X射線熒光光譜法分析石油焦中元素含量

摘 要 ：依據(jù)《SH/T 0934-2016石油焦中痕量金屬元素的測(cè)定波長(zhǎng)色散X射線熒光光譜法》規(guī)定的對(duì)生石油焦、煅燒石油焦中元素的分析要求；以及《YS/T 63.16-2019 鋁用炭素材料檢測(cè)方法第16部分微量元素的測(cè)定X射線熒光光譜分析方法》規(guī)定的石油焦、煅后石油焦、預(yù)焙燒陽極中相關(guān)元素的分析要求，使用天瑞X射線熒光光譜儀EDX6000C建立工作條件，分析石油焦中Fe、Ca、Si、Na、Ni、V、S元素含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明， 分析結(jié)果優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)要求。該方法操作簡(jiǎn)單，分析速度快，無需化學(xué)前處理，對(duì)環(huán)境友好。

關(guān) 鍵 詞 ：X射線熒光光譜儀  EDX6000C   石油焦

技 術(shù) 特 點(diǎn) ：

EDX6000C對(duì)石油焦中所有元素同時(shí)快速分析，重復(fù)性優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)要求。方法操作簡(jiǎn)單，分析速度快，準(zhǔn)確度高，無需化學(xué)前處理，對(duì)環(huán)境友好。

石油焦 (Petroleum coke) 是原油經(jīng)蒸餾將輕重質(zhì)油分離后，重質(zhì)油再經(jīng)熱裂的過程轉(zhuǎn)化而成的產(chǎn)品，從外觀上看，石油焦為形狀不規(guī)則，大小不一的黑色塊狀(或顆粒),有金屬光澤，焦炭的顆粒具多孔隙結(jié)構(gòu)， 主要的元素組成為碳，占有80%以上，含氫1.5%-8%, 其余的為氧、氮、硫和金屬元素。

石油焦具有其的物理、化學(xué)性質(zhì)及機(jī)械性質(zhì)。不揮發(fā)性碳，揮發(fā)物和礦物雜質(zhì)(硫、金屬化合物、水、 灰等)決定焦炭的化學(xué)性質(zhì)。物理性質(zhì)中孔隙度及密度，決定焦炭的反應(yīng)能力和熱物理性質(zhì)。顆粒組成、加工方式、硬度、耐磨性、強(qiáng)度和其他機(jī)械特性決定其機(jī)械性質(zhì)。

石油焦可視其質(zhì)量而用于制石墨、冶煉和化工等工業(yè)。

A、低硫、優(yōu)質(zhì)的熟焦主要用于制造超高功率石墨電極和某些特種炭素制品；在煉鋼工業(yè)中是發(fā)展電爐煉鋼新技術(shù)的重要材料。

B、中硫、普通的熟焦，大量用于煉鋁。

C、高硫、普通的生焦，則用于化工生產(chǎn)，如制造電石、碳  化硅等，也作為金屬鑄造等用的燃料。

傳統(tǒng)化學(xué)法逐漸被X射線熒光光譜法所取代。XRF分析法具有可測(cè)元素范圍廣、濃度范圍寬，具有快速、 準(zhǔn)確、操作簡(jiǎn)單、保護(hù)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，已廣泛用于多個(gè)行業(yè)的分析檢測(cè)。本方法采用壓片法制樣，在X射線熒光光譜儀 EDX6000C上建立元素工作曲線后進(jìn)行分析。

1、實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器及試劑

X射線熒光光譜儀：EDX6000C

振動(dòng)研磨機(jī) ： ZHM-1B型

壓樣機(jī) ： ZHY-601A 型

1.2分析條件

元素測(cè)定分析條件如表1。

1.3、樣品前處理

將樣品在110±5 °C 烘干2 h后冷卻至室溫，稱取12.0000 g樣品和2.0000 g 硬酯酸混勻，于碳化鎢研缽中研磨20 s,結(jié)塊時(shí)用勺子壓碎，取約5g樣品壓片待分析。

圖2壓片樣品

2、結(jié)果與討論

2.1標(biāo)準(zhǔn)樣品

本方法選用石科院石油變標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，按照設(shè)定的分析條件制作工作曲線。

    表2石油焦標(biāo)樣濃度結(jié)果(μg/g)

2.2工作曲線

 按本方法條件建立工作曲線，曲線線性良好，元素分析線性范圍寬，適用性廣。元素曲線如圖3。

3.3重復(fù)性試驗(yàn)

選用石油焦標(biāo)樣5COKE1作為驗(yàn)證樣，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定動(dòng)態(tài)測(cè)試2次，統(tǒng)計(jì)兩次結(jié)果的絕對(duì)差值，絕對(duì)差值在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允許范圍以內(nèi)。

表3石油焦標(biāo)樣5COKE1的方法精度試驗(yàn)結(jié)果(μg/g)

說明：參照《《YS/T 63.16-2019 鋁用炭素材料檢測(cè)方法第16部分微量元素的測(cè)定X 射線熒光光譜分析方法》重復(fù)性 r為兩次結(jié)果的絕對(duì)差值。

3.4準(zhǔn)確度試驗(yàn)

選用實(shí)際生產(chǎn)石油焦樣品作為驗(yàn)證樣，動(dòng)態(tài)測(cè)試2次取平均值，兩次結(jié)果的絕對(duì)差值在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的允許范圍以內(nèi)，平均值與化學(xué)分析結(jié)果接近。

結(jié)論

依據(jù)《SH/T0934-2016石油焦中痕量金屬元素的測(cè)定波長(zhǎng)色散X射線熒光光譜法》以及《YS/T63.16-2019鋁用炭素材料檢測(cè)方法第16部分微量元素的測(cè)定X射線熒光光譜分析方法》規(guī)定，使用天瑞X射線熒光光譜儀EDX6000C建立工作條件分析了石油焦中 Fe、Ca、Si、Na、Ni、V、S 元素含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該方法工作曲線線性良好，分析速度快，方法準(zhǔn)確度高，穩(wěn)定性好，無需化學(xué)前處理，不產(chǎn)生化學(xué)污染。