X射線熒光儀在水泥生產(chǎn)過程中的一套監(jiān)控方法課件

1、X射線熒光儀在水泥生產(chǎn)過程中的一套監(jiān)控方法X射線熒光儀在水泥生產(chǎn)過程中的一套監(jiān)控方法水泥行業(yè)的分析要求原料石灰石粘土礬土鐵礦砂巖石膏礦渣、粉煤灰等過程產(chǎn)品生料熟料成品各種牌號的水泥2水泥行業(yè)的分析要求原料2XRF在水泥生產(chǎn)過程中的應(yīng)用 進廠原料（石灰石、粘土等） （生料) (mixing, milling) 天然燃料和替代燃料 熟料 水泥 (mixing, milling)3XRF在水泥生產(chǎn)過程中的應(yīng)用3X射線熒光光譜分析技術(shù)在水泥行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀X射線熒光光譜分析技術(shù)以其分析速度快、制樣方便等特點，在水泥行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。分析儀器波長色散X射線熒光光譜儀（波譜儀）能量色散X射線熒光光譜儀（

2、能譜儀）鈣鐵儀逐步退出了市場分析方法國家標(biāo)準(zhǔn) GB/T 1762008 水泥化學(xué)分析方法40 X射線熒光分析方法建材標(biāo)準(zhǔn) JC/T 1082-2008 水泥分析用X射線熒光分析儀規(guī)范了儀器的技術(shù)要求國際標(biāo)準(zhǔn)ISO 29581-2:2010 Cement - Test methods - Part 2: Chemical analysis by X-ray fluorescence歐盟標(biāo)準(zhǔn)EN196-2水泥試驗方法 第二部分：水泥的化學(xué)分析 4X射線熒光光譜分析技術(shù)在水泥行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀X射線熒光光譜分Bruker AXS針對水泥行業(yè)的特殊解決方案三款最新型號的X射線熒光光譜儀S8 Tiger X

3、射線熒光光譜儀（波譜，順序道）S8 Lion X射線熒光光譜儀 （波譜，多道儀）S2 Ranger LE （能譜，可以分析C、O、F等輕元素）分析軟件：CEM-Quant針對生料、熟料、水泥一條熔片法校準(zhǔn)曲線針對所有原料一條全范圍的熔片法通用校準(zhǔn)曲線燒失量的校正方法未知燒失量校正各種材料的壓片法校準(zhǔn)曲線質(zhì)量監(jiān)控QC漂移校正DC結(jié)果的可靠性檢查5Bruker AXS針對水泥行業(yè)的特殊解決方案三款最新型號CEM-Quant水泥行業(yè)分析方法如何獲得可靠的分析結(jié)果：一臺穩(wěn)定的儀器良好的精密度良好的長期穩(wěn)定性一系列可靠的校準(zhǔn)樣品化學(xué)定值準(zhǔn)確K2O、Na2O？MgO？化學(xué)成分和物理性能與待分析樣品接近合適

4、的制樣設(shè)備和制樣程序一套完整的質(zhì)量控制程序質(zhì)量監(jiān)控QC漂移校正DC結(jié)果的可靠性檢查6CEM-Quant水泥行業(yè)分析方法如何獲得可靠的分析結(jié)果：如何獲得可靠的分析結(jié)果之一一臺穩(wěn)定的儀器7如何獲得可靠的分析結(jié)果之一一臺穩(wěn)定的儀器7JC/T 1082-2008儀器的精密度和穩(wěn)定性精密度 以譜線強度的變異系數(shù)來表示CaO： 0.15SiO2：0.4%SO3： 2.0%穩(wěn)定性 以譜線強度的極差來表示CaO： 0. 5SiO2：1.5%SO3： 90）：20g樣品3g淀粉0.3g硬脂酸，9滴甘油，9滴丙酮。研磨2分鐘。7、鐵粉，鐵礦，20g樣品+3g淀粉+0.1g硬脂酸5滴甘油8、礦渣，（鐵渣）9、熟料和

5、水泥：20g樣品3g淀粉0.3g硬脂酸，9滴甘油，9滴丙酮。研磨2分鐘。 水泥主要分析SO3。 以上的研磨時間均為2分鐘。40某水泥公司的制樣方法1、水泥的要求成分：CaO、MgO、SO某水泥公司的制樣方法水泥和熟料18克，加6滴酒精（上述方法也適合分析水泥生料）41某水泥公司的制樣方法水泥和熟料18克，加6滴酒精41某水泥公司的制樣方法1、生料，20g+0.5g Stearic acid 磨3min2、熟料，20g+0.35g Stearic acid ，水泥不加42某水泥公司的制樣方法1、生料，20g+0.5g Steari如何選擇合適的制樣方法采用某公司的制樣方法：18克樣品，3到5滴酒

6、精和三乙醇胺，研磨120秒。制了5個樣片。SiO2 (%)Al2O3 (%)Fe2O3 (%)CaO (%)MgO (%)13.61 2.541.9744.420.6113.46 2.531.9644.410.6113.42 2.531.9644.420.6113.50 2.531.9744.40.6113.24 2.531.9444.430.6143如何選擇合適的制樣方法采用某公司的制樣方法：18克樣品，3到如何選擇合適的制樣方法布魯克的解決方案用硬脂酸作為分散劑，解決樣品的不均勻問題用淀粉作為粘結(jié)劑，解決樣品分散后的粘性不足問題。SiO2 (%)Al2O3 (%)Fe2O3 (%)CaO

7、(%)MgO (%)11.952.511.8843.950.5611.882.511.8843.970.5611.962.511.9243.930.5711.872.511.943.940.5611.942.511.9343.930.5644如何選擇合適的制樣方法布魯克的解決方案SiO2 (%)Al2如何獲得可靠的分析結(jié)果之三一套完善的質(zhì)量控制程序45如何獲得可靠的分析結(jié)果之三一套完善的質(zhì)量控制程序45質(zhì)量監(jiān)控程序（Quality Control）儀器穩(wěn)定性的監(jiān)控 監(jiān)控頻率：每天一次制樣過程的監(jiān)控 監(jiān)控頻率：每天一次方法（校準(zhǔn)曲線）的監(jiān)控 監(jiān)控頻率：每周一次46質(zhì)量監(jiān)控程序（Quality C

8、ontrol）儀器穩(wěn)定性的監(jiān)儀器穩(wěn)定性的監(jiān)控每天在XRF分析前，監(jiān)控光譜儀強度的穩(wěn)定性上下限分別為平均值允許變異系數(shù)的3倍 47儀器穩(wěn)定性的監(jiān)控每天在XRF分析前，監(jiān)控光譜儀強度的穩(wěn)定性儀器穩(wěn)定性的監(jiān)控正常48儀器穩(wěn)定性的監(jiān)控正常48儀器穩(wěn)定性的監(jiān)控報警49儀器穩(wěn)定性的監(jiān)控報警49漂移校正漂移校正樣：FLX-Z1，F(xiàn)LX-Z250漂移校正漂移校正樣：FLX-Z1，F(xiàn)LX-Z250漂移校正51漂移校正51通用的漂移校正只需進行一次漂移校正，就要校正所有的分析方法的所有譜線這是基于探測器優(yōu)異的線性范圍流氣計數(shù)器：3000kCPS閃爍計數(shù)器：2000kCPS52通用的漂移校正只需進行一次漂移校正，就

9、要校正所有的分析方法的制樣過程的監(jiān)控每天一次用壓片法XRF測量生料監(jiān)控樣53制樣過程的監(jiān)控每天一次53方法（校準(zhǔn)曲線）的監(jiān)控每周一次當(dāng)?shù)V物組成有大的變化時，增加監(jiān)控密度54方法（校準(zhǔn)曲線）的監(jiān)控每周一次54當(dāng)XRF分析結(jié)果和濕法化學(xué)分析結(jié)果有差異時如何處理55當(dāng)XRF分析結(jié)果和濕法化學(xué)分析結(jié)果有差異時如何處理55X射線熒光光譜分析生料關(guān)于校準(zhǔn)曲線的截距和斜率的幾點考慮56X射線熒光光譜分析生料關(guān)于校準(zhǔn)曲線的截距和斜率的幾點校準(zhǔn)曲線的截距含量和測量的X射線熒光信號（凈強度）成正比凈強度毛強度背景強度57校準(zhǔn)曲線的截距含量和測量的X射線熒光信號（凈強度）成正比57校準(zhǔn)曲線的截距當(dāng)樣品的成分變化不大

10、時，各個樣品的背景信號幾乎是一致的為節(jié)省測量時間，通常不測量背景，將背景視為常數(shù)，即校準(zhǔn)曲線的截距。58校準(zhǔn)曲線的截距當(dāng)樣品的成分變化不大時，各個樣品的背景信號幾乎截距會變化嗎？當(dāng)成分略有變化時，背景信號幾乎不變背景信號只占毛強度的很小比例因此，生料樣品的校準(zhǔn)曲線的截距是不變的59截距會變化嗎？當(dāng)成分略有變化時，背景信號幾乎不變59XRF與化學(xué)分析結(jié)果的比較Al2O3、Fe2O3、MgO、K2O、Na2O、SO3二種分析方法的結(jié)果符合較好CaO偶爾有偏差SiO2二種分析方法出現(xiàn)偏差的概率較大 60XRF與化學(xué)分析結(jié)果的比較Al2O3、Fe2O3、MgO、K某公司的解決方法頻繁地用化學(xué)分析方法監(jiān)

11、控XRF分析結(jié)果，當(dāng)出現(xiàn)偏差時，修改校準(zhǔn)曲線的截距為什么Fe2O3、Al2O3、MgO的分析結(jié)果符合較好，而SiO2有偏差？生料的成分變化較小，元素之間的影響很小一個籠統(tǒng)的解釋：原料變了61某公司的解決方法頻繁地用化學(xué)分析方法監(jiān)控XRF分析結(jié)果，當(dāng)出某公司的解決方法選擇正常的生料樣品為標(biāo)樣，由于正常生料樣品的成分含量變化不大，導(dǎo)致校準(zhǔn)曲線的斜率很小，曲線很平。當(dāng)生產(chǎn)正常時，XRF分析結(jié)果與化學(xué)分析結(jié)果對應(yīng)很好。但當(dāng)生產(chǎn)出現(xiàn)問題時，由于校準(zhǔn)曲線的斜率很小，XRF的分析結(jié)果不能及時反應(yīng)生產(chǎn)情況。在與化學(xué)結(jié)果比對時，發(fā)現(xiàn)有偏差，調(diào)整截距。62某公司的解決方法選擇正常的生料樣品為標(biāo)樣，由于正常生料樣品

12、的某公司的解決方法用某公司的較平的校準(zhǔn)曲線測量了2個生料樣品的SiO2含量XRF結(jié)果化學(xué)結(jié)果樣品1（生產(chǎn)正常）13.1113.15樣品2（生產(chǎn)不正常）13.4214.0263某公司的解決方法用某公司的較平的校準(zhǔn)曲線測量了2個生料樣品的布魯克的解決方案為什么SiO2容易出現(xiàn)問題？SiO2多以石英存在，較硬，不容易磨細(xì)Si的信號僅來自于樣品表面13m分析層 !64布魯克的解決方案為什么SiO2容易出現(xiàn)問題？分析層 !64布魯克的解決方案將樣品磨細(xì)、磨均勻不能粘磨盤65布魯克的解決方案將樣品磨細(xì)、磨均勻65布魯克的解決方案采用某公司的制樣方法：18克樣品，3到5滴酒精和三乙醇胺，研磨120秒。制了5

13、個樣片，用布魯克的校準(zhǔn)曲線測量結(jié)果如下：用某公司較平的校準(zhǔn)曲線，是發(fā)現(xiàn)不了這種變化的。用某公司較平的校準(zhǔn)曲線的測量結(jié)果如下，結(jié)果很平行，掩蓋了樣品的不均勻SiO2 (%)Al2O3 (%)Fe2O3 (%)CaO (%)MgO (%)13.61 2.541.9744.420.6113.46 2.531.9644.410.6113.42 2.531.9644.420.6113.50 2.531.9744.40.6113.24 2.531.9444.430.61SiO2 (%)Al2O3 (%)Fe2O3 (%)CaO (%)MgO (%)13.332.541.9744.420.6113.32.5

14、31.9644.410.6113.292.531.9644.420.6113.312.531.9744.40.6113.252.531.9444.430.6166布魯克的解決方案采用某公司的制樣方法：18克樣品，3到5滴酒布魯克的解決方案用硬脂酸作為分散劑，解決樣品的不均勻問題用淀粉作為粘結(jié)劑，解決樣品分散后的粘性不足問題。制了5個樣片，結(jié)果如下。SiO2 (%)Al2O3 (%)Fe2O3 (%)CaO (%)MgO (%)11.952.511.8843.950.5611.882.511.8843.970.5611.962.511.9243.930.5711.872.511.943.940.

15、5611.942.511.9343.930.561、采用布魯克推薦的制樣方法2、逐漸用新制備的二級標(biāo)準(zhǔn)樣品，代替原來的二級標(biāo)準(zhǔn)樣品67布魯克的解決方案用硬脂酸作為分散劑，解決樣品的不均勻問題SiS8 Tiger型X射線熒光儀專為水泥等工業(yè)企業(yè)而設(shè)計的其它功能CEM-Quant全中文軟件分級管理精密且快速的在線測量硫化物-硫酸根的分析One for All（一錘定音）功能68S8 Tiger型X射線熒光儀專為水泥等工業(yè)企業(yè)而設(shè)計的其全中文軟件中文軟件可以隨時升級到最新版本與之配套，中文軟件和硬件說明書69全中文軟件中文軟件可以隨時升級到最新版本69導(dǎo)航功能一步一步引導(dǎo)您從樣品的定義到結(jié)果的輸出思

16、路清楚，操作簡單、直觀即使新手，從第一天就可以進行定量分析工作全中文軟件70導(dǎo)航功能全中文軟件70操作人員的分級管理在“用戶級別”中有4個級別可選：A、普通用戶：最基本的級別，允許測量樣品，允許查看結(jié)果。B、互動評估用戶：在“普通用戶”的基礎(chǔ)上，可以評估無標(biāo)樣分析結(jié)果。C、實驗室經(jīng)理：在“互動評估用戶”的基礎(chǔ)上，可以建立和修改工作曲線。但不能修改儀器配置。D、管理員：管理員級別，最高的級別，可以作任何修改。71操作人員的分級管理71分級管理72分級管理72精密且快速的在線測量大功率、光路精密，測量時間大大縮短各元素的測量時間73精密且快速的在線測量大功率、光路精密，測量時間大大縮短73出磨生料

17、74出磨生料74熟料75熟料75水泥76水泥76石灰石77石灰石77X射線熒光光譜儀分析價態(tài) 硫化物-硫酸根78X射線熒光光譜儀分析價態(tài) 硫化物-硫酸根78K-Quant L-Quant K-Quant KLMEKa = EK-ELEKb = EK-EMELa = EL-EMEMa = EM-ENHigh Energy PhotonX射線的產(chǎn)生: 特征譜線（光電效應(yīng)）79K-Quant L-Quant K-Quant KLM化學(xué)態(tài)信息：譜峰漂移80化學(xué)態(tài)信息：譜峰漂移80化學(xué)態(tài)信息：伴線信號CuSO4CuFeS281化學(xué)態(tài)信息：伴線信號CuSO4CuFeS281硫化物-硫酸根 1、伴線 方法8

18、2硫化物-硫酸根 1、伴線 方法82S-Speciation: Sulfide-Sulfate1. Satellite Method: Sulfide calibrationCalibration Curve; 100s/0.3%; RSD=0.76%83S-Speciation: Sulfide-SulfateS-Speciation: Sulfide-SulfateS KB1SX fine collimator (Sulfate)84S-Speciation: Sulfide-SulfateS-Speciation: Sulfide-Sulfate1. Satellite Method:

19、Sulfate calibrationCalibration Curve; 100s/0.3%; RSD=0.35%85S-Speciation: Sulfide-Sulfate硫化物-硫酸根 2、譜線重疊 方法86硫化物-硫酸根 2、譜線重疊 方法86硫化物-硫酸根 2、譜線重疊 方法87硫化物-硫酸根 2、譜線重疊 方法87S-Speciation: Sulfide-Sulfate2. Overlap Method: Sulfide calibrationCalibration Curve; 30s/0.3%; RSD=0.37%88S-Speciation: Sulfide-Sulfat

20、eS-Speciation: Sulfide-Sulfate2. Overlap Method: Sulfate calibrationCalibration Curve; 30s/0.3%; RSD=0.30%89S-Speciation: Sulfide-Sulfate硫化物-硫酸根 3、譜線強度比 方法the third method to determine total sulfur and the sulfate amount is to use the K- line (S KB1-HS) for total sulfur determination the ratio K-line/K-line(S KA1-HS/ S KB1-HS) for the determination of the s