《煤气化渣化学组成测定X射线荧光光谱法》编制说明

一工作简况

1任务来源

本项目基于国家能源集团煤气化渣的产量大、其资源化利用和处置问题亟待解决的现状，由北京低碳清

洁能源研究院（以下简称“低碳院”）向中国循环经济协会申请标准立项。根据中国循环经济协会中循协发

(2021)169号发布的关于《煤气化渣化学组成测定方法X射线荧光光谱法》团体标准立项的通知，由低碳院

等单位负责制定。

2主要工作过程

低碳院负责牵头，成立了工作组，由卓锦德博士任组长，负责标准的总技术编制与编辑；由马琳鸽博

士任副组长，负责标准编制相关的行政工作及负责在低碳院立项并作为项目负责人。表1是各参编单位及

参编人员的分工。

标准编制工作组的主要工作过程如下：

1)2021.10.18北京低碳清洁能源研究院向中国循环经济协会提交立项申请；

2)2021.10.27中国循环经济协会召开专家立项审查会，北京；

3)2021.10.28中国循环经济协会下达立项通知；

4)2021.11.20北京低碳清洁能源研究院成立标准编制组；

5)2022年3月底，集团配套立项完成；

6)2022.01-2022.04基于已完成的a）样品制备方案实施：包括探索、讨论、调整及确定；b）按照

已有标准进行样品总碳含量和残余固定碳含量测定；c）探索、确定XRF测定的压片方法、测试方法等工

作，形成初版草案。

7)2022.04.14召开项目启动会，邀请国家能源集团宁夏煤业有限责任公司、中国科学院过程工程研

究所、中国矿业大学、中国科学院山西煤炭化学研究所四家参编单位和中国循环经济协会史洋秘书长参加

（腾讯视频）；

8)2022.05-07召开多次标准编制讨论会，形成征求意见稿；

9)2022.06-07召开多次标准编制讨论会，形成标准编制说明稿；

10)2022.08召开中期审查会议，并根据专家反馈完成并提交征求意见稿；

11)2022.09征求意见；

12)2022.10征求意见并修改完善形成送审稿；组织专家对送审稿进行审查；

2

13)2022.10-2022.11依据专家审查意见完善形成报批稿并上报。

14)2022.11-2022.12标准正式发布、结题及验收。

表1标准编制任务分工负责人与参编负责单位名录

任务安排单位名称负责人

标准主编北京低碳清洁能源研究院卓锦德

项目执行北京低碳清洁能源研究院马琳鸽

宁夏煤业集团有限责任公司杨丽坤、金政伟、苏万里

样品提供清华大学山西清洁能源研究院张建胜

中国科学院过程工程研究所张建波

样品制备-孔德婷、赵帅

全水、总碳、残余固定碳测定-

试验分工北京低碳清洁能源研究院

孔德婷、段雪蕾

XRF测定-陈静允

比对参与单位：中国科学院过程工程研究所、宁夏煤张建波、曲江山、苏万里、贺

实验室对比业集团有限责任公司、中国矿业大学琼琼

数据处理及分析陈静允

北京低碳清洁能源研究院编写-卓锦德、马琳鸽

国家能源集团宁夏煤业有限责任公司、中国科学院过

草案及编制说明核对-苏万里、张建波、贺琼琼、

程工程研究所、中国矿业大学（徐州）、中国科学院

乔岩、刘聪云、李俏、董阳

山西煤炭化学研究所、北京低碳清洁能源研究院

二标准编制原则、标准制定的依据和主要内容

1标准编制原则

本标准是依据GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起

草和有关标准、政策法规进行编制的。制定本标准时充分考虑到满足我国的技术发展和市场需要，充分体

现行业进步和发展趋势，符合国家产业政策，推动行业技术水平提升。

制定标准时尽可能地做到简化、统一、协调、优化；既要考虑其先进性，也要考虑到实用性、可行性；

既要符合国内外发展的需要，也要结合国内目前的实际状况。

2标准制定的依据和主要内容

煤制油是保障国家能源安全的重要战略之一，主要是利用煤气化工艺制备油品或化学品，同时也产生

固废，煤气化渣，其全国年产量已超过6000万吨，而且还不断增加，属于大宗固废。煤气化工艺包括气流

床、固定床、流化床和移动床，目前以气流床为主。气流床气化具有气化温度与压力高、单台气化炉处理

量大、环境污染小、煤种适应范围广等众多优点，适应现代煤化工发展的需要，代表着未来煤气化技术的

发展趋势。气流床煤气化技术国外主要有以水煤浆为进料方式的GE（Texaco)气化技术、GlobalE-Gas气

化技术，以干粉煤为进料方式的Shell气化技术、Prenflo气化技术、GSP气化技术等；国内主要有华东理

3

工大学的多喷嘴对置式水煤浆气化技术、西北化工研究院的多元料浆气化技术、清华大学非熔渣-熔渣分级

气化技术、西安热工院的两段式粉煤加压气化技术和北京航天动力研究所的HT-L气化技术。

煤气化渣成分主要是水、碳和灰。使用不同的煤，经过气化产生煤气化渣中灰的成分也可能不相同。

不同气化工艺产生煤气化渣成分含量差异性大，特别是水含量和碳含量，有些碳含量超过30%，而水含量

可超过50%，处置难度高，利用率低。根据主要成分含量及收集方式的差异，煤气化渣一般可分为2种：

气化细渣（飞渣）和气化粗渣（底渣），气化细渣含碳量可达20-30%甚至更高、含水量可高达50-60%，

灰含量大约在20-30%之间；而部分气化粗渣含水量超过5%、含碳量小于5%，其灰含量基本上在85-90%

之间，不同工艺产生的粗渣灰分含量不尽相同。煤气化渣的成分对其处置和利用至关重要，但目前没有针

对煤气化渣的成分测定方法。因此，有必要建立一套先进、便捷、完整的成分测定方法，用于测定煤气化

渣的水含量、碳含量、无机氧化物等成分，协助其利用与处置。

《煤气化渣化学组成测定X射线荧光光谱法》标准描述了以X射线荧光光谱为主要手段测定煤气化渣

成分的方法；内容包括测定方法提要、全水含量测定、碳含量测定、WD-XRF成分测定、计算、结果表示和

报告；适用于气流床、固定床和流化床煤气化渣的成分测定，移动床煤气化渣可参照。标准起草工作开展

后，主要查阅了国内外同类产品标准和国内有关企业技术资料，进行收集、整理和对比分析。

三、方法的建立及实验

本标准按照GB/T1.1-2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》给出的规定起草。

1煤气化渣样品的采集与保存

1.1样品的采集

按HJ/T20在煤气化渣产生地进行采样，取得测试样品。

1.2样品的保存

煤气化渣样品存放区域应无干扰；样品均化、干燥后放置于干燥器中备用。

2方法概要

经均化、烘干后得到干燥基煤气化渣（以下简称“干燥基样品”）经工业分析后得到灰分，用波长色散

型X-射线荧光光谱仪（以下简称“WD-XRF”）测试，元素范围钠-铀（11Na～92U）,所得结果不考虑元素可

变价态的影响，卤素以单质显示，其余元素以常见氧化物显示；WD-XRF结果与干燥基样品的残余固定碳

含量和无机碳含量归一化后得到干燥基样品的成分；进一步用全水含量校正可得收到基样品的成分。

3主要条款说明

3.1“1范围”

4

本文件描述了以X射线荧光光谱为主要手段测定煤气化渣成分的方法；内容包括测定方法提要、全水含

量测定、碳含量测定、WD-XRF成分测定、计算、结果表示和报告。

本文件适用于气流床、固定床和流化床煤气化渣的成分测定，移动床煤气化渣可参照执行。

3.2“2规范性引用文件”

本文件规范性引用文件如下：

1)GB/T211煤中全水分的测定方法

2)GB/T3715-2007煤质及煤分析有关术语

3)GB/T30732煤的工业分析方法仪器法

4)GB/T30733煤中碳氢氮的测定仪器法

5)HJ/T20工业固体废物采样制样技术规范

3.3“3术语和定义”

对煤气化渣、收到基、干燥基、总碳、残余固定碳、无机碳和工业分析进行定义。

3.3.1“3.1煤气化渣coalgasificationslag”

定义了煤气化渣：煤炭气化过程中产生的固体废弃物。

3.3.2“3.2收到基asreceivedbasis”

通过引用GB/T3715-2007,3.3.1并把“煤”替换成“煤气化渣”，定义了收到基：以收到状态的煤气

化渣为基准。

3.3.3“3.3干燥基drybasis”

通过引用GB/T3715-2007,3.3.3并把“煤”替换成“煤气化渣”，定义了干燥基：以无水状态的煤气

化渣为基准。

3.3.4“3.4总碳totalcarbon”

定义了总碳：煤气化渣中各种形式碳的总和。

3.3.5“3.5残余固定碳remainingfixedcarbon”

定义了残余固定碳：煤炭气化过程中未被气化的固定碳，以Cre体现在结果中。

3.3.6“3.6无机碳inorganiccarbon”

定义了无机碳：煤气化渣中总碳与残余固定碳的差值，以CCO2体现在结果中。煤气化渣中总碳与残余

2-

固定碳差减后的碳以碳酸盐形式存在的部分，以CO2表示含碳部分CO3，碳酸盐中对离子部分以氧化物

的形式体现在XRF检测结果中，剩余部分也认为是以价态达到饱和的形式存在，故也用CO2表示，因此

通过总碳含量与残余固定碳含量的差值再乘以系数（44/12）得到含量，以CCO2体现在成分中。该定义限

5

制样品种类为煤气化渣，描述了无机碳在成分中的体现形式。

3.3.7“工业分析proximateanalysis”

直接引用了GB/T3715-2007，3.2.1工业分析的定义：水分、灰分、挥发分和固定碳四个项目分析的

总称，便于使用本文件时了解工业分析的定义。

3.4“4煤气化渣成分测定方法提要”

图1为煤气化渣成分测定流程图，描述为“经均化、烘干后得到干燥基煤气化渣（以下简称“干燥基样品”）

经工业分析后得到灰分，用波长色散型X-射线荧光光谱仪（以下简称“WD-XRF”）测试，元素范围钠-铀

（11Na～92U）,所得结果不考虑元素可变价态的影响，卤素以单质显示，其余元素以常见氧化物显示；

WD-XRF结果与干燥基样品的残余固定碳含量和无机碳含量归一化后得到干燥基样品的成分；进一步用全

水含量校正可得收到基样品的成分。”

方法提要中考虑到原子序数低的元素荧光产额低，测定准确度受限，且WD-XRF测定Be、B、C、N等

元素需要分别配备特定的分光晶体，经济成本较高，多数仪器购买时配备的分光晶体能够实现从钠元素开

始测试，便于实现实验室见的对比，因此描述为“......元素范围钠-铀（11Na～92U）.....”。

图1煤气化渣成分测定流程图

X射线荧光分析涉及三个基本定律：

6

莫塞莱定律：元素的X射线特征光谱波长倒数的平方根与原子序数成正比。此定律为X射线光谱定性分

析的基础，如公式（1）所示：

1/λ=ʋ=KR(Z-σ)2.........................................................................................................（1）

波长λ可以根据布拉格方程计算得到，其中d已知，θ可测：

2dsinθ=nλ.........................................................................................................（2）

比尔定律：当一束平行的X射线垂直地入射并穿过一层密度均匀的物质层是，它的强度将按指数衰减

规律减弱。如公式（3）所示：

-μt

I=I0e.........................................................................................................（3）

式中：

λ——元素特征谱线的波长

R——里德伯常数（109737.3cm-1）

在Kα系谱线中，σ=1，K=3/4

在Lα系谱线中，σ=7.4，K=5/36

Z——原子序数

N——衍射的级数（n=1，通常分析一级线）

D——分光晶体的晶格面间距

θ——产生衍射的角度

I0、I——X射线衰减前后的强度

元素特征X射线的强度与该元素在试样中的原子数量(即含量)成比例。因此，通过测量试样中某元素特

征X射线的强度，采用适当的方法进行校准与校正，便可求出该元素在试样中的百分含量，即为X射线荧光

光谱定量分析。

3.5“5全水含量测定”

收到基样品按GB/T211测得全水含量Mt,ar，以质量分数（%）计，结果保留至0.1%。以下是五个煤

气化渣样品的全水含量测试结果（见表2）。

表2煤气化渣全水含量

样品名称Mt,,ar/%

气流床煤气化细渣47.1

气流床煤气化粗渣9.1

固定床煤气化渣0.4

流化床煤气化细渣0.6

流化床煤气化粗渣15.3

7

3.6“6碳含量测定”

3.6.1“6.1残余固定碳含量测定”

干燥基样品按GB/T30732测得固定碳含量，表示为Cre,d，以质量分数（%）计，结果保留至0.01%。

表3煤气化渣残余固定碳含量

样品名称Cre,d/%

气流床煤气化细渣17.12

气流床煤气化粗渣0.00

固定床煤气化渣0.00

流化床煤气化细渣72.60

流化床煤气化粗渣17.95

3.6.2“6.2总碳含量测定”

干燥基样品按GB/T30733测得总碳含量Cd，以质量分数（%）计，结果保留至0.01%。

表4煤气化渣总碳含量

样品名称Cd/%

气流床煤气化细渣17.57

气流床煤气化粗渣1.64

固定床煤气化渣2.58

流化床煤气化细渣75.68

流化床煤气化粗渣18.98

3.7“7WD-XRF成分测定”

3.7.1“7.2仪器设备”

3.7.1.1“7.2.1波长色散型X射线荧光光谱仪（WD-XRF）”

仪器主要检定项目及计量性能应符合国家计量检定规程JJG810中规定的A级或B级要求；配备的分光

晶体能够测定元素钠-铀（11Na～92U）。

3.7.1.2“7.2.2压片设备”

试验中所用气流床煤气化粗渣在不添加粘结剂时可以成片，压力最低40Mpa；固定床煤气化渣自成型

性较好，30MPa压力下即可成片；而气流床煤气化细渣、流化床煤气化细渣、流化床煤气化粗渣则需要添

加粘结剂才能压制成片，压力为30MPa。不同种类不同来源的气化渣成片时对压力的要求不同，需要多次

尝试才能确定最佳压力。

压片模具成对使用，截面为圆形、多为硬质不锈钢材质、多次使用不变形，与样品的接触面平整、光

8

洁，且模具直径大于所用WD-XRF适配的最大样片直径（通常为30mm，不同仪器型号可能存在差异）。

故对此条款的描述为“压片设备包含压力机和压片模具。压力机配压力指示表，压力可调，最大压力

不低于40MPa；压片模具具有适宜的强度，一定压力下不变形，能压制成型好、表面光洁度高的样片。”

3.7.2“7.3样品制备”

3.7.2.1“7.3.1干燥基样品及其灰分制备”

对于煤气化渣样品的成分测定，首先要考虑如何从大量样品中得到均一的、有代表性的样品；同时考

虑到热重、XRF测试的取样量及样品制备的要求，样品粒度也是需要控制的一个指标。

煤气化渣样品的制样过程如下：

气流床煤气化粗渣：样品的全水含量9.1%，呈粗颗粒状、伴有少量较大块熔融后粘结灰渣。堆锥四分，

取对角线上的两个扇形平铺于托盘中，空气干燥后过13mm方孔筛，筛上物破碎至完全过13mm方孔筛，

并与直接过筛所得筛下物充分混合，以1/2缩分比例，电动缩分3次得到两份试样粗渣A、粗渣B,每份质

量约1kg（见图2）。

缩分、筛分、破碎、混合

满足测试需求

操作（根据需要组合使

的均一样品

用）

图2气流床煤气化粗渣的制样流程

对粗渣A、B组合筛分，筛孔尺寸分别为：0.2、0.45、0.63、1、3、6mm，各粒级占比如表5所示：

表5气流床煤气化粗渣的粒级分布

筛分实验粒级，mm6~133~61~30.63~10.45~0.630.2~0.45<0.2

质量，g43.07106.57250.66253.9673.89230.37138.47

粗渣A

A产率，%3.939.7222.8523.156.7421.0012.62

质量，g41.00110.61233.38232.1468.13227.14134.82

粗渣B

B产率，%3.9210.5622.2922.176.5121.6912.87

从各粒级占比柱状图可以看出：1）两份样品的数据平行良好；2）每个样品由7个粒级组成，其产率

大致分为三个区间：三个粒级，包括0.2~0.45、0.63~1、1~3，在21.1~23.2%之间；两个粒级，包括<0.2和

3~6，在9.7~12.9%之间；两个粒级，包括0.45~0.63、6~13，在3.90~6.74%之间；其中占比最高的是1~3粒

9

级约为22.5%，占比最低的是6~13，约为3.9%（见图3）。

图3气流床煤气化粗渣的粒级分布柱状图

将每个试样的各个粒级用粉碎机（RT-04A）和研磨机（IKAA11）分别制粉至<0.2mm并混合，从试

样中随机取样进行粒度测试和灰分测试。结果如下：A、B试样一致性良好，均呈单分散，d(0.1)约为20μm，

d(0.5)约为105μm，d(0.9)约为250μm（见表6、图4）。灰分测试结果表明（见表7），粗渣的4个灰

分数据标准偏差为0.08%，相对标准偏差为0.08%，这表明样品均一、有代表性。

表6气流床煤气化粗渣的粒度测试结果

一致性分布特点d(0.1)/μmd(0.5)/μmd(0.9)/μm

粗渣A20.062105.093250.539

良好单分散

粗渣B23.054111.815260.050

图4气流床煤气化粗渣（<0.2mm）粒度分布图

表7气流床煤气化粗渣的灰分测试结果

w/gMadAadAdVadVd

粗渣A1.00450.0599.7299.770.380.38

10

粗渣A1.00470.0599.6899.730.430.43

Avg0.0599.7099.750.410.41

粗渣B1.00320.0599.5699.610.410.41

粗渣B1.00350.0599.5899.630.350.35

Avg0.0599.5799.620.380.38

混合后的每个试样以1/2比例进行人工缩分，缩分后试样分别装于塑料螺口瓶中待作其它测试。当使

用前述所得试样(<0.2mm)，不使用粘结剂的情况下，在40MPa和50MPa均可以成片，且有一定的硬度，

但结果不能重复。仔细观察发现：试样放在容器中轻振即出现明显深、浅色物质集聚的现象（见图5），

手动研磨超过40分钟仍存在肉眼可见的颗粒，成松散装，50MPa压力下无法成片。利用研磨机研磨至全

部通过200目筛（74μm），试样的粒度测试表明d(0.9)为56μm（见图6），手摸无明显颗粒感，且不再

出现层析现象，充分混合后二分得到的试样在无粘结剂情况下40Mpa压片可重复（如一次不成片，可再

压一到两次即可成片）。

图5气流床煤气化粗渣（<0.2mm）制备XRF样片失败时观察到的现象

11

图6气流床煤气化粗渣（<0.074mm）粒度分布图

气流床煤气化细渣：样品的全水含量47.1%，呈黑色泥状。随机取大样块置于托盘中，并用切刀切至

约13mm的块，摊开，空干后呈松散块状，强度小，可手捻成细粉状，过13mm方孔筛，以1/2缩分比例，

电动缩分2次得到两份试样细渣A、细渣B，每份质量约1kg。制样流程见图7。

缩分、筛分、破碎、混合满足测试需求的均

操作（根据需要组合使用）一样品

图7气流床煤气化细渣的制样流程

两份试样进行分别过0.2mm筛，粒级占比结果如图8所示：<0.2mm占比约为93.5%，>0.2mm占比

约为6.5%，前者占绝对优势；且两份试样数据平行性良好。

12

图8气流床煤气化细渣的粒级分布柱状图

将每个试样中>0.2mm的部分用粉碎机（RT-04A）和研磨机（IKAA11）分别制粉至<0.2mm并与筛

分所得<0.2mm部分充分混合，之后从中随机取样进行粒度测试和灰分测试。结果如表8、图9所示：细

渣A、细渣B试样一致性良好，均呈多分散，d(0.1)约为0.13μm，d(0.5)约为10μm，d(0.9)约为90μm。

细渣的4个灰分数据（见表9）标准偏差为0.14%，相对标准偏差0.18%，表明样品均一、有代表性。

表8气流床煤气化细渣的粒度测试结果

一致性分布特点d(0.1)/μmd(0.5)/μmd(0.9)/μm

细渣A0.13312.41698.702

良好多分散

细渣B0.1259.87881.534

图9气流床煤气化细渣的粒度测试分布图

表9气流床煤气化细渣的灰分测试结果

w/gMadAadAdVadVd

细渣A1.0010.4779.6480.022.852.86

细渣A1.00280.5179.6180.022.772.78

Avg0.4979.6380.022.812.82

细渣B1.00120.4879.8880.272.762.77

细渣B1.00250.5379.8780.33.113.13

13

Avg0.5179.8880.292.942.95

混合的每个试样以1/2的比例进行人工缩分，缩分后试样分别装于两个容器中；试样轻碾可全部通过

200目筛，达到粒径不大于74μm的要求。

固定床煤气化渣：全水含量0.4%，由大小不一的颗粒组成、总体呈浅褐色。将试样平摊于置于托盘中，

空气干燥后将大颗粒破碎至过13mm方孔筛，以1/2缩分比例，电动缩分2次得到两份试样固定床煤气化

渣A、B，每份质量约1kg，磨细至全部通过200目筛，待用。

缩分、筛分、破

碎、混合操作满足测试需求

（根据需要组的均一样品

合使用）

图10固定床煤气化渣的制样流程

流化床煤气化粗渣：样品的全水含量15.3%，其样品处理过程同气流床煤气化粗渣和固定床煤气化渣；

流化床煤气化细渣的全水含量为0.6%，缩分后可直接通过200目筛。

以上气流床煤气化粗渣、气流床煤气化细渣、固定床煤气化渣及流化床煤气化粗渣的样品制备，均需

全部通过200目筛（74μm）。

通过200目筛的煤气化渣样品在115℃～120℃烘干后用于后续检测；干燥基样品按照GB/T30732

得到灰分用于WD-XRF测试。

基于上述煤气化渣的样品制备过程，对本条款的描述如下：

“参照HJ/T20，通过缩分、干燥、筛分、粉碎、混合等的不同组合得到不少于测试用量10倍的样品，且

粒径不大于74μm（通过200目筛），115℃～120℃干燥处理得到干燥基样品，按GB/T30732后得到灰分存

放于干燥器中，备用。”

3.7.2.2“7.3.2WD-XRF样片制备”

对于固体粉末样品，WD-XRF测试用样片可通过粉末压片或熔融成片得到，而粉末压片法又分为纯样

直接成片和添加粘结剂成片。添加粘结剂会使原样中低含量元素可能因“稀释”而低于检出限，故首选纯

样直接压制成片；如因自成型性差不能直接成片，则需添加适量粘结剂，其用量一般从少到多进行尝试，

越少越好，但要能够满足成片表面光滑、表面均匀、能够自由放置于样品架且扫描测试前后不发生碎、裂、

变形等的要求。

粘结剂选用的一般原则：1）良好的自成型性；2）不含污染元素和干扰元素；3）质量吸收系数必须低

14

（除非需要人为增加基体的质量吸收系数）；4）在真空和辐照条件下必须稳定；5）最好用尽可能少的粘

结剂与试样混合；6）常见的粘结剂有硼酸、淀粉、乙基纤维素、石蜡、硬脂酸等。

气流床煤气化粗渣能够纯样直接成片，无需添加粘结剂，压力设置不低于40Mpa（如一次不成片，可

重新研磨后再压一到两次即可成片）。

固定床煤气化渣自成型性较好，30MPa压力下即可成片。

气流床煤气化细渣、流化床煤气化细渣、流化床煤气化粗渣因自身成型性差而需添加粘结剂才能成片，

考虑到细渣中通常含有较大量的碳，故选择不含碳的硼酸作为粘结剂，尝试添加量从25~40%（相对于样

品的质量百分比），根据上述成片质量要求，此三种气化渣在重复性测试中选择37.8%的粘结剂添加比例。

当使用煤气化渣灰分压片时，称取3.0g灰分和0.5g硼酸（粘结剂占比约为14%）研磨均匀，30MPa

压力下压制成片。

故此条款的表述为“取适量7.3.1所得灰分压制成外观规整、表面均匀、无划痕或裂痕的样片，放于干

燥器内，待测；如反复研磨并压片2-3次不能成片，可添加适量粘结剂，研磨混合均匀并全部通过200目

筛后压片。”

3.7.3“7.4测试”

3.7.3.1“按照WD-XRF操作程序，根据仪器厂商提供的数据库进行测试，元素范围钠-铀（11Na～92U），

结果中卤素以单质显示，其余元素以常见氧化物显示，以a代表任一元素（成分），a的含量以ya,d表示，

以质量分数（%）计，保留至0.001%；保留所有ya,d大于十倍检出限的结果并进行归一化。对于测试中出现

谱线重叠而无法判断元素是否真实存在，应在报告中标明；如有必要，宜用其它测试方法进行确认。测定中

出现的谱线重叠包括但不限于表10所列。”

WD-XRF的光源有上照式和下照式两种，样品放置于样品盒中时确保光滑、均匀的一面朝向光源，以

尽可能减小粒度效应、不均匀效应对测定结果的不良影响。

表10WDF-XRF测定煤气化渣成分中的谱线重叠

元素检出状态谱线重叠

V无法判断是否存在Vkα和Tikβ重叠；Vkβ和Crkα重叠；

Nb无法判断是否存在Nbkα和Ykβ重叠

Y无法判断是否存在Ykα和Rbkβ重叠

Zr无法判断是否存在Zrkα和Srkβ重叠；Zrkβ和Mokα重叠；

Mo无法判断是否存在Mokβ和Nbkβ、Rhkα-compton重叠

15

3.7.3.2“7.4.2每个样品至少制备3个样片，每个样片的测试结果作为一组测试数据；为确保结果具有代表

性，每个样品至少保留3组测试数据且每一成分的RSD均不大于10%；取所保留数据组的每个成分均值参

与下一步计算。”

3.8“8计算”

3.8.1“8计算”

本文件涉及煤气化渣样品的干燥基和收到基两种状态，干燥基样品成分包括残余固定碳、无机碳和

无机氧化物（卤素以单质表示），该状态样品通过控制烘干温度和存放条件，不同实验室均可达到，相关

测试数据横向可比；收到基样品成分包括全水含量、以及全水水含量校正后的残余固定碳、无机碳和无机

氧化物（卤素以单质表示），该样品状态随收到样品的时间、存放环境条件而异，因此存在不同实验室测

试结果不尽相同的可能。成分以质量百分比表示，精确到0.01%。

*

干燥基样品中无机碳以CCO2,d表示，按式（4）计算，以质量分数（%）计：

··························································(4)

式中：

CCO2,d——干燥基样品无机碳含量，以质量分数（%）计；

Cd——干燥基样品按6.2测得的总碳含量，以质量分数（%）计；

Cre,d——干燥基样品按6.1测得的残余固定碳含量，以质量分数（%）计。

*注：本编制说明中的公式（4）对应标准文本中的公式（1）。

根据公式（4）计算得到五个煤气化渣样品的CCO2,d，如表11第三列所示：

表11煤气化渣中残余固定碳含量、无机碳含量及其二者之和

样品名称Cd/%Cre,d/%CCO2,d/%Cre,d+CCO2,d/%

气流床煤气化细渣17.5717.121.6518.77

气流床煤气化粗渣1.640.006.026.02

固定床煤气化渣2.580.009.479.47

流化床煤气化细渣75.6872.6011.3183.91

流化床煤气化粗渣18.9817.953.7621.71

根据表11的结果发现：

1)气流床煤气化细渣中的碳主要以残余固定碳形式存在，在总碳Cd中占比约97%；气流床煤气化粗

渣中碳主要以无机碳形式存在；

2)固定床煤气化渣中碳主要以无机碳形式存在；

3)流化床粗渣和细渣中的碳均主要以残余固定碳形式存在，在总碳Cd中占比约95%。

16

因此，对于配备能够测量碳元素分光晶体的WD-XRF，当样品为气流床煤气化粗渣或固定床煤气化渣

时，以氧化物CO2的形式表示比较接近真实组成；而当样品为气流床煤气化粗渣、流化床粗渣和细渣时，

以单质碳的形式表示比较接近真实组成，反之则与真实值差别较大，故采用残余固定碳Cre与无机碳CCO2的

加和表示样品中碳元素的含量最接近真实值，并以此与WD-XRF测得ya,d进行归一化处理，按照公式（5）*

得到碳含量校正的干燥基样品成分Ya,d：

·························································(5)

式中：

Ya,d——碳含量校正后干燥基样品成分a的含量，以质量分数（%）计，保留至0.01%；

ya,d——灰分中WD-XRF测得成分a的含量，以质量分数（%）计；

以全水含量进一步校正，按式（6）*、（7）*和（8）*计算，可得收到基样品成分：

·································································(6)

································································(7)

······························································(8)

式中：

Mt,ar——收到基样品的全水含量，以质量分数（%）计，保留至0.1%；

Ya,ar——收到基样品成分a的含量，以质量分数（%）计，保留至0.01%；

Cre,ar——收到基样品残余固定碳的含量，以质量分数（%）计，保留至0.01%；

CCO2,ar——收到基样品无机碳的含量，以质量分数（%）计，保留至0.01%。

*注：本编制说明中的公式（5）、（6）、（7）、（8）分别对应标准文本中的公式（2）、（3）、（4）、（5）。

3.8.2重复性

为了兼顾具有数量级差的测试结果的RSD的计算，处理过程中的数据保留小数点后3位数字；考虑到

XRF测试的半定量性质及其测试结果的实际意义，最终报告的均值保留小数点后2位数字。

每个样品制备不少于4个样片，每个样片得到一组数据。从气流床煤气化粗/细渣、固定床煤气化渣分

别使用多个样片进行XRF重复性测试取得的结果（如表12、表13、表14所示）可以看出，所有组成ya,d

的RSD均在10%以下；测试流化床煤气化粗/细渣样品时，发现均有其中一组数据中1个数据异常：如流

化床煤气化粗渣四组数据中第二组数据的MnO含量为0.199%，明显低于其余三组数据，致使其RSD为

17.29%（如表15所示），剔除包含该数值的数据组后，其余三组数据ya,d的RSD均在10%以下（如表16

所示）；流化床煤气化细渣五组数据中ZnO含量的RSD为15.21%，观察发现第四组数据的ZnO含量为

17

0.019%（如表17所示），与其余四组明显偏小，剔除第四组数据后发现RSD区间为0.46%~9.33%，均小

于10%（如表18所示）。综上，重复性结果表明样品的代表性足够、仪器稳定性良好。

取表中均值参与下一步计算。

表12气流床煤气化粗渣XRF测试结果-重复性

ya,d/%12345678均值STDEVRSD

Na2O1.6151.6281.6211.6161.6481.6121.6461.6201.6260.0150.92%

MgO2.3142.3132.3012.3132.3482.3192.3382.3212.3210.0160.70%

Al2O319.27819.29819.33019.24819.32219.31519.33419.29619.3030.0310.16%

SiO252.51252.55452.52952.58552.61052.59052.57652.62952.5730.0350.07%

P2O50.1120.1130.1150.1130.1170.1140.1140.1170.1140.0021.43%

SO30.8260.8230.8200.8140.8190.8280.8330.8290.8240.0060.77%

K2O2.1872.1922.1902.1962.1862.1822.1832.1812.1870.0050.23%

CaO9.6879.6609.6609.6519.6219.6449.6189.6339.6470.0240.25%

TiO21.0631.0431.0731.0571.0461.0481.0411.0521.0530.0121.12%

Cr2O30.0990.0910.0930.0940.0940.0900.0990.0990.0950.0043.74%

MnO0.1310.1270.1270.1280.1270.1270.1310.1310.1290.0021.47%

Fe2O39.6079.6169.6039.6289.5159.5749.5559.5459.5800.0400.42%

NiO0.0110.0120.0120.0120.0110.0110.0110.0120.0120.0014.65%

CuO0.0100.0100.0110.0110.0110.0100.0100.0110.0110.0015.09%

Rb2O0.0130.0130.0130.0130.0130.0130.0130.0130.0130.0000.00%

SrO0.2290.2290.2290.2300.2280.2270.2270.2280.2280.0010.50%

ZrO20.0350.0330.0360.0360.0350.0340.0350.0340.0350.0013.08%

BaO0.2600.2300.2240.2410.2350.2450.2250.2330.2370.0135.39%

表13气流床煤气化细渣XRF测试结果-重复性

ya,d/%1234均值STDEVRSD

Na2O1.7781.7231.7411.7141.7390.0281.63%

MgO2.9392.9052.9092.8732.9070.0270.93%

Al2O315.00114.79314.80714.96014.8900.1060.71%

SiO249.69549.72449.66449.58149.6660.0620.12%

P2O50.5890.5960.5890.5880.5910.0040.63%

SO31.3081.2671.3131.3101.3000.0221.67%

Cl0.1190.1210.1210.1140.119