水泥和水泥的荧光分析毕业设计.docx

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1、毕业设计设计题目：水泥和水泥的荧光分析系别：专业：班级：姓名：指导老师：20*年6月19号目录一、荧光分析概论3二、水泥工业发展概况41、水泥定义：42、水泥发展历史：43、我国水泥发展现状：54、水泥化学分类与成分：54.1水泥的分类54.2化学成分（硅酸盐水泥）6三、水泥生产工艺71、水泥生产方法：72、水泥工艺流程：73、水泥工艺流程图：（干法生产）8四、荧光分析81、荧光分析仪的原理与结构82、水泥工业用X射线荧光分析仪的技术要求93、水泥工业荧光分析的技术特点104、水泥工业中荧光分析的工作内容135、水泥工业中荧光分析的操作规程136、荧光仪器：171.1 1荧光仪的开机171.2

2、 荧光仪的关机181.3 荧光仪的日常维护18五、实习总结:18参考文献：19一、荧光分析概论X射线荧光光谱作为常规分析手段，始于20世纪50年代经历了50年的发展，现己成为物质组成分析的必备方法之一。X射线荧光光谱分析仪是一种先进的仪器分析方法，近一二十年来，随着科学技术和计算机技术的发展，这种分析方法得到日益广泛的应用。国外先进国家在水泥科研领域和水泥工业生产中，己广泛采用X射线荧光光谱仪进行水泥产品及其原材料化学成分分析和生料配料的控制，取得了良好的效果。新型干法水泥生产具有产量高、质量稳、自动化程度高的特点，对产品的质量也提出了更高的要求。X射线荧光分析仪具有分析速度快、检测元素广、精

3、确度高、操作简便等优点，是现代化水泥企业质量控制的重要分析仪器，它可精简化验人员，大大减轻分析人员的劳动强度，为生产控制及时提供分析数据指导生产。作为水泥生产在线质量控制已被广泛采用。荧光分析方法是检测样品中的元素的电子跃迁后产生的特征光谱的强度来进行分析，定量检测的原理是利用已知化学成分的一组标样,这组样品中各元素的含量呈梯度分布，能够包含生产时的波动范围,将这组标样制备成可以在仪器上分析的样片,然后在仪器上进行测量,仪器检测样品中各元素的特征谱线强度，由于元素的荧光强度与其百分含量成正比例关系，因此测定完的这组标样呈线性分布,通过仪器的软件进行数学模型校正后得到该元素的工作曲线。在测量未知

4、样品时,用未知样的强度值与标样进行比对得出样品的最终百分含量。二、水泥工业发展概况1、水泥定义：广义上说，水泥泛指一切能够硬化的无机胶凝材料；而狭义的水泥则专指现代水泥，即具有水硬性的胶凝材料。水泥是使用最广泛的混凝土胶凝材料。水泥的化学成分和物理成分对混凝土的性质有极大影响，起决定作用，包括施工的和易性、强度、收缩、抗渗性能、耐久性、与钢筋的粘接和对钢锈蚀等方面。现在虽然可以通过测试水泥的成分，控制水泥的生产，但水泥与混凝土性质之间至今仍无法定量分析，对于掺外加剂的情况尤其如此。2、水泥发展历史：1756年，英国工程师J.斯米顿在研究某些石灰在水中硬化的特性时发现：要获得水硬性石灰，必须采用

5、含有粘土的石灰石来烧制；用于水下建筑的砌筑砂浆，最理想的成分是由水硬性石灰和火山灰配成。这个重要的发现为近代水泥的研制和发展奠定了理论基础。1796年，英国人J.帕克用泥灰岩烧制出了一种水泥，外观呈棕色，很像古罗马时代的石灰和火山灰混合物，命名为罗马水泥。因为它是采用天然泥灰岩作原料，不经配料直接烧制而成的，故又名天然水泥。具有良好的水硬性和快凝特性，特别适用于与水接触的工程。1813年，法国的土木技师毕加发现了石灰和粘土按三比一混合制成的水泥性能最好。1824年，英国建筑工人约瑟夫阿斯谱丁(JoSCPhASPdin)发明了水泥并取得了波特兰水泥的专利权。他用石灰石和粘土为原料，按一定比例配合

6、后，在类似于烧石灰的立窑内煨烧成熟料，再经磨细制成水泥。因水泥硬化后的颜色与英格兰岛上波特兰地方用于建筑的石头相似，被命名为波特兰水泥。它具有优良的建筑性能，在水泥史上具有划时代意义。1907年，法国比埃利用铝矿石的铁矶土代替粘土，混合石灰岩烧制成了水泥。由于这种水泥含有大量的氧化铝，所以叫做“矶土水泥”。1871年，日本开始建造水泥厂。1877年，英国的克兰普顿发明了回转炉，并于1885年经兰萨姆改革成更好的回转炉。1889年，中国河北唐山开平煤矿附近，设立了用立窑生产的唐山“细绵土”厂。1893年，日本远藤秀行和内海三贞二人发明了不怕海水的硅酸盐水泥。20世纪，人们在不断改进波特兰水泥性能

7、的同时，研制成功了一批适用于特殊建筑工程的水泥，如高铝水泥，特种水泥等。全世界的水泥品种已发展到100多种，2007年水泥年产量约20亿吨。中国在1952年制订了第一个全国统一标准，确定水泥生产以多品种多标号为原则，并将波特兰水泥按其所含的主要矿物组成改称为矽酸盐水泥，后又改称为硅酸盐水泥至今。2010年，中国水泥产量达到18.68亿吨，产量占比全球50%以上。3、我国水泥发展现状：现在我国水泥生产总量基本上能满足基本建设需求。其广泛应用于市政改建、水利水电工程、道路工程等领域，为我国基础设施建设立下了汗马功劳。我国水泥行业现存主要问题由“供不应求”逐步转向对其从技术、规模、产业结构等方面的调

8、整。水泥生产发展从传统的产窖法到目前的新型流水线生产，科技的不断进步也促进了人们对水泥应用的科学研究，这些都极大地推动了水泥行业的发展。其中小水泥厂是我国水泥工业的重要组成部分，其水泥产量大约占我国水泥行业总产量的80%以上。随着水泥行业竞争的不断加剧，大型水泥企业间并购整合与资本运作也将日趋频繁，国内优秀的水泥生产企业愈来愈重视对行业市场的研究，特别是对产业发展环境和产业需求的深入研究。正因为如此，一大批国内优秀的水泥品牌迅速崛起，逐渐成为中国水泥行业中的翘楚！就我国水泥现状而言，生产结构还不合理，新型干法水泥比例太低；水泥生产技术与世界先进技术相比差距正在缩小，但在大型机械设备的制造加工和

9、材料加工上还需要进一步研究开发：从节约资源、节约能源、减少污染的角度出发，我们不应该一味的扩大水泥生产规模来满足经济发展的需要，二应该提高技术水平、生产优质水泥来减少混凝土中水泥用量，或利用高炉矿渣、粉煤灰等工艺废渣生产水泥或在混凝土中替代水泥来降低水泥消耗量；环境保护和高效利用资源方面要引起高度重视，才能保证可持续发展。因此，水泥科技工作者重任在肩，因立足本职，奋发学习，为实现水泥工业现代化和水泥科学技术现代化而努力奋斗。4、水泥化学分类与成分：4.1水泥的分类（1）水泥按其用途及性能分为三类：通用水泥般土木建筑工程采用。例如：硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，矿渣硅酸盐水泥，火山灰质硅酸盐水泥，

10、粉煤灰硅酸盐水泥，复合硅酸盐水泥。专用水泥专门用途的水泥。例如：G级油井水泥，425道路硅酸盐水泥。特性水泥某种性能比较突出的水泥。例如：快硬硅酸盐水泥，低热矿渣硅酸盐水泥，膨胀硫铝酸盐水泥。（2）水泥按其主要水硬性物质名称分为：硅酸盐水泥，即国外通称的波特兰水泥；铝酸盐水泥；硫铝酸盐水泥；铁铝酸盐水泥；氟铝酸盐水泥；以火山灰质或潜在水硬性材料以及其他活性材料为主要组分的水泥。（3）水泥按其需要在水泥命名中标明的主要技术特性分为：快硬性：分为快硬和特快硬两类；水化性：分为中热和低热两类；抗硫酸盐腐蚀性：分中抗硫酸盐腐蚀性和高抗硫酸盐腐蚀性两类；膨胀性：分为膨胀和自应力两类；耐高温性：铝酸盐水泥

11、的耐高温性以水泥中氧化铝含量分级。4.2化学成分（硅酸盐水泥）硅酸盐水泥是由硅酸盐水泥熟料、05%的混合料（如石灰石或粒化高炉矿渣等）、适量石膏磨细制成的水硬性胶凝材料。硅酸盐水泥分两种类型：不掺混合材的称I型硅酸盐水泥，其代号为P-I；在硅酸盐水泥熟料粉磨时掺加不超过水泥质量5%的石灰石或粒化高炉矿渣混合材的称II型硅酸盐水泥，其代号为P-IIO硅酸盐水泥分为42.5、42.5R、52.5、52.5R62.5、62.5R等6个强度等级。硅酸盐水泥中熟料的主要矿物成分是：硅酸三钙（3CaOSi2,简写为C3S）.硅酸二（2CaOSiO2,简写为C2S）铝酸三钙（2CaOAkOa,简写为C,A）

12、、铁铝酸四钙（4CaOA1AFe2O3,简写为CAF）,还有游离氧化钙和氧化镁，是有害成分。硅酸盐水泥熟料是多种矿物组分组成的，各组分的比例不同，水泥的性质就发生相应变化。如提高3CaOSi（的质量分数，可制得高强水泥；提高3CaO-SiO2和3CaOA12O3的质量分数可制得快硬水泥；降低3CaO-SiO2和3CaO-A1O3的质量分数，提高2CaO-SiO2的质量分数，可制得中、低热水泥；提高4CaOAUVFaOs的质量分数,降低3C分AU）3的质量分数，可制得道路水泥。三、水泥生产工艺1、水泥生产方法：水泥工业在发展过程中出现了不同的生产方法和不同类型的回转窑，按生料制备的方法可分为干法

13、生产和湿法生产，与生产方法相适应的回转窑分为干法回转窑和湿发回转窑两类。由于窑内窑尾热交换装置不同，又可分为不同类型的窑。2、水泥工艺流程：(1).破碎与预均化A.破碎水泥生产过程中大部分原料要进行破碎，入石灰石、粘土、铁矿石及煤等。石灰石是生产水泥用量最大的原料，开采后的粒度较大，硬度较高，因此石灰石的破碎在水泥厂的原料破碎中占有比较重要的地位。B.原料预均化预均化技术就是在原料的存、取过程中，运用科学的堆取料技术，实现原料的初步均化，使原料堆场同时具备贮存与均化的功能。(2)生料制备水泥生产过程中，每生产1吨硅酸盐水泥至少要粉磨3吨物料(包括各种原料、燃料、熟料、混合料、石膏)，据统计，干

14、法水泥生产线粉磨作业需要消耗的动力约占全厂动力的60%以上，其中生料粉磨占30%以上，煤磨占约3%,水泥粉磨约占40%。因此，合理选择粉磨设备和工艺流程，优化工艺参数，正确操作，控制作业制度，对保证产品质量、降低能耗具有重大意义。(3)生料均化新型干法水泥生产过程中，稳定入窖生料成分是稳定熟料烧成热工制度的前提，生料均化系统起着稳定入窖生料成分的最后一道把关作用。(4)预热分解把生料的预热和部分分解由预热器来完成，代替回转窑部分功能，达到缩短回窑长度,同时使窑内以堆积状态进行气料换热过程，移到预热器内在悬浮状态下进行，使生料能够同窑内排出的炽热气体充分混合，增大了气料接触面积，传热速度快，热交

15、换效率高，达到提高窑系统生产效率、降低熟料烧成热耗的目的。(5)水泥熟料的烧成生料在旋风预热器中完成预热和预分解后，下一道工序是进入回转窑中进行熟料的烧成。(6)水泥粉磨水泥粉磨是水泥制造的最后工序，也是耗电最多的工序。其主要功能在于将水泥熟料（及胶凝剂、性能调节材料等）粉磨至适宜的粒度（以细度、比表面积等表示），形成一定的颗粒级配，增大其水化面积，加速水化速度，满足水泥浆体凝结、硬化要求。（7）水泥包装水泥出厂有袋装和散装两种发运方式。3、水泥工艺流程图：（干法生产）四、荧光分析水泥生产企业需要对原材料、生料、半成品、熟料及水泥成品的化学成分进行分析，确保水泥生产的质量要求。X射线荧光分析技术具有分析速度快、检测元素广、分析精确度高、操作简便等优点，正好满足水泥生产过程中化学成分快速准确分析的要求，是现代化水泥生产企业最重要的成分分析仪。在X射线荧光分析中，由于基本效应的存在，使得分析元素的浓度和实测计数率并不严格成正比，这就要求对基数效应进行校正后准确定量分析。传统的经验系数法需要较多的基数相似的系列标样，己不能满足水泥生产过程中对熟料样品的分析要求，其他生产、科研上也对少标样、无标样分析有了更大的需求。1、荧光分析仪的原理与结构（1）元素的