Analysis of Recycled Materials by EDXRF

Význam tématu

Vzrůstající poptávka po recyklovaných surovinách klade nové nároky na rychlou a spolehlivou kontrolu jakosti a bezpečnosti výrobků. Energy Dispersive X-ray Fluorescence (EDXRF) umožňuje neinvazivní analýzu bez chemické přípravy vzorku, což je zásadní pro screening toxických prvků i stanovení složení v různých formách materiálů – od plastů přes pryže až po sklo a papír.

Cíle a přehled studie / článku

Článek představuje praktické aplikace EDXRF spektrometru EDX-7200 při analýze recyklovaných materiálů. Cílem je ukázat možnosti: 1) screeningová analýza toxických prvků (RoHS), 2) kvalitativní a kvantitativní stanovení prvků pro kontrolu složení pryže, skla a papíru a 3) stanovení obsahu chloru v palivech RPF pro prevenci koroze kotlů.

Použitá metodika a instrumentace

Spektrometr: Shimadzu EDX-7200 Energy Dispersive X-ray Fluorescence Spectrometer

Detektor: SSD detektor s Rh terčíkem
Skupina analýz: screening prvků (RoHS) a kvalitativně-kvantitativní stanovení (11Na–92U)
Trubice: Rh terč, napětí 10, 15, 30, 50 kV (screening), 15 kV (Na–Sc, S–Ca), 50 kV (Ti–U)
Filtry a kolimátory: různé podle měřené skupiny (bez filtru, #1–#4, kolimátor φ10 mm)
Atmosféra: vzduch (screening), vakuum (kvalitativní a kvantitativní analýza)
Čas integrace: 100 s × 5 kanálů (screening), 60 s × 3 kanály (kvalitativní)

Hlavní výsledky a diskuse

• Recyklovaný PE (100 %) – screening RoHS prvků zachytil stopové Pb, Cr, Br, Cl, Sb, P, Sn, zatímco Cd a Hg byly pod LLD; všechny koncentrace v rámci stanovených hranic.
• RPF (Refuse Paper and Plastics Fuel) – kvantitativní stanovení celkového Cl od 0,050 % do 0,091 % umožnilo klasifikaci podle JIS Z 7311 (třídy A–C).
• Recyklovaná pryž – hlavní složku tvoří SBR (C12H14, 85,5 %), doplňky Ca (9,96 %), S (2,21 %), Zn, Si a další prvky v desítkách setin procenta.
• Sklo – EDXRF dovoluje rozlišit sodno-vápenaté a olovnaté sklo podle zvýšené koncentrace Pb, což usnadňuje třídění (zabraňuje poškození tavné pece).
• Recyklovaný papír z vaječných skořápek – CaCO₃ 40,8 %, zbytek organického polymeru (CH₂ 58,8 %) a stopy Si, Mg, S, Zn potvrzené v rámci výrobní kontroly.

Přínosy a praktické využití metody

EDXRF nabízí rychlý, neinvazivní a univerzální přístup k analýze širokého spektra recyklovaných materiálů. Umožňuje:

• bezpřípravové screeningové testy toxických prvků pro dodržení RoHS/ELV regulací,
• kontrolu přísad a plniv v gumárenském a plastovém průmyslu,
• monitorování obsahu chloru v alterna­tivních palivech,
• účinné třídění skla podle chemického složení.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se integrace EDXRF metod do automatizovaných třídicích linek a on-line monitoringu výrobních procesů. V kombinaci s umělou inteligencí a strojovým učením lze zlepšit interpretaci spekter a predikci kvality. Rostoucí zájem o biokompozity a netradiční zdroje surovin (vaječné skořápky, biomasa, odpadní dřevo) otevře nové aplikace EDXRF v udržitelné výrobě.

Závěr

Analytická technika EDXRF s využitím spektrometru EDX-7200 prokázala všestrannost v oblasti recyklovaných materiálů. Jednoduchá obsluha, minimální příprava vzorku a rychlé výsledky podporují efektivní kontrolu kvality, bezpečnost výrobků i plnění environmentálních norem.

Reference

V textu nejsou uvedeny explicitní literární zdroje.