高压制样X-射线荧光光谱法测定煤样品中17种元素和灰分.pdf

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1、第42卷分析化学(FENXIHUAXUE)研究报告第2期2014年2月ChineseJoumalofAnalyticalChemistry283—287DOI：10．3724／SP．J．1096．2014．30733高压制样X_射线荧光光谱法测定煤样品中17种元素和灰分李小莉安树清于兆水白金峰张勤(天津地质调查中心，天津，300171)(中国地质科学院地球物理地球化学研究所，廊坊065000)摘要采用自制的高压制样模具，在1400kPa压力下直接压制煤样品，解决了由于煤样品粘结性差难以直接压制成型的难题。用电

2、子显微镜对高压样片(1400kPa)和常规压片(400kPa)作了表面形态的比较，高压制备的样片表面致密、平整、光滑、不掉粉末。由于煤国家标准样品中定值的元素少，为了增加煤标样中可测定元素，以ICP—AES多次分析结果的平均值作为标准值，用高压制样建立了波长色散x射线荧光光谱测定煤样品中17个主次微量元素的分析方法，绝大部分组分的检出限较常规压力制备的样品有所改善，大部分组分的精密度都低于1％，制样的重现性好，x荧光的测定值与化学值基本相符。特别指出的是：使用SiKa测量强度和煤样品中的灰分含量建立的校准曲线

3、，其RMS为0．9441，可直接用于测定煤样品中的灰分。关键词高压制样；煤；X一射线荧光光谱1引言煤是重要的工业能源之一。近来随着环境保护立法日益严厉，对工业废弃物的控制也日益严格。煤在利用过程中以气化、液化及固体形式对大气、水及土壤造成严重污染。因此对煤利用过程及其相关产物中的指标及元素分析，对煤品质的分类，能源的保护及环境污染治理具有重要意义。煤中元素含量和灰分测定，通常使用化学法，需要在815℃灰化后，用HF或NaOH消解样品，再由经典的化学方法或原子吸收方法、比色法分析。电感耦合等离子体发射光谱(IC

4、P．AES)在灰化及酸溶解后可测定煤中的多种元素j，但在这个过程中挥发元素损失，样品处理耗时长。x．射线荧光光谱法能进行多元素同时测定，制样简单、快速J。用x．射线荧光光谱法可测定煤中多种元素，但由于煤的粘结性很差，使用400kPa压力直接压制难以成型，需要加入粘结剂才能压制成型。为解决上述问题，使用自行研制的高压制样模具和高压制样技术，在1400kPa的高压下直接压制煤粉末样品，制备的试样片表面致密、平整、光滑，光亮，提高了样片制备的重现性，改善了部分元素的检出限，进而提高了方法精密度和准确度。2实验部分2

5、．1仪器及工作条件Axios波长色散X．射线荧光光谱仪(荷兰帕纳科公司)，最大功率4．0kW，最大电压60kV，最大电流125mA，超尖锐铑靶x光管。SuperQ4．0D软件。S-4800冷场发射扫描电子显微镜(FESEM，日本日立公司)，最大放大30万倍，最大分辨率1nm。YAM．3000D微机控制电液伺服压力试验机(济南时代试金试验机有限公司)，最大压力3000kPa，用于大压力制样；日本理学液压机，最大压力600kPa，用于常规压力制样。各被分析元素和组分的测量条件见表1。2．2样品制备称取105~C烘

6、干的煤样品(粉碎至80目)6．0g，用低压聚乙烯粉镶边垫底。采用专利高压制样技术(专利申请号：201310125722．5)升压至1400kPa，保持30S，压制成内径为32mm，外径为40mm的样片，样片编号，放人干燥器待测。2013~7-27收稿；2013-10-24接受本文系国家重大科学仪器设备开发专项(No．2012YQOO76)，中国地质大调查项目(No．1212011120277)，物化探所基本科研业务费项目(No．AS2012J02)资助$E—mail：z~aghonghua97@qq．com分

7、析化学第42卷表1分析元素的测量条件Table1Measuringconditionofelements注：PHA为脉冲高度分析器，LL为下限，UL为上限。Duplex为流气正比计数器和封氙正比计数器串联使用。sc为闪烁计数器；F-PC为流气正比计数器。Note：PHAispulseanalyzer，LLislowerlimit，ULisupperlimit，DuplexisflowairproportionalcounterandsealedcounterserriedconnectedSCisscinti

8、llationcounter，F-PCisflowairproportionalcounter．表2GBW11139～GBW1l152标准物质各元素的含量范围2．3校准样品的选择Table2Contentrangeofelementsforstandardmaterials粉末压片法颗粒度和矿物效应是分析误差GBW11139一GBW11152的主要来源，为了减小分析误差，要求标准样品C组分s值al。