Một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất của công nghiệp sản xuất xi măng là kiểm tra xem thành phần nguyên liệu, các sản phẩm trung gian và xi măng có phù hợp với các chứng chỉ của quá trình công nghệ hay không.
Nhiễu xạ kế rơn ghen D8 ADVANCE và D4 ENDEAVOR
Trong các phòng thí nghiệm của nhà máy người ta thường dùng các phương pháp "Hoá học ướt", như phương pháp chuẩn độ. Với độ chính xác và độ tin cậy cao của các kết quả, công nghệ này đòi hỏi thời gian nhiều để tiến hành phân tích. Bởi vậy trong một số thập niên vừa qua người ta đã tiến hành nghiên cứu và đưa ra những phương pháp mới để xác định thành phần hoá học và pha của các vật liệu dựa trên hiệu ứng tác động tương hỗ của tia Rơn ghen với vật chất.
Quang phổ kế Rơn ghen
Quang phổ kế Rơn ghen nối tiếp S4 EXPLORER của hãng Bruker cho phép xác định nồng độ các nguyên tố hoá học từ berilia tới urana với độ chính xác và tốc độ cao. Trong bảng 1 là các kết quả đo hàm lượng của 9 thành phần trong hỗn hợp nguyên liệu xi măng, toàn bộ thời gian phân tích chưa đến 3 phút.
| ' border=0 src='/image/images?img_id=com.vportal.portlet.vcms.model.VcmsArticle.3230.355' /> |
| |
Để nghiên cứu các vật liệu sản xuất xi măng trên quang phổ kế Rơn ghen cần phải chuẩn bị chúng trước. Có thể là nung nóng chảy vật chất với chất trợ dung, hoặc nghiền kết hợp với ép tiếp sau. Thiết bị nung nóng chảy của HD Electronik, máy nghiền và máy ép của công ty Herzog.
Việc bảo đảm bằng chương trình SPECTRAplus cho quang phổ kế rơn ghen S4 EXPLORER cho phép tự động hoá tối đa quá trình định cỡ và chuẩn độ thiết bị, thu thập và phân tích các dữ liệu. Chi phí khai thác sử dụng quang phổ kế này rất thấp. Quang phổ kế này có độ linh động lớn, dễ dàng điều chỉnh để giải quyết các bài toán phân tích khác nhau xuất hiện trong sản xuất xi măng khi hiện đại hoá công nghệ, sử dụng để nghiên cứu nước thải và xác định mức độ nhiễm bẩn các kim loại nặng của các vật liệu được sử dụng.
Nhiễu xạ kế Rơn ghen
Phân tích lượng pha thường được tiến hành thông qua việc định cỡ nhiễu xạ kế nhờ sự hỗ trợ của các mẫu tiêu chuẩn với hàm lượng cho trước của vật liệu thí nghiệm. Xác định hàm lượng CaO tự do là nhiệm vụ của phân tích bằng nhiễu xạ kế Rơn ghen trong công nghiệp xi măng. Ngay cả hiện nay một số nhà sản xuất thiết bị đề xuất các nhiễu xạ kế có phạm vi các góc đo nhiêũ xạ hạn chế, chỉ phù hợp với việc xác định hàm lượng CaO tự do. Tuy nhiên, sản xuất xi măng hiện đại đòi hỏi giải pháp quang phổ lớn hơn được sử dụng để phân tích pha của clinke. Để làm được như vậy cần phải có khả năng quét được biểu đồ nhiễu xạ trên toàn bộ phạm vi dao động của các góc.
Ngày nay, công ty Bruker Đức đã chào hàng các nhiễu xạ kế D8 ADVANCE và D4 ENDEAVOR, được trang bị gói phần mềm DIFFRACplus với các mo đun TOPAS phương pháp Rietveld và DQUANT phương pháp phân tích lượng pha có định cỡ.
Nhiễu xạ kế D8 ADVANCE có thể chụp được các biểu đồ nhiễu xạ trong phạm vi rộng các góc với độ chính xác cao.
Để kiểm tra tự động quá trình nên sử dụng nhiễu xạ kế D4 ENDEAVOR, có thể đo được chùm tia phân tán trong dải rộng các góc với độ chính xác cao. Giải pháp tiêu chuẩn cho phép tiến hành nghiên cứu thành phần khoáng của clinke và xi măng theo phương pháp Rietveld. Phân tích thành phần clinke gồm các pha sau: Alit C3S, belit C2S, aluminat C3A, alumoferit C4AF, vôi tự do CaO, periclazơ MgO, các sun phát kiềm khác và thạch anh SiO2.
Ngoài việc tiến hành phân tích pha của clinke hay xi măng pooclăng, hệ thống này có thể giải quyết các bài toán phân tích khác xuất hiện trong sản xuất xi măng, đó là xác định thành phần khoáng của hỗn hợp nguyên liệu hàm lượng thạch anh, đôlomit, xác định thành phần pha của các phụ gia trong xi măng hỗn hợp, nghiên cứu bụi được hút bằng các phin lọc, nghiên cứu các mẫu lấy từ các giai đoạn nung khác nhau.
Cần lưu ý rằng, làm việc với thiết bị Rơn ghen của Bruker không có ảnh hưởng tới sức khoẻ. Trong kết cấu của hệ thống phân tích có các hệ thống bảo vệ nhiều tầng, tránh cho các nhân viên vận hành khỏi tác động của phóng xạ, đạt mọi tiêu chuẩn về an toàn của EU, Đức và Nga. Tất cả các thiết bị của Bruker đều được cấp chứng chỉ của Tiêu chuẩn Nhà nước LB Nga.
| ' border=0 src='/image/images?img_id=com.vportal.portlet.vcms.model.VcmsArticle.3230.390' /> |
| Quang phổ kế S4 EXPLORER và Nhiễu xạ kế D4 ENDEAVOR trong tổ hợp thí nghiệm tự động hóa |
Đinh Bá Lô
Nguồn tin: Theo T/C "Xi măng" Nga, N5-6/2005