DIN 51460-1-2007 Testing of petroleum products - Method for sample preparation - Part 1 Microwave incineration《石油产品的测试 样品制备的方法 第1部分 微波焚化》.pdf

1、November 2007DEUTSCHE NORM Normenausschuss Materialprfung (NMP) im DINFachausschuss Minerall- und Brennstoffnormung (FAM) des NMPPreisgruppe 6DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin

2、, gestattet.ICS 75.080; 75.100!,z geeignete Vorrichtung zum Abbau der elektrostatischen Ladung der Aufschlussgefe; Analysenwaage, ablesbar auf 0,1 mg. DIN 51460-1:2007-11 4 6 Chemikalien 6.1 Allgemeines Alle Chemikalien mssen dem Reinheitsgrad suprapur“ entsprechen. Es ist ausschlielich Wasser entsp

3、rechend der Qualitt nach DIN EN ISO 3696 (Klasse 3) zu verwenden. 6.2 Lsemittel Weil, mit einer zur untersuchenden Probe vergleichbaren kinematischen Viskositt, z. B. Paraffinum subliquidum (Pharmacopoeia, siehe Abschnitt 2) oder Neutrall ISO VG 68 nach DIN 51519; 6.3 Elementstandard llslich, zur Er

4、mittlung der Wiederfindungsrate, z. B. 1 000 mg/kg Yttrium. 6.4 Aufschlussreagenzien Die nachfolgenden Aufschlussreagenzien werden als Gemische nach Tabelle 2 eingesetzt. Salpetersure, (HNO3) = 65 % (m/m) Flusssure, (HF) = 40 -49 % (m/m) Wasserstoffperoxid, (H2O2) = 30 % (m/m) Borsure, kalt gesttigt

5、, (H3BO3) = 5 % (m/m) Perchlorsure, (HClO4) = 70 % (m/m) Borfluorwasserstoffsure (HBF4) = etwa 50 % (m/m) 7 Probenahme Die Probenahme erfolgt nach DIN EN ISO 3170, DIN 51750-1 und DIN 51750-2 bzw. DIN 51574. Die Proben mssen in saubere Gefe eingefllt werden. 8 Durchfhrung 8.1 Allgemeine Hinweise zum

6、 Sureaufschluss Der Sureaufschluss besteht aus den nachfolgenden Teilschritten. Bei Gegenwart von Halogenen muss bedacht werden, dass diese in die Gefwandungen eindringen knnen und damit die Aufschlussergebnisse verflschen knnen. ANMERKUNG Der Einsatz von Flusssure ist unter anderem fr die Bestimmun

7、g von Si, W sowie von hohen Konzentrationen an Mo notwendig. DIN 51460-1:2007-11 5 8.2 Warnhinweise und Besonderheiten bei der Anwendung Das kritische Verhalten der im Anwendungsbereich genannten Produkte ist unbedingt zu beachten. Sie sind hufig schwer aufschliebar und knnen Bestandteile enthalten,

8、 die unter den Bedingungen des Sureaufschlusses stark exotherm reagieren bzw. sehr groe Mengen an gasfrmigen Produkten bilden knnen. Der Menge fr die Probeneinwaage nach Tabelle 1 ist daher besondere Aufmerksamkeit zu schenken. 8.3 Homogenisieren der Ausgangsprobe Die flssige lprobe wird vor der Ent

9、nahme eines Probenteils geschttelt, um eventuell vorhandene Inhomogenitten auszugleichen. Hochviskose Proben sind vor dem Schtteln auf etwa 60 C zu erwrmen. Um eine bestmgliche Homogenitt zu erreichen, sind pastse Proben mit der Hand zu verrhren. Feste Proben sind bestmglich, z. B. durch einen entsp

10、rechenden Mahlvorgang, zu homogenisieren. 8.4 Einwaage eines Probenteils Von der homogenisierten Probe wird ein reprsentativer Probenteil (siehe Tabelle 1) entnommen und in das Aufschlussgef (5.3) auf 0,1 mg eingewogen. Es ist darauf zu achten, dass die Probe auf den Boden des Gefes gelangt und kein

11、e Probenreste an der Wandung hngen bleiben, um die Gefahr einer unzureichenden Benetzung des Probenmaterials durch die Aufschlussmischung so weit als mglich zu vermeiden. Bei unbekannten Proben, z. B. Altlen, wird empfohlen, mit einer Probeneinwaage von 100 mg zu beginnen. Im Falle von Kraftstoffver

12、dnnungen, z. B. in Gebrauchtlen, ist der Kraftstoffanteil durch geeignete Verfahren, z. B. durch Erwrmen, vorab auf ein Minimum zu reduzieren. Beispiele fr eine empfohlene Probeneinwaage fr den mikrowellenuntersttzten Druckaufschluss sind in der Tabelle 1 zusammengestellt. Wie in 8.2 erlutert, ist b

13、ei einer Einwaageerhhung vorher sorgfltig das Reaktionsverhalten der Probe zu prfen. Tabelle 1 Empfohlene Probeneinwaage fr den mikrowellenuntersttzten Druckaufschluss Ungefhre Probeneinwaage Produkt mg Rohle, schwere Heizle 300 Grundle 300 Schmierle 100 bis 300aSchmierfette 300 Khlschmierstoff-Emul

14、sion 1 000 bis 1 500 Altle, Gebrauchtle 100 bis 300aRckstnde 100 bis 200b Teer/Pech 100 bis 200 FAME 100 bis 200 Palml/Speisel 300 a Je nach Zusatzstoffen. b Je nach Zusammensetzung. DIN 51460-1:2007-11 6 WARNUNG Der Aufschluss von Ottokraftstoffen, Dieselkraftstoffen, FAME, Heizl EL, Flug-kraftstof

15、fe (z. B. Jet A1, AVGAS) und leichtentzndlichen Lsemitteln kann mit erheblichen Sicherheitsrisiken verbunden sein. Fr diese Flle sind andere Probenaufbereitungsverfahren wie z. B. das drucklose Aufschlussverfahren mit oder ohne Mineralsure besser geeignet. 8.5 Zugabe der Aufschlussreagenzien Zu dem

16、eingewogenen Probenteil werden in Abhngigkeit von der Reaktivitt des Probenmaterials und unter Bercksichtigung der Betriebshinweise des Herstellers 10 ml bis 25 ml Aufschlussreagens (siehe Tabelle 2) in das Aufschlussgef (5) gegeben. Es ist darauf zu achten, dass dabei keine Substanzreste an den Gef

17、wandungen hngen bleiben und deshalb nicht von der Sure benetzt werden. Anstelle von HF kann alternativ auch Borfluorwasserstoffsure-Lsung (HBF4) verwendet werden. ANMERKUNG 1 Substanzreste an den Gefwandungen knnen mit der Mikrowellenstrahlung koppeln, was zu einer Erhitzung des Materials und gegebe

18、nenfalls zu einer berschreitung der Zndtemperatur des Materials fhrt. Dadurch entstehen extreme Druckspitzen bzw. Verpuffungen, die zu einem Bruch der Berstscheibe bzw. zum Auslsen des berdruckventils fhren knnen! ANMERKUNG 2 Durch den Einsatz einer Rhrfunktion knnen die in Anmerkung 1 beschriebenen

19、 Phnomene (exotherme Druckspitzen, Verpuffungen, Brnde) vermieden werden. Nach grndlicher Durchmischung der Probe mit der Sure werden die Aufschlussgefe gasdicht verschlossen, um Verluste flchtiger Probenbestandteile, wie z. B. der Hydridbildner, zu vermeiden. Offene Systeme knnen zum Verlust flchti

20、ger Anteile fhren. Tabelle 2 Vorschlge fr die Mischung der Aufschlussreagenzien Mischung der Aufschlussregenzien ml Produkt HNO3HF H2O2Borsure PerchlorsureSilicathaltige Proben (z. B. Bentonite, Silicagelfette, Siliconfette) 6 4 2 bis 4 10 0,25 Alternative fr Silicathaltige Proben 6 6 ml HBF4 2 bis

21、4 0,25 Proben mit Molybdn oder Wolfram als Additivelement 6 1 2 bis 4 0,25 alle anderen Proben nach Tabelle 1 6 0 bis 0,5 2 bis 4 0,25 8.6 Ablauf des mikrowellenuntersttzten Druckaufschlusses 8.6.1 Das gasdicht verschlossene Probengef wird im vorgesehenen Schutzmantel in die Aufnahme des Aufschlusss

22、ystems gestellt. ANMERKUNG Beim Einsatz einer Rhrfunktion im Mikrowellensystem wird whrend der Aufheizphase eine bessere Durchmischung von Probe und Aufschlussreagenz erreicht. Alle gertespezifischen Sicherheitseinrichtungen mssen wegen der Mglichkeit spontaner Reaktionen funktionstchtig sein. DIN 5

23、1460-1:2007-11 7 8.6.2 Es ist vorzugsweise eine Mikrowelle mit ungepulster Leistungsstufe einzusetzen. ANMERKUNG Bei gepulsten Mikrowellenfen wird die volle Mikrowellenleistung in einem vorwhlbaren Zeittakt abgegeben, d. h. die Probe ist der vollen Mikrowellenstrahlung ausgesetzt, was bei sehr reakt

24、iven Bestandteilen von lartigen Proben u. U. die Entstehung spontaner Reaktionen begnstigt. 8.6.3 Der Aufschluss muss nach den Angaben des Herstellers mit einem Temperatur-/Zeit-Programm durchgefhrt werden. 8.6.4 Es ist anzustreben, dass in dem Aufschlussgef eine Temperatur von 200 C bis 250 C errei

25、cht wird, da ein vollstndiger Aufschluss in der Regel erst in diesem Temperaturbereich erhalten wird. 8.6.5 Das Aufschlussprogramm ist so zu gestalten, dass die in 8.6.4 genannte Aufschlusstemperatur erreicht und 5 min bis 20 min gehalten wird. Bei Proben mit bekannter Reaktivitt knnen die einzelnen

26、 Schritte variiert werden. Sofern es die Reaktivitt der Probe zulsst, darf insbesondere der Aufheizschritt in der ersten Phase verkrzt werden. WARNUNG Aus Sicherheitsgrnden sollten bei unbekannten Proben Vorversuche zur Absicherung des maximal whrend des Aufschlusses sich einstellenden Druckes durch

27、gefhrt werden. 8.6.6 Whrend des Aufschlusses muss Khlluft um den Kopf des Druckbehlters zirkulieren. Dadurch wird der Rckflusseffekt im Inneren des Druckbehlters verstrkt, eine bessere Vermischung von Probengut und Aufschlussreagenzien erzielt und damit auch eine bessere Aufschlussqualitt erreicht.

28、8.6.7 Nach Abkhlen der aufgeschlossenen Probe werden die Gefe vorsichtig geffnet, da blicherweise ein Restdruck im Aufschlussgef vorhanden ist. Das ffnen der Gefe muss aus Sicherheitsgrnden im Laborabzug erfolgen. Erst danach drfen die druckfreien Behlter entnommen werden. ANMERKUNG Deutliche Gelbfr

29、bungen knnen auf unvollstndig aufgeschlossene Proben hinweisen. Als erster Schritt fr einen vollstndigen Aufschluss sollte die Probeneinwaage verringert werden. 8.6.8 Die aufgeschlossene Probe wird vollstndig (gegebenenfalls mit Splen) in ein geeignetes Gef (z. B. Messkolben) berfhrt und auf ein def

30、iniertes Volumen mit Wasser (siehe Abschnitt 6) aufgefllt. 8.6.9 Bei nicht ausreichender Oxidationskraft muss der Aufschlussschritt mit einer verringerten Probeneinwaage wiederholt werden. 8.6.10 Zur Ermittlung der Vollstndigkeit des Probenaufschlusses ist die Wiederfindungsrate mit Hilfe eines inte

31、rnen Standards zu bestimmen. Angaben zur Durchfhrung dieser Kontrolle und zur Auswahl des internen Standards befinden sich in Anhang A. 9 Endbestimmung Die Endbestimmung der Elementgehalte kann insbesondere mittels eines elementspezifischen spektrometrischen Analysenverfahrens, z. B. ICP OES oder AA

32、S erfolgen, das in standardisierten Prf-verfahren zur Analyse von Minerallerzeugnissen oder Wssern beschrieben wird. Die Przision zur Bestimmung der Elementgehalte wird dabei in Ringversuchen ermittelt und die entsprechenden Zahlenwerte in den jeweiligen Prfverfahren zur Elementbestimmung im Abschni

33、tt zur Przision dieser Normen, unter Anwendung der DIN EN ISO 4259 festgelegt. Die Przision der Elementgehalte entspricht den Angaben aus der Przision der angewendeten Endbestimmung. Fr den Gehalt ist jedoch die in Vorversuchen ermittelte elementspezifische Wieder-findungsrate (siehe Anhang A) mageb

34、lich. DIN 51460-1:2007-11 8 Anhang A (normativ) Ermittlung der Wiederfindungsrate zum mikrowellenuntersttzten Druckaufschluss A.1 Allgemeines Zur Ermittlung der Vollstndigkeit der Probenaufbereitung kann es erforderlich sein, die Wiederfindungsrate anhand eines internen Standards zu bestimmen. Als i

35、nterner Standard muss ein Element ausgewhlt werden, welches in der Probe nicht vorkommt (z. B. kann das Element Yttrium als lgelster Standard mit einer Ausgangskonzentration von 1 000 g/g zum Einsatz kommen). Zur Ermittlung der Wiederfindungsrate wird die Probe einmal ohne internem Standard sowie ei

36、nmal mit internem Standard (= Kontrollprobe) angesetzt und nach dem jeweiligen Druckaufschluss die entsprechende Elementbestimmung durchgefhrt. A.2 Herstellen der Kontrollprobe Nach Einwaage der Probe in den Aufschlussbehlter werden etwa 50 mg des internen Standards zudosiert. Die Einwaage ist auf 0

37、,1 mg durchzufhren. Bei der Einwaage der Probe mit internem Standard ist diese Probe gegenber der Probe ohne internen Standard um 50 mg Probe zu reduzieren, um nicht unntig viel organisches Material zur Reaktion zu bringen. A.3 Berechnung der Wiederfindungsrate Die Wiederfindungsrate, RWF, angegeben in % (m/m), wird nach Gleichung (A.1) berechnet. baR /100WF= (A.1) Dabei ist a der gemessene Gehalt des betreffenden internen Standards, in mg/kg; b der eingewogene Gehalt des betreffenden internen Standards, in mg/kg.