熒光分析測(cè)定S03的制樣方法探討

熒光分析測(cè)定S03的制樣方法探討 

 
 1  問題的提出

    在用熒光分析儀測(cè)定水泥中各元素含量的過程中，由于粉煤灰等混合材的摻入，使得水泥樣片黏結(jié)性差，強(qiáng)度低，易起邊、開裂、掉塊，既不利于儀器安全的防護(hù)，又影響測(cè)定結(jié)果的精度。我公司熒光分析儀探測(cè)器、濾波片位于樣品下方，任何粉塵的掉入都可能污染儀器，對(duì)儀器產(chǎn)生嚴(yán)重影響。對(duì)此，我們想到了儀器的“二次安全窗口”。“二次安全窗口”是牛津公司基于儀器防塵、防污染而設(shè)計(jì)，主要用于液體樣品的測(cè)定。二次安全窗口由內(nèi)外兩個(gè)塑料卡環(huán)組成，安裝時(shí)將一張窗口膜覆蓋在外卡環(huán)上面，然后將內(nèi)卡環(huán)從上端緊貼外卡環(huán)內(nèi)側(cè)將窗口膜用力壓下，內(nèi)外環(huán)重疊在一起時(shí)形成的張力使窗口膜在卡環(huán)底部形成一個(gè)繃緊的膜平面。該膜平面起著隔離樣品，防塵、防止樣品污染儀器的作用。在使用氣體凈化時(shí)，還可以減少氦氣或其他凈化氣體的泄漏。我們決定試驗(yàn)將“二次安全窗口”用于水泥中SO3的測(cè)定。

2 試驗(yàn)

2．1 試驗(yàn)設(shè)備與試劑

    LAB-X3500熒光分析儀；振動(dòng)磨；DY-3型電動(dòng)壓片機(jī)；熒光模具；二次安全窗口。三乙醇胺。

2．2 試驗(yàn)準(zhǔn)備

    選取水泥樣品，過篩，混勻，然后按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)均勻性試驗(yàn)合格后，分別用于不同條件下樣品的制備；選取物理室小磨粉磨熟料（加入石膏混磨，SO3含量與水泥基本一致）作為對(duì)比樣品。以上樣品均采用熟料硫曲線檢測(cè)樣品射線的穩(wěn)定性。

    熒光分析儀早期建有一條熟料硫曲線，用于檢驗(yàn)出窯熟料和物理室小磨粉磨熟料的SO3含量。該曲線設(shè)定條件與水泥硫元素曲線設(shè)定條件*一致。

2．3 試驗(yàn)樣品的制備

2．3．1  水泥樣品的制備

    制備條件1：稱樣15g，滴加三乙醇胺助磨劑1滴，在振動(dòng)磨內(nèi)粉磨3min。將粉磨后樣品稱取8.8g倒入熒光模具內(nèi)，在壓力機(jī)上加壓至20t并保壓30s制成樣片。該樣品在二次安全窗口內(nèi)測(cè)定。樣片質(zhì)量狀況：測(cè)定面平整光滑，但起邊，開裂，易掉塊。

    制備條件2：稱樣8.8g倒入熒光模具內(nèi)，在壓力機(jī)上加壓至20t并保壓30s制成樣片。該樣品在二次安全窗口內(nèi)測(cè)定。樣片質(zhì)量狀況：測(cè)定面平整略顯松散，強(qiáng)度低，受摩擦、碰撞容易掉塵。

    制備條件3：將樣品粉末不經(jīng)加壓處理，直接倒入二次安全窗口內(nèi)l／2體積，用吸球吹去外壁水泥粉末，輕輕震蕩外壁至樣片底面無(wú)明顯裂紋。

2．3．2熟料樣品制備

    選取一個(gè)熟料樣品，制備條件同樣品1，作為對(duì)比樣品。熟料具有黏結(jié)性好的特點(diǎn)，采用該制備條件制取的樣品質(zhì)地密實(shí)，具有較高的強(qiáng)度，表面光滑細(xì)膩。該樣品測(cè)定不采用二次安全窗口。

2．4 測(cè)定及數(shù)據(jù)處理

    將熟料對(duì)比樣品以及水泥樣品用熒光分析儀熟料硫元素曲線逐一測(cè)定射線強(qiáng)度。為保證樣品的代表性，制備條件l、制備條件2樣品與熟料樣品分別制作5個(gè)樣，制備條件3樣品重復(fù)測(cè)定5次，分別進(jìn)行數(shù)理分析。三種制備條件樣品為同一水泥樣品。測(cè)定結(jié)果見表l。

 

    從表l可以看出：三種條件下射線強(qiáng)度對(duì)比為條件2>條件1>條件3。條件3樣品是沒有經(jīng)過處理的水泥粉末，顆粒堆積密度zui低，所以強(qiáng)度值z(mì)ui低；水泥樣品中，硫元素射線強(qiáng)度隨著水泥粒度的降低而降低，所以在所受壓力相等的情況下，條件2>條件l。熟料樣品用于對(duì)比水泥樣品射線的穩(wěn)定性，在此不做強(qiáng)度對(duì)比分析。

    射線穩(wěn)定性對(duì)比為條件2>條件1>條件3，但各制備條件與熟料對(duì)比樣品的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差相差并不大，都有較好的穩(wěn)定性，都可用于分析水泥硫元素。

    三種制樣條件比較：制備條件1制樣過程繁瑣，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，且測(cè)定精度與其他條件相比沒有明顯優(yōu)勢(shì)，不宜采用。制備條件3，省時(shí)省力，但考慮到二次安全窗口膜易受樣品顆粒擠壓摩擦而產(chǎn)生細(xì)微的孔洞，采用粉末直接測(cè)定，如果操作不當(dāng)將直接影響到儀器的安全性，所以也不宜采用。綜合考慮，決定選用樣品制備條件2作為建立曲線制備的條件。

3  建立曲線

3．1 樣品的選擇與制備

    選擇水泥生產(chǎn)過程中同一強(qiáng)度等級(jí)不同硫含量樣品，過篩、混勻，均勻性試驗(yàn)合格后用樹脂法定值。將水泥樣品按硫含量高低排序，選用制備條件2制備樣品。

3．2 建立曲線

在二次安全窗口內(nèi)用熒光分析儀按步驟建立水泥硫元素曲線。然后，選擇“誤差分析”查看曲線誤差情況。儀器修正曲線后的誤差分析見表2。



4  應(yīng)用

    將該曲線試用于生產(chǎn)，同時(shí)用樹脂法跟蹤測(cè)定，單樣品測(cè)定結(jié)果對(duì)比見表3，日樣品平均測(cè)定結(jié)果對(duì)比見表4。

     

    表3、表4數(shù)據(jù)表明，該曲線使用效果非常好，*可以用于水泥生產(chǎn)過程中SO3的控制測(cè)定。

5  總結(jié)及建議

    1）二次安全窗口的應(yīng)用成功地解決了樣品對(duì)儀器的污染問題，為制樣方法的多樣性提供了條件。以上試驗(yàn)也充分證明了硫元素對(duì)制樣條件的良好的適應(yīng)性。

    2）受基體效應(yīng)影響，不同強(qiáng)度等級(jí)不同配比水泥應(yīng)分別建立曲線，否則將產(chǎn)生較大誤差。

    3）熒光分析是一種相對(duì)測(cè)量手段，除對(duì)儀器日常維護(hù)外，每間隔一段時(shí)間應(yīng)用化學(xué)分析方法檢驗(yàn)曲線的準(zhǔn)確性。

     4）熒光分析二次安全窗口膜的選用要綜合考慮每一種材料在強(qiáng)度、X射線透射和純度方面的性能。聚碳酸酯薄膜或麥拉膜對(duì)二次X射線強(qiáng)度吸收率非常低，窗口膜一般選用這兩種薄膜。安裝到二次安全窗口的薄膜不得有褶皺及破損的地方，使用過程中注意保持窗口的清潔。

 本文來自: 中國(guó)水泥工藝網(wǎng)（www.sngyw.com）