摘 要：通過對X熒光法測定煤灰成分時常用的熔片法和壓片法兩種制備樣品方式進(jìn)行對比研究，確定在滿足精密度時兩者的有效適用范圍，針對不同煤樣選擇不同制樣方式，提高分析效率為工藝生產(chǎn)快速提供數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：X熒光法;煤灰成分;熔片法;壓片法

Abstract：Through the comparative study of two sample preparation methods， i.e. fusion plate method and compression plate method， which are commonly used in the determination of coal ash composition by X-ray fluorescence method， the effective scope of application of the two methods is determined when the precision is met. Different sample preparation methods are selected according to different samples， so as to improve the analysis efficiency and provide data for rapid process production.

Key words：X-Ray Spectrometric Analysis;coal ash composition;Fuse plate;Tabletting

0 引言

煤灰成分復(fù)雜，主要由硅、鋁、鐵、鈦、鈣、鎂、硫、鉀、鈉等元素的氧化物與鹽類組成?；页煞址治鰰r關(guān)系氣化爐安全穩(wěn)定運行的重要依據(jù)，根據(jù)灰分成分可大致判斷出煤的礦物成分;初步判斷煤炭的熔融溫度。

我國煤灰成分分析方法主要依據(jù)《GB/T1574-2007煤灰成分分析方法》進(jìn)行。但該標(biāo)準(zhǔn)方法中采用滴定法、原子吸收法等手工操作為主，十多種元素分開測定，一個樣品需要消耗四到五天時間，無法及時為工藝生產(chǎn)提供數(shù)據(jù)參考。目前行業(yè)內(nèi)普遍采用X-熒光光譜法進(jìn)行測定，該方法可同時對煤灰中十幾種待測元素同時掃描，分析速度快，操作簡便。

X-熒光法測定時樣片制備有熔片法和壓片法，用兩種方法對不同硅鋁比的原料煤種、配煤系列進(jìn)行分析比對，研究其應(yīng)用范圍。

1 試驗部分

1.1 試驗煤樣

①陜西地區(qū)高硅鋁比煤;②陜西地區(qū)高硅鋁比矸石;③山西地區(qū)低硅鋁比煤;④中硅鋁比配煤;⑤煤灰成分分析國家標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。

1.2 儀器與試劑

①儀器：馬弗爐、X-熒光光譜儀（荷蘭帕納科AxiosmaX）、

熔樣機、鉑黃坩堝及模具、壓片機及模具、分析天平（感量0.1mg）;②試劑：助熔劑（四硼酸鋰：偏硼酸鋰為2：1）、硼酸、脫模劑（碘化銨）、無水乙醇。

1.3 灰樣的制備

取一定量粒度小于0.2mm的分析煤樣于灰皿中，使每平方厘米不超過0.15g，將灰皿送入溫度不超過100℃的馬弗爐中，在自然通風(fēng)和爐門留有15mm左右縫隙的條件下，用30min緩慢升溫至500℃，在此溫度下保持30min后，升至（815±10）℃，在此溫度下灼燒2h，取出冷卻后，將灰樣研磨至全部通過0.1mm標(biāo)準(zhǔn)篩。樣品應(yīng)立即制備分析樣片，如不能及時制備樣片，則在使用前于（815±10）℃再灼燒1h。

1.4 樣片制備

1.4.1 熔片法

鉑黃坩堝中稱取0.7000g灰樣、7.000g助溶劑，用玻璃棒攪拌均勻后，在熔樣機上約1000℃下熔融5min，搖擺10min，加入適量脫模劑，將熔融試樣快速倒在已預(yù)熱的鉑金模具中，水平靜置冷卻為玻璃圓片，將熔片倒出后在非檢測面貼標(biāo)簽并放于干燥器中待檢。

制備的樣品應(yīng)表面平整、光滑，出現(xiàn)未熔物、結(jié)晶或氣泡時，應(yīng)丟棄或重新進(jìn)行熔融。

1.4.2 壓片法

將壓片機用無水乙醇擦拭干凈并風(fēng)干后，放好模具。取適量灰樣均勻放入模具底部然后放入一定量硼酸，在（35～40）t壓力下保持20秒，制成具有一定厚度的圓片。

制備的樣品應(yīng)表面平整、光滑，若未壓實仍有灰樣掉落，應(yīng)當(dāng)重新制備新樣片。

1.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線繪制

選用煤灰成分分析國家標(biāo)準(zhǔn)樣品GSB06-2119-2007（煤灰1#）、GSB06-2120-2007（煤灰2#）、GSB06-2122-2007（煤灰4#）、GSB06-2123-2007（煤灰5#）、GSB06-2182-2008（煤矸石）、GSB06-2928-2012（煤灰8#）分別按照上文所述方法用熔片法和壓片法制備相應(yīng)的系列樣片，然后將樣品裝入測量杯中，按照儀器說明書對各元素的X-熒光強度進(jìn)行測量，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。

1.6 樣品測量

將選用的幾種原料煤/矸石及配煤樣品按照上文所述方法用熔片法和壓片法制備相應(yīng)的樣片，然后將樣品裝入測量杯中，按照儀器說明書對各元素進(jìn)行測量。同時，煤樣用《GB/T1574-2007煤灰成分分析方法》（以下簡稱化學(xué)法）進(jìn)行準(zhǔn)確性驗證。

2 實驗結(jié)果與分析

2.1 實驗結(jié)果

見表1-表4。

2.2 結(jié)果分析

由上述試驗結(jié)果可以看出，對于低硅鋁比的山西煤和中硅鋁比的混配煤，采用熔片和壓片制樣后的X熒光測定與國標(biāo)規(guī)定的仲裁化學(xué)法相差不大，且都在誤差允許范圍內(nèi)，而對于高硅鋁比的陜西煤及矸石，熔片后測定還能滿足化學(xué)法的誤差，但壓片法則硅鋁含量出現(xiàn)較大偏差，且通過數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，各元素變大還是變小沒有線性關(guān)系。

3 結(jié)語

①使用X熒光法測定煤灰成分比原來化學(xué)法測定大大節(jié)省時間、減少操作步驟，可以為工業(yè)生產(chǎn)及時提供數(shù)據(jù);②測定低硅鋁比及中硅鋁比煤樣時，壓片法制備樣片和熔片法制備樣片對于X熒光法最終測定煤灰成分都有較高準(zhǔn)確性，但壓片法用時5min即可完成制備，相比30min的熔片可提高效率，可以優(yōu)先選擇壓片法;③測定高硅鋁比樣品時，應(yīng)使用熔片法制備樣片，而壓片法制備的樣片偏差較大，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

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作者簡介：

郭亮（1985- ），本科學(xué)歷，應(yīng)用化學(xué)專業(yè)，現(xiàn)于山西潞安煤基清潔能源有限責(zé)任公司從事分析化驗工作。