1、ICS 71. 100. 10 Q 52 中华人民共和国有色金属行业标准YS/T 63.16一2006铝用炭素材料检测方法第16部分微量元素的测定X射线荧光光谱分析方法Carbonaceous materials used in the production of aluminium一Part 16: Analysis using an X-ray fluorescence method CISO 12980: 2000 , Carbonaceous materials used in the production of aluminium-Green coke and calcined co
2、ke for electrodes 一Analysisusing an X-ray fluorescence method, MOD) 2006-03-07发布2006-08-01实施国家发展和改革委员会发布06083100007 YS/T 63. 16-2006 目。昌YS/T 63(铝用炭素材料检测方法共有20部分:-YS/T 63.1 第1部分阴极糊试样蜡烧方法、精烧失重的测定及生坯试样表观密度的测定一一-YS/T63.2 第2部分阴极炭块和预蜡阳极室温电阻率的测定一-YSjT63.3第3部分热导率的测定比较法一YSjT63.4第4部分热膨胀系数的测定YSjT 63.5 第5部分有压下底
3、部炭块饷膨胀率的测定YSjT 63.6第6部分开气孔率的测定液体静力学法YSjT 63.7第7部分表现密度的测定尺寸法YSjT 63.8第8部分二甲苯中密度的测定比重瓶法一-YSjT63.9第9部分真密度的测定氮比重计法一一一YSjT63.10 第10部分空气渗透率的测定一-YSjT63. 11 第11部分空气反应性的测定质量损失法YSjT 63. 12第12部分预蜡阳极CO2反应性的测定质量损失法YSjT 63. 13第13部分杨氏模量的测定静测法YSjT 63. 14第14部分抗折强度的测定三点法YSjT 63.15第15部分耐压强度的测定一-YSjT63. 16 第16部分微量元素的测定
4、X射线荧光光谱分析方法一YSjT63. 17第17部分挥发分的测定一-YSjT63. 18第18部分水分含量的测定YSjT 63. 19第19部分灰分含量的测定YSjT 63.20第20部分硫分的测定本部分为第16部分。本部分修改采用了ISO12980: 2000(铝生产用炭素材料石油焦和锻后焦-x射线荧光光谱分析方法。为方便对照，在附录A中列出了本部分的章条和对应的ISO12980: 2000章条的对照表。本部分修改采用ISO12980: 2000时，将其目录、前言和引言删除。并根据国内的具体情况增加和修改了一些规定，这些规定用垂直单线标识在它们所涉及的条款的页边空白处。这些规定有:一一删除
5、了仪器和材料中有关仪器配置的内容和后四项材料以增强标准的适用性;按照YSjT63.3的规定取样;删除了国际标准中的测量条件，使用了国内现有设备的实际测量条件F增加了校正后强度的计算公式;因为仪器配置中包含控制样品，所以删除了ISO原文的6.4.2选择与制备控制样品;一一测定元素增加了Ti元素。本部分附录A为资料性附录。本部分由全国有色金属标准化技术委员会提出井归口。本部分由中国铝业股份有限公司郑州研究院负责起草。本部分由中国铝业股份有限公司河南分公司起草。本部分主要起草人:王晓雯、梁倩、周建民、王成英、赵镜翼、石洪玉。本部分由全国有色金属标准技术委员会负责解释。I 1 范围铝用炭素材料检测方法
6、第16部分微量元素的测定X射线荧光光谱分析方法本标准规定了预蜡阳极中铀、铝、硅、硫、钙、铁、舰、铁、镇含量的测定方法。YSjT 63.16-2006 本标准适用于预蜡阳极中铀、铝、硅、硫、钙、铁、饥、铁、镇含量的同时测定。其他铝用炭素材料也可参照使用。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本部分的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本部分，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本部分。YS/T 62.3铝用炭素材料取样方法第3部分预蜡阳极3 方法原理X射线荧光
7、光谱法是通过化学元素二次激发所发射的X射线谱线的波长和强度测量来进行定性和定量分析。由光管发生的初级X射线束照射在试样上，试样内各化学元素被激发出各自的二次特征辐射，这种二次射线通过准直器到达分光晶体。只有满足衍射条件的某个特定波长的辐射在出射晶体时得到加强，而其它波长的辐射被削弱。根据Bragg定理，即公式(1): n = 2dsin8 . ( 1 ) 式中:一衍射级数;A 入射光束(特征辐射)的波长;d 晶体面间距;。入射光与晶面间的夹角。随晶体的旋转，8角发生变化，二次射线发生衍射，色散成光谱。当晶体转过。角时，探测器旋转臂则转过28。探测器每吸收一个X射线光子就形成一个与光子能量成正比
8、的电流脉冲。经过放大的脉冲，无论其是否经过脉冲高度选择，都可由计数器记数，并以单位时间内所测的光子数来评定X射线的强度。在定量分析时，首先测量系列标准样品的分析线强度，绘制标准样品的分析线测量强度对浓度的校准曲线，并进行必要的基体效应的数学校正，然后根据分析试样中元素谱线的强度求出元素含量。4 仪器和材料4.1 波长色散型X射线荧光光谱仪，Rh靶光管。4.2 磨样机及碳化鸽磨盘。4.3 压片机，可提供20kN压力。4.4 粘结剂:硬脂酸或黄蜡粉等(分析纯)。YS!T 63. 16-2006 5 取样及试样的制备5. 1 取样预蜡阳极按照YS/T62.3的规定取样。试样应通过63m筛，并于120
9、C恒温干燥2h。5.2 试样制备5.2.1 将所取试样经过破碎处理后使其全部通过4mm孔径的筛，并于120C恒温干燥2h。再将破碎后的颗粒磨细至其全部通过63m孔径的筛。5.2.2 称取约30g试样(5.2.1)和约5g粘结剂(4.4)混合研磨20s。取适量于压片机中压片。减少帖结剂的量重复前述过程，直到取得合适的粘结剂加入量，使得样品压片后有足够的强度以满足测量要求。5.2.3 推荐制样条件:试样与粘结剂的混合比例为10:1.5，压力20kN，保压时间20s，样片厚度不小于4mm。6 测量6. 1 测量条件测量条件取决于设备，表1可作为指导依据。元素谱线光管条件初级射线准直器/晶体计数器谱峰
10、角度滤光片dg /(26) Na K1 20 kV ,50 mA O. 46 OVO-55 FPC 25. 186 AI Kal 20 kV ,50 mA 0.46 PET FPC 144.498 Si K1 20 kV ,50 mA 0.46 PET FPC 108.875 S K1 20 kV ,50 mA O. 46 PET FPC 75. 676 Ca Kl 50 kV ,20 mA 0.46 LiF200 FPC 113.070 Ti Kal 50 kV ,20 mA 0.46 LiF200 FPC 86.075 V Kal 50 kV ,20 mA O. 23 LiF200 FPC
11、 76.883 Fe K1 50 kV ,20 mA O. 23 LiF200 SC 57.470 Ni K1 50 kV ,20 mA AI500m 0.23 LiF200 SC 48.638 注:FPC为流气封闭计数器，SC为闪烁计数器。6.2 强度和背景的校正测量元素的净峰强度可由测量峰强度及背景峰强度由公式(2)计算得出。2 I z IoJb z I-i-IL.Ibl十-4.IhJjJ - U . P飞dJ十d2- dj十d2- D ) 式中:1-一测量元素的X射线荧光净强度Ckcps);Ip-未扣除背景强度时测量元素的X射线荧光强度Ckcps);h-一测量元素的X射线荧光背景强度Ck
12、cps);Ibj-一一位于阴极背景补偿角的X射线荧光强度Ckcps); Ibz-一位于阳极背景补偿角的X射线荧光强度(kcps);dj-一阴极背景补偿角与28的差值;背景角度谱峰测量/(26) 时间/s24.092 100 26.901 60 60 10 20 30 20 20 20 .( 2 ) YS/T 63.16-2006 d2 阳极背景补偿角与2B的差值。由此可得到净强度I。见图1。28 -offset +offset d j d2 二固1强度和背景校正6.3 计数时间最小计数时间是得到小于期望测量精度的净计数误差(2a%)阳所必须的时间。假定方法的重复性计数误差(4)为50%左右。选
13、择一个参照样品，其元素质量百分数位于5.5.1中给定的范围中间，测量计数率，由公式(3)计算每种元素的最小计数时间。t = (裁of. ( 3 ) 式中:t一一一总计数时间，单位为秒(s); Ip 测量每强度(kcps); Ib一一背景峰强度(kcps);2%-95%置信度下的相对目标精度(%)。对Na元素.2%值为2%。对其他元素.2%值为1%。峰值和背景计数时间的分布函数遵循公式(4):卜JI( 4 ) 式中:tp一谱峰计数时间，单位为秒(s); tb一一背景计数时间，单位为秒(s)。6.4 仪器漂移的校正定期使用控制样品进行仪器的漂移校正。按照公式(5)通过测量控制样品计算元素的漂移校正
14、分数fd。EL -Ju f,J . ( 5 ) 式中:II一一一校准样品在校准曲线建立时测得的强度;In -一测定试样时校准样品用同一校准曲线测得的强度。对于用一校准曲线测量强度为Im的未知样品，校正后的强度Ic按照公式(6)计算:Ic = Im 0 fd ( 6 ) I YS/T 63.16-2006 6.5 校准6.5. 1 校准样晶的选择所选校准样品要求覆盖表2中给出的含量范围。表2校准样晶中各成分含量范围必须采用混法化学方法对校准样品进行标定，并按照4.2制备校准样片。硫是造成吸收效应的主要元素，因此根据校准样品中硫元素含量的高低可对其他元素含量的偏高或偏低进行校正。6.5.2 校准曲
15、线的计算校准曲线见图2。其中y轴表示测量元素的X射线荧光净强度(J)，:r轴表示元素质量分数(w)0 曲线的斜率S(S表示分析的灵敏度)由质量浓度为0时的背景强度(h)来确定。校准曲线可表示为公式(7):1 = S. w十Ib由测量的强度值可计算出测量元素的质量分数，上式也可表示为公式(8):w=D+E.I 式中:D工-Ib/S;E=S10采用deJo吨h或其他方法如Traill-lachance对吸收效应进行校正。( 7 ) . ( 8 ) 所有的delough校正均基于测量元素的质量分数。该模式更适合于吸收增强效应的同时校正。数学计算按照公式(9)进行:4 式中:1, , n(，j) w(
16、j) l w() = D(i) + E(i) I(i) 11 +斗-.JooJ J w(i) 被测元素i的质量分数，单位为微克每克(g/g);D()一一一当I(i)工0时元素i的质量分数，单位为微克每克(g/g); E(i)一一校正系数，校准曲线斜率的倒数;I( i) 元素i的X射线荧光净强度(kcps);(i ,j) 元素1对元素i的影响系数，可由国归分析过程中计算得到;w(j) 元素j的质量分数，单位为微克每克(g/g)。圈2校准曲线. ( 9 ) 飞立jYSjT 63.16-2006 6. 6 未知样晶的测量按照5.1、5.2准备未知试样并制备样片，在6.1所列条件下进行测量。6. 7
17、分析结果的表述分析结果表示时，硫元素含量以质量分数(%)表示，其他元素以质量浓度微克每克(g/g)表示。7 精密度分析结果符合表2规定的范围内时，按照表3确定的精密度(测试值的相对误差)进行。元素Na 其他元素8 检测报告检测报告应包含以下内容:a) 鉴别该试样所需的所有细节;b) 本部分编号;c) 分析结果;d) 测量过程中的任何异常现象;表3精密度重复性5% 2% e) 本部分中没有涉及的或被认为可选择的所有操作。9 质量保证与控制再现性10% 5% 每年用标准样品对分析标准有效性校核一次。当过程失效时查找出原因，纠正错误后，重新进行校核。5 YS/T 63. 16-2006 附录A(资料
18、性附录)本部分章条编号与ISO12980: 2000章条编号对照表表A.1本部分章条编号对应的国际标准章条编号l 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6.16.6 6.16.6 6. 7 7 7 8 8 9 9 6 CON-2.的同mh中华人民共和国有色金属行业标准铝用炭素材料检测方法第16部分微量元素的测定X射线荧光光谱分析方法YS/T 63. 16一2006都中国标准出版社出版发行北京复兴门外三里河北街16号邮政编码:100045网址电话:6852394668517548 中国标准出版社秦皇岛印刷厂印刷各地新华书店经销每印张O.75 字数14千字2006年7月第一次印刷开本880X12301/16 2006年7月第一版晤定价10.00元如有印装差错由本社发行中心调换版权专有侵权必究举报电话:(010)68533533书号:155066.2-16968 YS/T 63.16-2006
