水泥工业包括原料破碎和均化、生料制备和均化、预热分解、熟料烧制、水泥粉末、包装运输等多个环节。对水泥企业而言,最关键的部分莫过于从原材料进厂验证、生产过程控制、出厂检验等。而理学产品中的,X射线衍射(XRD)、X射线荧光(XRF)和热分析产品都能应用到这些过程中,帮助把控水泥质量。
1. XRD在水泥行业的应用
XRD可以准确的测定材料中的各相以及其含量,在水泥行业中,主要体现在以下方面
1.1 石灰石品质分析
利用X射线衍射仪分析石灰石中CaCO3的含量及其白云化、结晶程度、结晶硅(石英相)含量和有无硫铁矿等信息,从而比较或判断石灰石碳酸盐分解的难易程度、易磨性、易烧性以及是否会带来SO2环保排放等问题,为石灰石的选择与搭配使用提供依据。
1.2 辅助材料品质分析
通过分析硅质材料中SiO2存在的矿物形式(硅铝化合物或石英相)及其含量来判断其易磨性与易烧性;铁质材料中Fe的存在形式,判断其是否具有磁性、是否与重金属(如Cr、Mn)形成固溶体、是否以Cr的硫酸铁存在等。
1.3 混合材与石膏品质分析
分析矿渣或矿粉中玻璃相的含量,进而评价其活性;钢渣中C2S、FeO/MgO相的比例和方镁石比例,分析其活性、易磨性及安定性;石膏中SO3存在的形式(二水石膏、半水石膏或无水石膏)及其杂质相,判断其使用性能,因为一般二水石膏对水泥调凝的适用性更好。
1.4 工业固废分析
对协同处置的工业固废提前进行物相分析,进而摸准其物化特性(是否存在含Cl、重金属等有害元素的物相组成),为决定其能否使用(对半成品及成品质量、生产系统和环境的影响)、在哪使用(作生料配料、混合材或缓凝剂)、如何使用(掺入量及方式)提供指导依据。
1.5 耐火材料质量分析
对不同损耗程度的各供应厂家耐火砖或耐火浇注料进行X射线衍射仪测试,分析其损耗产生原因,并进行比较,为生产控制和耐火材料选取提供数据支撑。
理学第六代MiniFlex XRD衍射仪
2. XRF在水泥行业的应用
水泥生产商必须保持生产流程准确、高效运行,从而确保他们的客户获得最适合特定应用的最优质材料。XRF可以精确测定水泥中钼、铅、铁、铜等元素。测定石灰石中主次痕量组分等等。
理学ZSX Primus IV波长色散型XRF仪
3. 热分析在水泥行业的应用
水泥的原料在生产过程中经过高温时会产生脱水、脱酸等现象,经由液化温度而生成熟料。不同种类的水泥在水化过程中得到的水化产物是不同的,即使是同种水泥,由于原料比例、生产或水化过程的环境等条件不同,所得到的液化产物品种及数量也大不相同。通过热分析,如热重(TG)和热示差分析(DTA),可以精确探究温度在水泥生产中的影响。藉由DTA曲线及TG曲线,我们可以反应热状况。对不同原料比例的水泥,来观测材料加热变化,确定样品的热稳定性,进而改良水泥状况。 TG/DTA方法还可以用于确定水泥的水化产物种类,水化后的产物在加热过程中转变的温度范围、热效应以及研究水泥水化的过程、水化速率等等。
理学STA8122 同步热分析仪