Способ определения удельной поверхности карбонатных частиц

 

Изобретение относится к почвоведению, геологии, криминалистике и может быть использовано при анализе почв, пород, известковых материалов на содержание карбонатов. Цель изобретения - расширение информативности о характеристике карбонатов. Способ включает определение времени распада карбонатных частиц заданных размеров, определение интенсивности выделения CO<SB POS="POST">2</SB> от времени, прошедшего от начала анализа до полного распада карбонатов, установление интенсивности выделения CO<SB POS="POST">2</SB> частицами заданных размеров и по отношению интенсивности выделения CO<SB POS="POST">2</SB> последними к общей интенсивности выделения CO<SB POS="POST">2</SB> при полном распаде карбонатов определяют гранулометрический состав карбонатных частиц. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 01 Б 33/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCH0IVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

CJ

0CYglAPCTBEHHbll3 КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ П.1НТ СССР (61) 1465763 (21) 4399060/30-15 (22) 29.03.88 (46) 23.05.90. Бюл. 9 19 (71) Почвенный институт им.В.В.Докучаева (72) А.В.Шевченко, В.П,Фролов, Е.В.Астапенко, В.Г.Витязев и Н.И.Кириллова (53) 631.43:552.54(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1 1465763, кл. С 01 И 33/24. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ КАРБОНАТНЫХ ЧАСТИЦ (57) Изобретение относится к почвоведению, геологии, криминалистике и может быть использовано при анализе

Изобретение относится к почвоведению, геологии, криминалистике, может быть использовано при анализе почв, пород известковых материалов на содержание карбонатов и является усовершенствованием известного способа по авт.св. М 1465763.

Цель изобретения — расширение информативности о характеристике карбонатов.

На чертеже представлен график зависимости интенсивности вьщеления СО частицами заданных размеров в зависимости от времени анализа, на основании которого определяют гранулометрический состав.

Пример. Камеру сжигания прогревают до 650 С, через нее пропускают газ"носитель (в данном случае кислород со скоросТью 0,7 л/мин). Кали„„80„„1566289 A 2

2 почв, пород, известковых материалов на содержание карбонатов. Цель изобретения — расширение информативности о характеристике карбонатов. Способ включает определение времени распада карбонатных частиц заданных размеров, определение интенсивности выделения

СО от времени, прошедшего от начала т анализа до полного распада карбонатов, установление интенсивности выделения СО частицами заданных размеров и по отношению интенсивности выделения СО последними к общей интенсивности вьщеления СО при полном распаде карбонатов определяют гранулометрический состав карбонатных частиц. 1 ил. 1 табл. бров очный образец массой 200 мг (СаСО ) имеющий активную карбонатную поверхность 0 86 м /г х О, 2 г=0, 17 м помеleast щают в керамическую лодочку, засыпа- C7l ют 1,8 r кварцевого песка. Лодочку с образцам помещают в камеру сжигания.

Определяют на 4-й минуте интенсивность выделения СО, она составляет

115 имп/мин. На шкале прибора установлена навеска 0,5 r. Следовательно

115 имп. соответствуют 0,115% С в навеске 0,5 г, т.е. на ) м разлагается за 1 мин карбоната в пересчете на

500 мг -0 115

С 100 .О 17 3 382 мг )

Коэффициент пересчета С - СО

3,664, CO СаСОь 2,274.

Таким образом, на 1 м разлагается 3,382 мг ° 2,274 ° 3,664=28,179 мг

СаСОЗ. Объем карбоната, разлагающий1566289 ся за 1 мин, на 1 м составляет (при плотности СаСО 2,71 г/см )

0 028179 г 0 01039815 смэ

2,71 г7см

10,39815 мм .10,39815 ммэ - X . 1000000 мм, где Х вЂ” слой карбоната, разрушающийся эа 1 мин (в данном случае) Х "1 -10 мм.

-5

Шарообразные карбонатные частицы в данном случае разрушаются эа время

d — — — — мин где d - -диаметр части2 10- цы, мм; 2 †. коэффициент, учитывающий, что разрушение частицы идет равномер- 15 но со всех сторон. Частицы заданных размеров разрушаются за время: d

= 0,0001 мм 5 мин, d =0,0005 мм 25 мин, d = 0,001 мм 50 мин, d 0,005 мм

250 мин. 20

Образец массой 0,5 r (серозем карбонатный, глубина отбора 41 — 81 см) засыпают слоем кварцевого песка 1,5 г.

Помещают в камеру сжигания, предварительно удалив из нее стандартный об- 25 разец.

Определяют динамику вьщеления СО из образца (представлена на фиг.линия "образец" ). Время полного распада карбонатов в образце 93 мин, время 3О прогрева образца 4 мин (принято эа О).

Определяют в образце максимальный размер частиц

93 — 4 =89 d=O 00178 мм

2 10s 35

Время полного распада частиц диаметром О, 0001 мм 5 + 4 = 9 мин;

0,0005:25+4=29 мин; 0,001 мм:4+50 =

=54 мин.

В момент распада частиц 0,001 мм (54 мин 1 интенсивность вьщеления из образца СО составляет 7 имп/мин.

Рассчитывают исходя из площади поверхности шарообразной частицы

Я = 2 г интенсивность выделения

СО частиц размером 0,001-0,005 мм в начальный момент времени. Время распада частиц 0,005 мм — 250 мин. В момент времени 4 мин радиус частиц,сохранившихся в момент времени 54 мин, больше, чем в момент 4 мин в 2,34 ра93-4 .за (— — —.. =2 34).

93-54

Следовательно, интенсивность выделения СО выше в 2,34 раза, 2,34

2 55 7 = 38,3.

Аналогично устанавливают интенсивности для моментов времени 29мнн, 9 мин, Они равны соответственно

93-29 93-10 (— — --) 7 = 19,8 и (- — --) 7 31 7 °

93-54 93-54

На отрезке 29-54 мин расчетная кривая по 0,001 мм почти совпадает с экспериментально полученной кривой распада образца, это свидетельствует о незначительном содержании карбонатов размером О, 0005-0, 001 мм. Тем не менее в точке 29 мин распад образца превышает расчетное значение на

2 имп/мин. Проведем расчет: в точке

4 радиус частиц, сохранившихся к

54-4

29 мин больше в — — — — =2 раза слеt

54 — 29 довательно, их вклад в интенсивность выделения СО в 4 раза выше, чем на

29-й минуте и составляет: 2 имп/мин

4 = 8 имп/мин, в точке 9 мин : 2

54- 9 2

«(- — — — ) = 6 5. Строим кривую

54 — 29

0,0005. В точке времени 9 мин превышение интенсивности распада образца над кривой 0,005 составляет 67имп/мин

Ф в точке 4 мин интенсивность вьщеления

СО фракцией 0,0001 мм составляет

29 — 4 (29 — «9-) 67 имп/мин =104,7 имп/мин

Строим кривую распада частиц 0,0001мм.

Таким образом, площадь, ограниченная осью Х (время ) и кривой распара образца, определяет общее содержание углерода в образце. Рассчитываем общее содержание углерода простым суммированием средних минутных интенсивностей вьщеления СО . Учитывая, что на табло прибора установлена навеска 500 мг и образец составляет

500 мг, пересчет не производят. Общее содержание углерода в образце составляет 2,56Х. Известно, что в образце содержится 0,2 органического углерода, следовательно, содержание карбонатного 2,36Х. Осуществим пересчет на СО,2 карбонатов. Коэффициент пересчета на СО 3,664. Следовательно, 2,36 3,664 = 8,64Х СО карбонатов.

Площади, ограниченные расчетными кривыми, определяют содержание различных фракций карбонатов. Содержание карбонатов. 0,001-0,005 мм составляет 1,34Х С = 4,91Х СО, 0,001

0,0005; 0,20Х С = 0,73Х СО, 0,00050,0001: 1,31Х С = 4,80Х СО ; (0,0001

:0,44Х C=1,61Õ СО . Известно, что в течение первых 3-4 мин полностью раз5 15бб28 лагается органическое Вщество почвы,. следовательно, эта прибавка ка-, сается фракции (0,0001 мм, ее содержание (О, 44-0, 20) =О, 24Х С=О, 88Х СО g. 5

Получается сумма фракций по углероду

3,09Х,общее содержание 2,36Х, несоответствие обусловлено неточностью определения площадей, поскольку теоретически сумма составляющих равна целому.

Пересчитываем результат по формуле

2 36 ° А

- — -- — = Х, где Х - содержание (пе3,09 ресчитанное) фракции,X: А — определенное содержание фракции,Х. Получены результаты, представленные в таблице °

Способ определения удельной поверхности карбонатных частиц по авт. св. Ф 1465763, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью расширения информативности о характеристике карбонатов, определяют время распада кар бонатных частиц заданных размеров, определяют зависимость интенсивнос20 ти выделения СО от времени, прошедшего от начала анализа до полного распада карбонатов, устанавливают интенсивность выделения СО частицами заданных размеров и по отношению

25 интенсивности выделения СО последними к общей интенсивности выделения

СО при полном распаде карбонатов определяют гранулометрический состав карбонатных частиц.

Размер, мм

СО, Х СаСО> Х Процент от суммы карбонатов

0,005-0,001

0,001-0,0005

0,000-0 0001

0,0001

3,76

0,56

3,67

0,66

8,55

1,27

8,35

1,50

43,22

6,36

42,37

8,05

8,65

Итого:

19,67

100

Таким образом, определены общее содержание карбонатного углерода и распределение карбонатных частиц по размерам.

Преимущество предлагаемого способа состоит в возможности получения расширенной характеристики карбонатов почв, пород известковых материалов, включающей содержание карбонатов, их удельную поверхность, рас9 б пределение карбонатных частиц по размерам.

Такими возможностями не обладает ни один из известных способов, кроме того, неизвестны способы, позволяющие определить распределение карбонатных частиц по размерам.

Формула изобретения

1566289

Составитель Е.Арустамянц

Редактор С.Патрушева Техред М.Дидык Корректор В.Гирняк

Эаказ 1219 Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101