Analyse élémentaire du ciment contrôle qualité du ciment - du concassage/broyage à l'analyse élémentaire

Measurement of carbon and sulphur concentrations

A reliable determination of the carbon and sulphur content in cement is an essential part of the quality control process. If the sulphur content is too high, the cement could be destroyed as a result of the chemical reaction of sulphuric acid. The carbon content is usually certified as CO2 and sulphur content is given as SO3. In general, elemental analysers combust the sample and measure the released gases. Inorganic samples with a low carbon and sulphur content such as cement are usually combusted in an induction furnace at temperatures up to 2200°C. Table 1 shows typical results for CO2 and SO3 concentrations in a cement sample and also in wood and coal which are both used as fuels in many cement factories.

The results were obtained with ELTRA’s CS-i analyzer, with very low standard deviations. The system works reliably and quickly with a typical measurement time of only 60 to 120 seconds.

Analyseur Carbone / Soufre Elementrac CS-i

La teneur en soufre influence fortement le vieillissement des briques de clinker, car la production d'acide (en combinaison avec l'eau) peut entraîner une dégénérescence du matériau. Le puissant four à induction de l'analyseur de soufre et de carbone CS-i permet la combustion de toutes sortes de matériaux de construction dans une atmosphère d'oxygène pur à des températures supérieures à 2000 °C et jusqu'à quatre cellules infrarouges indépendantes à plages de mesure flexibles déterminent précisément la teneur en soufre (et éventuellement aussi en carbone).

Analyseur Carbone / Soufre Elementrac CS-d

La combinaison efficace d'un four à induction et d'un four à résistance dans un seul analyseur (ELTRA Dual Furnace Technology) fournit une solution économique pour l'analyse élémentaire du carbone et du soufre dans les matériaux de construction. Outre le four à induction pour l'analyse élémentaire des matériaux de construction, le CS-d est également équipé d'un four à résistance qui permet des températures allant jusqu'à 1550°C. Le four à résistance est idéal pour l'analyse de matériaux combustibles comme le charbon, le coke ou les combustibles secondaires.

Analyseur Carbone / Hydrogène / Soufre CHS-r / CHS-580A

Le pouvoir calorifique effectif des combustibles dépend de leur teneur respective en carbone et surtout en hydrogène. Lors de la combustion des combustibles secondaires, par exemple, une quantité importante d'eau est formée à partir de la teneur en hydrogène, qui doit ensuite être vaporisée dans un four tubulaire rotatif. Cette procédure réduit considérablement le pouvoir calorifique. L'analyse élémentaire et la détermination fiable de la teneur en carbone, en hydrogène et en soufre sont donc essentielles - le CHS-r avec son four à résistance est l'analyseur idéal pour cette tâche. Pour un débit d'échantillons élevé, le CHS-580A est disponible avec un chargeur automatique pour 36 ou 130 creusets.

Analyseur Thermogravimétrique TGA Thermostep

La détermination conventionnelle de paramètres thermogravimétriques tels que l'humidité, les cendres ou la perte au feu (LOI : Loss On Ignition) avec des fours à moufle et une balance externe prend souvent beaucoup de temps et entraîne des coûts opérationnels élevés en termes de personnel. Le TGA Thermostep est un analyseur thermogravimétrique programmable avec balance intégrée, qui détermine en une seule analyse divers paramètres tels que l'humidité, les volatiles et les cendres dans les combustibles ou la perte au feu dans le ciment à des températures et atmosphères définies par l'utilisateur.

Analyseur Carbone / Eau CW-800

Un autre paramètre important dans le contrôle qualité des matériaux de construction est le carbone inorganique total (CIT). Cette valeur est déterminée avec le CW-800 sous atmosphère d'azote à 1000°C. L'analyseur élémentaire fournit des résultats fiables en seulement une minute.

Sample preparation and analysis

As secondary fuels are often soft and elastic materials, primary size reduction has to be effected with cutting and shearing forces such as are applied in cutting mills. Here, the same grinding procedure as for hard and brittle material has to be followed: Pre-cutting followed by sample division and fine grinding. Since the secondary fuels usually are very heterogeneous, the sampling process becomes evident for correct analytical results. RETSCH’s heavy-duty cutting mill SM 300 easily handles inhomogeneous sample materials with different breaking properties and is especially safe to operate. It is available with heavy-metal-free grinding tools for neutral-to-analysis sample preparation which makes it ideal for processing secondary fuels. With the three exchangeable cutting rotors and its high powered drive, textile and leather parts, plastic caps and ductile metal cans are cut up just as effectively as abrasive electronic scrap and non-metallic car-shredding parts. As there are limits to this cutting mechanism, i.e. steel and iron parts should be separated by a magnetic separator before the cutting process. The final fineness is mainly determined by replaceable bottom sieves with defined aperture sizes. Depending on the sample material, final particle sizes < 2 mm can be achieved. A cyclone increases the material throughput and helps to dissipate the grinding heat. For the fine grinding down to 200 μm, the Ultra-Centrifugal Mill ZM 200 from RETSCH is the ideal tool. It grinds extremely fast and thanks to the patented cassette system it is very easy to clean which allows for high sample throughput. The sample size again is determined by an exchangeable sieve. Experience shows that aperture size of 0.5 or 1 mm is fully adequate for obtaining analytical fineness. Very elastic material like rubber has to be embrittled with liquid nitrogen before pre cutting and final grinding to avoid melting of the sample.

Due to their different combustion behaviour (compared to inorganic material), secondary fuels cannot be processed in an induction furnace. The most suitable choice is a measurement with a resistance furnace at a temperature of 1,300°C. As cement factories use different types of fuels with different calorific values, it is essential to measure the carbon content as a perfect indicator for the calorific value of a material. Sulphur, on the other hand, is an important parameter for processing the combustion gas desulphurisation. Whereas coal has a rather high sulphur content of up to 5%, it is only around 0.02% for secondary fuels such as wood or biomass. With ELTRA elemental analyzers samples of greatly varying sulphur content can be examined precisely and reliably.

Secondary fuel samples