熒光分析測定S03的制樣方法探討 

 
 1  問題的提出

    在用熒光分析儀測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，使得水泥樣片黏結性差，強度低，易起邊、開裂、掉塊，既不利于儀器安全的防護，又影響測定結果的精度。我公司熒光分析儀探測器、濾波片位于樣品下方，任何粉塵的掉入都可能污染儀器，對儀器產生嚴重影響。對此，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、防污染而設計，主要用于液體樣品的測定。二次安全窗口由內外兩個塑料卡環組成，安裝時將一張窗口膜覆蓋在外卡環上面，然后將內卡環從上端緊貼外卡環內側將窗口膜用力壓下，內外環重疊在一起時形成的張力使窗口膜在卡環底部形成一個繃緊的膜平面。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，還可以減少氦氣或其他凈化氣體的泄漏。我們決定試驗將“二次安全窗口”用于水泥中SO3的測定。

2 試驗

2．1 試驗設備與試劑

    LAB-X3500熒光分析儀；振動磨；DY-3型電動壓片機；熒光模具；二次安全窗口。三乙醇胺。

2．2 試驗準備

    選取水泥樣品，過篩，混勻，然后按照國家標準均勻性試驗合格后，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）作為對比樣品。以上樣品均采用熟料硫曲線檢測樣品射線的穩定性。

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

2．3 試驗樣品的制備

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，在振動磨內粉磨3min。將粉磨后樣品稱取8.8g倒入熒光模具內，在壓力機上加壓至20t并保壓30s制成樣片。該樣品在二次安全窗口內測定。樣片質量狀況：測定面平整光滑，但起邊，開裂，易掉塊。

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

    制備條件3：將樣品粉末不經加壓處理，直接倒入二次安全窗口內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明顯裂紋。

2．3．2熟料樣品制備

    選取一個熟料樣品，制備條件同樣品1，作為對比樣品。熟料具有黏結性好的特點，采用該制備條件制取的樣品質地密實，具有較高的強度，表面光滑細膩。該樣品測定不采用二次安全窗口。

2．4 測定及數據處理

    將熟料對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定射線強度。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個樣，制備條件3樣品重復測定5次，分別進行數理分析。三種制備條件樣品為同一水泥樣品。測定結果見表l。

    從表l可以看出：三種條件下射線強度對比為條件2>條件1>條件3。條件3樣品是沒有經過處理的水泥粉末，顆粒堆積密度zui低，所以強度值zui低；水泥樣品中，硫元素射線強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。熟料樣品用于對比水泥樣品射線的穩定性，在此不做強度對比分析。

    射線穩定性對比為條件2>條件1>條件3，但各制備條件與熟料對比樣品的相對標準偏差相差并不大，都有較好的穩定性，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，費時費力，且測定精度與其他條件相比沒有明顯優勢，不宜采用。制備條件3，省時省力，但考慮到二次安全窗口膜易受樣品顆粒擠壓摩擦而產生細微的孔洞，采用粉末直接測定，如果操作不當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

    選擇水泥生產過程中同一強度等級不同硫含量樣品，過篩、混勻，均勻性試驗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  應用

    將該曲線試用于生產，同時用樹脂法跟蹤測定，單樣品測定結果對比見表3，日樣品平均測定結果對比見表4。

    表3、表4數據表明，該曲線使用效果非常好，*可以用于水泥生產過程中SO3的控制測定。

5  總結及建議

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

    2）受基體效應影響，不同強度等級不同配比水泥應分別建立曲線，否則將產生較大誤差。

    3）熒光分析是一種相對測量手段，除對儀器日常維護外，每間隔一段時間應用化學分析方法檢驗曲線的準確性。

     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二次X射線強度吸收率非常低，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: 中國水泥工藝網（www.sngyw.com）