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    解決方案

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    煤灰元素成分分析
    2020-09-15 20:12:57   





    • 概述

           煤灰是煤中礦物高溫燃燒后的固態產物,其成分復雜,主要由鈉、鎂、鋁、硅、磷、硫、鉀、鈣、鈦、鐵等元素的氧化物與鹽類組成,煤灰成分分析的意義有:可以判斷煤的礦物成分;為灰渣的綜合利用提供數據資料;可以判斷煤炭的熔融溫度;根據氧化物的成分高低,大致判斷煤炭燃燒時對鍋爐的腐蝕狀況等;因此,煤灰成分分析是煤質測試和煤質研究的重要內容。
    煤灰元素多,含量范圍波動大,涉及的測定方法多,需要分析人員有專業的理論基礎和豐富的經驗。

            安科慧生研制的高靈敏度X射線熒光光譜儀MERAK-CEMII和快速基本參數法(Fast FP),通過對煤灰成分分析的研究,其對各個元素氧化物分析的精密度滿足《GB/T 1574煤灰成分分析方法》要求,同時具有樣品制備簡單、分析速度快、分析成本低等優勢,也可延伸到煤矸石和煤礦元素成分分析。

     



    性能數據

    (1)元素譜圖



    圖:高靈敏度X射線熒光光譜儀MERAK-CEMII煤灰元素分析譜圖

    對于XRF較難分析的Na,高靈敏度X射線熒光光譜儀MERAK-CEMII具有低靈敏度,在煤灰分析中各元素譜峰均具有出色的靈敏度和分辨率。


    (2) 線性


       煤灰中元素氧化物在含量范圍內均具有出色的線性。


    (3) 重復性

    分析次數 SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO P2O5 K2O Na2O TiO2 SO3
    1# 37.79% 33.93% 4.604% 9.731% 1.179% 1.455% 0.303% 1.482% 1.512% 7.469%
    2# 37.77% 33.95% 4.605% 9.740% 1.185% 1.455% 0.307% 1.477% 1.502% 7.468%
    3# 37.75% 33.95% 4.605% 9.752% 1.184% 1.451% 0.306% 1.487% 1.514% 7.456%
    4# 37.80% 33.95% 4.612% 9.735% 1.178% 1.457% 0.307% 1.464% 1.512% 7.455%
    5# 37.76% 33.94% 4.599% 9.740% 1.189% 1.451% 0.312% 1.489% 1.508% 7.465%
    6# 37.79% 33.94% 4.605% 9.718% 1.180% 1.452% 0.303% 1.490% 1.510% 7.471%
    7# 37.77% 33.96% 4.601% 9.712% 1.185% 1.453% 0.306% 1.505% 1.511% 7.463%
    8# 37.80% 33.94% 4.615% 9.707% 1.181% 1.458% 0.310% 1.483% 1.507% 7.461%
    9# 37.80% 33.95% 4.610% 9.725% 1.177% 1.449% 0.300% 1.469% 1.510% 7.470%
    10# 37.79% 33.95% 4.605% 9.717% 1.182% 1.450% 0.311% 1.495% 1.508% 7.457%
    11# 37.79% 33.95% 4.605% 9.718% 1.187% 1.456% 0.304% 1.472% 1.513% 7.468%
    Average 37.78% 33.95% 4.606% 9.727% 1.183% 1.453% 0.306% 1.483% 1.510% 7.464%
    RSD 0.047% 0.028% 0.097% 0.145% 0.315% 0.209% 1.198% 0.814% 0.229% 0.079%

        煤灰中元素氧化物重復性滿足《GB/T 1574煤灰成分分析方法》對重復性限的要求。  


    (4) 準確性

    標樣名稱 SiO2(%) Al2O3(%) Fe2O3(%) CaO(%) MgO(%) P2O5(%) K2O(%) Na2O(%) SO3(%)
    煤灰2# 給定值 37.86 33.71 4.74 9.9 1.27 1.44 0.3 1.45 7.68
    測試值 37.71 33.96 4.61 9.74 1.62 1.453 0.3 1.48 7.5
    偏差 0.40% 0.74% 2.74% 1.62% 27.56% 0.90% 0.00% 2.07% 2.34%
    煤灰3# 給定值 37.52 32.78 4.81 10.97 1.17 1 0.24 1.75 8.35
    測試值 37.2 32.26 4.79 10.91 0.98 0.88 0.23 1.7 8.47
    偏差 0.85% 1.59% 0.42% 0.55% 16.24% 12.00% 4.17% 2.86% 1.44%
    煤灰4# 給定值 48.03 35.8 2.81 3.27 0.69 0.25 0.9 0.54 6.33
    測試值 47.42 35.6 2.92 3.63 0.69 0.236 0.91 0.43 6.17
    偏差 1.27% 0.56% 3.91% 11.01% 0.00% 5.60% 1.11% 20.37% 2.53%
    煤灰5# 給定值 35.54 25.92 7.56 14.92 1.63 0.72 0.2 0.75 11.25
    測試值 35.7 25.88 7.79 15.01 1.39 0.691 0.21 0.84 9.8
    偏差 0.45% 0.15% 3.04% 0.60% 14.72% 4.03% 5.00% 12.00% 12.89%
    煤灰7# 給定值 43.42 28.53 15.18 3.33 1.21 0.12 0.64 0.43 5.75
    測試值 44.34 29.89 15.2 3.4 1.21 0.15 0.63 0.37 5.96
    偏差 2.12% 4.77% 0.13% 2.10% 0.00% 25.00% 1.56% 13.95% 3.65%

      通過對部分煤灰標準樣品的分析,MERAK-CEMII對煤灰中元素氧化物分析準確度高,結果穩定可靠。  


    方法原理
     發明專利
    【專利名稱:一種高靈敏度單色激發多元素X射線熒光光譜儀,專利號:ZL201510567341.1】



    1、硬件核心技術:高靈敏度X射線熒光光譜儀(HS XRF®


    (1)單色化激發
             降低X射線管出射譜經樣品散射線背景干擾2個數量級

    (2)聚焦激發
             能量聚焦,增加SDD探測器接受樣品元素熒光射線強度

    (3)二次靶技術
             采用二次靶技術,激發XRF易檢測的常量元素



    2、軟件核心技術:快速基本參數法(Fast FP®
    軟件著作權

    (1)對X射線過程建立數學模型和數據庫
    (2) 正確計算基體、譜線干擾、背景扣除
    (3) 采用少量標樣即可得到精確定量結果





    方法特點

     操作簡單

     分析速度快
    樣品制備約每個樣品十分鐘,儀器分析5分鐘內;


     多元素同步分析
    一次性分析煤灰、煤矸石中從Na-Zn十幾個元素,以氧化物方式給出結果;


     分析精度高

    重復性和再現性優于《GB/T 1574煤灰成分分析方法》精密度要求;


















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