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島津元素三劍客齊聚金隅冀東，助力水泥品質(zhì)保障
導(dǎo)讀
固廢處置是污染防治攻堅的重要環(huán)節(jié)，在各類固廢處置方式中，水泥窯協(xié)同處置*，因處置過程中焚燒灰渣也一起進(jìn)入水泥，無二次污染，該技術(shù)得到了廣泛推廣。截至2019年底，全國累計投產(chǎn)水泥窯協(xié)同處置危廢項目95個，合計產(chǎn)能規(guī)模576萬噸/年，已占危廢焚燒處理領(lǐng)域的半壁江山。為了防止固廢入窯對水泥品質(zhì)產(chǎn)生影響，依照《GB 30760-2014水泥窯協(xié)同處置固體廢物技術(shù)規(guī)范》等標(biāo)準(zhǔn)，水泥企業(yè)在主要使用波長色散X射線熒光(WDXRF)監(jiān)測生熟料無機組分的同時，還需要以電感耦合等離子體發(fā)射光譜法(ICP)等方法監(jiān)控水泥生熟料和產(chǎn)品中重金屬含量。在金隅冀東水泥集團，大多數(shù)企業(yè)一直使用島津波譜MXF-2400和MXF-N3分析水泥中的各大無機組分，如今為應(yīng)對固廢新標(biāo)，新增島津元素家族的另一利器——ICPE-9820。島津三劍客聯(lián)手，嚴(yán)控入窯物料，助力水泥企業(yè)緊跟國家和環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。
水泥品質(zhì)分析——X射線熒光光譜穩(wěn)定發(fā)揮
近日，廣受關(guān)注的“山東棗莊問題水泥”一案塵埃落定，違規(guī)摻入粉煤灰生產(chǎn)劣質(zhì)水泥的責(zé)任人被判刑。經(jīng)此一案，國家市場監(jiān)督管理總局給浙江、山東等六省發(fā)出水泥專項整治通知。隨著我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目的不斷擴大，對水泥的需求也在不斷增加。水泥的品質(zhì)直接影響著項目的施工質(zhì)量。在水泥行業(yè)，為確保水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量，國家相關(guān)部門制訂了《GB/T 176 水泥化學(xué)分析方法》和《GB 175 通用普通硅酸鹽水泥》等標(biāo)準(zhǔn)，以此來規(guī)范水泥企業(yè)的生產(chǎn)行為，確保水泥產(chǎn)品質(zhì)量符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。
在水泥企業(yè)，對各大無機組分SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等含量的監(jiān)控，是保證水泥品質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。依據(jù)《GB/T 176-2017 水泥化學(xué)分析方法》標(biāo)準(zhǔn)，X射線熒光是全面分析各無機組分的良好選擇，是水泥企業(yè)已使用多年、成熟的分析方法。
金隅冀東水泥集團是*三大水泥產(chǎn)業(yè)集團，集團內(nèi)大多數(shù)水泥企業(yè)使用島津X射線熒光MXF-2400、MXF-N3和MXF-2100等型號分析生料、熟料、水泥產(chǎn)品以及石灰石等原料成分，其中MXF-2100已服役超過20年。以集團內(nèi)的唐山分公司一廠為例，2006年開始以島津MXF-2400對生熟料中無機組分進(jìn)行監(jiān)控，十多年來運行穩(wěn)定，可靠度高，由于生產(chǎn)線擴大后檢測量增加，在2016年，島津XRF家族的新成員N3前往協(xié)助。頗具年代感的實驗室中，兩臺MXF坐鎮(zhèn)，見證了水泥企業(yè)多年為基礎(chǔ)建設(shè)做出的貢獻(xiàn)。
唐山金隅冀東水泥有限公司 島津MXF-2400和MXF-N3同框出鏡
X射線熒光分析水泥樣品，僅需將粉末壓制為片狀后進(jìn)樣，兩分鐘內(nèi)即可得到各大無機組分的含量，可供及時調(diào)整配料比。島津MXF系列波譜，連續(xù)一個月測試同一水泥樣品，期間不做任何校正，數(shù)據(jù)點幾乎組成一條直線，長期穩(wěn)定性令人嘆為觀止。
水泥分析長期穩(wěn)定性數(shù)據(jù)表
（按GB/T 176-2017《水泥化學(xué)分析方法》中水泥元素分析重復(fù)性限作為界限）
水泥窯協(xié)同處置固廢分析——等離子體發(fā)射光譜明察秋毫
由于兼具“減量化、資源化、無害化”的特點，水泥窯協(xié)同處置固廢危廢以其強大的變廢為寶能力得到了廣泛的應(yīng)用。水泥窯協(xié)同處置固廢的開展，固廢的入窯，對水泥品質(zhì)和環(huán)境安全提出了挑戰(zhàn)。因此，《HJ 662-2013 水泥窯協(xié)同處置固體廢物環(huán)境保護技術(shù)規(guī)范》和《GB 30760-2014水泥窯協(xié)同處置固體廢物技術(shù)規(guī)范》等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，對入窯廢物特性要求、運行技術(shù)要求、污染物排放限值、生產(chǎn)的水泥產(chǎn)品污染物控制、檢測方法、監(jiān)測和監(jiān)督管理要求給出了明確的規(guī)定。其中，水泥產(chǎn)品的污染物控制集中于重金屬，通過限定生料、熟料中的重金屬總量，以及水泥熟料中可浸出重金屬量來進(jìn)行，具體限值如表1所列。表中Cd元素限值1ppm，熟料中可浸出*更低至0.03ppm，等離子體發(fā)射光譜法可以輕松應(yīng)對。
表1 水泥生料和水泥熟料中重金屬限值（GB30760-2014）
金隅冀東水泥集團的協(xié)同處置固廢之路，始于2005年在北水環(huán)保建成的*條水泥窯協(xié)同處置廢物生產(chǎn)線；2009年建成處理量500 噸/天的污泥水泥窯余熱干化示范線；2010年獲得了環(huán)保部批準(zhǔn)發(fā)放的水泥窯危廢經(jīng)營許可證，年處置10萬噸危廢。與此同時，2016年其*條飛灰工業(yè)化處置示范線正式取得危廢經(jīng)營許可證，*國內(nèi)在飛灰協(xié)同處置領(lǐng)域的空白，并于2019年獲得中國循環(huán)經(jīng)濟協(xié)會科技獎一等獎。2017年集團成立環(huán)保產(chǎn)業(yè)中心，全面推進(jìn)水泥窯協(xié)同處置項目建設(shè)。截至 2019 年底，集團內(nèi)已有 25 家單位開展了固廢處置業(yè)務(wù)，各類固廢年處置能力近 190 萬噸，唐山金隅冀東水泥有限公司即是其中之一。
唐山金隅冀東水泥有限公司ICPE-9820使用中
為了應(yīng)對協(xié)同處置的新要求，該企業(yè)2019年底新增島津ICPE-9820，用于熟料和成品中各項重金屬的管控。兩個月使用下來，作為入駐的第三位島津元素家族成員，它也得到了客戶的一致認(rèn)可：繼承了運行穩(wěn)定的”家風(fēng)“，還超級省氣！一周做三次樣，每次20來個，一瓶氬氣就夠用。這是島津ICP的特點之一，四項技術(shù)聯(lián)合應(yīng)用，節(jié)省70%氬氣成本。同時，島津ICPE-9820采用真空光室，分析波長位于深紫外區(qū)的S元素具有更高的靈敏度，對水泥中SO3的監(jiān)控表現(xiàn)出色。
結(jié)論
從傳統(tǒng)水泥的生產(chǎn)到水泥窯協(xié)同處置固廢，從污泥、污染土處理，到飛灰資源化、生活垃圾和工業(yè)危廢處置，隨著社會需求的變化，水泥企業(yè)積極進(jìn)行研發(fā)和探索，在傳統(tǒng)功能之外展現(xiàn)出多樣化發(fā)展之路，承擔(dān)著更多的社會責(zé)任。島津公司秉承“以科技為社會做貢獻(xiàn)“的宗旨，愿以多方位產(chǎn)品助力水泥企業(yè)的品控工作。在工業(yè)自動化的大環(huán)境下，島津融合人工智能與儀器分析，還推出了無人值守的全自動MXF系統(tǒng)，敬請期待！
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