1 мин. (1-е титрование).
Далее поступают двояко:
а. Если осадок незначительный, то к почти прозрачному раствору добавляют 2 мл 1 н. НСl (или 4 мл 0,5 н. НСl) и помещают на 30 мин. на кипящую водяную баню для удаления остатка CO2 (так как СO2 оттитровывается в присутствии фенолфталеина). После этого, не охлаждая, раствор окончательно оттитровывают (2-е титрование).
б. Если известь невысокого качества, то после первого титрования обычно выпадает коричневый осадок Fe(OH)3, маскирующий окраску фенолфталеина. В этом случае раствор фильтруют в мерную колбу на 200 мл и осадок на фильтре промывают горячей дистиллированной водой. Затем в фильтрационную колбу добавляют точно 2 мл 1 н. НСl и дистиллированной воды до метки. Из тщательно перемешанной колбы берут пипеткой 100 мл и переносят в коническую колбу - стакан на 250-300 мл. Колбу-стакан ставят на кипящую водяную баню, после чего горячий раствор титруют по фенолфталеину 0,5 н. раствором NaOH. Расход щелочи умножают на 2, так как титровалась половина объема раствора.
Сумма окиси, гидроокиси и карбоната кальция и магния вычисляют по формуле:

Для целей известкования важно знать хотя бы приблизительно содержание магния в известняке; для этого можно не делать полного анализа известняка, а достаточно, установив титрованием общее содержание карбонатов, дополнительно определить кальций в том же растворе и затем путем пересчета найти процентное содержание карбоната кальция в породе. Зная общее процентное содержание карбонатов и содержание карбоната кальция, легко по разности вычислить количество карбоната магния в доломитизированном известняке.
При анализе собственно известняков можно не производить двухкратного осаждения кальция, что необходимо при анализе доломитов и доломитизированных известняков, где присутствует значительное количество магния, способного адсорбироваться осадком щавелевокислого кальция.
Во избежание выпадения магния совместно с оксалатом кальция Виссман рекомендует вести анализ по Ричардсу.
Для осаждения кальция по Ричардсу раствор нагревают на сетке до кипения, прибавляют несколько капель метилоранжа и раствора соляной кислоты до появления отчетливой розовой окраски. Затем добавляют горячий раствор, содержащий 0,5 г щавелевой кислоты в 10 мл 10%-ной НСl (уд. веса 1,05); раствор медленно при кипячении нейтрализуют 1%-ным аммиаком (эта нейтрализация длится около получаса). Конец нейтрализации узнают по переходу красной окраски в желтую, затем прибавляют 50 мл горячего 5%-ного раствора (NH4)2C2O4, удаляют пламя и оставляют стоять 4 часа. После этого фильтруют, промывают осадок 1%-ным раствором щавелевокислого аммония до исчезновения реакции на Сl.
Анализ жженой и гашеной извести. Кроме углекислой извести, при известковании почв применяются также жженая и гашеная известь (пушонка) и другие удобрения, содержащие эти формы извести. Жженая известь, получаемая при обжиге известняков при температуре 800-900°, обладает, вследствие потери СO2 вдвое меньшим весом, чем углекислая известь. Жженая известь при гашении легко распадается в тонкий порошок, что делает очень удобным распределение ее в почве. Чем меньше содержалось в исходном известняке примесей, тем лучше гасится полученный после обжига продукт. При недостаточном обжиге известняка, когда не весь СаСO3 разложился, жженая известь при гашении не распадается в порошок, а остается в виде кусочков.
Жженая известь при хранении на воздухе в кусках изменяется в поверхности, поглощая воду и СO2; поэтому для анализа необходимо брать куски, очищенные сверху от рыхлой массы; отвешивание производят в стаканчике с притертой пробкой.
Определение титрованием суммы СаО, Са(ОН)2 и СаСO3. Жженая и гашеная известь отличается от известняка более растворимой формой кальция. Она содержит СаО или Са(ОН)2 и только незначительные количества СаСO3. Обычным химическим анализом устанавливается только общее количество кальция (и прочих компонентов) в извести, но не определяются его формы. Для определения содержания СаО, Са(ОН)2 и СаСO3 в извести пользуются объемным методом по Тредвеллу.
Навеску извести в 10 г помещают в фарфоровую чашку, гасят окись кальция утроенным по весу количеством прокипяченной дистиллированной воды, хорошенько растирают все кусочки стеклянной палочкой с расширением на конце и через воронку переносят в мерную колбу на 500 мл, ополаскивают чашку и воронку, затем доливают содержимое колбы до метки водой, свободной от углекислоты. После тщательного взбалтывания берут 50 мл мутного раствора (суспензия) в другую полулитровую колбу, добавляют прокипяченной воды до метки и оттуда берут часть раствора для титрования.
Для определения титрованием суммы CaO+Ca(OH) 2+СаСO3 берут 50 мл приготовленной суспензии, что соответствует 0,1 г извести, в коническую колбочку. К суспензии приливают 50 мл 0,1 н. раствора НСl и кипятят 10-15 мин. По охлаждении прибавляют 2-3 капли метилоранжа и оттитровывают избыток кислоты 0,1 и. раствором NaOH. Таким образом суммарно учитываются СаО, Са(ОН)2 и СаСO3.
Расчет процентного содержания суммы щелочных форм кальция ведется по следующей формуле:

Для определения титрованием суммы СаО и Са(ОН2) берут новую порцию в 50 мл (что соответствует 0,1 г извести) предварительно тщательно перемешанной суспензии, прибавляют 1-2 капли фенолфталеина и титруют соляной кислотой на холоду при взбалтывании; титрованную кислоту прибавляют по каплям до обесцвечивания раствора. При титровании с фенолфталеином определяются только СаО и Са(ОН)2. Расчет процентного содержания извести ведется в эквивалентах СаО.
Суммарное количество СаО и Са(ОН)2 эквивалентно расходу соляной кислоты при титровании анализируемой суспензии с фенолфталеином.
Процентное содержание кальция вычисляют по следующей формуле:

где с - количество 0,1 н. раствора НСl, пошедшее на суспензии с фенолфталеином, мл;
d - навеска извести, соответствующая взятому для титрования количеству суспензии, г.
Количество карбонатного кальция соответствует разности между суммой всех форм кальция - СаО, Са(ОН)2 и СаСO3 (см. результаты обратного титрования суспензии с метилоранжем) - и суммой СаО+Са(ОН)2 (см. результаты обратного титрования суспензии с фенолфталеином).
Расчет количества карбонатного кальция, содержащегося в извести, производят по следующей формуле (в экв Сао);

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА с. ОКТЯБРЬСКОЕ

СТЕРЛИТАМАКСКОГО РАЙОНА РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН

Секция: Мир химии

Номинация: Мир вокруг нас

Выполнила: Зайдуллина Алсу, обучающаяся 7 класса МОБУ СОШ с. Октябрьское

Научный руководитель: Исхакова Р.У., учитель химии МОБУ СОШ с. Октябрьское

2015

Введение

изучить литературу по данной проблеме;

изучить физические свойства известняка;

изучить химические свойства известняка;

самостоятельно получить известняк;

сделать выводы.

ИЗУЧЕНИЕ ЛИТЕРАТУРЫ. Что такое известняк?

Известняк -осадочная горная порода органического происхождения, состоящая преимущественно из карбоната кальция(CaCO 3 ) в виде кристаллов кальцита различного размера.

Известняк, состоящий преимущественно из раковин морских животных и их обломков, называется ракушечником. Кроме того, бывают нуммулитовые, мшанковые и мраморовидные известняки - массивно-слоистые и тонко-слоистые.

По структуре выделяют известняки кристаллический, органогенно-обломочный, обломочно-кристаллический (смешанной структуры) и натёчный (травертин). Среди кристаллических известняков по величине зёрен различают крупно-, мелко- и скрытокристаллический (афанитовый), по блеску на изломе - перекристаллизованный (мраморовидный) и кавернозный (травертиновый). Кристаллический известняк - массивный и плотный, слабопористый; травертиновый - кавернозный и сильнопористый.

Среди органогенно-обломочного известняка в зависимости от состава и величины частиц различают: рифовый известняк; ракушечный известняк (ракушечник), состоящий преимущественно из целых или дроблёных раковин, скреплённых карбонатным, глинистым или другим природным цементом; детритусовый известняк, сложенный обломками раковин и другими органогенными обломками, сцементированными кальцитовым цементом; водорослевый известняк. К органогенно-обломочным известнякам относится и белый (т.н. Пишущий) мел.

Органогенно-обломочные известняки характеризуются крупной пористостью мной массой и легко обрабатываются (распиливаются и шлифуются). Обломочно-кристаллический известняк состоит из карбонатного детрита разной формы и величины (комочки, сгустки и желваки тонкозернистого кальцита), с включением отдельных зёрен и обломков различных пород и минералов, линз кремней. Иногда известняк сложен оолитовыми зёрнами, ядра которых представлены обломками кварца и кремня. Характеризуются мелкими, разными по форме порами, переменной объёмной массой, малой прочностью и большим водопоглощением. Натёчный известняк (травертин, известковый туф) состоит из натёчного кальцита. Характеризуется ячеистостью, малой объёмной массой, легко обрабатывается и распиливается.

Известняк имеет универсальное применение в промышленности, сельском хозяйстве и строительстве:

В металлургии известняк служит флюсом.

В производстве извести и цемента известняк - главный компонент.

Известняк используется в химической и пищевой промышленности: как вспомогательный материал в производстве соды, карбида кальция, минеральных удобрений, стекла, сахара, бумаги.

Применяется при очистке нефтепродуктов, сухой перегонке угля, в изготовлении красок, замазок, резины, пластмасс, мыла, лекарств, минеральной ваты, для очистки тканей и обработки кожи, известкования почв.

Известняк же с древнейших времён использовали в качестве строительного материала; причем сначала довольно «простодушно»: находили пещеру и обживали её, в соответствии с имевшимися запросами.

2.ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ.

(Приложение 2).

У каждого минерала есть свои, присущие лишь ему признаки, я рассмотрела следующие признаки:

Блеск

матовый

Твердость

средняя

Цвет

бело-серый

Плотность

2000-2800кг / м 3

Электропроводность

10~5 до10~~4

Теплопроводность

0.470 м*K

Растворимость. (Приложение 3)

Растворимость в воде

Известняк не растворяется в воде

Растворимость в ацетоне (Органический растворитель)

Известняк не растворяется в ацетоне

ИЗУЧЕНИЕ ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

(Приложение 4)

Опыт №1. Взаимодействие известняка с кислотами (соляная, уксусная, азотная).

Химикаты и оборудование:

Сильные кислоты: HCI (соляная), HNO 3 (азотная).

Слабая CH 3 COOH (уксусная).

Штатив с пробирками, спиртовка, держатель.

Реагент

Наблюдения

Вывод

HCI (соляная),

Реакция бурная

Хорошо взаимодействует с соляной кислотой

HNO 3 (азотная)

На стенках пробирки появились капельки воды и выделился углекислый газ.

Реакция бурная

Хорошо взаимодействует с азотной кислотой. Лучше с соляной.

CH 3 COOH (уксусная)

На стенках пробирки появились капельки воды и выделился углекислый газ.

Реакция медленная, но при нагревании скорость реакции увеличилась.

Плохо взаимодействует с уксусной кислотой. Т.к. кислота слабая.

CaCO 3 +2HCl=CO 2  +H 2 O +CaCI 2

CaCO 3 +2CH 3 COOH= (CH 3 COO) 2 Ca+ H 2 O+ CO 2 

CaCO 3 + 2HNO 3 =Ca(NO 3 ) 2 + CO 2  +H 2 O

Вывод: Известняк взаимодействует с кислотами с выделением углекислого газа и воды. С сильными кислотами реакция была бурной, а со слабой кислотой реакция началась только после нагревания.

Опыт №2. Взаимодействие со щелочами (растворимые в воде основания).

(Приложение 4)

Химикаты и оборудование:

Гидроксид натрия – NaOH, штатив с пробирками, спиртовка, держатель.

Описание опыта : В пробирку внесли некоторое количество известняка и прилили гидроксид натрия. Реакции не было, через 15 минут добавила еще реагента и нагрела. Реакция не наблюдалась.

Вывод: Известняк не реагирует со щелочами.

Опыт №3. Разложение известняка.

(Приложение №5).

Химикаты и оборудование: известняк, штатив, газоотводная трубка, колба, лучина, спиртовка.

Описание опыта : Известняк поместили в пробирку и закрыли газоотводной трубкой, конец которой опустили в колбу. Зажгли спиртовку и начали нагревать. Наличие углекислого газа определили с помощью горящей лучины.

Наблюдения: Известняк разлагается. Цвет стал белым. На стенках пробирки появились капельки воды и выделился углекислый газ.

CaCO 3 CaO+ CO 2

Вывод: При нагревании известняк разлагается с образованием оксида кальция и воды.

Опыт №4. Получение известняка в домашних условиях.

Для выполнения опыта понадобится:

пластмассовое ведерко

пластиковые стаканчики

сухая штукатурка

гипсовая смесь

Время для проведения эксперимента: 15 минут для подготовки к опыту и 5 дней для получения известняка.

Для того, чтобы получить известняк:

1. 1. 1. Перелила получившуюся смесь в пластиковые стаканчики.

         Поместила стаканчики в теплое место. Оставила в покое в течение 5 дней.

         На 5 день извлекла получившийся известняк.

Примечание:

Ракушки могут быть любого размера, но воспользуйтесь более мелкими ракушками для наилучшего качества известняка.

Наблюдение: Похож ли получившийся известняк на природный?

Результат:

Известняк является одним из видов осадочных пород. Когда микроскопические морские животные умирают, они падают на дно океана, где их собирают ракушки. Так ракушки собирают эти частицы в течение долгого времени, и формируется известняк .

К известняковому камню, поставляемому сахарным заводам для получения извести и сатурационного газа, предъявляются определенные требования в отношении размера кусков и химического состава.
По нормативам б. Главсахара, утвержденным в марте 1957 г., известняковый камень должен доставляться на сахарные заводы в кусках размером от 80 до 180 мм (вес кусков соответственно от 1 до 3 кг) с сортировкой на фракции: 80-120 мм и 120-180 мм. Кусков камня размером более 180 мм должно быть не больше 3%. Куски камня размером менее 80 мм считаются мелочью, количество которой не должно превышать 3%. Сопоставляемый известняковый камень должен быть чистым, без примесей песка, глины и других горных пород и иметь нормальную влажность (3-5%).
Химический состав известнякового камня по техническим условиям, утвержденным б. Министерством промышленности продовольственных товаров СССР в апреле 1956 г., должен быть следующим:

Для среднеазиатских сахарных заводов допускается поставка известнякового камня с содержанием углекислого магния до 12%, но при условии, что сумма его вместе с углекислым кальцием будет не менее 96,5%.
Технические условия предусматривают следующий химический состав мела (в % к весу сухого вещества):

Содержание влаги в свежедобытом меле может достигать 15-25%. Высокая влажность мела вызывает трудности при его обжиге и должна учитываться при дозировке топлива (антрацита).
Известняки для производства строительной воздушной извести в соответствии с ГОСТом 5331-50 делятся по химическому составу на три класса - А, Б и В (табл. 49), а по размеру кусков на крупные, средние и мелкие (табл. 50).
Таким образом, известняковый камень для сахарного производства по химическому составу соответствует требованиям к известняку по классу А, а по размерам кусков относится к средним.

В соответствии с ГОСТом 5331-50 правила приемки, отбор проб и подготовка проб к анализу известняка следующие.
Размер принимаемой партии устанавливается в 100 т. Остаток более 50 т считается также партией. Остаток менее 50 т присоединяется к предыдущей по счету партии. При поставках известняка менее 100 т любое поставленное количество считается партией.
При составлении пробы отбирают из 20 различных мест партии известняка куски весом около 1 кг каждый, или отбивают куски такого веса от более крупных кусков, или отбирают лопатой равное по весу количество мелких кусков с таким расчетом, чтобы получить среднюю пробу весом не менее 20 кг.
Отобранный известняк измельчают в куски размером 10-15 мм по наибольшему измерению, тщательно перемешивают и сокращают квартованием до получения средней пробы весом около 5-6 кг. Полученную среднюю пробу делят на две равные части по 2,5-3 кг в каждой. Одну часть подвергают испытаниям, а другую, опечатанную печатью завода, хранят в течение 2 месяцев на случай арбитражных испытаний.
Пробу известняка, предназначенную для испытаний, сокращают квартованием до получения пробы весом 1 кг, измельчают в ступке до полного прохождения сквозь сито со стороной отверстия 0,75 мм, после чего подвергают дальнейшему уменьшению квартованием до получения пробы весом 100 г.
Эту пробу растирают в ступке до полного прохождения сквозь сито со стороной отверстия 0,2 мм и из указанной измельченной пробы берут навески для анализа.
При анализе известнякового камня определяют содержание влаги, SiО2 и других нерастворимых в НСl примесей, окисей железа и алюминия (Fe2О3 + Аl2О3), углекислого кальция (СаСО3), углекислого магния (MgCО3), сернокислого кальция (CaSО4), окисей калия и натрия (К2О + Na2О).
Химический состав известнякового камня некоторых месторождений приводится в табл. 51.

1 .. 189 > .. >> Следующая
NaCl -[-NH3-I-CO2 I-H2O-NaHCO3 [-NH4CI
434"
2NaHCO3 X N а2СО* + CO21 -f H2O
Основными примесями в технической соде являются NaCl1 NH4Cl, NH4HCO3, Na2SO4, CaCO3, MgCO3, соли железа.
Качество синтетической кальцинированной соды определяется ГОСТ 5100-64.
Содержание карбоната натрия в прокаленной кальцинированной соде составляет не менее 99%, потеря в массе при прокаливании не более 2,2%, содержание хлоридов в пересчете на хлорид натрия не более 0,8%. В зависимости от назначения дополнительно определяют содержание сульфатов, железа, окиси калия и др.
§ 58. АНАЛИЗ ИЗВЕСТНЯКА
Определение карбоната кальция. Известняк - карбонатная горная порода, состоящая на 90-98% из CaCO3. Для определения CaCO3 применяют много методов. Одним из них является метод, основанный на взаимодействии кислоты с углекислым кальцием с выделением CO3:
CaCO3 + 2HCl ¦ > CaCI2 + CO2 f + H2O
Количество CO2 определяют по разности между массой кальциметра до и после реакции. Зная массу CO2, пересчитывают ее на массу CaCO3, выражая результаты в процентах.
Реактивы:
1) серная кислота (пл. 1,84);
2) соляная кислота, 10%-ный раствор.
Выполнение определения. Предварительно вымытый кальциметр 1 (рис 130) высушивают и охлаждают до комнатной температуры. Открывают пробку 6 воронки 4 и осторожно наливают серную кислоту (пл. 1,84), так чтобы носик капилляра 5 был погружен на 3-4 мм в кислоту. Осторожно закрывают притертой пробкой 6, следя за тем, чтобы кислоту не затянуло в нижнюю часть прибора. В воронку 7 при закрытом кране 8 помещают 10 мл 10%-ного раствора соляной кислоты и закрывают пробкой 9, после чего кальциметр взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,0002 г. Затем в кальциметр через отверстие 2 помещают около 0,5 г известняка, следя за тем, чтобы известняк не оставался на стенках отверстия, закрывают пробкой 3 и снова взвешивают на аналитических весах. По разности между вторым и первым взвешиванием определяют навеску известняка. Осторожно вынимают пробки 6 и 9, открывают кран 8 и понемногу сливают соляную кислоту в нижнюю часть прибора. Прибор выдерживают 15-20 мин для окончания реакции, при этом двуокись углерода выделяется через воронку 4, где происходит поглощение воды сер-
Рис. 130. Кальциметр для анализа известняка
435
ной кислотой. После окончания реакции прибор закрывают пробками 6 и 9 и взвешивают на аналитических весах с точностью до 0,0002 г. По разности между вторым и третьим взвешиванием находят массу выделившейся CO2.
Процентное содержание CaCO3 д:сасо3 в известняке вычисляют по формуле
¦ gi100"100 ,vir яп
*СаСО, - (V1I.3I)
где gi - масса выделившейся двуокиси углерода, г; g - навеска известняка, г.
Определение двуокиси углерода в известняке можно выполнить газообъеыным методом. Для этого павеску известняка, соответствующую 80-100 мл CO2, помещают в реакционный сосуд 1 {см. рис. 130), обрабатывают 10 мл 10%-ного раствора соляной кислоты. Выделившуюся CO3 измеряют в газоизмерительной бюретке.? и приводят объем ее к нормальным условиям.
По количеству CO2 вычисляют процентное содержание карбоната кальция XCaCo3 в известняке:
PoIOO-100
где V0 - объем сухой двуокиси углерода при нормальных условиях, мл; g - навеска известняка, г.
§ 5». АНАЛИЗ ЖИДКОСТЕЙ СОДОВОГО ПРОИЗВОДСТВА
Жидкости в производстве кальцинированной соды анализируют на содержание хлора, азота, аммиака и двуокиси углерода. В дистил-лерной жидкости определяют избыток окиси кальция. В производстве соды концентрацию растворов принято выражать в так называемых нормальных делениях, т. е. количеством миллилитров точно 1 н. раствора реактива, израсходованным на 20 мл исследуемого раствора. Например, если на титрование 20 мл аммиачной воды затрачено 25 мл 1 н. раствора кислоты, то концентрация аммиачной воды составляет 25 нормальных делений, или сокращенно 25 н. д.
Одно нормальное деление соответствует V20 г-экв вещества віл раствора. Следовательно, если аммиачная вода имеет концентрацию
25 н. д., то это составляет 25^= 1,25 г-жвіл.
Пример. Выразить в нормальных делениях, г-экв!л и г!л концентрацию NH3 в жидкости, если на титрование 26 мл ее израсходовано 28,4 мл 0,5 н. раствора H2SO4 (К == 0,9980).
Решение.
1. Вычисляют количество точно 1 н. раствора H2SO4, которое израсходовано на титрование 25 мл исследуемого раствора по формуле A^f1 = N3V3, 28,4 0,9980 0,5=-1 V2, отсюда
02 = 28,4-0,9980-0,5=14,17 мл.
436
2. Определяют количество точно 1 и, раствора H2SO4, которое было бы израсходовано ка 20 мл исследуемого раствора: на 25 мл исследуемого раствора израсходовано 14,17 мл H2SO4, на 20 мл исследуемого раствора будет израсходовано X мл:
20-14,17
X = -¦-"¦- = 11,34 JHJ или 11,34 н. д. 25
3. Вычисляют концентрацию NH3 в г-зке/л: \ООО мл 1 н. раствора содержат 1 г-экв NH3
11,34 мл 1 н. раствора содержат х г-жа NH3
11,34-1 NHl 1000 в 20 мл исследуемого раствора.
11,34
20 мл содержат ^ г-экв NH3
1000 мл содержат х г-экв NH3
1000-11,34 1
= - 11,34 = 0,567 г-экв/л.
1000-20 20
4. Вычисляют концентрацию NH3 в г/л: