Free Lime Determination in Clinker
Aplikace | 2020 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
Monitorování volného CaO v klinkeru je klíčové pro kontrolu kvality cementu. Nadbytek volného vápna vede k nežádoucím objemovým změnám, prodloužení doby tuhnutí a snížení pevnosti. Přesné měření umožňuje optimalizovat provozní parametry rotační pece, zlepšit reaktivitu slínku a snížit energetickou náročnost.
Cílem studie je představit inovativní řešení společnosti Thermo Fisher Scientific – přístroj ARL 9900 Series s integrovanou XRF-XRD technologií – pro kvantifikaci volného vápna v klinkeru bez potřeby samostatné XRD analýzy či mokrých chemických metod.
Analýza proběhla na šesti standardních sadách klinkeru. Vzorky byly mleté s použitím dvou vložek (200 mg) po dobu 10 s a lisovány při 15 t po 40 s. Měření se provádělo na přístroji Thermo Scientific ARL 9900 Series IntelliPower™, kde je do kompaktního XRF spektrometru integrován difrakční systém s moiré polohovacím mechanismem pro vysokou opakovatelnost úhlové polohy.
Kalibrace difrakčního systému na charakteristický pik volného CaO (d=2,41 Å) prokázala lineární odezvu s citlivostí 600 cps/% CaO. Mez detekce je stanovena na 156 ppm. Krátkodobá stabilita (10 měření, 80 s celkem) vykázala RSD kolem 1 % pro volné vápno i hlavní oxidy vyhodnocené XRF. Dlouhodobý test (50 h) ukázal fluktuaci ±0,02 % volného CaO. Tyto hodnoty potvrdily vynikající opakovatelnost a přesnost, převyšující mokré chemické metody až desetinásobně.
Kombinace XRF a XRD v jednom přístroji umožňuje:
Očekává se rozšíření kombinovaných XRF-XRD systémů v automatizovaných provozech pro průběžné sledování kvality surovin a produktů. Integrace s procesními řídicími systémy (Industry 4.0), vývoj pokročilého softwaru pro rychlé vyhodnocení fází a adaptace na nové přísady (např. vápenec) posílí konkurenceschopnost cementářského průmyslu.
Integrovaný systém ARL 9900 Series představuje spolehlivou a efektivní metodu pro kvantitativní stanovení volného CaO v klinkeru. Spojením XRF a XRD v jednom přístroji dochází k významné úspoře času, nákladů i zdrojů a současně k dosažení vysoké citlivosti a stability.
X-ray, XRD
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
Monitorování volného CaO v klinkeru je klíčové pro kontrolu kvality cementu. Nadbytek volného vápna vede k nežádoucím objemovým změnám, prodloužení doby tuhnutí a snížení pevnosti. Přesné měření umožňuje optimalizovat provozní parametry rotační pece, zlepšit reaktivitu slínku a snížit energetickou náročnost.
Cíle a přehled studie / článku
Cílem studie je představit inovativní řešení společnosti Thermo Fisher Scientific – přístroj ARL 9900 Series s integrovanou XRF-XRD technologií – pro kvantifikaci volného vápna v klinkeru bez potřeby samostatné XRD analýzy či mokrých chemických metod.
Použitá metodika a instrumentace
Analýza proběhla na šesti standardních sadách klinkeru. Vzorky byly mleté s použitím dvou vložek (200 mg) po dobu 10 s a lisovány při 15 t po 40 s. Měření se provádělo na přístroji Thermo Scientific ARL 9900 Series IntelliPower™, kde je do kompaktního XRF spektrometru integrován difrakční systém s moiré polohovacím mechanismem pro vysokou opakovatelnost úhlové polohy.
Hlavní výsledky a diskuse
Kalibrace difrakčního systému na charakteristický pik volného CaO (d=2,41 Å) prokázala lineární odezvu s citlivostí 600 cps/% CaO. Mez detekce je stanovena na 156 ppm. Krátkodobá stabilita (10 měření, 80 s celkem) vykázala RSD kolem 1 % pro volné vápno i hlavní oxidy vyhodnocené XRF. Dlouhodobý test (50 h) ukázal fluktuaci ±0,02 % volného CaO. Tyto hodnoty potvrdily vynikající opakovatelnost a přesnost, převyšující mokré chemické metody až desetinásobně.
Přínosy a praktické využití metody
Kombinace XRF a XRD v jednom přístroji umožňuje:
- současnou analýzu hlavních oxidů a fází volného vápna či kalcitu bez přesypávání vzorku,
- úsporu nákladů na samostatné difraktometry i spotřební chemii,
- zvýšení efektivity operátora a zkrácení doby analýzy,
- sledování dalších klíčových fází klinkeru (C3S, C2S, C3A, C4AF) a příměsí v syrovém materiálu.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se rozšíření kombinovaných XRF-XRD systémů v automatizovaných provozech pro průběžné sledování kvality surovin a produktů. Integrace s procesními řídicími systémy (Industry 4.0), vývoj pokročilého softwaru pro rychlé vyhodnocení fází a adaptace na nové přísady (např. vápenec) posílí konkurenceschopnost cementářského průmyslu.
Závěr
Integrovaný systém ARL 9900 Series představuje spolehlivou a efektivní metodu pro kvantitativní stanovení volného CaO v klinkeru. Spojením XRF a XRD v jednom přístroji dochází k významné úspoře času, nákladů i zdrojů a současně k dosažení vysoké citlivosti a stability.
Reference
- Thermo Fisher Scientific. Application Note AN41301: Free Lime Determination in Clinker, 2020.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
Free lime determination in clinker
2025|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note | AN41422 Free lime determination in clinker ARL X900 Series XRF Spectrometer with compact integrated XRD system Introduction The performance of the diffraction system has been improved by Calcination of cement raw materials in the kiln produces a…
Klíčová slova
xrf, xrflime, limediffraction, diffractionfree, freexrd, xrdcao, caoclinker, clinkerintegrated, integratedkiln, kilnkcps, kcpsdiffractometer, diffractometerray, raysystem, systeminnovative, innovativecement
Analysis of clinker phases with the Thermo Scientific ARL 9900 Total Cement Analyzer X-ray fluorescence system with compact XRD
2012|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Jairo Rueda, Henry Santamaria, Jorge Montana, Nestor Bernal and Renan Jaimes, Cementos Paz del Rio S.A., Columbia Bertrand Jequier and Felix Torres, Symtek, Columbia Key Words Cement, ARL 9900, XRD, XRF, Clinker phases Goal On-line quantification of clinker phases using…
Klíčová slova
xrd, xrdclinker, clinkermicroscopy, microscopybogue, boguecompact, compactintegrated, integratedkcps, kcpsphases, phasesxrf, xrfferrite, ferriteinterstitial, interstitiallime, limecao, caoquantitative, quantitativeconcentrations
Determination of limestone addition in cement manufacture
2022|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE ARL 9900 Series XRF Spectrometer with Compact Integrated XRD System Key words ARL 9900, Portland limestone cement, XRF/XRD Introduction There is a growing demand and interest in the cement industry to monitor the concentration of limestone, of which…
Klíčová slova
xrf, xrfxrd, xrdcement, cementlimestone, limestonecaco, cacoclinkers, clinkersdiffraction, diffractionkcps, kcpsaddition, additionfluorescence, fluorescencegrey, greydiff, diffanalysis, analysiscan, canestimate
Applications in cement industry
2024|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
Application note Applications in cement industry ARL X900 Simultaneous/Sequential X-Ray Fluorescence Spectrometer Author Introduction Didier Bonvin Wavelength dispersive X-ray fluorescence (WDXRF) allows measurement of up to 84 periodic table elements in samples of various forms and nature: solids or liquids,…
Klíčová slova
cement, cementclinker, clinkerray, rayxrd, xrdamorphous, amorphousdiffraction, diffractionintegrated, integratedgoniometer, goniometergbfs, gbfspozzolan, pozzolancontent, contentcaco, cacocao, caomonochromator, monochromatorchannels