水泥水分检测仪

“十四五”生态环境监测规划、碳监测评估、碳达峰、碳中和……围绕生态环境的众多名词近两年成为各行各业关注的重点。中国碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现“碳中和”，推进碳排放实测技术迫在眉睫！作为能源、资源密集型行业，水泥生产过程中的二氧化碳排放量一直吸引着业界的关注。在双碳大背景下，促进能效提升，实现绿色转型，是水泥行业首当其冲的任务。水泥检测行业测什么？如何测？用什么仪器测？京津冀地区重要的水泥质检公司、河北金测检测认证有限公司（以下简称“金测公司”）副经理杨志威近日接受了仪器信息网的专访。采访中，杨志威给大家细细梳理了水泥检测行业的发展变革、现行检测技术概况以及未来发展规划等。河北金测检测认证有限公司 杨志威副经理过去！水泥检测行业重重改革，层层迭代金测公司前身为河北省建材产品质量监督检验站，最早挂靠于河北省建筑材料工业设计研究院，2022年6月正式更名。“就我个人来说，已经经历了公司三次大变革。”采访伊始，杨志威首先向我们讲述了公司发展史，“第一阶段是上世纪80年代，在这一阶段，我们尚属于事业单位性质，承接省内水泥产品检测业务；在第二阶段，2000年开始，国家对科研机构进行改革，我们改制成为河北省国资委管理下的科研型企业；第三阶段，紧跟新发展模式要求，企业检测服务板块得到进一步的整合，也完全走向市场化运作，形成了今天的河北金测检测认证有限公司。”虽然经历了多次发展变革，但是公司一直保持向前的脚步，在每个阶段都执行着新目标与新规划。公司在检验检测设备配置方面也经历了数次迭代更新，杨志威介绍说，从最早人工检测为主，设备为辅，到现在拥有多种自动化检测仪器；此外，引进更先进的自动化、智能化新设备也被提上了日程……凡此种种，都是金测公司多年来切实可见的成长。从产业发展的角度上来说，水泥制造的全过程都需要检验数据的参与。杨志威谈到：“各个水泥企业都有自己的检测部门，但数据的准确性如何把控？这就体现了第三方检测服务机构的重要性。”就金测公司而言，目前水泥和原材料检测的业务占比接近70%。一方面，作为第三方检测机构，金测公司能够为企业提供准确的产品各项指标检测数据；另一方面，还能够帮助各企业进行生产过程中的数据检测及对比校准。杨志威介绍：“目前各水泥企业每两个月至少提供给我们一个样品，由我们进行对比检测。及时纠正生产过程中的偏差，帮助企业解决问题，这是长久以来公司凭借专业技术服务积累下来的宝贵财富，是生产企业对金测公司服务质量的最大认可。”特别是，近两年来，国家提出双碳政策，建材行业制订了水泥等重点企业要在2023年前率先实现“碳达峰”的目标。基于此，杨志威表示，金测公司围绕生态绿色等理念也正在逐步推进精细化生产等一系列工作。现在！仪器检测助力产业发展，高效节能不论如何变革，检验检测机构始终是企业生产质量的“把关者”，其存在的重要性不言而喻，可以说，实时的数据监控是促进水泥制造业向高效节能方向发展的最重要的手段之一。从原材料的检测，到生产过程的实时监控，乃至对各个水泥产业的质量评估，检测都贯穿每一个环节。作为安全生产的把关者，水泥检测主要关注哪些指标呢？据杨志威介绍，目前我国现行的《GB175-2007通用硅酸盐水泥》对水泥的物理及化学指标均进行了相关的描述，物理指标包括水泥的强度、凝结时间、安定性、细度、标准稠度需水泥量、胶砂流动度；化学指标包括三氧化硫含量、氧化镁含量、烧失量百分比、氯离子含量、水溶性铬含量、碱含量。谈到检测过程中所需的仪器，杨志威表示：“从原材料到水泥熟料，再到水泥最终产品，所有的物理性质及化学性质都需要严格控制。在这个过程中，我们会用到很多仪器，比如物检设备有净浆搅拌机、砂浆搅拌机、振实台、压力机、抗折试验机、养护箱，化学分析设备有分析天平、高温炉、原子吸收仪、电位滴定仪、X射线荧光分析仪、分光光度计、火焰光度计，这些都是我们常用到的。”采访中，杨志威特别强调了氯离子的检测。据介绍，对水泥而言，氯离子是一项关乎民生安全的指标，如果其含量超过安全值范围，混凝土中的钢筋就会被缓慢腐蚀，造成重大安全隐患，威胁人民生命财产安全。鉴于此，《GB175-2007通用硅酸盐水泥》特别对水泥中氯离子含量进行了规定，要求其质量分数不得大于0.06%，这也是上一版国标中没有的。GB/T 176-2017水泥化学分析方法明确规定了氯离子检测的相关方法，包括硫氰酸氨容量法、自动电位滴定法、离子色谱法。这三种方法相比，自动电位滴定法具有明显的优势。杨志威对几种方法进行了简单的比较：“早期，氯离子的检测会用到汞试剂，整个过程会对实验人员产生健康危害，也会对环境造成污染；而离子色谱法成本较高，用户范围有限；标准中提到的电位滴定法准确度高，速度快，对环境污染较小，是目前比较受欢迎的方法。多数涉及水泥产品检测的单位目前基本上都已经配备了电位滴定仪。”据悉，鉴于电位滴定法在氯离子检测方面的优势，其相关的市场在 2016-2017年陆续兴起，2018-2019年进入市场高峰期，虽然现在正逐渐进入稳定期，但是仪器的更新换代也会让该市场保持稳定发展。针对氯离子的检测，金测公司使用的是雷磁的产品--ZDJ-5B 型自动滴定仪、ZDCL-1型自动滴定仪。据杨志威介绍：“金测公司与雷磁的相识源于2016年，当时正值国标GB/T176-2017即将实施，其中规定了氯离子检测用电位滴定的方法。我们通过选型调研，发现国产仪器中雷磁的产品优势明显。从2016年开始，我们相继引进了两台雷磁产品，并向河北省内的水泥企业推荐了雷磁的电位滴定仪，事实证明我们所做的选择和推荐是正确的。”实验室雷磁的产品金测公司使用雷磁产品的场景对于与雷磁的多年合作，杨志威也是非常认可的：“更深层的技术合作是我们非常期待的！雷磁的产品服务方面做得很好，工程师会亲临现场为用户进行仪器的安装和讲解，遇到问题也会迅速应对。记得有一次河北某企业的产品出现问题，雷磁工程师接到反馈后立即搭乘火车，当天赶到现场解决问题，这让我们印象非常深刻！”未来！水泥产业细化完善，自动化检测趋势尽显水泥属于产能过剩的产业，在未来仍然会有被细化、被细分的可能。下一步的大浪淘沙中，优质的企业会脱颖而出，当然也会有一批企业遭到淘汰。而在这个过程中，水泥相关的检测必然起到至关重要的作用。“水泥制造业未来一定会向自动化、智能化、数字化的方向发展，这是大趋势。”基于此，杨志威对水泥检测所需的仪器同样提出了自己的预期，“近五年来，虽然在化学分析上仍然有一部分工作离不开人工，但智能化检测始终在飞速发展。比如，无人检测的推广势在必行，从放入样品到数据输出全由机器完成，这对仪器的自动化水平会提出更高的要求。”对于水泥产业的发展，杨志威谈到，目前我国水泥行业的80%仍然是通用水泥。虽然通用水泥产品的标准已经做到了与国际接轨，但是对于特种水泥，参数的特性会更加复杂，目前还在逐步细化的路上。此外，杨志威还提到，我国GB175通用硅酸盐水泥标准也正在完善过程中，新标准对水泥检测的相关调整和完善也是非常令人期待的。当话题回到金测公司下一步的发展，杨志威对于公司未来保持着非常积极的态度：“未来三年，我们的产值目标是2,000万。为达成这个目标，仅仅是水泥检测还是远远不够的，后续我们可能会‘多点开花’，向更多领域进军。”此外，杨志威也表示，近年公司计划不断增加技术人员，涉及领域不局限于建材和水泥行业，金测公司要在服务效率和数据准确性方面继续保持和提高自身的行业竞争力，始终保持向前的步伐。了解更多仪器，请点击如下图片

导读 固废处置是污染防治攻坚的重要环节，在各类固废处置方式中，水泥窑协同处置一枝独秀，因处置过程中焚烧灰渣也一起进入水泥，无二次污染，该技术得到了广泛推广。截至2019年底，全国累计投产水泥窑协同处置危废项目95个，合计产能规模576万吨/年，已占危废焚烧处理领域的半壁江山。为了防止固废入窑对水泥品质产生影响，依照《GB 30760-2014水泥窑协同处置固体废物技术规范》等标准，水泥企业在主要使用波长色散X射线荧光(WDXRF)监测生熟料无机组分的同时，还需要以电感耦合等离子体发射光谱法(ICP)等方法监控水泥生熟料和产品中重金属含量。在金隅冀东水泥集团，大多数企业一直使用岛津波谱MXF-2400和MXF-N3分析水泥中的各大无机组分，如今为应对固废新标，新增岛津元素家族的另一利器——ICPE-9820。岛津三剑客联手，严控入窑物料，助力水泥企业紧跟国家和环境标准。 水泥品质分析——X射线荧光光谱稳定发挥 近日，广受关注的“山东枣庄问题水泥”一案尘埃落定，违规掺入粉煤灰生产劣质水泥的责任人被判刑。经此一案，国家市场监督管理总局给浙江、山东等六省发出水泥专项整治通知。随着我国基础设施建设项目的不断扩大，对水泥的需求也在不断增加。水泥的品质直接影响着项目的施工质量。在水泥行业，为确保水泥生产过程中产品质量，国家相关部门制订了《GB/T 176 水泥化学分析方法》和《GB 175 通用普通硅酸盐水泥》等标准，以此来规范水泥企业的生产行为，确保水泥产品质量符合相关标准要求。 在水泥企业，对各大无机组分SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等含量的监控，是保证水泥品质的重要环节。依据《GB/T 176-2017 水泥化学分析方法》标准，X射线荧光是全面分析各无机组分的最佳选择，是水泥企业已使用多年、成熟的分析方法。 金隅冀东水泥集团是全国第三大水泥产业集团，集团内大多数水泥企业使用岛津X射线荧光MXF-2400、MXF-N3和MXF-2100等型号分析生料、熟料、水泥产品以及石灰石等原料成分，其中MXF-2100已服役超过20年。以集团内的唐山分公司一厂为例，2006年开始以岛津MXF-2400对生熟料中无机组分进行监控，十多年来运行稳定，可靠度高，由于生产线扩大后检测量增加，在2016年，岛津XRF家族的新成员N3前往协助。颇具年代感的实验室中，两台MXF坐镇，见证了水泥企业多年为基础建设做出的贡献。 唐山金隅冀东水泥有限公司 岛津MXF-2400和MXF-N3同框出镜 X射线荧光分析水泥样品，仅需将粉末压制为片状后进样，两分钟内即可得到各大无机组分的含量，可供及时调整配料比。岛津MXF系列波谱，连续一个月测试同一水泥样品，期间不做任何校正，数据点几乎组成一条直线，长期稳定性令人叹为观止。水泥分析长期稳定性数据表（按GB/T 176-2017《水泥化学分析方法》中水泥元素分析重复性限作为界限） 水泥窑协同处置固废分析——等离子体发射光谱明察秋毫 由于兼具“减量化、资源化、无害化”的特点，水泥窑协同处置固废危废以其强大的变废为宝能力得到了广泛的应用。水泥窑协同处置固废的开展，固废的入窑，对水泥品质和环境安全提出了挑战。因此，《HJ 662-2013 水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》和《GB 30760-2014水泥窑协同处置固体废物技术规范》等技术标准，对入窑废物特性要求、运行技术要求、污染物排放限值、生产的水泥产品污染物控制、检测方法、监测和监督管理要求给出了明确的规定。其中，水泥产品的污染物控制集中于重金属，通过限定生料、熟料中的重金属总量，以及水泥熟料中可浸出重金属量来进行，具体限值如表1所列。表中Cd元素限值1ppm，熟料中可浸出限量更低至0.03ppm，等离子体发射光谱法可以轻松应对。 表1 水泥生料和水泥熟料中重金属限值（GB30760-2014）金隅冀东水泥集团的协同处置固废之路，始于2005年在北水环保建成的国内首条水泥窑协同处置废物生产线；2009年建成处理量500 吨/天的污泥水泥窑余热干化示范线；2010年获得了环保部批准发放的首个水泥窑危废经营许可证，年处置10万吨危废。与此同时，2016年其国内首条飞灰工业化处置示范线正式取得危废经营许可证，填补了国内在飞灰协同处置领域的空白，并于2019年获得中国循环经济协会科技奖一等奖。2017年集团成立环保产业中心，全面推进水泥窑协同处置项目建设。截至 2019 年底，集团内已有 25 家单位开展了固废处置业务，各类固废年处置能力近 190 万吨，唐山金隅冀东水泥有限公司即是其中之一。 唐山金隅冀东水泥有限公司ICPE-9820使用中 为了应对协同处置的新要求，该企业2019年底新增岛津ICPE-9820，用于熟料和成品中各项重金属的管控。两个月使用下来，作为入驻的第三位岛津元素家族成员，它也得到了客户的一致认可：继承了运行稳定的”家风“，还超级省气！一周做三次样，每次20来个，一瓶氩气就够用。这是岛津ICP的特点之一，四项技术联合应用，节省70%氩气成本。同时，岛津ICPE-9820采用真空光室，分析波长位于深紫外区的S元素具有更高的灵敏度，对水泥中SO3的监控表现出色。 结论从传统水泥的生产到水泥窑协同处置固废，从污泥、污染土处理，到飞灰资源化、生活垃圾和工业危废处置，随着社会需求的变化，水泥企业积极进行研发和探索，在传统功能之外展现出多样化发展之路，承担着更多的社会责任。岛津公司秉承“以科技为社会做贡献“的宗旨，愿以全方位产品助力水泥企业的品控工作。在工业自动化的大环境下，岛津融合人工智能与仪器分析，还推出了无人值守的全自动MXF系统，敬请期待！ 识别下面二维码，下载解决方案

一、背景介绍水泥、平板玻璃作为两个能耗性传统企业，在碳排放领域面临着巨大压力。作为两个关乎民生的行业，想通过一刀切式的减产来达到碳排放减少并不具有可持续性，因此通过改善和提升生产等各个环节的技术才是减少碳排放的终极之路。受工业和信息化部原材料工业司委托，由中国建筑材料联合会牵头组织全行业科研院所、试点企业及相关单位，编制完成了《水泥行业碳减排技术指南》和《平板玻璃行业碳减排技术指南》，为建材（水泥、平板玻璃）企业开展节能降碳技术改造提供参考。根据指导文件，节能减排技术的改善是多方面、多维度和多层次的，牵扯到从设备到工艺各个层面。本文特邀丹东百特仪器有限公司技术总监李雪冰博士从在线颗粒检测维度分享其对以上两个指南的看法。二、在线粒度检测技术在《水泥行业碳减排技术指南》中，提升能效技术是排在第一位的，而在这16项提升能效的措施中，其中跟研磨有关的就有6项，换句话说，研磨过程对于提升水泥生产能效有重要作用。但我们如何优化水泥、钢渣、矿渣以及生粉的研磨工艺？粒度检测方案就是其中重要的一环，在线粒度仪通过与研磨机联用，能够及时反馈粉料粒度的变化，优化磨机方案。另外，在《平板玻璃行业碳减排技术指南》优化方案中，控制原料粒度和化学成分也是减少玻璃液生成热的重要手段。相比较传统的离线粒度检测，在线检测对于生产来说意义更加重大。首先，在线检测设备能够跟生产设备联用，可以实时给出磨机中颗粒的粒度大小和分布，相比较实验室具有更好的时效性；其次，在线粒度检测不需要人工取样、人工检测、人工记录结果，可减少人为的误差；最后，在线粒度解决方案可以实现远距离数据传输，跟中控系统直接对接，更加高效。在线粒度解决方案三、在线粒度检测技术的创新随着激光粒度分析技术的持续进步，粒度检测设备已经越来越向自动化和智能化方向发展。相比离线的实验室粒度分析仪，在线仪器采用的镜头防污染技术、自动取样技术、测试浓度判定和自动调整技术以及测试数据自动诊断技术等，可以更好地适应产线的实时检测。离线的激光粒度仪如果发生样品池污染，可在测试过程中随时终止测试，然后简单的擦洗维护镜片即可；然而在自动化生产过程中，产线不能随意停机去维护设备，必须保证仪器长时间无维护运行。在线仪器采用的气幕法镜头防污染技术，就是采用特殊的气幕设计来防止颗粒物污染镜头，从而使得相比较实验室仪器，可长时间连续运行。此外，如何从管道中自动连续地取样也是一大挑战，这些技术的完善都是在线技术进入实践的重要保障。随着物联网的崛起，智能化也是碳减排领域的一项重要工作，在线粒度仪除了在满足实时监测粒度的功能外，进一步朝自动化和智能化的方向发展。比如，其采用的全新负反馈技术，不仅使粒度仪和中控系统实现了实时通讯，还可以反过来实时控制和调整磨机以及分级机的转速；这就意味着在线粒度仪不仅仅只是一个粒度检测仪器，还肩负起磨机和分级机自动调整的功能， 相比人工的判断和指令，该技术无疑会进一步提高生产效率，优化研磨过程。同时“一拖二”或者“一拖多”等技术的实现，使得一个主机可实现多个产线管道的监测和控制，进一步提高了生产效率，为节能减排提供了重要动力。四、总结对于传统能源产业，碳减排是一个重大的课题，也是一个难题，需要生产、工艺、设备以及流程多个维度的优化和提升。作为物性检测的一个指标，粒度仪已经在水泥和玻璃行业得到了广泛的应用，然而随着在线检测技术的发展，其可以进一步优化磨机方案，提升生产效率，为碳减排做出相应的贡献。生产应用案例