能量色散X射線螢光光譜儀之水泥行業應用專題

2021-01-21 開元儀器X射線儀器部



水泥生產過程中的每一個環節都是實現效率和質量最大化的重要環節。從礦山開採、堆場管理、生料製備、熟料燒成到水泥生產、工藝和質量控制均涉及到元素分析。

SOLAS7500


SOLAS7501

XRF2500


可對出磨端生料、熟料等粉樣進行多元素快速檢測,可分析的元素有Si, Al, Fe, Ca, Mg, S,  K, Ti, Mn, Cl等。

用於入堆場煤質在線分析,可直接分析S、Si、Al、Fe、Ca、Ti、K等元素,從而回歸計算出煤質的發熱量、灰份。

當前大量的廢棄物通過水泥窯進行協同處置。它將滿足(或經過預處理後滿足)入窯要求的固體廢物投入水泥窯,利用水泥迴轉窯內的高溫、氣體長時間停留、熱容量大、熱穩定性好、鹼性環境、無廢渣排放等特點,在生產水泥熟料的同時,實現對固體廢物的無害化處置。水泥窯協同處置工藝作為「資源化、無害化」處置固廢的典範,得到越來越多的應用,尤其是汙水處理廠產生的汙泥,工業化產生的汙染土壤,尤其適合以該方式進行處理。

固體廢棄物在經過水泥窯協同處置後,轉化成無機化合物、重金屬等無機汙染物則被固化到水泥熟料中。水泥窯協同處置需要對入窯固廢中重金屬及其它影響水泥性能的元素進行控制。部分固廢的組成特性甚至需要適當的前處理後才能入窯,因此對水泥企業而言,全面了解所處置固廢的組成是非常重要的。

常用的等離子體發射光譜法(ICP)雖然精確度高,但其樣品前處理繁瑣。而能量色散X射線螢光光譜法(EDX)獨具快速、無損、且能給出整體元素成分結果的特點,是快速獲知固廢中重金屬(Cr、Mn、Zn、As、Pb)和各種其它無機元素(Na、Mg、Al、Si、P、S、K、Ca、Ti、Fe等)含量的最佳手段。因此,我們使用能量色散型X射線螢光光譜儀(5E-XRF2500)建立了汙泥、汙染土壤中重金屬、主量無機元素的分析方法。

我們使用能量色散X射線螢光光譜儀5E-XRF2500建立了汙泥、煤灰、汙染土壤等固廢物中重金屬及無機元素的分析方法,並以各種標樣和實際樣品進行了性能評估。該方法將各種形態樣品進行烘乾、制粉、壓片(熔融)等簡單處理,用5E-XRF2500進行分析,分析驗證表明,該方法可用於汙泥等固廢中重金屬快速篩選分析、及無機元素的快速準確分析。當然如果能夠針對每種基體的樣品建立對應的重金屬元素分析曲線,也能夠實現快速準確分析。

在新型幹法水泥生產發展過程中,因為採用XRF分析這一先進的儀器分析方 法,實現了水泥生料的自動配料,也解決了熟料成分均勻穩定等難題。近些年來,在新型幹法水泥生產中,已經廣泛使用波長色散X射線螢光光譜儀進行水泥原材料化學成分分析和生料配料的控制,被譽為新型幹法的眼睛。採用XRF分析,不僅分析速度快、可測量的元素種類多範圍廣,而且操作簡單,精確度也高,是集成了當代高新技術的現代化水泥企業質量控制不可或缺的分析儀器。有了它便能減輕分析人員的勞動強度,同時也能為生產控制及時地提供分析數據指導生產。

相較於目前水泥廠普遍使用的波長色散X射線螢光光譜儀來說,能量色散X射線螢光光譜儀5E-XRF2500憑藉優良的分析性能,較低的購置成本,既可以當作中小型水泥廠、水泥粉磨站或石灰石礦山的日常質量控制儀器,也可以用作大型水泥廠質量控制波長色散X射線螢光光譜儀的備用分析儀器,減少波譜儀故障停機或檢修所造成的質量控制風險。

我們使用X射線螢光分析系列11個標準物質在5E-XRF2500儀器上進行了驗證,同時進行了長期穩定性測試,測試性能優良。


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