Röntgenfluoresenssimenetelmät kierrätyspolttoaineiden pikalaadunvalvonnassa

Translated title of the contribution: X-ray fluorescence methods in the rapid quality control of wastederived fuels

Jutta Laine-Ylijoki, Jari-Jussi Syrjä, Margareta Wahlström

Research output: Book/ReportReportProfessional

Abstract

Tutkimuksen tavoitteena oli arvioida kaupallisen kenttäkäyttöisen röntgenmenetelmän soveltuvuus kierrätyspolttoaineiden pikalaadunvalvontaan. Tutkimuksessa selvitettiin pika-analysointiin soveltuvat näytteenotto- ja esikäsittelymenetelmät eri kierrätyspoltto-ainejakeille ja suoritettiin kenttämenetelmän soveltuvuuden arvioimiseksi menetelmävertailu. Tutkimukseen liittyvät kierrätyspolttoaineiden näytteenotot toteutettiin jätteenkäsittelylaitoksessa. Haitta-aineiden osalta keskityttiin lähinnä kloorin, arseenin, kromin ja kuparin määrittämiseen. Soveltuvien näytteenotto- ja esikäsittelymenetelmien sekä tutkimuksen käyttöön luovutetun röntgenlaitteen testaamiseksi mittauksissa selvitettiin mm. näytteen kosteuden ja raekoon vaikutusta, tunkeutumissyvyyttä sekä mittausajan ja toistomäärän vaikutusta. Lisäksi vertailumäärityksiä suoritettiin myös laboratoriomittakaavan röntgenfluoresenssilaitteella sekä märkäkemiallisin menetelmin. Tutkimuksessa testatun kenttälaitteen käyttö oli helposti opittavissa ja nopeaa. Sen sijaan menetelmän luominen, kalibrointi sekä multikomponenttianalyysi vaati asiantuntemusta ja huolellista paneutumista. Raskasmetallit voitiin määrittää kohtuullisella tarkkuudella, mutta kloorin havaitseminen muodostui ongelmalliseksi sekä matriisihäiriöiden että laitekonfiguraation vuoksi. Mittauksia valmisteltaessa tulee arvioida kriittiset mittausparametrit ja niiden vaikutus varsinkin, jos matriisi on kovin heterogeeninen ja pitoisuusvaihtelut suuria. Näytteen käsittely olisi suoritettava huolellisesti, ja esimerkiksi kierrätyspolttoaineiden osalta olisi suositeltavaa käyttää puristettua tablettia tulosten hajonnan pienentämiseksi. Murskatun kierrätyspolttoaineen laadunvalvontaa vaikeuttaa materiaalin heterogeenisuus ja merkittävä koostumusvaihtelu. Lisäksi tiettyjen komponenttien osalta saatujen tulosten hajonta on käytetystä analyysimenetelmästä riippumatta huomattava. Materiaalin heterogeenisuuden vuoksi edustava näytteenotto, esikäsittely ja analysointi oli käytännössä vaikeasti toteutettavissa ja koostumusvaihtelujen vuoksi pistokoe- tai kokoomanäyte ei kaikissa tapauksissa kuvaa tietyn materiaalivirran pitkäaikaislaatua. Vaihtoehtoja kierrätyspolttoaineiden pikalaadunvalvontaan ovat suoraan linjalla tapahtuva murskaamattoman materiaalin pikatunnistus ja erottelu sekä käsittelylaitoksen portilla kuormasta tapahtuva pistokoeluonteinen valvonta. Kierrätyspolttoaineiden laadunvalvontaan tulisi lisäksi liittää jollain tasolla myös syntyvän tuhkan laadunarviointi.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages51
ISBN (Electronic)951-38-6185-6
ISBN (Print)951-38-6184-8
Publication statusPublished - 2003
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

NameVTT Tiedotteita - Research Notes
PublisherVTT
No.2215
ISSN (Print)1235-0605
ISSN (Electronic)1455-0865

Fingerprint

Ochotonidae
rapid methods
quality control
X-radiation
fluorescence

Keywords

  • recovered fuels
  • quality control
  • properties
  • X-ray fluorescence
  • calibration
  • sampling
  • chemical analysis
  • arcenic
  • copper
  • chromium

Cite this

Laine-Ylijoki, J., Syrjä, J-J., & Wahlström, M. (2003). Röntgenfluoresenssimenetelmät kierrätyspolttoaineiden pikalaadunvalvonnassa. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 2215
Laine-Ylijoki, Jutta ; Syrjä, Jari-Jussi ; Wahlström, Margareta. / Röntgenfluoresenssimenetelmät kierrätyspolttoaineiden pikalaadunvalvonnassa. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 2003. 51 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 2215).
@book{10be729b5bba4f6db2fc39eae1ffb2cd,
title = "R{\"o}ntgenfluoresenssimenetelm{\"a}t kierr{\"a}tyspolttoaineiden pikalaadunvalvonnassa",
abstract = "Tutkimuksen tavoitteena oli arvioida kaupallisen kentt{\"a}k{\"a}ytt{\"o}isen r{\"o}ntgenmenetelm{\"a}n soveltuvuus kierr{\"a}tyspolttoaineiden pikalaadunvalvontaan. Tutkimuksessa selvitettiin pika-analysointiin soveltuvat n{\"a}ytteenotto- ja esik{\"a}sittelymenetelm{\"a}t eri kierr{\"a}tyspoltto-ainejakeille ja suoritettiin kentt{\"a}menetelm{\"a}n soveltuvuuden arvioimiseksi menetelm{\"a}vertailu. Tutkimukseen liittyv{\"a}t kierr{\"a}tyspolttoaineiden n{\"a}ytteenotot toteutettiin j{\"a}tteenk{\"a}sittelylaitoksessa. Haitta-aineiden osalta keskityttiin l{\"a}hinn{\"a} kloorin, arseenin, kromin ja kuparin m{\"a}{\"a}ritt{\"a}miseen. Soveltuvien n{\"a}ytteenotto- ja esik{\"a}sittelymenetelmien sek{\"a} tutkimuksen k{\"a}ytt{\"o}{\"o}n luovutetun r{\"o}ntgenlaitteen testaamiseksi mittauksissa selvitettiin mm. n{\"a}ytteen kosteuden ja raekoon vaikutusta, tunkeutumissyvyytt{\"a} sek{\"a} mittausajan ja toistom{\"a}{\"a}r{\"a}n vaikutusta. Lis{\"a}ksi vertailum{\"a}{\"a}rityksi{\"a} suoritettiin my{\"o}s laboratoriomittakaavan r{\"o}ntgenfluoresenssilaitteella sek{\"a} m{\"a}rk{\"a}kemiallisin menetelmin. Tutkimuksessa testatun kentt{\"a}laitteen k{\"a}ytt{\"o} oli helposti opittavissa ja nopeaa. Sen sijaan menetelm{\"a}n luominen, kalibrointi sek{\"a} multikomponenttianalyysi vaati asiantuntemusta ja huolellista paneutumista. Raskasmetallit voitiin m{\"a}{\"a}ritt{\"a}{\"a} kohtuullisella tarkkuudella, mutta kloorin havaitseminen muodostui ongelmalliseksi sek{\"a} matriisih{\"a}iri{\"o}iden ett{\"a} laitekonfiguraation vuoksi. Mittauksia valmisteltaessa tulee arvioida kriittiset mittausparametrit ja niiden vaikutus varsinkin, jos matriisi on kovin heterogeeninen ja pitoisuusvaihtelut suuria. N{\"a}ytteen k{\"a}sittely olisi suoritettava huolellisesti, ja esimerkiksi kierr{\"a}tyspolttoaineiden osalta olisi suositeltavaa k{\"a}ytt{\"a}{\"a} puristettua tablettia tulosten hajonnan pienent{\"a}miseksi. Murskatun kierr{\"a}tyspolttoaineen laadunvalvontaa vaikeuttaa materiaalin heterogeenisuus ja merkitt{\"a}v{\"a} koostumusvaihtelu. Lis{\"a}ksi tiettyjen komponenttien osalta saatujen tulosten hajonta on k{\"a}ytetyst{\"a} analyysimenetelm{\"a}st{\"a} riippumatta huomattava. Materiaalin heterogeenisuuden vuoksi edustava n{\"a}ytteenotto, esik{\"a}sittely ja analysointi oli k{\"a}yt{\"a}nn{\"o}ss{\"a} vaikeasti toteutettavissa ja koostumusvaihtelujen vuoksi pistokoe- tai kokooman{\"a}yte ei kaikissa tapauksissa kuvaa tietyn materiaalivirran pitk{\"a}aikaislaatua. Vaihtoehtoja kierr{\"a}tyspolttoaineiden pikalaadunvalvontaan ovat suoraan linjalla tapahtuva murskaamattoman materiaalin pikatunnistus ja erottelu sek{\"a} k{\"a}sittelylaitoksen portilla kuormasta tapahtuva pistokoeluonteinen valvonta. Kierr{\"a}tyspolttoaineiden laadunvalvontaan tulisi lis{\"a}ksi liitt{\"a}{\"a} jollain tasolla my{\"o}s syntyv{\"a}n tuhkan laadunarviointi.",
keywords = "recovered fuels, quality control, properties, X-ray fluorescence, calibration, sampling, chemical analysis, arcenic, copper, chromium",
author = "Jutta Laine-Ylijoki and Jari-Jussi Syrj{\"a} and Margareta Wahlstr{\"o}m",
note = "Project code: KOSU00446",
year = "2003",
language = "Finnish",
isbn = "951-38-6184-8",
series = "VTT Tiedotteita - Research Notes",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "2215",
address = "Finland",

}

Laine-Ylijoki, J, Syrjä, J-J & Wahlström, M 2003, Röntgenfluoresenssimenetelmät kierrätyspolttoaineiden pikalaadunvalvonnassa. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, no. 2215, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Röntgenfluoresenssimenetelmät kierrätyspolttoaineiden pikalaadunvalvonnassa. / Laine-Ylijoki, Jutta; Syrjä, Jari-Jussi; Wahlström, Margareta.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 2003. 51 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 2215).

Research output: Book/ReportReportProfessional

TY - BOOK

T1 - Röntgenfluoresenssimenetelmät kierrätyspolttoaineiden pikalaadunvalvonnassa

AU - Laine-Ylijoki, Jutta

AU - Syrjä, Jari-Jussi

AU - Wahlström, Margareta

N1 - Project code: KOSU00446

PY - 2003

Y1 - 2003

N2 - Tutkimuksen tavoitteena oli arvioida kaupallisen kenttäkäyttöisen röntgenmenetelmän soveltuvuus kierrätyspolttoaineiden pikalaadunvalvontaan. Tutkimuksessa selvitettiin pika-analysointiin soveltuvat näytteenotto- ja esikäsittelymenetelmät eri kierrätyspoltto-ainejakeille ja suoritettiin kenttämenetelmän soveltuvuuden arvioimiseksi menetelmävertailu. Tutkimukseen liittyvät kierrätyspolttoaineiden näytteenotot toteutettiin jätteenkäsittelylaitoksessa. Haitta-aineiden osalta keskityttiin lähinnä kloorin, arseenin, kromin ja kuparin määrittämiseen. Soveltuvien näytteenotto- ja esikäsittelymenetelmien sekä tutkimuksen käyttöön luovutetun röntgenlaitteen testaamiseksi mittauksissa selvitettiin mm. näytteen kosteuden ja raekoon vaikutusta, tunkeutumissyvyyttä sekä mittausajan ja toistomäärän vaikutusta. Lisäksi vertailumäärityksiä suoritettiin myös laboratoriomittakaavan röntgenfluoresenssilaitteella sekä märkäkemiallisin menetelmin. Tutkimuksessa testatun kenttälaitteen käyttö oli helposti opittavissa ja nopeaa. Sen sijaan menetelmän luominen, kalibrointi sekä multikomponenttianalyysi vaati asiantuntemusta ja huolellista paneutumista. Raskasmetallit voitiin määrittää kohtuullisella tarkkuudella, mutta kloorin havaitseminen muodostui ongelmalliseksi sekä matriisihäiriöiden että laitekonfiguraation vuoksi. Mittauksia valmisteltaessa tulee arvioida kriittiset mittausparametrit ja niiden vaikutus varsinkin, jos matriisi on kovin heterogeeninen ja pitoisuusvaihtelut suuria. Näytteen käsittely olisi suoritettava huolellisesti, ja esimerkiksi kierrätyspolttoaineiden osalta olisi suositeltavaa käyttää puristettua tablettia tulosten hajonnan pienentämiseksi. Murskatun kierrätyspolttoaineen laadunvalvontaa vaikeuttaa materiaalin heterogeenisuus ja merkittävä koostumusvaihtelu. Lisäksi tiettyjen komponenttien osalta saatujen tulosten hajonta on käytetystä analyysimenetelmästä riippumatta huomattava. Materiaalin heterogeenisuuden vuoksi edustava näytteenotto, esikäsittely ja analysointi oli käytännössä vaikeasti toteutettavissa ja koostumusvaihtelujen vuoksi pistokoe- tai kokoomanäyte ei kaikissa tapauksissa kuvaa tietyn materiaalivirran pitkäaikaislaatua. Vaihtoehtoja kierrätyspolttoaineiden pikalaadunvalvontaan ovat suoraan linjalla tapahtuva murskaamattoman materiaalin pikatunnistus ja erottelu sekä käsittelylaitoksen portilla kuormasta tapahtuva pistokoeluonteinen valvonta. Kierrätyspolttoaineiden laadunvalvontaan tulisi lisäksi liittää jollain tasolla myös syntyvän tuhkan laadunarviointi.

AB - Tutkimuksen tavoitteena oli arvioida kaupallisen kenttäkäyttöisen röntgenmenetelmän soveltuvuus kierrätyspolttoaineiden pikalaadunvalvontaan. Tutkimuksessa selvitettiin pika-analysointiin soveltuvat näytteenotto- ja esikäsittelymenetelmät eri kierrätyspoltto-ainejakeille ja suoritettiin kenttämenetelmän soveltuvuuden arvioimiseksi menetelmävertailu. Tutkimukseen liittyvät kierrätyspolttoaineiden näytteenotot toteutettiin jätteenkäsittelylaitoksessa. Haitta-aineiden osalta keskityttiin lähinnä kloorin, arseenin, kromin ja kuparin määrittämiseen. Soveltuvien näytteenotto- ja esikäsittelymenetelmien sekä tutkimuksen käyttöön luovutetun röntgenlaitteen testaamiseksi mittauksissa selvitettiin mm. näytteen kosteuden ja raekoon vaikutusta, tunkeutumissyvyyttä sekä mittausajan ja toistomäärän vaikutusta. Lisäksi vertailumäärityksiä suoritettiin myös laboratoriomittakaavan röntgenfluoresenssilaitteella sekä märkäkemiallisin menetelmin. Tutkimuksessa testatun kenttälaitteen käyttö oli helposti opittavissa ja nopeaa. Sen sijaan menetelmän luominen, kalibrointi sekä multikomponenttianalyysi vaati asiantuntemusta ja huolellista paneutumista. Raskasmetallit voitiin määrittää kohtuullisella tarkkuudella, mutta kloorin havaitseminen muodostui ongelmalliseksi sekä matriisihäiriöiden että laitekonfiguraation vuoksi. Mittauksia valmisteltaessa tulee arvioida kriittiset mittausparametrit ja niiden vaikutus varsinkin, jos matriisi on kovin heterogeeninen ja pitoisuusvaihtelut suuria. Näytteen käsittely olisi suoritettava huolellisesti, ja esimerkiksi kierrätyspolttoaineiden osalta olisi suositeltavaa käyttää puristettua tablettia tulosten hajonnan pienentämiseksi. Murskatun kierrätyspolttoaineen laadunvalvontaa vaikeuttaa materiaalin heterogeenisuus ja merkittävä koostumusvaihtelu. Lisäksi tiettyjen komponenttien osalta saatujen tulosten hajonta on käytetystä analyysimenetelmästä riippumatta huomattava. Materiaalin heterogeenisuuden vuoksi edustava näytteenotto, esikäsittely ja analysointi oli käytännössä vaikeasti toteutettavissa ja koostumusvaihtelujen vuoksi pistokoe- tai kokoomanäyte ei kaikissa tapauksissa kuvaa tietyn materiaalivirran pitkäaikaislaatua. Vaihtoehtoja kierrätyspolttoaineiden pikalaadunvalvontaan ovat suoraan linjalla tapahtuva murskaamattoman materiaalin pikatunnistus ja erottelu sekä käsittelylaitoksen portilla kuormasta tapahtuva pistokoeluonteinen valvonta. Kierrätyspolttoaineiden laadunvalvontaan tulisi lisäksi liittää jollain tasolla myös syntyvän tuhkan laadunarviointi.

KW - recovered fuels

KW - quality control

KW - properties

KW - X-ray fluorescence

KW - calibration

KW - sampling

KW - chemical analysis

KW - arcenic

KW - copper

KW - chromium

M3 - Report

SN - 951-38-6184-8

T3 - VTT Tiedotteita - Research Notes

BT - Röntgenfluoresenssimenetelmät kierrätyspolttoaineiden pikalaadunvalvonnassa

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Laine-Ylijoki J, Syrjä J-J, Wahlström M. Röntgenfluoresenssimenetelmät kierrätyspolttoaineiden pikalaadunvalvonnassa. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 2003. 51 p. (VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes; No. 2215).