岛津元素三剑客齐聚金隅冀东，助力水泥品质保障

　　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*，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良好选择，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*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*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*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*条飞灰工业化处置示范线正式取得危废经营许可证，*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，愿以多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！