Análise elementar na indústria de cimento Controle de qualidade de cimento - da trituração até a análise elementar.

Measurement of carbon and sulphur concentrations

Uma determinação confiável do teor de carbono e enxofre no cimento é uma parte essencial do processo de controle de qualidade. Se o teor de enxofre for muito alto, o cimento pode ser destruído como resultado da reação química do ácido sulfúrico. O teor de carbono é geralmente certificado como CO₂ e o teor de enxofre é dado como SO₃. Em geral, os analisadores elementares queimam a amostra e medem os gases liberados. Amostras inorgânicas com baixo teor de carbono e enxofre, como o cimento, geralmente são queimadas em um forno de indução a temperaturas de até 2200°C. A Tabela 1 mostra os resultados típicos das concentrações de CO₂ e SO₃ em uma amostra de cimento e também em madeira e carvão que são usados como combustíveis em muitas fábricas de cimento.

Os resultados foram obtidos com o analisador CS-i da ELTRA, com desvios padrão muito baixos. O sistema funciona de forma confiável e rápida com um tempo de medição típico de apenas 60 a 120 segundos.

Analisador de Carbono / Enxofre Elementrac CS-i

O enxofre influencia diretamente o envelhecimento do clínquer porque pode causar degeneração por acidificação. O potente forno de indução do CS-i  oxida qualquer amostra de material de construção a mais de 2.000°C em corrente de oxigênio. Potentes células medidoras por infravermelho asseguram a determinação segura de enxofre e, opcionalmente, de carbono.

Analisador de Carbono / Enxofre Elementrac CS-d

A combinação de alto desempenho entre fornos de indução e resistência no analisador CS-d possibilita principalmente na indústria de materiais de construção uma determinação econômica de carbono e enxofre.
Além do forno de indução para análise de materiais de construção existe também um forno cerâmico aquecido por resistência para até 1.500°C. Este permite a análise de combustíveis como carvão, coque ou também de combustíveis alternativos. 

Analisador de carbono / hidrogênio / enxofre CHS-r / CHS-580A

O poder calorífico efetivo de combustíveis depende do seu teor de carbono e principalmente de hidrogênio. Na incineração de combustíveis alternativos, o hidrogênio contido neles gera uma quantidade considerável de água, que precisa ser extraída do forno rotativo por evaporação. Isto reduz significativamente o poder calorífico.
OCHS-r aquecido por resistência permite um controle eficaz dos elementos carbono, hidrogênio e enxofre. Para obter um alto rendimento por amostra, pode-se recorrer ao CHS-580A com autoalimentador para 36 ou 130 posições. 

Analisador termogravimético TGA Thermostep

A determinação convencional de parâmetros termogravimétricos como umidade, cinzas ou LOI (Loss On Ignition) mediante fornos mufla e balança externa geralmente requer muito tempo e pessoal.
O TGA Thermostep é um forno programável com balança integrada para determinação automatizada de cinzas, umidade e componentes voláteis em combustíveis. 

Analisador de carbono / água CW-800

Em materiais de construção, o carbono componente de carbonatos (TIC) é um parâmetro importante. Este pode ser determinado de forma segura e confiável em um minuto por meio do CW-800 a 1.000°C em atmosfera de nitrogênio.

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