X射线荧光仪在水泥生产过程中的一套监控方法课件

1、X射线荧光仪在水泥生产过程中的一套监控方法X射线荧光仪在水泥生产过程中的一套监控方法水泥行业的分析要求原料石灰石粘土矾土铁矿砂岩石膏矿渣、粉煤灰等过程产品生料熟料成品各种牌号的水泥2水泥行业的分析要求原料2XRF在水泥生产过程中的应用 进厂原料（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在水泥生产过程中的应用3X射线荧光光谱分析技术在水泥行业的应用现状X射线荧光光谱分析技术以其分析速度快、制样方便等特点，在水泥行业得到了广泛的应用。分析仪器波长色散X射线荧光光谱仪（波谱仪）能量色散X射线荧光光谱仪（

2、能谱仪）钙铁仪逐步退出了市场分析方法国家标准 GB/T 1762008 水泥化学分析方法40 X射线荧光分析方法建材标准 JC/T 1082-2008 水泥分析用X射线荧光分析仪规范了仪器的技术要求国际标准ISO 29581-2:2010 Cement - Test methods - Part 2: Chemical analysis by X-ray fluorescence欧盟标准EN196-2水泥试验方法 第二部分：水泥的化学分析 4X射线荧光光谱分析技术在水泥行业的应用现状X射线荧光光谱分Bruker AXS针对水泥行业的特殊解决方案三款最新型号的X射线荧光光谱仪S8 Tiger X

3、射线荧光光谱仪（波谱，顺序道）S8 Lion X射线荧光光谱仪 （波谱，多道仪）S2 Ranger LE （能谱，可以分析C、O、F等轻元素）分析软件：CEM-Quant针对生料、熟料、水泥一条熔片法校准曲线针对所有原料一条全范围的熔片法通用校准曲线烧失量的校正方法未知烧失量校正各种材料的压片法校准曲线质量监控QC漂移校正DC结果的可靠性检查5Bruker AXS针对水泥行业的特殊解决方案三款最新型号CEM-Quant水泥行业分析方法如何获得可靠的分析结果：一台稳定的仪器良好的精密度良好的长期稳定性一系列可靠的校准样品化学定值准确K2O、Na2O？MgO？化学成分和物理性能与待分析样品接近合适

4、的制样设备和制样程序一套完整的质量控制程序质量监控QC漂移校正DC结果的可靠性检查6CEM-Quant水泥行业分析方法如何获得可靠的分析结果：如何获得可靠的分析结果之一一台稳定的仪器7如何获得可靠的分析结果之一一台稳定的仪器7JC/T 1082-2008仪器的精密度和稳定性精密度 以谱线强度的变异系数来表示CaO： 0.15SiO2：0.4%SO3： 2.0%稳定性 以谱线强度的极差来表示CaO： 0. 5SiO2：1.5%SO3： 90）：20g样品3g淀粉0.3g硬脂酸，9滴甘油，9滴丙酮。研磨2分钟。7、铁粉，铁矿，20g样品+3g淀粉+0.1g硬脂酸5滴甘油8、矿渣，（铁渣）9、熟料和

5、水泥：20g样品3g淀粉0.3g硬脂酸，9滴甘油，9滴丙酮。研磨2分钟。 水泥主要分析SO3。 以上的研磨时间均为2分钟。40某水泥公司的制样方法1、水泥的要求成分：CaO、MgO、SO某水泥公司的制样方法水泥和熟料18克，加6滴酒精（上述方法也适合分析水泥生料）41某水泥公司的制样方法水泥和熟料18克，加6滴酒精41某水泥公司的制样方法1、生料，20g+0.5g Stearic acid 磨3min2、熟料，20g+0.35g Stearic acid ，水泥不加42某水泥公司的制样方法1、生料，20g+0.5g Steari如何选择合适的制样方法采用某公司的制样方法：18克样品，3到5滴酒

6、精和三乙醇胺，研磨120秒。制了5个样片。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如何选择合适的制样方法采用某公司的制样方法：18克样品，3到如何选择合适的制样方法布鲁克的解决方案用硬脂酸作为分散剂，解决样品的不均匀问题用淀粉作为粘结剂，解决样品分散后的粘性不足问题。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如何选择合适的制样方法布鲁克的解决方案SiO2 (%)Al2如何获得可靠的分析结果之三一套完善的质量控制程序45如何获得可靠的分析结果之三一套完善的质量控制程序45质量监控程序（Quality Control）仪器稳定性的监控 监控频率：每天一次制样过程的监控 监控频率：每天一次方法（校准曲线）的监控 监控频率：每周一次46质量监控程序（Quality C

8、ontrol）仪器稳定性的监仪器稳定性的监控每天在XRF分析前，监控光谱仪强度的稳定性上下限分别为平均值允许变异系数的3倍 47仪器稳定性的监控每天在XRF分析前，监控光谱仪强度的稳定性仪器稳定性的监控正常48仪器稳定性的监控正常48仪器稳定性的监控报警49仪器稳定性的监控报警49漂移校正漂移校正样：FLX-Z1，FLX-Z250漂移校正漂移校正样：FLX-Z1，FLX-Z250漂移校正51漂移校正51通用的漂移校正只需进行一次漂移校正，就要校正所有的分析方法的所有谱线这是基于探测器优异的线性范围流气计数器：3000kCPS闪烁计数器：2000kCPS52通用的漂移校正只需进行一次漂移校正，就

9、要校正所有的分析方法的制样过程的监控每天一次用压片法XRF测量生料监控样53制样过程的监控每天一次53方法（校准曲线）的监控每周一次当矿物组成有大的变化时，增加监控密度54方法（校准曲线）的监控每周一次54当XRF分析结果和湿法化学分析结果有差异时如何处理55当XRF分析结果和湿法化学分析结果有差异时如何处理55X射线荧光光谱分析生料关于校准曲线的截距和斜率的几点考虑56X射线荧光光谱分析生料关于校准曲线的截距和斜率的几点校准曲线的截距含量和测量的X射线荧光信号（净强度）成正比净强度毛强度背景强度57校准曲线的截距含量和测量的X射线荧光信号（净强度）成正比57校准曲线的截距当样品的成分变化不大

10、时，各个样品的背景信号几乎是一致的为节省测量时间，通常不测量背景，将背景视为常数，即校准曲线的截距。58校准曲线的截距当样品的成分变化不大时，各个样品的背景信号几乎截距会变化吗？当成分略有变化时，背景信号几乎不变背景信号只占毛强度的很小比例因此，生料样品的校准曲线的截距是不变的59截距会变化吗？当成分略有变化时，背景信号几乎不变59XRF与化学分析结果的比较Al2O3、Fe2O3、MgO、K2O、Na2O、SO3二种分析方法的结果符合较好CaO偶尔有偏差SiO2二种分析方法出现偏差的概率较大 60XRF与化学分析结果的比较Al2O3、Fe2O3、MgO、K某公司的解决方法频繁地用化学分析方法监

11、控XRF分析结果，当出现偏差时，修改校准曲线的截距为什么Fe2O3、Al2O3、MgO的分析结果符合较好，而SiO2有偏差？生料的成分变化较小，元素之间的影响很小一个笼统的解释：原料变了61某公司的解决方法频繁地用化学分析方法监控XRF分析结果，当出某公司的解决方法选择正常的生料样品为标样，由于正常生料样品的成分含量变化不大，导致校准曲线的斜率很小，曲线很平。当生产正常时，XRF分析结果与化学分析结果对应很好。但当生产出现问题时，由于校准曲线的斜率很小，XRF的分析结果不能及时反应生产情况。在与化学结果比对时，发现有偏差，调整截距。62某公司的解决方法选择正常的生料样品为标样，由于正常生料样品

12、的某公司的解决方法用某公司的较平的校准曲线测量了2个生料样品的SiO2含量XRF结果化学结果样品1（生产正常）13.1113.15样品2（生产不正常）13.4214.0263某公司的解决方法用某公司的较平的校准曲线测量了2个生料样品的布鲁克的解决方案为什么SiO2容易出现问题？SiO2多以石英存在，较硬，不容易磨细Si的信号仅来自于样品表面13m分析层 !64布鲁克的解决方案为什么SiO2容易出现问题？分析层 !64布鲁克的解决方案将样品磨细、磨均匀不能粘磨盘65布鲁克的解决方案将样品磨细、磨均匀65布鲁克的解决方案采用某公司的制样方法：18克样品，3到5滴酒精和三乙醇胺，研磨120秒。制了5

13、个样片，用布鲁克的校准曲线测量结果如下：用某公司较平的校准曲线，是发现不了这种变化的。用某公司较平的校准曲线的测量结果如下，结果很平行，掩盖了样品的不均匀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布鲁克的解决方案采用某公司的制样方法：18克样品，3到5滴酒布鲁克的解决方案用硬脂酸作为分散剂，解决样品的不均匀问题用淀粉作为粘结剂，解决样品分散后的粘性不足问题。制了5个样片，结果如下。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、采用布鲁克推荐的制样方法2、逐渐用新制备的二级标准样品，代替原来的二级标准样品67布鲁克的解决方案用硬脂酸作为分散剂，解决样品的不均匀问题SiS8 Tiger型X射线荧光仪专为水泥等工业企业而设计的其它功能CEM-Quant全中文软件分级管理精密且快速的在线测量硫化物-硫酸根的分析One for All（一锤定音）功能68S8 Tiger型X射线荧光仪专为水泥等工业企业而设计的其全中文软件中文软件可以随时升级到最新版本与之配套，中文软件和硬件说明书69全中文软件中文软件可以随时升级到最新版本69导航功能一步一步引导您从样品的定义到结果的输出思

16、路清楚，操作简单、直观即使新手，从第一天就可以进行定量分析工作全中文软件70导航功能全中文软件70操作人员的分级管理在“用户级别”中有4个级别可选：A、普通用户：最基本的级别，允许测量样品，允许查看结果。B、互动评估用户：在“普通用户”的基础上，可以评估无标样分析结果。C、实验室经理：在“互动评估用户”的基础上，可以建立和修改工作曲线。但不能修改仪器配置。D、管理员：管理员级别，最高的级别，可以作任何修改。71操作人员的分级管理71分级管理72分级管理72精密且快速的在线测量大功率、光路精密，测量时间大大缩短各元素的测量时间73精密且快速的在线测量大功率、光路精密，测量时间大大缩短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射线荧光光谱仪分析价态 硫化物-硫酸根78X射线荧光光谱仪分析价态 硫化物-硫酸根78K-Quant L-Quant K-Quant KLMEKa = EK-ELEKb = EK-EMELa = EL-EMEMa = EM-ENHigh Energy PhotonX射线的产生: 特征谱线（光电效应）79K-Quant L-Quant K-Quant KLM化学态信息：谱峰漂移80化学态信息：谱峰漂移80化学态信息：伴线信号CuSO4CuFeS281化学态信息：伴线信号CuSO4CuFeS281硫化物-硫酸根 1、伴线 方法8

18、2硫化物-硫酸根 1、伴线 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、谱线重叠 方法86硫化物-硫酸根 2、谱线重叠 方法86硫化物-硫酸根 2、谱线重叠 方法87硫化物-硫酸根 2、谱线重叠 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、谱线强度比 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