Determination of limestone addition in cement manufacture
Aplikace | 2022 | Thermo Fisher ScientificInstrumentace
V cementárenském průmyslu roste tlak na optimalizaci výrobních nákladů a současné plnění legislativních požadavků na přídavek vápence do portlandského cementu. Přesná a rychlá kvantifikace koncentrace CaCO₃ v cementu je klíčová pro zajištění kvality konečného produktu, snížení odpadu a zefektivnění výrobních procesů.
Hlavním cílem bylo ověřit schopnost integrovaného XRF/XRD systému ARL 9900 Series stanovit přídavek vápence (CaCO₃) v šedých i bílých cementových vzorcích a klinkerech s dostatečnou přesností, citlivostí a opakovatelností.
Pro analýzu byl použit Thermo Scientific ARL 9900 Series kombinující:
Vzorky (šedé i bílé cementy, klinkery) byly lisovány do pelet při 15 t po dobu 40 s bez pojiva. XRD měření probíhalo v rozsahu 2,25–2,50 Å, přičemž pro kvantifikaci CaCO₃ byla využita intenzita píku na 2,495 Å.
Pro šedé portlandské cementy (8 standardů) byla získána kalibrační přímka s přesností SEE 0,08 %, citlivostí 162 cps/% a mezí detekce 505 ppm. U bílých cementů a klinkerů (6 standardů) dosáhla metoda SEE 0,17 %, citlivosti 131 cps/% a meze detekce 645 ppm. Krátkodobá i dlouhodobá stabilita na vzorku s 7,17 % CO₂ prokázala standardní odchylku pouhých 0,024 %.
Integrovaný XRF/XRD přístup umožňuje:
Očekává se další rozšíření integrovaných technik pro online monitorování výrobních linek, automatizaci přípravy vzorků a rozšíření kalibrací na další fázové složky. Rovněž je perspektivní aplikace strojového učení pro zlepšení vyhodnocení XRD dat a predikci kvality cementu v reálném čase.
Studie prokázala, že systém ARL 9900 Series dokáže s vysokou citlivostí, přesností a stabilitou kvantifikovat přídavek vápence v portlandských cementech i klinkerech. Integrace XRF a XRD v jednom přístroji zjednodušuje analytický workflow, zkracuje dobu analýzy a snižuje provozní náklady.
X-ray, XRD
ZaměřeníPrůmysl a chemie
VýrobceThermo Fisher Scientific
Souhrn
Význam tématu
V cementárenském průmyslu roste tlak na optimalizaci výrobních nákladů a současné plnění legislativních požadavků na přídavek vápence do portlandského cementu. Přesná a rychlá kvantifikace koncentrace CaCO₃ v cementu je klíčová pro zajištění kvality konečného produktu, snížení odpadu a zefektivnění výrobních procesů.
Cíle a přehled studie / článku
Hlavním cílem bylo ověřit schopnost integrovaného XRF/XRD systému ARL 9900 Series stanovit přídavek vápence (CaCO₃) v šedých i bílých cementových vzorcích a klinkerech s dostatečnou přesností, citlivostí a opakovatelností.
Použitá metodika a instrumentace
Pro analýzu byl použit Thermo Scientific ARL 9900 Series kombinující:
- XRF spektrometr s více monokrystalickými difraktory pro analýzu hlavních oxidů.
- Integrovaný XRD systém s Moiré fringe polohovací technologií pro fázovou analýzu CaO, CaCO₃ a SiO₂.
Vzorky (šedé i bílé cementy, klinkery) byly lisovány do pelet při 15 t po dobu 40 s bez pojiva. XRD měření probíhalo v rozsahu 2,25–2,50 Å, přičemž pro kvantifikaci CaCO₃ byla využita intenzita píku na 2,495 Å.
Hlavní výsledky a diskuse
Pro šedé portlandské cementy (8 standardů) byla získána kalibrační přímka s přesností SEE 0,08 %, citlivostí 162 cps/% a mezí detekce 505 ppm. U bílých cementů a klinkerů (6 standardů) dosáhla metoda SEE 0,17 %, citlivosti 131 cps/% a meze detekce 645 ppm. Krátkodobá i dlouhodobá stabilita na vzorku s 7,17 % CO₂ prokázala standardní odchylku pouhých 0,024 %.
Přínosy a praktické využití metody
Integrovaný XRF/XRD přístup umožňuje:
- Jednotné měření hlavních oxidů a fázových složek cementu jedním přístrojem.
- Odhad obsahu vápence přímo na základě CaCO₃ fáze, bez rušivých vlivů kontaminantů či pojiv.
- Snížení provozních nákladů a zvýšení efektivity laboratoře.
Budoucí trendy a možnosti využití
Očekává se další rozšíření integrovaných technik pro online monitorování výrobních linek, automatizaci přípravy vzorků a rozšíření kalibrací na další fázové složky. Rovněž je perspektivní aplikace strojového učení pro zlepšení vyhodnocení XRD dat a predikci kvality cementu v reálném čase.
Závěr
Studie prokázala, že systém ARL 9900 Series dokáže s vysokou citlivostí, přesností a stabilitou kvantifikovat přídavek vápence v portlandských cementech i klinkerech. Integrace XRF a XRD v jednom přístroji zjednodušuje analytický workflow, zkracuje dobu analýzy a snižuje provozní náklady.
Reference
- Thermo Fisher Scientific. Application Note AN41302 Determination of limestone addition in cement manufacture. 2022.
Obsah byl automaticky vytvořen z originálního PDF dokumentu pomocí AI a může obsahovat nepřesnosti.
Podobná PDF
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
Free Lime Determination in Clinker
2020|Thermo Fisher Scientific|Aplikace
APPLICATION NOTE ARL 9900 Series XRF Spectrometer with Compact Integrated XRD System Key words ARL 9900, cement, free lime, Integrated XRF-XRD, X-ray Fluorescence, X-ray Diffraction Introduction Calcination of cement raw materials in the kiln produces a material called clinker. Free…
Klíčová slova
lime, limexrf, xrfxrd, xrdclinker, clinkerfree, freediffraction, diffractioncao, caokiln, kilncement, cementcal’d, cal’destimate, estimatesystem, systemintegrated, integratedray, raymoiré
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
Thermo Scientific ARL 9900 IntelliPower Series
2024|Thermo Fisher Scientific|Brožury a specifikace
X-ray fluorescence Thermo Scientific ARL 9900 IntelliPower Series Unique X-ray fluorescence spectrometers with integrated XRD capability Iron and Steel • Cement • Aluminum • Copper • Mining ARL 9900 IntelliPower Series X-ray Spectrometers A complete laboratory in one instrument The…
Klíčová slova
ray, rayxrd, xrdgoniometers, goniometersarl, arlcompact, compactanalysis, analysiscrystal, crystalelements, elementsgoniometer, goniometerautomation, automationcrystals, crystalscorrection, correctionintegrated, integratedxrf, xrfmicroprocessor