水泥，粉狀水硬性無機(jī)膠凝材料。加水?dāng)嚢韬蟪蓾{體，能在空氣中硬化或者在水中更好的硬化，并能把砂、石等材料牢固地膠結(jié)在一起。水泥是重要的建筑材料，用水泥制成的砂漿或混凝土，堅(jiān)固耐久，廣泛應(yīng)用于土木建筑、水利、國防等工程。

　　水泥生產(chǎn)質(zhì)量控制對象主要包括：原材料、燃料、生料、熟料和出磨水泥及出廠水泥等。水泥生產(chǎn)質(zhì)量控制要以配料為綱，努力提高熟料質(zhì)量，確保出廠水泥符合國家標(biāo)準(zhǔn)及有關(guān)規(guī)定。水泥的生產(chǎn)工藝，以石灰石和粘土為主要原料，經(jīng)破碎、配料、磨細(xì)制成生料，喂入水泥窯中煅燒成熟料，加入適量石膏（有時(shí)還摻加混合材料或外加劑）磨細(xì)而成。

　　1.我國水泥工業(yè)物料成份分析儀器的發(fā)展概況

　　70年代以前水泥的主要生產(chǎn)方式是濕法，料漿的物料成分很均勻，容易控制，調(diào)庫、倒庫的時(shí)間長，用傳統(tǒng)的化學(xué)分析法就能夠很好的控制入窯生料成分。

　　70年代以后，各國水泥工業(yè)的生產(chǎn)方式以新型干法窯外分解窯為主，我國地方水泥則大力發(fā)展機(jī)立窯，其生料均為干粉狀態(tài)，生料成分及均勻性都難于控制。特別在新型干法水泥生產(chǎn)線中，窯、磨等主機(jī)產(chǎn)量大，時(shí)效性強(qiáng)，而且每個(gè)工序都要控制物料成份。傳統(tǒng)的化學(xué)分析方法只能每天做生料全分析，完全不能滿足現(xiàn)代化、大規(guī)模水泥生產(chǎn)對質(zhì)量控制的需要，必須以快速、準(zhǔn)確的儀器分析來代替化學(xué)分析。

　　國內(nèi)為解決物料儀器分析問題，早在60年代中國建材研究院與上海躍進(jìn)儀器廠合作研制出X射線熒光分析儀，70年代日本展覽會上有一臺同位素在線鈣量儀，被國家建材總局收購并以此為樣機(jī)，由中國建材研究院、合肥水泥研究院和琉璃河水泥廠聯(lián)合研制在線鈣鐵分析儀和生料配料控制系統(tǒng)，并一直在琉璃河水泥廠使用。80年代中國建材研究院在原在線鈣鐵分析儀的基礎(chǔ)上又研制出同位素離線鈣鐵分析儀和同位素多元素分析儀，目前國內(nèi)已有好幾家企業(yè)生產(chǎn)這類儀器并在水泥廠廣泛應(yīng)用，進(jìn)行生料成分控制和率值控制。

　　2.我國水泥工業(yè)物料成份儀器分析的現(xiàn)狀

　　目前1000t/d以上的水泥生產(chǎn)線均有以X射線熒光分析儀為主體的生料質(zhì)量控制系統(tǒng)（QCX），過去大多數(shù)是配備菲利浦和日本的分析儀。近一段時(shí)期已有部分國產(chǎn)的多元素分析儀獲得應(yīng)用。我國水泥工業(yè)應(yīng)用的物料成份分析儀器有

　?。?）X射線熒光分析儀：適用于大中型水泥廠，均為進(jìn)口儀器；

　?。?）X射線熒光能譜儀：適用于所有水泥廠，用于率值控制；

　　（3）同位素多元素分析儀：主要用于中型和機(jī)立窯水泥廠，用于率值控制；

　?。?）同位素在線、離線鈣鐵分析儀：主要用于生料成分控制，其中離線分析儀在機(jī)立窯水泥廠應(yīng)用比較廣泛；

　?。?）在線中子活化分析儀：可以在線分析塊、粉狀物料，宜于前饋控制，可降低均化庫和預(yù)均化庫的投資。華新水泥公司已引進(jìn)一套，即將投入運(yùn)行；

　　（6）自動化學(xué)分析儀。

　　就生料質(zhì)量控制而言，我國配料成分要求控制三個(gè)率值，所以至少要測量生料中的Ca、Fe、Si、AL及燒失量，降低有害成分的混入量，需用多道熒光分析儀。過去分析儀器均需引進(jìn)國外產(chǎn)品，價(jià)格高，除新建和技術(shù)改造的大、中型水泥廠應(yīng)用這種大型分析儀器外，其他水泥廠均用每天化學(xué)全分析和每小時(shí)鈣鐵分析生料成分控制方法。其中又有利用離線鈣鐵儀的成分控制和化學(xué)滴定法僅控制入磨物料的重量控制方法，這類方法雖然不能完全滿足生料質(zhì)量控制的需要，它是目前通用的控制方法。

　　3.大力促進(jìn)分析儀器的國產(chǎn)化

　　儀器分析是化學(xué)學(xué)科的一個(gè)重要分支，它是以物質(zhì)的物理和物理化學(xué)性質(zhì)為基礎(chǔ)建立起來的一種分析方法。利用較特殊的儀器，對物質(zhì)進(jìn)行定性分析，定量分析，形態(tài)分析。每一種分析方法所依據(jù)的原理不同，所測量的物理量不同，操作過程及應(yīng)用情況也不同。雖然有些大公司在國內(nèi)設(shè)有維修部門，但費(fèi)用高，而且國外儀器更新快，不少備件過一段時(shí)間就難于供應(yīng)，也不適合我國國情。

　　為了大力推廣儀器分析技術(shù)，提高熟料和水泥質(zhì)量，以及降低水泥生產(chǎn)線的投資，國家科委組織了物料成分分析儀器的國產(chǎn)化的研究開發(fā)項(xiàng)目，其樣機(jī)和商品化尚需一段時(shí)間。目前我國一些合資公司已有利用國外的元器件組裝、國內(nèi)配套測試、控制軟件的熒光分析儀，也有利用同位素的多元素分析儀進(jìn)行物料成份的分析、控制水泥質(zhì)量，已取得較好的效果。

　　儀器分析是指采用比較復(fù)雜或特殊的儀器設(shè)備，通過測量物質(zhì)的某些物理或物理化學(xué)性質(zhì)的參數(shù)及其變化來獲取物質(zhì)的化學(xué)組成、成分含量及化學(xué)結(jié)構(gòu)等信息的一類方法。儀器分析與化學(xué)分析（chemical analysis）是分析化學(xué)（analytical chemistry）的兩個(gè)分析方法。儀器分析的分析對象一般是半微量（0.01-0.1g）、微量（0.1-10mg）、超微量（<0.1mg）組分的分析，靈敏度高；而化學(xué)分析一般是半微量（0.01-0.1g）、常量（>0.1g）組分的分析，準(zhǔn)確度高。儀器分析大致可以分為：電化學(xué)分析法、核磁共振波譜法、原子發(fā)射光譜法、氣相色譜法、原子吸收光譜法、高效液相色譜法、紫外-可見光譜法、質(zhì)譜分析法、紅外光譜法、其它儀器分析法等。

　　國產(chǎn)化儀器在滿足分析、穩(wěn)定性與可靠性的前提下，其價(jià)格優(yōu)勢明顯，一般為進(jìn)口儀器的一半，有的甚至更低，備配件易保證，維修、培訓(xùn)方便，其設(shè)計(jì)使用條件也都盡量考慮了結(jié)合國情。物料成分分析儀器的市場是很大的，雖然2000t/d以上的已投產(chǎn)的30余條線大部分都配有進(jìn)口的分析儀，其中一項(xiàng)重要內(nèi)容就是建立以分析儀器為主的生料質(zhì)量控制系統(tǒng)；已經(jīng)有分析儀器的企業(yè)為保證生產(chǎn)都有增加備用儀器的需要；不少大型機(jī)立窯企業(yè)為提高產(chǎn)品質(zhì)量，也是需要配置成份分析儀的。可見大力促進(jìn)物料成份分析儀器的國產(chǎn)化已勢在必行。

　　4.對國產(chǎn)化分析儀器的建議

　　水泥生產(chǎn)過程是連續(xù)化大生產(chǎn)，所以對在生產(chǎn)線上應(yīng)用的所有設(shè)備首要的要求是穩(wěn)定、可靠，否則將影響生產(chǎn)，造成很大損失，如一條4000t/d的水泥生產(chǎn)線停產(chǎn)一天的損失至少120萬元（300元/t熟料計(jì)），每小時(shí)就損失5萬元。物料成份分析儀的使用需要有配套的其他設(shè)備。因此儀器供應(yīng)廠商應(yīng)能配套供應(yīng)，大致包括：

　?。?）自動連續(xù)取樣器：適用螺旋輸送機(jī)、皮帶輸送機(jī)、空氣斜槽、溜子等設(shè)備設(shè)施和塊狀、粉狀物料；

　?。?）制樣設(shè)備：包括物料的粉磨、壓片、制片；

　?。?）樣品的輸送設(shè)備；

　?。?）生料質(zhì)量控制系統(tǒng)：包括物料喂料計(jì)量設(shè)備、控制計(jì)算機(jī)、通訊和應(yīng)用軟件。

　　由于我國地域廣闊，各地原料不同，所以會有多種配料方案，根據(jù)均化條件又有不同的控制方案才能滿足生產(chǎn)的要求。磨機(jī)又具有長時(shí)滯、時(shí)變特性，采用常規(guī)的調(diào)節(jié)方法不能滿足要求。因此，需要用近代控制理論編制軟件。

　　國家水泥標(biāo)準(zhǔn)中尚無儀器分析方法的標(biāo)準(zhǔn)。儀器分析方法不同于化學(xué)分析方法，它是一種對比方法，又受物料晶體結(jié)構(gòu)的影響，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)試樣等，所以為了企業(yè)的應(yīng)用和儀器的國產(chǎn)化均需要制定相應(yīng)儀器分析方法標(biāo)準(zhǔn)。