Çimento üretim proseslerinde eritiş metoduyla hazırlanmış numunelerin WDXRF analizleri ve hata etkilerinin incelenmesi

Abstract

Gerek çimentoyu üretmek gerekse mevcut özelliklerini iyileştirmek için bir çok kimyasal ve mineral katkı biraraya gelmektedir. Bu katkıların birbirleriyle uyumu ya da uyumsuzluğu çimento kalitesini doğrudan etkilemektedir. Çimento üretiminde klinkerin ve nihai ürünün kalitesini kontrol etmek için çimento fabrikaları gün içinde onlarca elementel analiz yapmaktadır. Bu analiz yöntemleri içerisinde klinklerde ve nihai üründe bulunan Si, Al, Fe ve Ca'un oksit bileşenlerini belirlemek amacıyla, numune hazırlama kolaylığı, analitik değerlendirme üstünlüğü, hızlı sonuç ve hassasiyet gibi özellikleriyle X-ışını floresan spektrometresi (XRF) tercih edilmektedir. Bu çalışmada çimento üretiminin dört prosesinden (kalker, farin, klinker, nihai ürün) alınan numuneler, optimum eritiş sıcaklığı olan 16000C' de cam tablet haline getirilerek XRF analizine tabi tutuldu. XRF analizleri kalitatif ve kantitatif analiz yapan BÇF' de bulunan WDXRF ve BTÜ' de bulunan yarı kantitatif analiz yapan WDXRF cihazlarında gerçekleştirildi. Aynı numunelere ait sonuçlar birbirine optimize edildi, standart sapmalar hesaplandı, majör bileşenlerin oranları grafiklerle gösterildi. Ayrıca optimum eritiş sıcaklığının altında (14000C) ve üstünde (17000C) eritiş sıcaklıkları seçilerek, diğer değişkenler sabit tutulmak şartıyla eritiş sıcaklığının XRF sonuçlarına etkisi araştırıldı. Yine aynı numunelere ait sonuçlar birbirine optimize edildi, standart sapma oranlarının optimum sıcaklıklığa olan farkı hesaplandı, ayrıca her bir prosese ait üç farklı eritiş sıcaklığının yüzde standart sapma oranları grafiklerle gösterildi. Optimum eritiş sıcaklığında hazırlanan numunlerin her iki XRF sonucu birbirine yakın çıktı. Klinker ve CEM I' den elde edilen değerler, standartlarla belirlenmiş değerlerle örtüştü. 14000C ve 17000C' lerde elde edilen verilerde, özellikle kalker ve farinde, CaO' in oranı dışında diğer bileşenlerin oranları, kendi aralarında benzer, optimum eritiş sıcaklığından farklı sonuçlar verdi.

Both manufacturing cement and improving current properties, lots of chemical and mineral additives come together. The harmony or disharmony of these additives directly affects the quality of cement. In order to control the qualities of clinker and final products, cement factories make tens of elemental analyses in a day. Within these analyses methods, in order to determine oxide component of Si, Al, Fe and Ca, X-ray fluorescence spectrometer (XRF) is prefered because of the important features like easy sample preparation, analytical evaluation advantage, give quick result and sensitiveness. In this study, the samples, taken from four processes (limestone, farin, clinker, final product) of cement production, are formed as glass disc whose optimum fusion temperature is 16000C and subjected to XRF. All XRF analyses are done in Bursa Cement Factory Quality Control Laboratory which has WDXRF device that can do qualitative and quantitative analyses and in Bursa Technical University Department of Metallurgical and Materials Engineering Laboratory which has WDXRF device that can do semi quantitative analyses. The results belong to the same samples optimized to each other, standard deviation calculated, ratio of major components showed on graphics. In addition to study, below (14000C) and above (17000) optimum fusion temperature, fusion temperatures are chosen and provided that other variables held constant the effects of fusion temperature to XRF is researched. Again the results belong to the same samples optimized to each other, the difference of standard deviation ratio and optimum temperature is calculated, also percent standard deviation ratio of three different fusion temperature belongs to each process is shown on graphics. XRF results of both samples which prepared at optimum fusion temperature were close to each other. The values got from clinker and CEM I matched up with the values determined by standards. Data got from the temperature at 14000C and 17000C, especially for limestone and farin, except from CaO ratio, the ratio of other components showed similar results among themselves but they gave different results at optimum fusion temperature.