芒硝与煤粉工艺参数
武汉理工2022年11月《无机非金属材料工学(新)》在线考试网考复习资料
一、计算( 每题参考分值5分 )1、 2. 某水泥厂生料和煤灰的化学成分（干燥基，wt%）如下表，已知每97kg2、已知陶瓷生料釉的实验式，用理论组成的原料钾长石（K2O·Al2O3·6SiO2）、钠长石（Na2O·Al2O3·6SiO2）、钙长石（CaO·Al2O3·2SiO2）、高岭土、白云石及石英配料，试用矿物组成满足法列表计算生料釉的配料组成，计算精度0.01。
陶瓷生料釉实验式如下：钠长石（摩尔质量524.5）、钾长石（摩尔质量556.7）、钙长石（摩尔质量278.2）、白云石（摩尔质量184.4）、高岭土（摩尔质量258.1）、石英（摩尔质量60.1）。
正确答案：解：（1）列表计算各原料引入量3、玻璃的设计成分见表1表1 玻璃的设计成分（质量%）纯碱挥散率 3.10%；玻璃获得率 83.5%；萤石含率 0.85%；芒硝含率 15%；煤粉含率 4.7%；计算基础 200kg玻璃液；计算精度 0.01。
表2各种原料的化学成分（%）4、已知瓷坯及所用原料的化学组成如下表所示，试列表计算瓷坯的配方。
瓷坯及所用原料的化学组成表（%）19.00 39.000.19 0.47 0.30 0.780.50 0.1316.0012.60正确答案： 6、．某建筑工程采用钢筋混凝土结构,需要设计混凝土屋面板用的配合比,设计强度等级C30，其施工要求坍落度为30mm,保证率为95%。
工程采用32.5Mpa 普通硅酸盐水泥(实测强度为40.2Mpa),密度 3.10；采用中砂,表观密度 2.60,堆积1.45g/cm3；采用碎石,最大粒径为20mm, 表观密度为2.70,堆积密度1.52g/cm3；请用绝对体积法设计该混凝土的实验室配合比。
(已知:σ0=5Mpa，A=0.46，B=0.07，保证率为95%，t=-1.645, 混凝土含气量百分数α取1；混凝土的每立米用水量采用确定10/3（T+K ）,其中K 为53,砂率取34%) 正确答案：答: (1)混凝土试配强度:R h=R d－tσ0=30-(-1.645×5)=38.2Mpa;（1分）(2)水灰比:,则：W/C=0.47（2分）(3)用水量:W0=(3+53)×10/3=186kg（1分）(4)混凝土单位水泥用量:C0=186÷0.47=396kg（1分）(5)根据绝对体积法原理,可得方程式:代入数据可得:S0=617kg （2分）G0=1186kg （2分）即混凝土每立方米的各种材料用量为:C0=396kg, W0=186kg, S0=617kg , G0=1186kg;混凝土配合比为:C:S:G:=1:1.56:2.99,7、试计算硅酸盐水泥熟料中的SiO2全部形成C2S时，相应的石灰饱和系数KH。
芒硝炮制方法与标准
芒硝炮制方法与标准芒硝炮制方法与标准【药材来源】芒硝为硫酸盐类矿物芒硝族芒硝Natrii sulfas经加工精制而成的结晶体。
主含含水硫酸钠。
【古代炮制方法】汉代有炼法(《本经》)。
晋代有熬制：熬令汁尽(《肘后》)。
南北朝已有精制操作：凡使，先以水飞过，用五重纸滴过，去脚于铛中干之，方人乳钵研如粉，任用(《雷公》)；“炼之，以朴硝作芒硝者，但以暖汤淋朴硝，取汁清澄煮之减半，出著木盆中，经宿即成，状如白石英，皆六道也”(《集注》)。
唐代沿用炼、熬、烧法：熬令汁尽(《外台》)、烧令汁尽(《千金》)。
宋代有烧制：纸裹三四重，炭火烧之(《证类》)、烧令白，于湿地上用纸衬出火毒(《总录》)；炼制：置铜器中，急火上炼之(《证类》)；炒制：芒硝，生铁铫子内炒干，纸裹黄土内窨一宿，研(《总录》)。
明、清还有萝卜制：用硝十斤，水十斤，萝卜十斤，煎至萝卜烂为度，去卜，倾硝人缸，隔一宿去水，即成芒硝(《辨义》)。
【现代炮制方法】1、朴硝：取原药材，除去杂质。
2、芒硝：取适量鲜萝卜，洗净，切成片，置锅中，加适量水煮透，投入适量天然芒硝(朴硝)共煮，至全部溶化，取出过滤或澄清以后取上清液，放冷。
待结晶大部析出，取出置避风处适当干燥即得。
其结晶母液经浓缩后可继续析出结晶，直至不再析出结晶为止。
朴硝每100千克用萝卜20千克。
3、玄明粉(风化硝)：取重结晶之芒硝，打碎，包裹悬挂于阴凉通风处，令其自然风化失去结晶水，全部成白色质轻粉末，过筛；或煅成粉末状，取出，放凉。
【饮片性状】芒硝为棱柱状、细片状、马齿状、长方形或不规则的结晶，大小不一。
单体无色，集合体呈白色，透明或半透明，玻璃光泽，密度小(1.49g/cm3)，极易潮解，置空气中则表面渐风化而覆盖一层白色粉末，质脆易碎，味凉而微苦咸，气无。
朴硝同芒硝，夹有杂质，色较前者略黯。
玄明粉为白色粉末，用手搓之微有涩感，有引湿性，味微苦咸，气无。
【质量标准】芒硝含重金属不得过百万分之十，含砷盐不得过百万分之十。
芒硝与煤粉工艺参数
芒硝与煤粉工艺参数（一）芒硝含率芒硝含率指有芒硝引入Na 2O 与芒硝和纯碱引入的Na 2O 总重量比，即：100%×Oa +O a O a =222N N N 纯碱引入的芒硝引入的芒硝引入的芒硝含率芒硝含率随原料供应和熔化情况而改变，一般掌握在2~4%之间。
（二）碳粉含率碳粉含率是指由碳粉引入的固定碳与芒硝引入的Na 2SO 4之比，即：100%×a××=42含量芒硝含量碳粉碳粉含率SO N C 碳粉含率一般掌握在3~6%之间。
（三）芒硝和碳粉反应原理无水芒硝后化学工业的副产品硫酸钠（盐饼），884℃熔融，热分解温度较高，在1120~1220℃之间，但在还原剂的作用下，其分解温度可以降低到500~700℃，反应速度也相应加快，一般使用的还原剂为碳粉。
为了促使42a SO N 充分分解，应把芒硝与还原剂预先混合，然后加入到配合料中。
还原剂的用量，按理论计算是42a SO N 重量的4.22%，但考虑到还原剂未与42a SO N 反应前的燃烧损失，以及熔炉气氛的不同性质，根据实际情况进行调整，实际上为4~6%，有时甚至在6.5%以上。
用量不足时42a SO N 不能充分分解，会产生过量的“硝水”，对熔炉耐火材料的侵蚀较大，并使玻璃制品产生白色的芒硝泡。
用量过多时会使玻璃中的32e O F 还原成S F e 和生成32e S F ，与多硫化钠形成棕色的着色团——硫铁化钠从而使玻璃生成棕色。
主反应方程式：↑2+↑+a 2=+a 222242SO CO O N C SO N副反应方程式：↑+e 4=+e 2232CO O F C O F O N S F S N O F 232232a 3+e =a 3+e↑2+a 2=2+a 2242CO S N C SO N 2322e a 2=e +a S F N S F S NO N S F F S N 22a +e =eO +a 222e a 2=e +a S F N S F S N。
浮法玻璃原料及配合料制备
浮法玻璃原料及配合料制备1、浮法玻璃化学成分浮法玻璃化学成分基础系统为Na-Ca-Si三元系统，满足三个要求：（1）产品的使用要求；（2）生产工艺要求；（3）生产成本要求。
浮法玻璃的化学成分主要包括：二氧化硅（SiO2）、氧化钠（Na2O）、氧化钙（CaO）、氧化镁（MgO）、氧化铝（Al2O3）、氧化铁（Fe2O3）等。
基本含量：Na2O：12%～15%； CaO： 8%～12% ；SiO2： 69%～73% 2、浮法玻璃的成分特点经过人们长时间生产实践得出“高钙、中镁、低铝、微铁”的化学组合成分是生产优质浮法玻璃的条件之一。
高钙：浮法玻璃拉引速度快，在成型中必须采用硬化速度快的“短”性玻璃成分，即调整CaO到8%～9%。
中镁：CaO含量增加，使玻璃发脆并容易产生硅灰石析晶（CaO.SiO2 ）。
因此MgO控制在4%左右，以改善玻璃的析晶性能。
低铝：铝高将增加玻璃的粘度，不利于均化和澄清，将Al2O3的含量降低到1.3%以下，微铁：熔化时着色能力强的Fe2+被氧化为着色能力弱的Fe3+，但在锡槽中又被还原成Fe2+因此严格限制在0.1%以内。
3、浮法玻璃中各种氧化物的作用SiO2：是形成浮法玻璃最主要的氧化物。
SiO2以硅氧四面体的结构单元形成不规则的连续网络，成为玻璃的“骨架”。
它能赋予玻璃一系列优良性能，能增加玻璃的粘度，提高玻璃的热稳定性和化学稳定性；玻璃的密度和热膨胀系数随SiO2含量增加而降低。
其缺点是熔点高、粘度大，使玻璃熔化、澄清和均化困难，能耗增加。
CaO：它能加速玻璃的熔化和澄清过程，并提高玻璃的机械强度、硬度及化学稳定性。
适量的CaO在高温时能降低玻璃液的粘度，有利于熔化和澄清，低温时增加玻璃液的粘度，即可以调整玻璃的料性，加快玻璃硬化速度，有利于玻璃的快速成型。
因此浮法玻璃成分中采用较高含量的CaO来适应浮法生产工艺高速拉引、快速成型的要求。
但CaO会增加玻璃的析晶倾向，因此玻璃中CaO的含量也不宜太大，如大于10%则会使玻璃发脆，成型难度增大。
芒硝工业指标
芒硝芒硝是一种天然的硫酸盐类矿物，是重要的化工、轻工原料。
芒硝是现代矿物学中一个矿物的种名。
但在矿物学、岩石学中，芒硝不仅是指一种矿物，而且是指能从其中提取硫酸钠组分的一组矿物。
因此从矿床学的角度来说，芒硝矿床称为硫酸钠矿床更为适宜。
世界上已知含硫酸钠的矿物有10多种，其中最常见并具有工业价值的有芒硝、无水芒硝、钙芒硝、白钠镁矾4种工业矿物和盐湖卤水，此外还有碳酸芒硝、钾芒硝等多种含硫酸钠的矿物。
芒硝除应用于制造工业无水硫酸钠、硫化碱、洗涤剂和造纸外，还广泛应用于纺织、印染、染料、无机颜料、印刷油墨、医药、鞣革、选矿等领域。
因此，它是国民经济中十分重要的矿物原料。
一、矿物原料特点在自然界中，能提取硫酸钠的最主要的矿物有芒硝、无水芒硝、钙芒硝和白钠镁矾。
前两者是含硫酸钠的单盐，后两者是复盐。
由于组成芒硝类矿物的化学元素均为亲石元素，而亲石元素多为非色素离子，因此芒硝矿物多为无色、白色或灰色。
具玻璃光泽，透明—半透明。
组成芒硝的化学元素的原子量小，半径大，因而矿物晶体结构中多含结晶水。
此外，芒硝矿物还具有比重小、硬度低、折射率低等特点。
芒硝(Na2 SO4·10H2 O)：又名格劳柏盐，含结晶水55.9%，硫酸钠44.1%。
纯矿物含Na2O 19.3%，SO3 24.8%。
单斜晶系，通常呈粒状、块状，也有呈皮壳状或被膜状。
无色透明，杂质将其染成灰、灰绿、淡黄、乳白、黑色等。
玻璃光泽。
条痕白色。
硬度1.5～2.0。
比重1.48。
有微苦咸味。
在100℃时失去结晶水。
在干燥空气中逐渐失水而转变为白色粉末状无水芒硝，燃烧时火焰现深黄色。
溶于水和甘油而不溶于乙醇。
无水芒硝(Na2SO4)：不含水，纯矿物含Na2O 43.68%，SO3 56.32%。
斜方晶系，晶体呈双锥状或板状。
常表现为晶簇或粒状集合体，有时呈致密结晶块状、皮壳状。
无色透明至白色，泥灰和铁质将其染为灰色或褐色。
玻璃光泽。
硬度2.5～3。
煤粉制备系统工艺参数调整范围及注意事项
煤粉制备系统工艺参数调整范围
及注意事项
一、依据煤粉制备系统目前运行情况暂定工艺参数调整范围如下：
1.入磨负压：－３０～－６０mmwc
2.磨机压差：６００～７００mmwc
3.入磨风温：２５０℃～３５０℃
4.出磨风温：６５℃～７０℃（最高瞬时温度≤８０℃）
5.液压系统推荐工作压力：１０ＭＰa
6.磨主电机电流：２０～３０A
7.煤粉通风风机主电机电流：２５～２７A
二、操作注意事项：
1.磨机在冷态下启动时应提前预热。
2.原煤皮带秤断料或原煤入磨通道发生堵塞而导致出磨风温异
常上升时应及时调整入磨冷热风比例，避免出磨风温过高，
出磨风温高于８０℃时应紧急切断入磨热风通入冷风，当采
取以上措施无效时可能磨内煤粉已燃烧，此时需关闭袋收尘
入口气动阀门，并通知现场工作人员采取必要的安全措施。
3.当入磨三道锁风阀工作不正常导致大量漏风时，磨盘周围风
环处风速大幅降低，此时磨机吐渣量较大，操作中应注意加
大磨机通风量，并适当降低产量。
4.系统正常运行磨机液压站油泵不能长时间处于工作状态，如
发现油泵未停的情况应及时通知相关工作人员进行检查。
芒硝的工业指标要求
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟
芒硝的工业指标要求
目前，中国只制定了现代盐湖固体相芒硝以及晶间卤水的工业要求，而对
古代钙芒硝矿床的工业要求尚未制定。
一般工业要求如下：
1.现代盐湖芒硝及无水芒硝
边界品位：Na2SO4 60%；矿石品级：Ⅰ级Na2SO4(干基)90%；Ⅱ级
Na2SO4(干基)80%；Ⅲ级Na2SO4(干基)70%
对矿石中的NaCl、CaSO4、MgSO4、Fe2O3 及水不溶物不作要求，但要查清
含量，以便分离和利用。
露天水溶开采泥质芒硝矿时，Na2SO4 含量可降至8%
以下。
新疆七角井现代盐湖芒硝、无水芒硝矿床工业指标如下：
芒硝矿床工业指标：
边界品位：Na2SO4 60%；可采厚度：芒硝0.2 m；无水芒硝0.1 m；夹石剔
除厚度：0.05m；无水芒硝矿床工业指标(表4.6.11)：
2.晶间卤水
以新疆七角井现代盐湖矿为例：工业品位：Na2SO4 50g/L；对晶间卤水
的厚度及有害组分不作要求。
3.古代盐湖钙芒硝矿床
以四川新津古代盐湖钙芒硝和青海互助县硝沟芒硝矿为例：
(1)四川新津古代盐湖钙芒硝矿
边界品位：Na2SO4 10%；工业品位：Na2SO4 15%；矿石品级：Ⅰ级
Na2SO435%；Ⅱ级Na2SO4 25%～34.99%；Ⅲ级Na2SO4 15%～24.99%；可采厚度：0.5 m；夹石在取样时已全部剔除，故不作规定。
(2)青海互助县硝沟钙芒硝矿
①钙芒硝矿工业指标。
硫化钠的生产方法
硫化钠的生产方法
（1）煤粉还原法
将芒硝与煤粉按100：(21～22.5)(重量比)配比混合于800～1100℃高温下煅烧还原，生成物经冷却后用稀碱液热溶成液体，静置澄清后，把上部浓碱液进行浓缩，即得固体硫化钠。
经中转槽、制片(或造粒)制得片(或粒)状硫化钠产品。
其反应式如下：
Na2SO4+2C→Na2S+2CO2
（2）吸收法
用380～420 g/L氢氧化钠溶液吸收含H2S＞85%硫化氢废气，所得产物经蒸发浓缩，制得硫化钠成品。
其反应式如下：
H2S+2NaO H→Na2S+2H2O
（3）硫化钡法
用硫酸钠与硫化钡进行复分解反应制沉淀硫酸钡时可以副产得到硫化钠。
其反应式如下：
BaS+Na2SO4→Na2S+BaSO4↓
（4）气体还原法
在有铁催化剂存在下，将氢气(或一氧化碳、发生炉煤气、甲烷气)在沸腾炉中与硫酸钠进行反应，可制得优质无水颗粒状硫化钠(含Na2S 95%～97%)。
其反应式如下：
Na2SO4+4CO→Na2S+4CO2
Na2SO4+4H2→Na2S+4H2O。
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（一）芒硝含率
芒硝含率指有芒硝引入Na 2O 与芒硝和纯碱引入的Na 2O 总重量比，即：
100%×O
a +O a O a =222N N N 纯碱引入的芒硝引入的芒硝引入的芒硝含率 芒硝含率随原料供应和熔化情况而改变，一般掌握在2~4%之间。
（二）碳粉含率
碳粉含率是指由碳粉引入的固定碳与芒硝引入的Na 2SO 4之比，即：
100%×a ××=42含量
芒硝含量碳粉碳粉含率SO N C 碳粉含率一般掌握在3~6%之间。
（三）芒硝和碳粉反应原理
无水芒硝后化学工业的副产品硫酸钠（盐饼），884℃熔融，热分解温度较高，在1120~1220℃之间，但在还原剂的作用下，其分解温度可以降低到500~700℃，反应速度也相应加快，一般使用的还原剂为碳粉。
为了促使42a SO N 充分分解，应把芒硝与还原剂预先混合，然后加
入到配合料中。
还原剂的用量，按理论计算是42a SO N 重量的4.22%，但
考虑到还原剂未与42a SO N 反应前的燃烧损失，以及熔炉气氛的不同性
质，根据实际情况进行调整，实际上为4~6%，有时甚至在6.5%以上。
用量不足时42a SO N 不能充分分解，会产生过量的“硝水”，对熔炉耐火
材料的侵蚀较大，并使玻璃制品产生白色的芒硝泡。
用量过多时会使玻璃中的32e O F 还原成S F e 和生成32e S F ，与多硫化钠形成棕色的着色团
——硫铁化钠从而使玻璃生成棕色。
主反应方程式：↑2+↑+a 2=+a 222242SO CO O N C SO N
副反应方程式：↑+e 4=+e 2232CO O F C O F O N S F S N O F 232232a 3+e =a 3+e
↑2+a 2=2+a 2242CO S N C SO N 2322e a 2=e +a S F N S F S N
O N S F F S N 22a +e =eO +a 222e a 2=e +a S F N S F S N。