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

 

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

陽極中的雜質主要由生產原料及生產過程帶入。陽極中微量元素的含量會對陽極消耗、環境污染、電流效率、金屬鋁質量等有重要影響。對微量元素的控制是把控產品質量的重要措施之一，因此對焦、瀝青及陽極等炭素材料中微量元素的分析至關重要。

▲圖為預焙陽極

 

1.      主要雜質元素對陽極性能的影響

2 微量元素的測定方法

微量元素的測定可以用等離子體發射光譜法（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具有以下優點：

l   分析速度快，金屬及非金屬元素可同時分析；

l   分析含量范圍寬，從零點幾 ppm 到100%之間均可分析；

l   樣品制備簡單，無需溶解樣品，直接壓片后測定；

l   不需要酸等危險品耗材，分析成本低；

l   分析結果準確度高、重現性好。

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 標準進行炭素中微量元素分析，是鋁用炭陽極達到質量標準的基礎。
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的設計、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。這一設計避免了鈹窗溫度的劇烈波動，不僅減緩了光管的老化速度，還能大大減少測量過程中易揮發樣品的揮發，提高分析的準確度，避免低熔點樣品的熔化，提高分析安全性，尤其適用于瀝青等熔點較低的樣品的分析。

▲低溫X射線光管

 

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

▲SampleCareTM樣品保護系統

 

3)      利用Bruker公司新的XRF——第二代S8TIGER可以實現炭素材料化學成分分析

4未來一起攜手

堅實的品質帶來的認可，目前國內已有超過70家電解鋁相關企業選擇的XRF作為日常炭素材料微量元素的分析手段。未來我們將持續為用戶提供高質量的產品和服務，為更多的企業帶來高效、方便、穩定的X射線熒光光譜儀。