真空型XRF熒光光譜儀EDX9000B plus用于測定煤灰成分?
背景
中國是世界煤炭資源大國，也是大的煤炭產(chǎn)出國和消費國，２０１９年我國煤炭總產(chǎn)量為 ３７．５億 ｔ，同比上年增長 ４．２％，占全球煤炭總產(chǎn)量的 ４７．３％，進(jìn)口量為 ３億 ｔ，消耗量占全球的 ５１．７％。目前，我國仍以煤炭為主要能源，且在未來長時間內(nèi)能源結(jié)構(gòu)不會
發(fā)生改變，每年一半以上的煤炭資源用于燃煤發(fā)電，煤炭燃燒過程中會排放大量粉塵和有害氣體，對人體健康和生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的危害。
煤在火力發(fā)電廠等鍋爐燃燒后80%會產(chǎn)生煤灰（英語：coal ash），煤灰的金屬成分包括：鋁、鐵、鈣、鎂、鉀、鈉及鈦等金屬，或非金屬成分硅、硫等氧化物，煤灰中有80.4%是煙囪中的飛灰，19.6%是火力發(fā)電廠鍋爐底渣。燃煤火力發(fā)電廠使用灰塘進(jìn)行掩埋，但因環(huán)境污染與建設(shè)經(jīng)費高昂已開始轉(zhuǎn)型將煤灰作為循環(huán)再利用，中國臺灣電力公司的煤灰再利用率為60%，回收再利用主要應(yīng)用于水泥（95.2%）、混泥土（4.1%）、道路基材（0.1%），無法回收利用部分仍采用灰塘法，用擠壓方式將煤灰打入地下十五米進(jìn)行掩埋，造成地下水與海洋污染。民營的和平電力股份有限公司處理煤灰，已經(jīng)不需要建設(shè)灰塘或海拋的方式，全部供作水泥之原料，避免污染海洋。
煤灰性質(zhì)及化學(xué)組成
粉煤灰是煤在高溫燃燒后產(chǎn)生的一種銀灰色或灰色的粉狀顆粒物，由細(xì)小實心或空心無定型玻璃微珠及少量炭組成。不同種類的燃煤及不同的燃燒方式會得到具有不同物理性質(zhì)的粉煤灰。粉煤灰的粒度從 １微米至數(shù)百微米不等，我國粉煤灰的平均粒度小于 ２０μｍ。
煤灰中主要成分為SiO2, Al2O3、 Fe2O3和CaO。還有少量的MgO, TiO2, K2O, Na2O, P2O5和SO2以及微量元素的化合物。
煤灰的作用及成分分析方法煤灰主要成分的含量波動很大。根據(jù)煤灰成分可以大致推測煤中礦物質(zhì)組成，初步判斷灰熔點的高低，考慮煤灰的綜合利用和從中回收某些成分的價值和方法。用于煉制高爐焦和鐵合金焦的煤，對其灰成分有一定的要求。煤灰成分分析方法有化學(xué)分析法和儀器分析法。化學(xué)分析法所需設(shè)備簡單，所得結(jié)果比較準(zhǔn)確;但操作步驟多，時間長。儀器分析法能很快得出結(jié)果。常用的儀器分析法有比色法、火焰光度計法、原子吸收光譜法、發(fā)射光譜法和x射線熒光光譜法等.其中XRF熒光光譜法是物理分析方法，相比于傳統(tǒng)的滴定和化學(xué)測試方法。操作更簡單，不需要消耗化學(xué)試劑，更環(huán)保。測試精度也可以比肩化學(xué)分析方法，EDX9000B plus型光譜儀已經(jīng)成為煤灰成分分析的有力工具之一。
煤灰樣品前處理方法對比
序號 | 設(shè)備名稱 | 壓片機 | 熔片機 |
1 | 設(shè)備型號 | ESI30T壓樣機 | ESI900型熔樣 |
2 | 原理 | 利用硼酸模具，采用40噸壓力將煤灰樣品壓制成片狀，方便在真空環(huán)境下檢測。 | 將經(jīng)過干燥、研磨并混勻的粉末試樣與混合后，放置于專用坩堝中，于1000～1200℃高溫加熱熔融，冷卻后獲得均勻、光滑、平整的玻璃樣片，用X射線熒光光譜儀定量分析。 |
3 | 特點 | 制樣速度塊，耗材價格低廉。 | 熔融制樣可消除X射線熒光分析中的粒度效應(yīng)、礦物效應(yīng)和密度效應(yīng)等的影響，提高主、次量元素（尤其是輕元素）的測定精度和準(zhǔn)確度。 |
4 | 弱點 | 難去除礦物效應(yīng)，基體變化引起數(shù)據(jù)偏差。 | 沸點低、易揮發(fā)的元素（Cl 等）的分析有一定困難。?金屬【非氧化態(tài)金屬； C（有機物）和硫化物（CuS 2 ）】成分與白金坩堝起反應(yīng)，損傷白金坩堝。?助溶劑的稀釋使微量元素的靈敏度降低。 |
5 | 輔助物品 | 硼酸 | 鉑金干鍋、助溶劑、脫模劑 |
6 | 日常耗材 | 硼酸 | 助溶劑、脫模劑 |
7 | 操作流程 | 樣品--壓片--上機檢測 | 樣品--稱重--熔融--玻璃片--上機檢測 |
8 | 使用成本 | 每個樣品1元 | 每個樣品15-25元 |
9 | 制樣時間 | 3-5分鐘 | 25分鐘 |
10 | 采購價格 | 1.5-5.5萬元 | 熔樣機14.8萬、鉑金干鍋每個2-3萬（時價），一般配兩個 |
EDX9000B plus煤灰測試譜圖
真空型XRF熒光光譜儀EDX9000B plus用于測定煤灰成分，測試結(jié)果如下
XRF熒光光譜儀EDX9000B plus滿足日常煤灰成分測定需求，該方法操作簡單，分析快速，結(jié)果準(zhǔn)確。
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