水泥工業(yè)中粒度測(cè)量的重要性

1.為什么要控制水泥生產(chǎn)過(guò)程中的粒度分布
    水泥的質(zhì)量是水泥企業(yè)的生命，生產(chǎn)過(guò)程的粒度分布是影響最終產(chǎn)品質(zhì)量的非常重要因素之一。隨著我國(guó)水泥行業(yè)的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)逐步和世界接軌，水泥品種日益增加，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈，各企業(yè)都對(duì)水泥的技術(shù)指標(biāo)提出了高性能化要求。面對(duì)當(dāng)前形勢(shì)，成本優(yōu)勢(shì)將是企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。立窯、濕法窯、新型干法窯廠家若能不斷改善生產(chǎn)工藝條件，優(yōu)化工藝參數(shù)，實(shí)現(xiàn)或部分實(shí)現(xiàn)水泥的高性能化要求，即可在成本相差不大的條件下生產(chǎn)出性能更優(yōu)越的水泥，使其配制相同等級(jí)混凝土的成本更低、性能更好，水泥產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力更強(qiáng)，給企業(yè)帶來(lái)最大的經(jīng)濟(jì)效益。
    國(guó)標(biāo)GB175-1999中對(duì)各等級(jí)水泥的物理性能作了具體的要求及規(guī)定。在水泥生產(chǎn)的全過(guò)程中，從原料研磨制成生料，生料煅燒制成熟料，熟料加適量混合材料研磨制成水泥，水泥的粒度分布如何均極大地影響著水泥的高性能指標(biāo)。在實(shí)際操作過(guò)程中，粒度分布的測(cè)量可以監(jiān)測(cè)生產(chǎn)工藝，優(yōu)化工藝參數(shù)，提高最終產(chǎn)品的質(zhì)量控制，同時(shí)在減少能耗，降低生產(chǎn)成本等方面均有積極的作用。

2.粒度分析
    目前，有很多種粒度分析技術(shù)被應(yīng)用于水泥生產(chǎn)工藝控制過(guò)程。常見(jiàn)的分析方法有Blaine空氣透過(guò)法，Wagner光透沉降法，篩分技術(shù)等。一般地，這些方法要么費(fèi)時(shí)較長(zhǎng)（15分鐘到2小時(shí)），要么需要經(jīng)常校正，要么對(duì)測(cè)量條件要求嚴(yán)格（特殊的測(cè)量體系等），要么人為誤差較大（操作人員的因素），而且普遍存在自動(dòng)化程度不高的問(wèn)題。
    19世紀(jì)中葉，Mr. Fraunhofer發(fā)現(xiàn)了衍射光和顆粒大小之間存在一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，奠定了激光衍射技術(shù)與粒度分析的基礎(chǔ)理論。隨著科技的發(fā)展和計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，充分考慮激光與顆粒之間多種相互作用的Mie理論被引入到激光技術(shù)在粒度分析中的應(yīng)用。
     一般說(shuō)來(lái)，激光衍射粒度儀由以下幾個(gè)部分組成：光路系統(tǒng)，樣品分散系統(tǒng)，操作控制系統(tǒng)，光強(qiáng)檢測(cè)系統(tǒng)，數(shù)據(jù)傳輸處理系統(tǒng)等。如上圖所示，由固體激光源發(fā)出的單色，相干，平行的光束，經(jīng)過(guò)光束處理單元，照射到樣品顆粒后發(fā)生散射現(xiàn)象（顆粒截面的衍射，內(nèi)外表面的反射，介質(zhì)與顆粒的折射，顆粒對(duì)光的吸收）。這些光學(xué)現(xiàn)象相互作用導(dǎo)致了干涉效應(yīng)，產(chǎn)生了典型的散射圖譜。散射光經(jīng)傅利葉透鏡聚焦后成像在一系列焦平面檢測(cè)器上，散射光的能量分布與顆粒粒徑的分布直接相關(guān)，通過(guò)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，選擇合適的理論模型，得到被測(cè)樣品的粒度分布結(jié)果。

    作為專業(yè)激光粒度分析儀的領(lǐng)航者，早在1959年，與Bell實(shí)驗(yàn)室合作，研究激光在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。隨后，成立Leeds & Northrup 公司，成功推出世界上第一臺(tái)商用激光粒度分析儀，Microtrac Model 7991。經(jīng)過(guò)近半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，以研究開(kāi)發(fā)見(jiàn)長(zhǎng)的美國(guó)Microtrac Inc.公司，幾經(jīng)坎坷，在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中，始終立于不敗之地。2003年，Microtrac S3500系列隆重推出，全新的設(shè)計(jì)理念，融合更新的理論模型，成為目前市場(chǎng)上性能價(jià)格比最高的儀器。