摘要
工业分析是分析化学在工业生产中的应用，有指导和促进生产的作用，是国民经济各部门不可缺少的一种专业技术，它集生产、管理、鉴定、评价于一身。高等仪器分析技术是一种快速发展且用途广泛的技术，具有快速、灵敏、准确的特点。本论文阐述了高等仪器分析在工业分析中的各方面的应用。
关键词
工业分析；高等仪器分析；应用
Abstract
Industry analysis is the analysis of chemical application in industrial production. It is the role of guiding and facilitating the production and also is an expertise of indispensable for national economic departments which combines the production, management, appraisal, evaluation at all. Advanced instrument analysis technology is a rapid development and wide
ly used technology which has the characteristics of rapid, sensitive and accurate. This thesis describes all aspects of the application of advanced instrumental analysis in industrial analysis.
Key words
尼龙螺杆
Industry analysis; advanced instrument analysis; application
分析化学是提供物质中元素或化合物组成的科学技术。它是通过测量与待测组分有关的某种化学和物理性质获得物质的定性和定量结果。定性分析方法是获得试样中原子、分子或功能基的有关信息。而定量分析方法是获得试样中一种或多种组成的相对含量。通常可以把分析化学方法分为两大类，即经典分析和仪器分析方法。经典分析方法也成为湿化学方法，出现的较早；而仪器分析方法则是近一个多世界以来出现的方法。早期化学工作者是采用沉淀、萃取或蒸馏分离出待测物后，再进行测定。就定性分析而言，是将分离后的组分用试剂处理，然后通过颜、沸点、熔点，以及在一系列溶剂中的溶解度、气味、光学活性或折光指数等性质来识别它们。对定量分析来说，是通过测定质量或用滴定的方式来 测定被分析物质的量。这些经典的分析方法虽然至今仍在应用，随着微电子和计算机技术的广泛应用，以及科学领域新成就的不断引入，作为分析化学重要组成部分的仪器分析，由以化学分析为主的经典分析化学发展为以仪器分析为主的现代分析化学。它不仅能提供物质的组成和含量信息，而且成为强有力的科学研究手段。
电动理发剪高等仪器分析与经典分析方法相比较，具有重现性好、灵敏度高、分析速度快、试样用量少、检出限低等特点。高等仪器分析方法在工业分析中，一般分为光学分析法、电化学分析法、热分析法、放射化学分析法和分离方法。
光学分析法是基于检测能量与待测物质作用后产生的辐射信号或所引起的变化的分析方法。根据物质与辐射能作用时有没有能级跃迁可将光学分析法分为光谱法和非光谱法。根据能量作用的对象不同又分为原子光谱和分子光谱。
电化学分析法是根据物质在溶液中的电学及电化学性质，如电位、电荷、电流、电阻等电信号及其变化来测定物质的组分含量的分析方法。如电导仪用来测定水的电导率，pH计或离子计测定水样的氢离子或其他离子浓度，利用滴定终点时溶液的电位突跃指示滴定终点的电位滴定法等。
热分析法是测定某些性质，如质量、体积、热导或反应热与温度之间的动态关系。它可用于成分分析和热力学分析、化学反应机理方面的研究。
放射化学分析法是利用核衰变过程中所产生的放射性辐射来进行分析的方法。如将放射性同位素作为示踪原子用于污染物的迁移转化研究。 分离方法是利用仪器方法(如谱法、电泳法)来分离和分析那些在结构、性质上十分相近的化合物，主要基于谱法和电泳技术。水样中结构、性质相近的组分通过谱分离后，可根据需要分别定性和定量测定各组分的性质，如热导、电导、对紫外和红外辐射的吸收、荧光等。将谱法与各种现代仪器方法联用是解决复杂物质的分离和分析问题的最有效手段，也是高等仪器分析的一个重要发展方向。
工业分析是研究工业生产中的原料、辅助材料、中间产品或者反映过程中变化着的物料、最终产品、副产品以及声场中各种废物的化学组成的分析方法及有关理论的一门学科。它的作用除了完成包括资源勘探、原材料的选择、生产过程控制、产品质量检验以及环境保护等一系列分析测试任务外，工业分析还做为一种重要手段参与到科技创新、技术革新和新工艺探索过程中，并且承担着工艺评价、产品质量评价和环境评价等适应现代工业规范
化、标准化生产与管理的重任。工业分析在国民经济许多生产部门中起着指导、促进和参与管理的重要作用。
关于工业分析仪器和一般分析仪器的区别问题，粗浅的看法是，一个用在生产现场，另一个用在实验室，而且用在实验室的分析仪器也是与工业实际生产相关，并不是用于一般科研的仪器设备。如果分析仪能够接近生产现场,自动或手动取样(定期)及需要少量的人工操作,并且可较快的检测出结果并指导生产,也可以算是过程分析技术。严格地说，工业分析仪应该在线测量、监视及控制，首先应自动取样、连续取样、样品自动预处理、自动分析后输出信号，长期稳定运行，而且应做到在线校正、在线维护（过滤、清洗或反吹）。最好能够做到嵌入式传感器与主工艺设备内的介质直接接触，或者把介质转移到与工艺装备相连的分析回路或分析采样系统中，分析完再将介质返回工艺装备内。为此，分析仪器经常形成一个主机系统以外的配套的系统，或在线分析小屋[1]。
工业分析包括硅酸盐分析、矿石分析、金属材料分析、煤分析、石油产品分析、日用化学品分析、肥料分析、农药及其残留分析、气体分析、水质分析、基本有机产品分析、其他精细化工品分析、工业生产中的在线分析技术等。
1.高等仪器分析在硅酸盐分析中的应用
目前硅酸盐工业分析中广泛应用的酸碱滴定法、配位滴定法、氧化还原滴定法、重量分析法、分光光度法、原子吸收分光光度法、火焰光度法、电位分析法、X射线荧光光谱分析法等。
差热分析(DTA)是在程序控制温度下，测量物质与参比物之间温度差与温度关系的一种技术。是研究物质受热或冷却时所发生的各种物理和化学变化，进而推断其结构与物性之间关系的有力工具。
借助DTA技术可对水泥生产过程中的原材料进行鉴别；对煅烧及水化和硬化过程中的相态结构变化以及水化、脱水、高温烧结等研究。如DTA研究石灰石及粘土质原料的矿物组成和易烧性能。DTA技术可根据矿渣中玻璃态在高于800℃结晶放热峰的高度判断水泥中矿渣混合材的掺量,实验结果表明：矿渣含量高于5%就能够可靠地做出检测。DTA技术还应用于化学外加剂在水泥中作用的研究。根据水泥水化产物在450～550℃的Ca(OH)2分解脱水的 DTA吸热峰的峰面积大小来选择缓凝剂。Ca(OH)2脱水吸热峰的强度可表示C3S(3CaO・SiO2)的水化程度。如在水化水泥中添加木质磺酸盐,可起 到缓凝作用，DTA检测证明，随木质磺酸盐含量增加，相应的Ca(OH)2分解脱水吸热峰的峰面积减小，表明C3S的水化程度减弱[2]。
DTA技术已作为一种重要的手段应用于水泥水化硬化机理的研究。丁树修研究了高温地热井水泥的水化和硬化[3]。Mascolo[4]提出用定量DTA来估算水泥的水化程度，其依据是以925℃处吸热峰为未水化C3S的标志，吸热峰的大小与C3S含量成正比。
硅酸盐水泥纯铝酸钙水泥(P.I铅笔加工型)水化3天的特征DTA曲线上主要有4个吸热峰(见图1)。
图1 P.I型硅酸盐水泥水化的特征DTA曲线
第1个吸热峰处在120℃左右，为水化水泥脱去游离水的过程；170℃左右的吸热峰为水化硅酸钙凝胶(C-S-H)的脱水反应；第3个吸热峰500℃左右为水化硫铝酸钙(C3A・3CS・H32，AFt)脱水和Ca(OH)2分解反应的特征峰；750℃左右的吸热峰则是β-C2S发生晶形转变所致，DTA所显示的过程同硅酸盐水泥的水化过程是一致的。
图2表示20±2℃养护条件下纯铝酸钙水泥(Al3O275%)不同龄期的DTA曲线。对纯铝酸钙水泥进行XRD分析，其主晶相为CA、CA2和α-Al2O3。图2及XRD分析研究表明，P1代表纯铝酸钙水泥水化6h烟气道的曲线,曲线上显示198℃的吸热峰，说明纯铝酸钙水泥的水化首先是CA矿物水化。95～130℃的吸热峰为AH3凝胶脱水；水化12h至3天(P2～P5试样)的DTA曲线上出现145～160℃左右的吸热峰，表明水化产物中形成C2AH8，C2AH8的脱水形成了145～160℃的吸热峰，C2AH8属于不稳定相，会逐步转变为C3AH6和AH3相；198～208℃的吸热峰为六方晶系的CAH10脱水分解，亚稳态的水化铝酸钙(CAH10)随温度升高逐渐脱水，在200℃左右脱水过程达到高峰；由于C3AH6中的水是配位水,因而脱水温度较高，296～300℃左右的吸热峰则是由CAH6以及γ-AH3的脱水分解形成；330℃左右最大的吸热峰是介稳相的CAH10和C2AH8向稳定相的立方晶系C3AH6转变的极点，此过程释放出大量的游离水，蒸发吸热而形成较大的吸热峰；AH橡胶闸阀3、C3AH6在加热过程中最终转化为三水铝
矿（γ-Al(OH)3），温度升至940℃左右出现三水铝矿晶形转变的特征放热峰，形成具有耐火性质的矿物。
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