Способ рентгеноспектрального определения содержания шлака в цементе

 

Использование: анализ состава цементов . Сущность изобретения: облучают анализируемый образец и по крайней мере семь эталонных образцов цемента, содержащих известные количества шлака, Измеряют интенсивности характеристического рентгеновского излучения кальция, кремния и серы и определяют содержание шлака по расчетной модели. 1 пр., 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 6 01 N 23/223

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

100(ц д — кл (21) 4804025/25 (22) 19.03.90 (46) 23,10,М. Бюл. N . 39 (71) Государственный всесоюзный проектный и научно-исследовательский институт цементной промышленности (72) B.Р. Альперович, B.M, Перлов, Ш.Т. Нуруллаев, Ш.К, Исмаилов и M.Х. Рахимов (56) Определение содержания добавок в цементе. Временная отраслевая инструкция.

N. 21-11-82, М., 1982, с,10-12.

Там же, с.23-30.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов. черной и цветной металлургии и может быть использовано в тех отраслях народного хозяйства, в которых имеют место процессы дозированного смешения твердых материалов, отличных по химическому составу, а также для определения содержания других неорганических добавок.

Известен способ определения содержания добавок в цементе, основанный на различной растворимости клинкера и добавки в избытке соляной кислоты. Определяют кислотную растворимость("Титр" ) исходных компонентов и цемента, Специфической характеристикой является объем раствора щелочи, расходуемой на обратное титрование избытка кислоты. взятой для растворения навесок. Массовую долю добавки (Д) в цементе, выраженную в процентах, вычисляют по формуле.ЯЛ 1770868 А1 (54) СПОСОБ РЕНТГЕНОСПЕКТРАЛЬНОГО

ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ШЛАКА В

ЦЕМЕНТЕ (57) Использование; анализ состава цементов, Сущность изобретения: облучают анализируемый образец и по крайней мере семь эталонных образцов цемента, содержащих известные количества шлака, Измеряют интенсивности характеристического рентгеновского излучения кальция, кремния и серы и определяют содержание шлака по расчетной модели. 1 пр., 2 табл. где ц, кл, д и r — объемы щелочей (см ), з идущие на обратное титрование цемента, клинкера, добавки и гипса соответственно;

à — массовая доля гипса, 7,, Точность определения массовой доли добавок по этому способу должна характеризоваться средней квадратичной погрешностью при доверительной вероятности

0,95 для портландцемента 2 — 2,5 мас. ф„для шлакопортландцемента 3-5 мас.7, .

Наиболее близким по технической сущности к изобретейию является способ определения количества доменного шлака в цементе.

Способ основан на измерении интенсивностей рентгеновского флуоресцентного излучения выбранной аналитической линии какого-либо элемента от образцов цемента, клинкера, шлака и гипса и заключается в проведении трех эталон н ых измерений, построении расчетной модели и проведении рядовых измерений, Для портландцемента готовят три образца с содержанием шлака 5: 15. 25, а для шлакопортландцементов — с содержа1770868

30 табл.1

40 нием шлака 40; 50; 60%, Гипс добавляют в количестве 5% (сверх 100%). Кроме того, изготавливают образцы клинкера, шлака и гипса.

Из всех этих образцов готовят излучатели. квантометрируют их и измеряют интенсивность аналитической линии одного выбранного элемента на каждом излучателе. Затем строят расчетную модель. Для каждого контрольного цемента определяют поправочные коэффициенты

К 100 1ц Р 1Kn Г lr Ил

Ш !шл ! где 1кл, !ц, 1 >, lr — интенсивности рентгеновского флуоресцентного излучения выбранного элемента, входящего в состав клинкера, цемента, шлака и гипса;

Г и Р— содержание гипса и клинкера в цементе, %.

Затем эти коэффициенты усредняют и полученные значения используют при проведении рядовых измерений по формуле (1).

Определение добавки в цементе с неизвестным процентным содержанием добавки производят следующим образом (рядовые измерения), Отбирают пробы цемента, клинкера, добавки. гипса; изготавливают из них излучатели, квантометрируют их. Расчет добавки шлака производят по формуле

1ОО, — I } — Г (Ь- >.„л}

Кшл 1шл 1кл

Недостатки способа: длительное время процесса, что связано с необходимостью изготовления и квантометрирования четырех образцов(цемента, клинкера, гипса, добавки) для определения добавки только в одном цементе при проведении рядовых измерений; необходимость привлечения еще одного независимого метода для определения массовой доли гипса при проведении рядовых измерений; возможность появления неточных результатов из-за меняющегося химического состава компонентов цемента, так как коэффициент Кшл является функцией химического состава, а выборка из трех контрольных образцов для определения не является представительной при многообразии материалов.

Цель изобретения — повышение точности и экспрессности при массовых измерениях.

Поставленная цель достигается тем, что в способе рентгеноспектрального определения содержания шлака в цементе. заключающемся в облучении анализируемо о образца цемента и трех эталонных образцов цемента, содержащих известные количества шлака, и измерении интенсивности характеристического рентгеновского излучения кальция, дополнительно используют еще по крайней мере четыре эталонных образца, измеряют от всех образцов интенcNBHocTM рентгеновского излучения кремния и серы, а содержание шлака определяют по формуле

D% =ao+ $ а! +g g ьцhl .

1 где 11. 1! — интенсивности характеристического рентгеновского излучения от кальция, кремния и серы; а, а}, Ь!! — калибровочные коэффициенты, В расчетной формуле могут быть использованы кроме интенсивностей кальция, кремния и серы также интенсивности других элементов, входящих в состав цемента, например железа, фосфора и др, Число образцов, используемых для построения модели, можно увеличить сверх семи, и это повысит достоверность полученных результатов.

Пример. Способ опробован на Навоийском цементном заводе для определения содержания злектротермофосфорного шлака в цементах. Содержание шлака по предлагаемому способу определяют следующим образом. Отбирают пробы шлака, клинкера и гипса, идущие в производство цемента. Из них изготовляют десять излучатегей с содержанием компонентов, указанным в

Излучатели помещают в рентгеновский спектрометр СРМ-25. облучают их при U =

=24 кВ и = 80 мА и замеряют or них интенсивности флуоресцентного излучения в каналах кальция, кремния, серы, фосфора и железа, По этим измерениям строят расчетную модель, коэффициенты которой onределены методом наименьших квадратов:

D% = 363,084 + 74,717 Is} — 707,692х х!сл+ 2,695 is + 292,154 1сл 1сл, где 0% —; is}.

1сл, l s — интенсивности флуоресцентного излучения в каналах кремния, кальция и серы, относительные единицы.

Эта модель характеризуется средней невязкой Л= 0 % и среднеквадратическим отклонением з = 0,22%.

По этой расчетной модели проводят рядовые измерения по измерению содержания шлака в производственном цементе.

Рядовые измерения осуществляют путем отбора проб только цемента после цементных мельниц. Из этих проб цемента готовят излучатели и квантометрируют их в спектрометре с тем же репером. Подставляя полученные на рядовой пробе интенсивности (в

1770В68

Таблица 1

Состав эталонных образцов

Таблица 2

П е лагаемый способ

П ототип

Фактич. шлак, Дата

ММ пп

Шлак, 7; Откл,. (Шлак, Откл „

5,23

15,06

15,03

24,22

5,12

14,44

14,89

14,92

24,78

4,86

IS,16

14,62

15,20

0,64

2,46

1,97

2,45

2,29

0,80

1,87

1,92

1,22

3,08

0.42

1,96

1,85

12.09.89

0.23

0,06

0,06

0,03 — 0,18

0,12 — 0.56 — 0,1 1 — 0,08 — 0,22

- 0,14

0,16 — 0,38

5,64

17,46

16,97

17,45

27,29

5,80

16,87

16,92

16,22

28,08

5,42

16,96

16,85 }

3

5

7

9

11

12

5

4.11.89

4.12.89 относительных единицах) в расчетную модель, получают содержание добавки шлака в этом цементе.

Сравнительные испытания по определению точности содержания шлака в цемен- 5 тах по известному и предлагаемому способам проведены на контрольных пробах с известным содержанием шлака, гипса и клинкера.

Результаты определения содержания 10 шлака в контрольных пробах цемента, а также отклонения его от фактического содержания приведены в табл.2. Из нее следует, что точность определения содержания шлака в цементе по предлагаемому способу (Ь- 15

- — 0,09 p, s = 0,247ь} выше, чем по известному (Л = 1,95, s =- 1,027}.

Сравнение экспрессности предлагаемого и известного способов показало, что время,, затрачиваемое на один анализ по 20 предлагаемому способу определения шлака в цементе (30 мин) сокращается на 70 мин за счет исключения приготовления и квантометрирования образцов шлака, гипса и клинкера и химического анализа гипса в ря- 25 довых пробах, Таким образом, изобретение позволяет повысить точность и увеличить экспрессность способа.

Способ можно испольэовать для опре- 30 деления гипса и других добавок, применяемых для получения смешанных цементов, как природных (трепел, опокэ, глиеж, туф, трасс, порфироид и т,п.), так и техногенных (доменные гранулированные шлаки, электротермофосфорные шлаки, зола и т.п,).

Формула изобретения

Способ рентгеноспектрального определения содержания шлака в цементе, включающий облучение анализируемого образца цемента и трех эталонных образцов цемента, содержащих известные количества шлака, и измерение интенсивности характеристического рентгеновского излучения кальция, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и экспрессности определения, дополнительно используют еще по крайней мере четыре эталонных образца, измеряют от всех образцов интенсивности рентгеновского излучения кремния и серы, а содержание шлака определяют по формуле:

0 = aa + $ si li + g g bii li li .

1 где }ь II — интенсивности характеристического рентгеновского излучения кальция, кремния и серы, ао, а . Ьц — калибровочные коэффициенты.

1770868

Продолжение табл, 2

Составитель В.Альперович

Редактор Г.Бельская Техред M.Mîðгентал Корректор Э,Лончакова

Заказ 3738 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101