水泥化学成分分析技术现状
时间：2021-01-09 00:04:25 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：本文从前处理方式和检测手段两个方面介绍了水泥化学分析的研究现状，与传统方法相比，快速检测在水泥常量分析，微量分析及环境危害方面将发挥重要作用。
关键词：水泥；微波消解；电感耦合等离子体发射光谱
中国水泥产量一直位居世界前列，每年的消耗量更是超过许多世界大国，因此水泥品质的好坏直接影响着我国建筑行业能否快速健康的发展。水泥在生产过程中会引入大量金属元素，其中含量比较高的主要是氧化钙，氧化硅，氧化铁及三氧化二铝，此外还有一些非金属元素和重金属元素。这些元素含量的高低一方面决定着水泥的品质，另一方面决定着对环境的影响程度。因此，能否快速准确地对水泥进行化学成分分析就显得尤为重要。
1 水泥化学分析现状
目前国标中的通用方法包括滴定法，重量法，分光光度法，原子吸收光谱法及X射线荧光分析法，这些分析方法的前处理过程较复杂，引入大量酸碱试剂，且测定元素单一，准确度不高，总体来说检测手段相对于现代仪器的发展较落后。近年来，已有很多学者对水泥化学分析方法进行改进，取得了比较好的成果，本文在此基础上，主要介绍目前水泥化学分析在前处理方法和检测手段方面的进展。
2 前处理方法的研究进展
在国标方法中，水泥的常量元素分析基本为单元素测定，检测手段多偏向于滴定法，这就决定了实验所用试剂的多样化，除了溶解样品和排除干扰元素需要引入大量试剂外，滴定用标准溶液的配置，标定及储存也需要消耗大量试剂，随着经济的发展，这种传统的分析方法给实际的检测工作带来了很多困扰，比如试验周期长，成本高，干扰大，准确度低等。韓晓军[1]，张丹丹[2]等人经过大量试验的摸索，分别用不同的酸体系配电热板加热的方式，利用电感耦合等离子体原子发射光谱同时对水泥中多种常量元素进行了分析，此方法大大减少了试剂的使用量，简化了试验流程。赵新建[3]，孙国良[4]等人利用微波消解仪对水泥样品进行前处理，微波消解是利用微波加热封闭罐中的消解液和试样，从而在高温增压下使样品快速溶解的湿法消化。此方法具有消化完全、快速及低空白的优点，且在密闭容器中进行还可防止挥发性元素的损失，这些优点使得微波消解技术不仅在水泥常量分析中起了重要作用，对今后研究微量元素及有害重金属元素提供了有效的处理方式。
3 检测手段的研究进展
近些年随着工业的发展，各种高端快速检测设备应运而生，并在各行各业得到大力推广。水泥作为传统工业，检测方法大多为滴定法，重量法，也有部分用分光光度和原子吸收法检测，这也是目前水泥厂和检测机构常用的方法。现已有部分研究者将ICP-AES（电感耦合等离子体原子发射光谱）用在水泥快速检测方面，实现了对水泥样品多元素同时测定。龙智翔[5]等利用ICP-AES同时测定了水泥中7中元素的含量，RSD均小于5%，回收率在101%-103%之间；侯江颖[6]利用ICP-AES测定了水泥原料中的7中微量元素，允许差和重现性均符合要求；尹佳芝[7]利用石墨消解结合ICP-AES测定了水泥中的5种重金属元素。除了ICP-AES，齐剑英[8]等利用ICP-MS（电感耦合等离子体质谱仪）同时测定了土壤中的24中元素，回收率控制在94%-102%之间，取得了较为满意的结果；MP-AES（微波等离子体原子发射光谱仪）也能实现样品的多元素检测，这些检测设备提高效率的同时，实现了检测限从ppm-ppt级的飞跃，对于水泥中痕量有害元素的检测具有重要意义。
综上所述，随着环境、经济及工业的发展，快速简便的检测手段越来越受到各方研究的重视，对于水泥这种基底复杂，元素间干扰大的样品，需要逐渐改进传统的检测方式，利用微波消解，石墨消解这些前处理方式结合ICP-AES、ICP-MS及MP-AES等检测手段实现不同级别含量的检测需求。
参考文献：
[1]韩晓军，ICP测定水泥样品中各组分的研究[J].中国非金属矿工业导刊，2013，103（3）：30-31.
[2]张丹丹，等.ICP-AES法同时测定水泥中的钾钙钠镁铝铁钛[J].水泥，2014（10）：53-54.
[3]赵新建，吴和平，等.标准加入法测定生态水泥中的重金属[J].环境保护科学，2013，39（4）：114-119.
[4]孙国良，石建敏，陈金媛.微波消解法在硅酸盐分析中应用探讨[J].浙江工业大学学报，2004，32（3）：330-333.
[5]龙智翔，等.ICP-AES 法快速测定水泥中Al2O3、Na2 O、K2O、CaO、MgO、SO3、TiO2含量[J].科技资讯，2011，8：112-113.
[6]侯江颖.电感耦合等离子体发射光谱仪测定水泥原料中的微量元素[J].中国高新技术企业，2012，01：37-38.
[7]尹佳芝.石墨快速消解法结合电感耦合等离子体发射光谱仪测定水泥熟料中多种重金属元素[J].广东化工，2017，44（8）：217-218.
[8]齐剑英，张平，等.电感耦合等离子体质谱法测定土壤中24种元素[J].理化检验-化学分册，2007，43（9）：723-725.
作者简介：
张翠欣（1983- ），女，汉族，工程师，研究方向：水泥化学分析。
剧京亚（1990- ），女，汉族，助理工程师，研究方向：元素分析。
河北省质量技术监督局科技计划项目，项目编号：2016ZD17
