A R L 9 8 0 0 荧光分析仪的应用 荧光分析法检测及监控水泥中的S O ，和M g O宾伟深( 广尔广信青洲水泥有限公司广东云浮5 2 7 3 0 0 )捅：雯：水泥企业在已拥有荧光分析仪的基础上，开发压片制样法，并用X 荧光分析仪测定水泥中S O nM g O 的含量，厦时为生产质量控制快速提供可靠的指导数据，是一种简便、快捷、合理利用资源的科学方法。关健词：X 荧光分析，压片，S O 。，质量控制 前言目前，有部分已引进x 荧光分析仪的水泥企业，仍然采用G B T 1 7 6 1 9 9 6 的化学分析方法测定水泥的S 0 3 和M g O ，这种方法操作繁琐， 分析时间长。不利于出磨水泥配方的及时调整。而采用压片法制样，并用X荧光分析仪测定水泥中S 0 3 、M g O 的含量，能快速取得可靠的分析结果，及 时为生产提供正确的控制指引，保障了出磨水泥的质量。我司在2 0 0 4 年1 0 月新引进了美国热电公司型号为：A R L 9 8 0 0 0 A S I s 的荧光分析仪后，很快开发了：石灰石、生料、熟科、水泥等1 0 种物料的分析 标准曲线。为生产质量控制快速提侠准确、可靠的质量数据。而压片x 荧光分析法测定水泥中的S O ，、M g O ，为水泥出厂前的质量把好最后一关，显得 尤其重要。1 荧光分析的测定原理 物质( 样品) 是由各种元素组成，而元素由原子和一定数日的核外电子构成。不同元素原子具有的核外电子数目不同，即具有不同的原子结构。 当待测样品受到高能x 射线( 源射线：称一次X 射线) 的照射，激发各 元素的原子核外电子运动、同时产生具有元素本身特征的X 射线( 称二次X射线) ，这种由光引至发光，叫荧光“。不同元素产生的二次x 射线的强度 和波长各不相同，A R L 9 8 0 0O A S I SX 荧光分析仪就是利用这种具有元素本身特征的x 射线进行定性和定量分析。在已确定一组已标定元素化学浓度的标准样后，经分析仪检测其元素x荧光强度，能建立一种线性关系，数学表达式为：C = A o + A 1 1 式中C ：元素化学浓度I ：元素的x 荧光强度舢：线性在Y 轴的截距A 。：线性的斜率 2 试验部分1 82 1 水泥标准样的配制与定值采用我司用于生产水泥用的代表性好的熟料、石膏、废渣、石灰石，分 别经破碎、干燥、混合、研磨、过筛备用；然后按我司所生产的水泥品种所需的水泥配方进行调配标准样，共1 0 至1 2 个，水泥标准曲线主要用于监控S 0 3 、M g O ，配制时用不同石膏掺入量，使配好的水泥标准样S 0 3 浓度呈现一定梯度递增；园水泥的S 0 3 、M g O 都是国家产品标准，并使配好的标准样 S 0 3 、M g O 的浓度覆盖国家产品标准值。 标样配制好后，用化学分析方法对其元素含量进行准确的定值。下表1是配制水泥标样所用材料的成分组成；表一2 为配制好的1 0 个标准样的S 0 3 、M g O 含量。 表一1 为配制水泥标准样的各物料成分5 0 3M g OS i 0 2A I z 0 3F e z 0 3C a O 熟料0 8 02 _ 3 02 1 6 84 8 33 3 36 5 2 8石膏3 7 8 50 3 7废渣0 0 50 4 88 4 4 45 + 5 23 3 30 5 4石灰石O 5 91 8 14 8 51 4 5O 5 54 9 4 3IC 0 1C 0 2C 0 3C 0 4C 0 5C 0 6C 0 7C 0 8 C 0 9C 1 0jS 0 31 0 11 7 01 9 82 3 82 5 02 5 42 6 32 9 13 2 03 6 2IM g O5 1 32 7 S2 1 92 3 72 9 84 0 32 4 41 9 01 6 82 5 62 2 压片法制样方法2 2 1 助磨剂和粘结剂研磨样时加入助磨剂目的是发挥助磨作用，并使物料研磨后不粘磨。加入粘结剂，是使粉状物料与粘结剂经研磨均匀后，压制出有较好的粘结性并具一定的强度样品压片，使压片送进荧光仪真空室检测时，不会松散脱落，避免 污染荧光分析仪及影响分析结果。经试验后，选用Y B 剂作为助磨剂、起粘结作用的J Q 作为粘结剂。2 2 2 试样的称样量为使压好的水泥样具一定的厚度，并大于3 m m ，才使检测的结果重现性 好。根据物料的比重确定的称样量，比重大的，体积相对较小：由水泥的比重经试验后得出，称水泥样1 2 5 克加2 5 克J Q 粘结剂已能满足到压片的厚度；1 92 2 3 研磨时间的确定为使压好的水泥样颗粒保持在小于6 0 ur r l 以下，以便于消除颗粒过粗引至的颗粒效应而导至的分析误差，经试验后得出，加入3 - 5 滴助磨剂后，水泥样研磨1 8 0 S 时所含的s 0 3 、M g O 其x 荧光强度已能发挥至最大，并随研 时间的延长其X 荧光强度趋于稳定，应用于生产控制为了既省时又节约电能， 所以水泥样研磨时间定为1 8 0 秒己足够。以下表3 - 1 、表3 2 数据为标样C 0 1 、C 0 5 、C 0 8 、C I O 不同研磨时间的S 与M g 的X 荧光强度值：f 图- - ) 表3 1S 的x 荧光强度 研磨时间C 0 1C 0 5C 0 8C I O选择1 2 0 S2 6 5 6 87 3 0 4 38 6 1 6 81 0 3 3 5 2 1 6 0 S2 8 4 9 47 3 3 8 58 6 5 11 0 3 4 6 3 1 8 0 S2 ，9 8 2 17 3 9 9 78 7 1 2 21 0 3 5 5 6V】9 0 S2 9 8 9 67 3 9 3 68 7 0 6 11 0 3 5 6 82 0 0 S2 9 9 1 77 3 8 5 78 6 9 8 21 0 3 5 5 9 M g 的x 荧光强度研磨时间C 0 1C 0 5C 0 8C l O选择1 2 0 S3 5 2 8 92 5 2 3 71 0 1 1 61 9 4 5 41 6 0 S4 0 9 2 82 5 5 7 91 3 7 5 52 1 0 4 31 8 0 S4 4 0 8 42 6 1 9 11 5 9 1 12 2 2 5 9V1 9 0 S4 4 2 0 22 6 1 3 01 6 0 1 92 2 4 1 12 0 0 S4 4 1 3 12 6 0 5 11 6 0 5 82 2 3 0 32 2 4 压片时使用的压力及保压时间经用5 t 、1 0 t 、1 5 t 、2 0 t 、2 5 t 的压力试样进行压片，及保持压力2 0 S 进行试验，得到用1 0t 压力保持压力2 0 S 时的水泥压片表面光滑，而且测量的S 0 3 、M g O 的x 荧光强度达到稳定，所以样品压片时采用2 0 t 压力，并保压2 0 秒。2 3 样品制备准确称取水泥样品1 2 5 0 9 ，粘结刹2 ，5 略，放入水泥磨盘中并加入3 至4滴助磨剂，放在振动磨内研磨1 8 0 S 后，将磨好的样品全部压片，压片时采用1 0 t 压力，并保压2 0 秒。压制好的样品要用吸尘嚣清干净压片表面的浮灰，并且避免样品待测面受到污染及摩擦：这时样品可送入荧光仪进行检测。3 分析仪的工作条件3 1 要保持荧光仪分析的结果的稳定，须做到：为A R L 9 8 0 0 荧光仪配备电源稳压器，保障分析仪运行时的稳定：严格控制分析室室温在2 2 + _ 2 。C ，避免因室温忽高忽低使荧光仪检测系统的分光晶体变形而影响分光效率1 2 ，从而影响分析结果。3 2A R L 9 8 0 0 荧光仪高压的选择，据x 射线对元素激发特征，、高电压对重元素的激发有利，高电流对轻元素的激发有利3 1 ，为能顾及到其他分析曲线重元素( F e 与轻元素( s ，A I ，M g ) ，并根据仪器的X 射线发生器：最大电压5 0 k V ，最高电流2 0 m A ( 综合选择不超过6 0 0 w ) 的技术参数要求，所以电压选用3 0 K V , 电流选用2 0 m A 。4 水泥分析曲线的建立4 1 分析曲线的命名和设置分析元素。4 2 输入标准样元素化学浓度至浓度文件中。4 3 将备好的1 0 个水泥标准样，用上述的制样方法将标准样压片好用A R L 9 8 0 0 荧光分析仪分别对S 、M g 的X 荧光强度进行检测。4 4 分别对S 、M g 浓度与强度建立的曲线进行回归分析，获得S 、M g 线性较好的分析曲线。5 验证与讨论5 1A R L 9 8 0 0O A S I S 分析仪的稳定性测试，如对同一样品连测1 1 次以上，其标准偏差不超过0 1 0 ，说明仪器状态较稳定，检测结果重现好，值得信赖。表4 数据是用A R L 9 8 0 0 荧光仪对水泥标准样C 0 5 进行连续检测1 1 次的结果。其标准偏差小于0 1 0 ，说明仪器检测结果的稳定性，重现性很好。l234567891 01 1标准偏差S 0 325 42 5 22 5 325 32 5 22 5 42 5 32 5 32 5 32 5 22 5 3O 0 1M g O2 9 92 9 93 0 23 0 03 O l30 13 0 23 0 03 0 13 0 23 0 3O O l5 2 不同品种水泥压片法制样的x 荧光检测与化学分析检测结果对比，误差均在允许误差范围内。见下：2 1表一5S 0 3M g O化学分荧光分允许误化学分荧光分允许误样品误差样品误差析析差析析差S 1 1 6 0 0 12 5 92 5 7加0 2S 1 1 6 0 0 12 2 92 1 80 1 l$ 1 1 6 0 4 02 7 52 6 4O 1 1S 1 1 6 0 4 022 02 1 90 0 1S I l 5 0 4 22 9 42 8 9- 0 0 5S I l 5 0 4 22 1 21 9 70 1 5S 1 1 5 0 5 82 8 42 9 80 1 4S 1 1 5 0 5 82 1 82 1 10 0 7S I l 5 1 5 42 4 62 4 50 0 1S 1 1 5 1 5 42 2 92 2 90 0 0S 0 5 0 3 72 6 82 6 90 0 lS 0 5 0 3 72 5 82 3 50 2 3 02 00 3 0S 0 5 0 9 l2 5 72 4 80 0 9S 0 5 0 9 12 1 72 2 8O 1 1S 0 4 0 2 42 6 22 5 9- 0 0 3S 0 4 0 2 42 0 72 1 10 0 4S 1 1 6 0 5 6S I l 6 0 5 6 寄国家2 8 02 6 201 8寄国家2 4 02 3 70 0 3 对比样对比样省站对省站对 比样2 ，6 42 7 10 0 7比样1 7 71 7 80 0 1由表4 ，表一5 看出，因为荧光仪的稳定性较好，使得用其检测样品的结果亦相当稳定；荧光分析与化学分析结果对比，其误差均在国家标准允许的误差范围内；荧光分析与国家，省站对比样对比中，其结果也能与国家和省站的化学分析结果对上，上述数据说明此种方法结果准性好、可靠性高。压片x 荧光分析法由制样至检测出结果约7 分钟，检测时间为1 分钟，比化学分析2 小时出结果，其快速不言而喻，大大提高了工作效率。我司用此方法应用于水泥生产质量监控，效果很理想。依据压片x 荧光分析法检测出水泥的结果，在S 0 3 、M g O 超标或波动较大时，便