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      X射線熒光分析儀生料曲線的改進及修正實踐應用

      時間:2021-01-15 點擊次數:349

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      1 工作曲線的初次建立

      1.1 標樣制備及曲線建立

      通過查閱相關資料并根據我公司具體生產實際,從生產現場分別取得石灰石、粘土、硫酸渣和綜合生料樣(成分含量接近平均配料目標值),樣品經烘干、破碎、均化、粉磨后,按照生料波動范圍,配制出12個標準曲線樣品。并經化學分析定值,借鑒兄弟企業標準樣品制備參數,在同一參數下依次完成樣品粉磨、壓片,將熒光分析儀調整至最佳狀態后按儀器操作提示完成工作曲線建立工作。

      1.2 結果對比

      從投入使用開始,連續進行12天出磨、入窯生料熒光-化學分析測定值跟蹤對比(待測樣品在制樣過程中與建立工作曲線的標準樣品的制樣方法完全一致。即:粉碎制樣質量、時間以及助磨劑質量相同,壓片操作方法完全相同),具體數據見表1。 同化學分析結果比較,熒光分析儀測試生料成分結果中Al2O3(%)、Fe2O3(%)含量偏差較小、準確率高,SiO2 (%)、CaO (%)含量偏差較大,準確率低于50%且沒有任何規律性,根本無法用于指導生料配料。

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      2. 熒光檢驗偏差分析

        影響熒光分析粉末壓片結果的主要因素有物料的細度(顆粒效應)和晶體結構差異,其中顆粒效應對SiO2、CaO的測定結果影響較大,而原料石灰石中因SiO2結晶條件不同所造成的晶體結構差異會使熒光X射線強度不同,測試結果發生較大偏差。為進一步改進熒光生料工作曲線的準度率,主要考慮消除以下四個因素。

        (1)公司實際出磨生料0.08mm篩余細度在20%~25%之間波動,熒光樣品粉磨后0.08mm篩余細度為1.0%,粒度偏粗。

        (2)合理的SiO2 (%)平均在1~5之間,平均不超過4.0。進廠石灰石化學分析檢驗結果SiO2 (%)平均為5.5左右,Al2O3(%)不超過0.3,理論反推發現根本無法配料,實際石灰石取樣代表性極差。

        (3)石灰石礦點偏多礦物效應影響嚴重,搭配均化效果不好成份變化大,用單點石灰石樣品配制建立的工作曲線適應性差,當進廠石灰石性質與取樣樣品中石灰石接近時測定結果較準確,與之偏離越大,熒光與分析偏差越大。

        (4)分析崗位工工作技能偏低,操作不規范,缺乏儀器維護、保養的知識和能力,因維護、使用和操作不當,造成系統檢驗偏差較大。

      3. 生料曲線的改進

      通過理論計算并結合實際生產數據修正,反推石灰石綜合樣化學成分,按照不同比例配制石灰石綜合樣及標準生料曲線樣品,對崗位工進行操作培訓后試驗確定最佳粉磨、壓片操作參數,按規定建立生料工作曲線。


      3.1 工作曲線樣品制備

      利用石灰石綜合樣(11種不同含量、不同礦點的石灰石按比例制成綜合樣(見表2)+粘土+基準生料樣配制12個樣品(制樣方法同上)。曲線樣品點中間密兩端疏布置,即:接近控制目標含量樣品點多,偏離目標值樣品點少。

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      3.2 崗位工培訓

        對熒光分析崗位工進行系統理論、操作和儀器維護培訓,經考核全部合格后上崗,通過統一規范操作,樣品檢驗偏差顯著減小,見表3。

      3.3 標樣制備參數

        為進一步減少顆粒效應對測定結果的影響,確保壓片再現性偏差可控,對制樣設備和樣品粉磨、壓片參數等進行了調整,見表4。

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      4 使用情況與修正

      4.1 使用情況

      新改進工作曲線投入使用初期,除受儀器穩定性影響SiO2準確性偏差外,其余各元素測定結果與化學分析相比,偏差均在容許范圍內(表5)。但是長期使用中熒光分析準確率呈階段性波動。


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      經持續跟蹤生料細度變化與熒光分析結果、準確率的關系,發現當出磨生料細度發生變化時,相對SiO2、Al2O3影響較大(表 6 );熒光樣品制樣設備改變引起粉磨細度變化對SiO2影響最為明顯,其次是Fe2O3(表7)。此外,熒光粉末壓片裝樣盒的更換也會影響檢驗結果,尤其對CaO影響較大,普遍新盒比舊盒結果偏大(表8)。

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      4.2 儀器修正

        實踐中發現受儀器穩定性、石灰石質量波動、物料細度等綜合因素的影響,熒光分析結果尤其是SiO2、CaO偏差相對較大。用三率值控制生料配料將會加劇生料質量的不穩定性,加之粉末壓片法不能完全消除礦物效應和顆粒效應,頻繁重做曲線又不太現實。經與化學分析偏差對比發現CaO絕對偏差>0.3%、SiO2絕對偏差超過0.50%出現的頻次很少,在短期內兩者之間偏差存在一定的規律性,這也為小幅度修正儀器偏差成為了可能。因此嘗試在用監測樣監控儀器穩定性的基礎上,跟蹤影響儀器的各種因素加以修正,使之可以持續指導生產。因此,公司以生料CaO、Fe2O3作為三組分配料控制指標(CaO±0.20、Fe2O3±0.10),根據每天熒光檢驗與分析對比結果偏差實時修正儀器(SiO2偏差小于0.35不予修正,只調整CaO配料指標),確保分析結果準確。此外,當生料熒光樣品粉磨機、研缽、裝樣盒更換時,都需要在使用前進行數據對比并修正(表9)。

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      4.3 實際應用效果

         從實際一年多修正運行結果來看,CaO、Fe2O3、Al2O3、MgO準確率均大于85%,SiO2準確率基本接近60%,入窯生料KH合格率由79.50%提升至91.37%,取得了較好的效果(表10)。

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      5.注意事項

        為保證儀器修正結果準確,除了按管理規程精心操作、用心維護儀器和強化考核外,還需要進行以下工作。

        (1)由于鈣硅允許檢驗偏差范圍分別為±0.20、±0.25,不可避免存在化學分析員工為了逃避校對樣超差考核,參照熒光分析數據人為修改生料檢驗結果的現象,建議不定期隨機選留瞬時生產樣品校對,或送省級檢驗機構進行對比分析,并加大考核力度確保分析檢驗數據的準確性。

        (2)樣品的細度、儀器穩定性對結果影響較大,利用監測樣品跟蹤監控儀器狀態,持續跟蹤粉磨后生料0.045mm篩余細度,對比細度對檢驗結果的影響,及時通過修正曲線或者延長粉磨時間的方法來消除。

        (3)當配料方案、原料發生較大改變或者樣品粉磨設備、研磨體或者熒光相關壓片機、裝樣盒等更換時,必須進行對比試驗,尋找規律及時修正或者重建工作曲線。

      6.結論

        在強化儀器穩定性監控的基礎上,通過儀器分析與化學分析對比偏差進行小幅度修正,不僅提高了儀器長期使用檢驗準確率,降低重新建立工作曲線的勞動強度,同時也達到穩定控制生料配料的目的。


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