一、BX型波長(zhǎng)色散X熒光分析儀簡(jiǎn)介 BX系列波長(zhǎng)色散X熒光分析儀是北京邦鑫偉業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā)有限公司在國(guó)家“九·五”攻關(guān)項(xiàng)目的基礎(chǔ)上，總結(jié)我國(guó)多年來(lái)研制X熒光分析儀的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，并吸收國(guó)際先進(jìn)技術(shù)基礎(chǔ)上，深入進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化研發(fā)形成的高科技產(chǎn)品，各項(xiàng)技術(shù)性能指標(biāo)均已達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品先進(jìn)水平。 X射線熒光光譜分析技術(shù)作為常規(guī)分析手段，開(kāi)始于20世紀(jì)50年代；經(jīng)歷了50多年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)成為物質(zhì)組成分析的必備方法之一。隨著分析方法和相關(guān)技術(shù)（特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)和電子技術(shù)）的不斷發(fā)展和進(jìn)步，目前X射線熒光光譜分析不僅成為地質(zhì)、冶金、石油化工、半導(dǎo)體工業(yè)和醫(yī)藥衛(wèi)生等領(lǐng)域的重要分析手段，也是材料科學(xué)、生命科學(xué)、環(huán)境科學(xué)等普遍采用的一種快速、準(zhǔn)確而又經(jīng)濟(jì)的多元素分析方法；特別是在工業(yè)常規(guī)成份分析領(lǐng)域，X射線熒光光譜儀是國(guó)際上公認(rèn)的占主導(dǎo)地位的分析儀器，廣泛應(yīng)用于鋼鐵、冶金、建材、石油化工、地礦等材料工業(yè)；同時(shí)，X射線熒光光譜儀更是野外現(xiàn)場(chǎng)分析和過(guò)程控制分析等方面的首選儀器。 長(zhǎng)期以來(lái)，適用于水泥生產(chǎn)企業(yè)使用的波長(zhǎng)色散型X射線熒光分析儀全部依賴進(jìn)口；昂貴的購(gòu)買(mǎi)費(fèi)用、備件費(fèi)用、維護(hù)維修及技術(shù)服務(wù)費(fèi)用使我國(guó)的水泥生產(chǎn)企業(yè)不堪重負(fù)；同時(shí)，8周以上的備件供貨周期給水泥廠的正常生產(chǎn)帶來(lái)了嚴(yán)重的影響。 BX系列波長(zhǎng)色散X熒光分析儀的研制成功，徹底打破了國(guó)外儀器公司對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的壟斷，為國(guó)內(nèi)的廣大水泥生產(chǎn)企業(yè)提供了一種高性能價(jià)格比的過(guò)程控制解決方案，并且在技術(shù)支持和技術(shù)服務(wù)方面均優(yōu)于進(jìn)口儀器，而相關(guān)費(fèi)用則大大低于進(jìn)口儀器。 二、項(xiàng)目?jī)?nèi)容以及項(xiàng)目實(shí)施的目的和意義 新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)是以懸浮預(yù)熱和預(yù)分解技術(shù)為核心，并把現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)廣泛應(yīng)用于水泥干法生產(chǎn)全過(guò)程，使水泥生產(chǎn)具有高效、優(yōu)質(zhì)、節(jié)約資源、清潔生產(chǎn)、符合環(huán)境保護(hù)要求和工藝裝備大型化、生產(chǎn)控制自動(dòng)化、實(shí)行科學(xué)管理的現(xiàn)代化水泥生產(chǎn)方法；其中，生料配料和熟料煅燒是整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的兩大核心環(huán)節(jié)。一般來(lái)說(shuō)，在新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)中，為保證煅燒過(guò)程的穩(wěn)定，提高窯的熟料產(chǎn)量和質(zhì)量，生料的均勻性（穩(wěn)定性）要求及各元素含量的控制要求遠(yuǎn)比其他窯型要嚴(yán)格的多；大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)也證明，只有這樣才能夠充分發(fā)揮和體現(xiàn)新型干法水泥生產(chǎn)技術(shù)的先進(jìn)性。 因此，在新型干法水泥生產(chǎn)線的工藝設(shè)計(jì)中，對(duì)原燃料中各種元素的控制指標(biāo)提出了更高的要求： 1、控制原燃料的化學(xué)成份，避免有害物質(zhì)進(jìn)入。 由于生料中的R2O（K2O＋Na2O）、SO3－2、Cl－ 會(huì)對(duì)新型干法生產(chǎn)中的預(yù)熱器分解爐系統(tǒng)的結(jié)皮堵塞現(xiàn)象產(chǎn)生影響，所以在確定了原料的種類及配合比后，一定要隨時(shí)驗(yàn)證生料中的有害成分是否符合要求，否則就應(yīng)考慮改換原料或率值，或者是采取旁路放風(fēng)措施以減少堿、硫、氯的循環(huán)富集對(duì)新型干法窯系統(tǒng)帶來(lái)的不良影響。 （1）氧化鎂（Mg O） 當(dāng)熟料中含有少量Mg O時(shí)，能降低熟料的燒成溫度，增加液相數(shù)量，降低液相粘度，有利于熟料燒成；在硅酸鹽水泥中，Mg O與主要熟料礦物相化合的最大含量為2％（以質(zhì)量計(jì)），超過(guò)該數(shù)量的部分就在熟料中呈游離狀態(tài)，從而導(dǎo)致已經(jīng)硬化的凝固體內(nèi)部發(fā)生體積膨脹而開(kāi)裂。 （2）游離二氧化硅（f-SiO2） 燧石是原料中的有害雜質(zhì)，燧石對(duì)設(shè)備的磨損嚴(yán)重，對(duì)窯磨操作均有不良影響。 （3）氯 氯在燒成系統(tǒng)中主要生成CaCl2或氯化堿，其揮發(fā)性特別高，在窯內(nèi)幾乎全部再次揮發(fā)，在預(yù)熱器出口遇冷凝結(jié)，形成氯、堿循環(huán)富集，致使預(yù)熱器生料中氯化物的含量提高近百倍，引起預(yù)熱器結(jié)皮堵塞。為此，國(guó)際上生料中氯含量的通用的控制閾值≤0．015％。 （4）堿（K2O＋Na2O） 堿對(duì)水泥的生產(chǎn)的影響主要有兩方面：一是影響新型干法熟料燒成系統(tǒng)的正常生產(chǎn)；二是影響熟料的質(zhì)量。煅燒含堿過(guò)高的生料，容易引起煙道、分解爐、預(yù)熱器中結(jié)皮堵塞；回轉(zhuǎn)窯內(nèi)燒結(jié)溫度范圍縮小，熱工制度不穩(wěn)，飛砂嚴(yán)重，窯皮疏松，燒成帶襯料壽命縮短，致使熟料質(zhì)量下降，嚴(yán)重時(shí)將無(wú)法正常生產(chǎn)。如果熟料含堿量過(guò)高，則其凝結(jié)時(shí)間將縮短，以致急凝，水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量增加，熟料中游離氧化鈣增高，安定性不良，抗折強(qiáng)度降低，并出現(xiàn)1天、3天的抗壓強(qiáng)度略有升高，而7天、28天的抗壓強(qiáng)度明顯下降的現(xiàn)象。 （5）硫 硫堿比是水泥煅燒過(guò)程一個(gè)重要的控制指標(biāo)。如果SO2 含量有富裕，則往往容易引起預(yù)熱器結(jié)皮堵塞或窯內(nèi)結(jié)圈；反之，如果堿含量有富裕，則會(huì)影響到預(yù)熱器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 2、控制原燃材料的各種成份的波動(dòng)，加強(qiáng)原燃料的分析與配料，嚴(yán)格控制各種率值的波動(dòng)范圍。 表1 某水泥廠原燃材料質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)（化學(xué)成份分析相關(guān)部分） 表2 某水泥廠新型干法過(guò)程質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)（化學(xué)成份分析相關(guān)部分） 綜上所述，為了滿足新型干法水泥生產(chǎn)工藝條件的要求，必須全部對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中的原燃料的化學(xué)成分進(jìn)行及時(shí)、準(zhǔn)確的分析和控制，傳統(tǒng)的化學(xué)分析方法已經(jīng)完全不能滿足生產(chǎn)過(guò)程的需要；目前眾多新型干法水泥廠為了達(dá)到良好的質(zhì)量控制指標(biāo)，大都配備了相應(yīng)的多道X熒光分析儀。由于化學(xué)分析方法分析速度的限制，實(shí)際上，采用化學(xué)分析方法對(duì)于生產(chǎn)過(guò)程來(lái)說(shuō)只有事后監(jiān)測(cè)的意義，而沒(méi)有控制意義，往往是當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)某個(gè)控制環(huán)節(jié)有問(wèn)題時(shí)，已經(jīng)造成了嚴(yán)重的后果，給工廠帶來(lái)了很大的損失。 以生料配料過(guò)程為例：化學(xué)分析方法對(duì)生料的全分析一般是一次/8小時(shí)（少數(shù)水泥生產(chǎn)企業(yè)采用一次/4小時(shí)，但分析人員勞動(dòng)強(qiáng)度大、人數(shù)多、費(fèi)用高），當(dāng)配料出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，一般要等到全分析結(jié)果出來(lái)以后才能發(fā)現(xiàn)，這時(shí)距離出問(wèn)題的時(shí)刻可能已經(jīng)好幾個(gè)小時(shí)了，即使是日產(chǎn)1000噸的水泥生產(chǎn)線，也會(huì)有上百噸的問(wèn)題料出現(xiàn)，直接影響煅燒過(guò)程的穩(wěn)定性，特別對(duì)于使用連續(xù)式生料均化庫(kù)的生產(chǎn)線，這種情況導(dǎo)致的后果非常嚴(yán)重。而采用X熒光分析儀以后，我們可以每一個(gè)小時(shí)（如果需要，可以做到每半個(gè)小時(shí)）就提供一次生料全分析的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，這樣可以隨時(shí)對(duì)配料過(guò)程、配料的目標(biāo)值及相關(guān)的設(shè)備進(jìn)行控制、調(diào)整和監(jiān)測(cè)，保證入窯生料成分的穩(wěn)定性，從而保證煅燒過(guò)程的穩(wěn)定性和連續(xù)性。 采用X熒光分析儀的目的，就是充分利用X熒光分析儀快速準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)各種原燃材料、生料、熟料、水泥進(jìn)行全過(guò)程的跟蹤檢測(cè)，并針對(duì)不同的情況由DCS系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)真正意義上的事前和事中控制；如果沒(méi)有X熒光分析儀提供的及時(shí)準(zhǔn)確的物料中各元素的分析數(shù)據(jù)，DCS系統(tǒng)也無(wú)法充分發(fā)揮作用。因此，采用X熒光分析儀的真正意義在于：減少工藝事故，穩(wěn)定質(zhì)量，提高產(chǎn)量；同時(shí)，X熒光分析儀的使用也有助于全面強(qiáng)化和提高水泥生產(chǎn)企業(yè)整體管理水平，并且可以大大減少分析人員編制，節(jié)省化學(xué)試劑費(fèi)用。 表3 應(yīng)用實(shí)例： X熒光分析儀在北京水泥廠的應(yīng)用明細(xì) 1、從表中可以看出儀器分析結(jié)果的用途可分為三類： 1、直接用于生產(chǎn)控制：如出磨生料分析、出磨水泥中SO3分析、煤粉分析等。 2、用于生產(chǎn)過(guò)程監(jiān)控：如入窯生料分析、出磨水泥成分分析（監(jiān)控混合材摻加量）、出窯熟料等?？裳杆侔l(fā)現(xiàn)有關(guān)工藝環(huán)節(jié)出現(xiàn)的差錯(cuò)或設(shè)備故障情況。 3、用于質(zhì)量管理：如出窯熟料分析、出廠水泥分析、原料分析等。 2、測(cè)量元素種類確定： 除SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO必須測(cè)量之外，需要與工廠的技術(shù)人員共同討論，根據(jù)原料和工藝上的具體情況，在MgO、SO3、K2O等元素中任意選擇兩種；如果石灰石中MgO含量不高時(shí)，應(yīng)傾向于選擇測(cè)量SO3、K2O；如果石灰石中MgO含量較高，應(yīng)確定MgO、SO3作為測(cè)量元素； 四、項(xiàng)目實(shí)施后經(jīng)濟(jì)效益分析 水泥生產(chǎn)企業(yè)采用X熒光分析儀，它所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益決不是僅僅限于節(jié)省化學(xué)藥品、減少化驗(yàn)室分析人員編制；更重要的，使用X熒光分析儀以后，可以在很大程度上減少工藝事故和質(zhì)量事故的發(fā)生，大幅度提高工藝設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)率，為提高產(chǎn)量、提高熟料強(qiáng)度標(biāo)號(hào)提供保證；同時(shí)，提高熟料標(biāo)號(hào)，就可以適當(dāng)增加混合材的摻加量，直接降低水泥生產(chǎn)成本。因此，我們很難具體計(jì)算由此而產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益；但可以肯定的是：X熒光分析儀作為水泥生產(chǎn)過(guò)程控制中一個(gè)核心的檢測(cè)手段，對(duì)水泥生產(chǎn)的全過(guò)程具有不可或缺的重要意義。 五、后續(xù)技術(shù)支持及技術(shù)服務(wù) X熒光分析儀是一個(gè)涉及核物理學(xué)、光學(xué)、機(jī)械、電子學(xué)、自動(dòng)化控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)、分析化學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理學(xué)等眾多科學(xué)領(lǐng)域的高科技產(chǎn)品；水泥生產(chǎn)企業(yè)作為最終用戶，不可能，也沒(méi)有必要全面細(xì)致的了解儀器的具體結(jié)構(gòu)、復(fù)雜的維修技術(shù)等等，儀器生產(chǎn)商有責(zé)任、同時(shí)也必須為用戶提供及時(shí)、周到、全面的技術(shù)支持和技術(shù)服務(wù)。北京邦鑫偉業(yè)公司有多名技術(shù)人員來(lái)自中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院，對(duì)水泥生產(chǎn)工藝過(guò)程有較為全面的了解；因此，不僅對(duì)于儀器本身，而且對(duì)于儀器在水泥生產(chǎn)過(guò)程中的實(shí)際應(yīng)用也有深刻的認(rèn)識(shí)；我們有能力根據(jù)每個(gè)水泥生產(chǎn)企業(yè)不同的原料和工藝條件，為水泥企業(yè)提供最佳的儀器配置方案和全面的技術(shù)支持。