Determinazione delle specie di Carbonio e di Zolfo nel cemento
L’analisi elementare nell’industria del cemento è una routine consolidata in tutte le fasi di lavorazione, partendo dal controllo delle materie prime come calcare e argilla, fino al controllo dei clinker e del cemento finito. I parametri relativi al carbonio e allo zolfo, per motivazioni diverse, ricoprono un ruolo di grande importanza garantendo una caratterizzazione del materiale che ne definisce le proprietà.
Oltre alle analisi più consolidate che prevedono la determinazione del carbonio totale e dello zolfo totale, oggi vengono sempre di più richieste analisi più specifiche che permettono di caratterizzare in modo migliore il materiale prodotto. Da qui l’esigenza di avere strumenti versatili in grado di determinare la frazione organica del carbonio (TOC) e poter discernere la frazione di solfati da quella di solfuri. Vediamo in dettaglio come l’EA4000 CS può assolvere a tutte queste esigenze in modo semplice ed accurato.
Determinazione del Carbonio Totale e del Carbonio Organico
Per quanto riguarda il carbonio è importante poter determinare il contenuto di carbonio totale, ma anche quello di carbonio organico.
Grazie all’analizzatore elementare EA4000 di Analytik Jena è possibile determinare entrambi i parametri e contemporaneamente al carbonio anche il contenuto di zolfo. Per la determinazione del carbonio organico con l’EA4000 è possibile effettuare sia analisi diretta andando a determinare il contenuto di carbonio residuo dopo una fase di acidificazione che permette di allontanare la fase inorganica, sia una determinazione indiretta andando a determinare prima il contenuto di carbonio totale e poi quello di carbonio inorganico.
È importante poter disporre di un sistema che permetta entrambi i metodi di determinazione, sia per una maggiore versatilità nella scelta della metodica, ma soprattutto per poter decidere quale metodo utilizzare in funzione del campione specifico e della fase di produzione in cui stiamo operando. Se il campione ha una grossa componente di natura inorganica, per esempio, avremo un valore di carbonio organico molto inferiore a quello dell’inorganico e quindi in questo caso potrebbe essere più corretto prediligere un metodo diretto.
Al contrario, in campioni con tenori di inorganico paragonabili a quelli dell’organico il metodo per differenza garantirebbe risultati migliori.
Determinazione dei Solfati e dei Solfuri
La speciazione dello zolfo è un’analisi molto importante in fase di produzione del cemento e soprattutto nella cottura nell’alto forno la composizione delle scorie cementizie è un fattore determinante.
Ci sono alcune tecniche che permettono di distinguere il Solfati dai Solfuri ma risultano più impegnative per gli operatori, l’analizzatore elementare EA4000CS invece, permette di eseguire questa determinazione in modo semplice, veloce ed affidabile.
La determinazione delle due specie avviene tramite trattamento acido di un’aliquota di campione che consente la trasformazione dei solfuri in Acido Solforico gassoso. Il campione, una volta trattato viene lasciato reagire e poi asciugare e dopo qualche ora viene analizzato direttamente nella fornace dell’EA. Con quest’analisi determiniamo la frazione di zolfo presente come solfuri. Una seconda aliquota dello stesso campione, viene introdotto all’interno del forno senza alcun pretrattamento, in modo da determinare lo zolfo totale. Sottraendo il valore di solfuri da quello dello zolfo totale si ottiene il valore di solfati. In tabella 1 vengono riportati alcuni dati sul contenuto di zolfo totale, solfati e solfuri ottenuti per campioni di varia tipologia.
Con l’EA4000 è possibile pesare fino a 3g di cemento ed effettuare la determinazione di TC, TIC, TOC e TS il tutto disponendo di un campionatore a 48 posti e una fornace che lavora fino a 1500°C.
