X射線熒光光譜法分析鋁用炭素材料中的微量元素

李忠山、高占峰 布魯克X射線部門(mén)

 

炭素是電解鋁行業(yè)必不可少的材料，炭素制品包括焦（石油焦、煅后焦）、瀝青及陽(yáng)極等，陽(yáng)極以焦為骨料，煤瀝青為黏結(jié)劑制成。

陽(yáng)極中的雜質(zhì)主要由生產(chǎn)原料及生產(chǎn)過(guò)程帶入。陽(yáng)極中微量元素的含量會(huì)對(duì)陽(yáng)極消耗、環(huán)境污染、電流效率、金屬鋁質(zhì)量等有重要影響。對(duì)微量元素的控制是把控產(chǎn)品質(zhì)量的重要措施之一，因此對(duì)焦、瀝青及陽(yáng)極等炭素材料中微量元素的分析至關(guān)重要。

▲圖為預(yù)焙陽(yáng)極

 

1.      主要雜質(zhì)元素對(duì)陽(yáng)極性能的影響

2 微量元素的測(cè)定方法

微量元素的測(cè)定可以用等離子體發(fā)射光譜法（ICP），原子吸收光譜法（AAS），分光光度法（UVS）、X 射線熒光光譜法（XRF）等。

與其它分析方法相比，XRF具有以下優(yōu)點(diǎn)：

l   分析速度快，金屬及非金屬元素可同時(shí)分析；

l   分析含量范圍寬，從零點(diǎn)幾 ppm 到100%之間均可分析；

l   樣品制備簡(jiǎn)單，無(wú)需溶解樣品，直接壓片后測(cè)定；

l   不需要酸等危險(xiǎn)品耗材，分析成本低；

l   分析結(jié)果準(zhǔn)確度高、重現(xiàn)性好。

因此，XRF是分析炭素材料中微量元素的理想方法，采用ISO12980或 YS/T 63.16-2019 標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行炭素中微量元素分析，是鋁用炭陽(yáng)極達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)。
3 布魯克的X射線熒光光譜儀到底好在哪？

Bruker公司的X射線熒光光譜儀憑借其先進(jìn)的設(shè)計(jì)、耐用的硬件及易用的軟件，一直是炭素分析的工具：

 

1)      具有低溫X射線管，光管頭部溫度低。這一設(shè)計(jì)避免了鈹窗溫度的劇烈波動(dòng)，不僅減緩了光管的老化速度，還能大大減少測(cè)量過(guò)程中易揮發(fā)樣品的揮發(fā)，提高分析的準(zhǔn)確度，避免低熔點(diǎn)樣品的熔化，提高分析安全性，尤其適用于瀝青等熔點(diǎn)較低的樣品的分析。

▲低溫X射線光管

 

2)      SampleCareTM技術(shù)，可有效保護(hù)儀器關(guān)鍵組件免受掉落的樣品顆粒污染，使得測(cè)量壓片樣品更安全放心。

▲SampleCareTM樣品保護(hù)系統(tǒng)

 

3)      利用Bruker公司新的XRF——第二代S8TIGER可以實(shí)現(xiàn)炭素材料化學(xué)成分分析

4未來(lái)一起攜手

堅(jiān)實(shí)的品質(zhì)帶來(lái)的認(rèn)可，目前國(guó)內(nèi)已有超過(guò)70家電解鋁相關(guān)企業(yè)選擇的XRF作為日常炭素材料微量元素的分析手段。未來(lái)我們將持續(xù)為用戶提供高質(zhì)量的產(chǎn)品和服務(wù)，為更多的企業(yè)帶來(lái)高效、方便、穩(wěn)定的X射線熒光光譜儀。