熒光分析測定S03的制樣方法探討

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(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)，又影響測定結(jié)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(chǎn)生嚴(yán)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(shè)計(jì)，主要用于液體樣品的測定。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）作為對比樣品。以上樣品均采用熟料硫曲線檢測樣品射線的穩(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)測定。樣片質(zhì)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(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)測定。樣片質(zhì)量狀況：測定面平整略顯松散，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。該樣品測定不采用二次安全窗口。

2．4 測定及數(shù)據(jù)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(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zui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。熟料樣品用于對比水泥樣品射線的穩(wěn)定性，在此不做強(qiáng)度對比分析。

    射線穩(wěn)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(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，且測定精度與其他條件相比沒有明顯優(yōu)勢，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)用樹脂法跟蹤測定，單樣品測定結(jié)果對比見表3，日樣品平均測定結(jié)果對比見表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測量手段，除對儀器日常維護(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: 中國水泥工藝網(wǎng)（www.sngyw.com）