Análisis elemental de cemento Control de calidad desde la trituración hasta el análisis elemental

Medición de las concentraciones de carbono y azufre

La determinación fiable del contenido de carbono y azufre en el cemento es una parte esencial del proceso de control de calidad. Si el contenido de azufre es demasiado alto, el cemento podría ser destruido como resultado de la reacción química del ácido sulfúrico. El contenido de carbono suele certificarse como CO2 y el de azufre como SO3. En general, los instrumentos para el análisis elemental de cemento queman la muestra y miden los gases liberados. Las muestras inorgánicas con un bajo contenido de carbono y azufre, como el cemento, suelen incinerarse en un horno de inducción a temperaturas de hasta 2.200°C. La tabla 1 muestra los resultados típicos de las concentraciones de CO2 y SO3 en una muestra de cemento y también en madera y carbón, que se utilizan como combustibles en muchas fábricas de cemento.

Los resultados se obtuvieron con el analizador CS-i de ELTRA, con desviaciones típicas muy bajas. El sistema funciona de forma fiable y rápida, con un tiempo de medición típico de solo 60 a 120 segundos.

Analizador de carbono y azufre Elementrac CS-i

El contenido de azufre afecta de forma significativa el envejecimiento del clínker, ya que la formación de ácido puede llevar a una degeneración del mismo.

El carbon sulfur analyzer CS-i cuenta con un horno de inducción potente que oxida todo tipo de materiales de construcción a más de 2000 °C bajo flujo de oxígeno. Sus celdas infrarrojas garantizan una determinación fiable de azufre y de carbono (opcional).

Analizador de carbono y azufre Elementrac CS-d

La combinación efectiva de un horno de inducción y un horno de resistencia en el analizador ha hecho posible la determinación económica de carbono y azufre en la industria de los materiales de construcción.

Además de contar con un horno de inducción para el análisis de materiales de construcción, este aparato CS-d dispone de un horno de resistencia de cerámica que alcanza temperaturas de hasta 1500 °C para el análisis de carbón, coque y combustibles secundarios.

Analizador de carbono, hidrógeno y azufre CHS-r / CHS-580A

El poder calorífico de los combustibles viene determinado no solo por su contenido de carbono, sino especialmente por su contenido de hidrógeno. Al quemar combustibles secundarios se libera – debido al contenido de hidrógeno – una cantidad no despreciable de agua, la cual tiene que evaporarse con un horno tubular rotatorio reduciéndose significativamente su poder calorífico.

Elemental analysis and the reliable determination of carbon, hydrogen and sulfur content is therefore essential - the CHS-r ofrece con su horno de resistencia un control efectivo de los elementos carbono, hidrógeno y azufre. Para laboratorios con altas cargas de trabajo se ofrece el CHS-580Acon un automuestreador de 36 o 130 posiciones.

Analizador termogravimétrico TGA Thermostep

La determinación de parámetros termogravimétricos como el contenido de humedad, cenizas o las pérdidas por ignición (LOI) con métodos convencionales como el empleo de un horno de mufla y una balanza externa es laboriosa y requiere una inversión de tiempo y de personal no desestimable.

El TGA Thermostep es un analizador termogravimétrico programable con balanza integrada que determina el contenido de cenizas, humedad y materia volátil en combustibles, así como las pérdidas por ignición en cemento de forma completamente automática.

Analizador de carbono y agua CW-800

La presencia de carbono en forma de carbonato (TIC) es un parámetro igualmente importante en los materiales de construcción. En el CW-800 este parámetro puede determinarse en un minuto, a una temperatura de 1000 °C y bajo atmósfera de nitrógeno, de forma segura y fiable.

Preparación y análisis de muestras

Como los combustibles secundarios suelen ser materiales blandos y elásticos, la trituración previa debe efectuarse con fuerzas de corte y cizallamiento como las que se aplican en los molinos de corte. En este caso, debe seguirse el mismo procedimiento de trituración que para los materiales duros y frágiles: corte previo seguido de división de la muestra y molienda fina. Dado que los combustibles secundarios suelen ser muy heterogéneos, el proceso de muestreo se hace imprescindible para obtener resultados analíticos correctos. El molino de corte para trabajos pesados SM 300 de RETSCH procesa sin problemas materiales de muestra no homogéneos con diferentes propiedades de fractura y su manejo es especialmente seguro. Está disponible con herramientas de molienda libres de metales pesados para preparar muestras para un análisis neutral, lo que lo hace ideal para el procesamiento de combustibles secundarios. Con los tres rotores de corte intercambiables y su accionamiento de alta potencia, las piezas textiles y de cuero, los tapones de plástico y las latas de metal dúctil se cortan con la misma eficacia que la chatarra electrónica abrasiva y las piezas no metálicas de desguace de automóviles. Este mecanismo de corte tiene sus límites, ya que las piezas de acero y hierro deberían ser separadas por un separador magnético antes del proceso de corte. La finura final se determina principalmente mediante tamices de fondo intercambiable con aberturas de malla definidas. Dependiendo del material de la muestra, pueden alcanzarse tamaños finales de partícula < 2 mm. Un ciclón aumenta el caudal de material y ayuda a disipar el calor de la molienda. Para la molienda fina hasta 200 μm, el molino ultracentrífugo ZM 200 de RETSCH es la herramienta ideal. La molienda es extremadamente rápida y, gracias al sistema patentado de cajetín, es muy fácil de limpiar, lo que permite un alto procesamiento de muestras. De nuevo, el tamaño de la muestra se determina mediante un tamiz intercambiable. La experiencia indica que una abertura de malla de 0,5 o 1 mm es totalmente adecuada para obtener la finura analítica. Los materiales muy elásticos, como el caucho, deben fragilizarse con nitrógeno líquido antes del corte previo y la molienda final para evitar que la muestra se derrita.

Debido a su diferente comportamiento de combustión (en comparación con el material inorgánico), los combustibles secundarios no pueden procesarse en un horno de inducción. La opción más adecuada es la medición con un horno de resistencia a una temperatura de 1.300°C. Dado que las cementeras utilizan diferentes tipos de combustibles con distintos poderes caloríficos, es esencial medir el contenido de carbono como indicador perfecto del poder calorífico de un material. El azufre, por su parte, es un parámetro importante para procesar la desulfuración de los gases de combustión. Mientras que el carbón tiene un contenido de azufre bastante elevado, que puede llegar al 5%, en el caso de los combustibles secundarios, como la madera o la biomasa, se sitúa solo en torno al 0,02%. Los analizadores elementales de ELTRA permiten examinar de forma precisa y fiable muestras con contenidos muy variables de azufre.

Muestras de combustibles secundarios