🌿 Bestimmung der Hauptelemente (Al, Ca, Fe, Mg, P, K, Si, Na, Ti) in festen Biobrennstoffen — Aufschluss im geschlossenen Gefäß mit einem Gemisch aus Salpetersäure, Wasserstoffperoxid und Flusssäure bei 220 °C (Ofen) oder 190 °C (Mikrowelle), Neutralisation der HF mit Borsäure, direkt im Brennstoff (Teil A, 500 mg) oder in bei 550 °C hergestellter Asche (Teil B, 50 mg), Messung mit ICP-OES, ICP-MS, FAAS oder FES, PN-EN ISO 16967

Umwelt PN-EN ISO 16967

Übersicht

WAS DIE NORM BESCHREIBT. Anwendungsbereich aus der PKN-Katalogkarte der PN-EN ISO 16967:2015-06 (englische Fassung), vollständig (unsere Übersetzung): „Diese Norm beschreibt Verfahren zur Bestimmung der Hauptelemente in festen Biobrennstoffen bzw. ihren Aschen, wie Al, Ca, Fe, Mg, P, K, Si, Na, Ti. Die Bestimmung anderer Elemente wie Barium (Ba) und Mangan (Mn) ist mit den in dieser Internationalen Norm beschriebenen Verfahren ebenfalls möglich. Diese Internationale Norm umfasst zwei Teile. Teil A beschreibt die direkte Bestimmung der Elemente im Brennstoff. Dieses Verfahren ist auch für Schwefel und Spurenelemente anwendbar. Teil B enthält ein Verfahren zur Bestimmung der Elemente in bei 550 °C gewonnener Asche“. Den Normtext lesen wir in zwei iTeh-Leseproben: ISO 16967:2015 (englisch) — vom Titelblatt über Vorwort, Einleitung und die Abschnitte 1–8 bis einschließlich 9.1.2 (Aufschluss in Teil A und B); SIST EN ISO 16967:2015 (Text der EN ISO 16967:2015) — Titelseiten und Europäisches Vorwort. Außerhalb der Proben bleiben 9.2–9.5 (Detektionsverfahren, Kalibrierung, Analyse der Aufschlusslösungen, Blindversuch), die Abschnitte 10 (Berechnung) und 11 (Leistungsmerkmale), der Prüfbericht sowie die Anhänge A (Umrechnungsfaktoren) und B (Präzisionsdaten).

NACH DEM TEXT DER ISO 16967:2015 (Abschnitte 1–8, 9.1.1–9.1.2). Die Norm wurde von ISO/TC 238 „Feste Biobrennstoffe“ erarbeitet; CEN hat EN ISO 16967:2015 am 28. Februar 2015 angenommen, und sie ersetzte EN 15290:2011. Einleitung: Die als Hauptelemente fester Biobrennstoffe bezeichneten Elemente sind eigentlich Hauptelemente der Aschen; ihre Bestimmung dient der Bewertung des Ascheverhaltens bei der thermischen Umwandlung oder der Ascheverwertung, hohe Werte bestimmter Elemente weisen auf Brennstoffverunreinigung oder Prozesszusätze hin, hohe Werte mehrerer Elemente zugleich — auf Verunreinigung mit Sand oder Boden; die Norm beschreibt nasschemische Verfahren. Anwendungsbereich (1): Al, Ca, Fe, Mg, P, K, Si, Na, Ti, auch Ba und Mn; Teil A — direkt im Brennstoff, auch für Schwefel und Spurenelemente anwendbar; Teil B — in bei 550 °C hergestellter Asche. Prinzip (5): Aufschluss im geschlossenen Gefäß (Reagenzien, Temperatur, Druck), Detektion mit ICP-OES, ICP-MS, FAAS oder FES. Reagenzien (6): Wasser mit vernachlässigbarem Gehalt an Hauptelementen (meist entionisiert), Salpetersäure ≥ 65 % (ρ = 1,41 g/ml), Wasserstoffperoxid 30 % (ρ = 1,11 g/ml), Flusssäure 40 % (ρ = 1,13 g/ml) — mit Warnung vor Gesundheitsgefahr, Borsäure 4 %; die Richtigkeit der Kalibrierung wird mit zertifizierten Referenzmaterialien geprüft, z. B. NBS 1570 (Spinatblätter), NBS 1571 (Obstbaumblätter), NBS 1573 (Tomatenblätter), NBS 1575 (Kiefernnadeln); sind die Wiederfindungen wegen Matrixeffekten schlecht, wird mit mindestens zwei CRM kalibriert und mit anderen verifiziert. Geräte (7): Ofen oder Heizblock bis mindestens 220 °C mit einer Genauigkeit von ± 10 °C, Labormikrowelle mit Temperaturregelung, Gefäße meist aus Fluorkunststoff, Waage 1 mg (Teil A) und 0,1 mg (Teil B), Kunststoff-Messkolben. Probe (8): Analysenprobe mit nominaler oberer Korngröße 1 mm oder weniger, hergestellt nach EN 14780 (zu ersetzen durch ISO 14780); Wassergehalt nach ISO 18134-3. Teil A (9.1.1): 500 mg Probe (auf 1 mg genau) mit 3,0 ml H2O2 (30 %), 8,0 ml HNO3 (65 %) und 1,0 ml HF (40 %) — bei erwartetem Aschegehalt über 10 % 2,0 ml HF; mindestens 5 min Reaktionszeit vor dem Verschließen, weil zu frühes Verschließen den Druck rasch, mitunter über die Gefäßgrenze, steigen lässt; Widerstandsheizung — 1 h auf 220 °C und 1 h bei 220 °C (Gerätetemperatur), Mikrowelle — 15 min auf 190 °C und 20 min bei 190 °C (Lösungstemperatur); öffnet das Sicherheitsventil, wird die Lösung verworfen, weil Silicium als gasförmiges SiF4 entwichen sein kann; Fluorpolymergefäße, die nicht mehr als 170 °C aushalten, dürfen bei längerem Erhitzen verwendet werden, wenn die Ergebnisse vergleichbar sind (z. B. an Biomasse-Referenzmaterialien); nach dem Abkühlen wird HF mit 10 ml H3BO3 (4 %) neutralisiert (bei 2,0 ml HF — 20 ml) und erneut erhitzt: Widerstandsheizung rasch auf 180 °C und 15 min, Mikrowelle rasch auf 150 °C und 15 min; die Lösung wird in einen Kolben überführt und je nach Messverfahren mit Wasser aufgefüllt. Teil B (9.1.2): Asche nach ISO 18122, jedoch nur in Platin- oder Graphittiegeln (größere zulässig), ohne Verbrennungshilfen und ohne Nachfüllen von Probe auf die Asche; der Prozentsatz der hergestellten Asche wird mit dem exakt nach ISO 18122 bestimmten Aschegehalt verglichen, und bei bekanntem Aschegehalt werden die Ergebnisse auf den Brennstoff umgerechnet; die Asche wird im Achatmörser homogenisiert und erneut 30 min bei 550 °C geglüht, die Einwaage erfolgt sofort; 50 mg Asche (auf 0,1 mg genau) mit 2,0 ml H2O2, 3,0 ml HNO3 und 2,0 ml HF, dieselben Heizprogramme und dieselbe Verwerfungsregel nach Öffnen des Ventils; Neutralisation mit 20 ml H3BO3 und 10 ml Wasser — das Wasser hält Kalium bei KCl-reichen Aschen in Lösung.

STATUS (Stand der Karte 03.10.2026). Die Karte der PN-EN ISO 16967:2015-06 (englische Fassung, veröffentlicht 10-06-2015, 26 Seiten, Preisgruppe M) trägt keinen Vermerk „Zurückgezogen“: Sektor Bergbau, KT 144 Koks und verarbeitete feste Brennstoffe, ICS 75.160.40, „Übernimmt: EN ISO 16967:2015 [IDT], ISO 16967:2015 [IDT]“, „Ersetzt: PN-EN 15290:2011 — englische Fassung“. Eine polnische Sprachfassung gibt es in der PKN-Suchmaschine nicht (Suchbegriff „PN-EN ISO 16967“, 03.10.2026); die Treffer zeigen auch PN-EN 16967:2017-08 — eine andere Norm mit derselben Nummer ohne „ISO“. Im iTeh-Katalog (Abruf 03.10.2026) hat ISO 16967:2015 den Status „Published“ und die Stufe 90.92 „International Standard to be revised“ (abgeschlossen 29.08.2026) — ISO hat die Überarbeitung beschlossen; eine neue Ausgabe gibt es noch nicht. Spurenelemente in Biobrennstoffen beschreibt ein eigener Eintrag zur PN-EN ISO 16968 (angezeigt unter dem polnischen Namen „Oznaczanie pierwiastków śladowych w biopaliwach stałych (PN-EN ISO 16968)“) — AB 300 und AB 688 führen diese Norm zusammen mit der vorliegenden.

WIE VIELE LABORATORIEN UND IN WELCHER FORM (Kopie der Datenbank der Akkreditierungsumfänge, Datenstand bis 17.09.2026, Abruf 03.10.2026). Die Nummer 16967 mit dem Vorsatz „PN-EN ISO“ steht in 10 Datensätzen bei 5 Laboratorien: AB 300, AB 688, AB 713, AB 949, AB 981. In den aktuellen PCA-Dokumenten (Abruf 03.10.2026, Ausgaben vom 29.11.2024 bis 09.09.2026) steht die Nummer in 8 Positionen derselben 5 Laboratorien (AB 300 — 3, AB 688 — 2, die übrigen je 1). Schreibweise überall „PN-EN ISO 16967:2015-06“, mit Angabe des Verfahrens: „met. A“ oder „met. B“ (AB 300), „Metoda A“ (AB 981). Der Reiter „Laboratorien“ („PN-EN ISO 16967“) zeigt dieselben 5 Laboratorien — geprüft mit der Abfrage des Reiters auf dem Produktionsserver labcoda.pl am 03.10.2026.

WAS DIE LABORATORIEN PRÜFEN (Positionen bei PCA). Feste Biomasse — fester Biobrennstoff bei allen fünf Laboratorien. AB 688 — Metalle und Oxide in Biomasseasche mit ICP-OES (z. B. Al (0,030–4,7) %, Ca (0,50–35,0) %, K (0,060–28,0) %, Na (0,002–7,60) %) sowie Silicium in Biomasse (Si (0,01–45,0) %, SiO2 (0,02–96,3) %) und Silicium in der Asche rechnerisch. AB 949 — Elemente in Biomasseasche mit Umrechnung auf Oxide (z. B. Al (0,002–15,0) %, Ca (0,2–35,0) %). AB 713 — Na, K, P und Ca sowie deren Oxide, ICP-OES. AB 981 — Kalium (0,10–30) g/kg und Natrium (0,080–3,6) g/kg nach Verfahren A, ICP-OES. AB 300 — Gesteinskörnungen, feste Sekundärbrennstoffe (SRF), Biomasse und Abfälle mit Katalogschlüsseln: nach Verfahren B (Proben nach Veraschung) Si, Al, Fe, Ca, Mg, Ti, Mn, Na, K, Sr, Ba sowie As, Sb, P, Rb, Be, Tl, Li, S, Cd, Co, Cr und weitere, nach Verfahren A u. a. Ba, Ag, Zn, Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, V, Sn, Mo ab 0,8 mg/kg — zusammen mit PN-EN ISO 16968. Gesteinskörnungen, Sekundärbrennstoffe und Abfälle liegen außerhalb des Anwendungsbereichs der Norm (feste Biobrennstoffe), und Spurenelemente nach Verfahren B — außerhalb der Beschreibung von Teil B in Abschnitt 1 (Spurenelemente ordnet die Norm Teil A zu). Bei AB 949 betrifft die Fußnote zur Aussetzung eines Teils des Umfangs ab 09.09.2026 andere Positionen.

WO LEICHT EIN SCHEINBAR RICHTIGES ERGEBNIS ENTSTEHT. Beim Aufschluss: Verschließen des Gefäßes vor Ablauf von 5 min kann Überdruck verursachen; öffnet das Ventil, entweicht Silicium als SiF4, und das Si-Ergebnis ist ohne Spur in der Lösung zu niedrig — die Norm verlangt, eine solche Lösung zu verwerfen (9.1.1). Zu wenig HF bei Brennstoff mit über 10 % Asche zersetzt die Silicate nicht vollständig. Bei der Neutralisation: KCl-reiche Asche ohne die zusätzlichen 10 ml Wasser verliert Kalium aus der Lösung (9.1.2, Anmerkung 2). Bei der Asche (Teil B): eine andere Temperatur, Zeit, Luftzufuhr, ein anderer Tiegel als Platin oder Graphit, Verbrennungshilfen oder Nachfüllen der Probe verändern das Ergebnis — deshalb wird der Prozentsatz der hergestellten Asche mit der Bestimmung nach ISO 18122 verglichen; die Ascheeinwaage erfolgt gleich nach dem Glühen. Bei der Auswertung: Das Ergebnis von Teil B bezieht sich auf die Asche — ein Vergleich mit dem Brennstoff erfordert die Umrechnung über den Aschegehalt.

WAS WIR NICHT ANGEBEN. 9.2–9.5, die Abschnitte 10–11 und die Anhänge haben wir nicht gelesen; daher nennen wir weder Wellenlängen und Messbedingungen, Kalibrierung, Endvolumen der Lösung, Berechnungsformeln, Umrechnung auf Oxide (Anhang A) noch Präzisionsdaten. Auch was die Überarbeitung der ISO 16967 ändern wird, sagen wir nicht — in den gelesenen Quellen gibt es keinen Entwurf.

Prinzip der Methode

Eine Probe des Biobrennstoffs (Teil A, 500 mg) oder der bei 550 °C hergestellten Asche (Teil B, 50 mg) wird im geschlossenen Gefäß aus Fluorkunststoff mit einem Gemisch aus Wasserstoffperoxid, Salpetersäure und Flusssäure aufgeschlossen, durch Widerstandsheizung auf 220 °C oder per Mikrowelle auf 190 °C erhitzt; HF zersetzt Silicate. Nach dem Abkühlen wird überschüssige HF mit Borsäure gebunden und erneut erhitzt, die Lösung mit Wasser aufgefüllt und mit ICP-OES, ICP-MS, FAAS oder FES gemessen.

Anwendungen

• Feste Biobrennstoffe — Al, Ca, Fe, Mg, P, K, Si, Na, Ti, auch Ba und Mn (1)
• Teil A — direkt im Brennstoff, auch Schwefel und Spurenelemente; Teil B — in bei 550 °C hergestellter Asche (1)
• Bewertung des Ascheverhaltens im Kessel, Ascheverwertung, Erkennen der Verunreinigung des Brennstoffs mit Sand oder Boden (Einleitung)
• Feste Biomasse (bei allen fünf Laboratorien), bei einem auch Gesteinskörnungen, Sekundärbrennstoffe und Abfälle — in den Akkreditierungsumfängen von 5 Laboratorien bei PCA

Schlüsselparameter

Norm

Normnummer

PN-EN ISO 16967:2015-06

Titel (PL)

Biopaliwa stałe — Oznaczanie pierwiastków głównych — Al, Ca, Fe, Mg, P, K, Si, Na i Ti

Title (EN)

Solid biofuels — Determination of major elements — Al, Ca, Fe, Mg, P, K, Si, Na and Ti

Schritt-für-Schritt-Verfahren

1. Analysenprobe

   Obere Korngröße 1 mm oder weniger, Herstellung nach EN 14780; Wassergehalt bestimmen. PN-EN ISO 16967:2015-06 gültig (PKN-Karte, Stand 03.10.2026).

2. Teil A — Aufschluss des Brennstoffs

   500 mg + 3,0 ml H2O2, 8,0 ml HNO3, 1,0 ml HF (2,0 ml bei Asche > 10 %); mindestens 5 min vor dem Verschließen; 220 °C (Widerstand) oder 190 °C (Mikrowelle).

3. Teil B — Asche und Aufschluss

   Asche nach ISO 18122 im Pt- oder Graphittiegel, ohne Zusätze; Homogenisieren, 30 min bei 550 °C; 50 mg + 2,0 ml H2O2, 3,0 ml HNO3, 2,0 ml HF.

4. Neutralisation und Lösung

   Borsäure (10 ml oder 20 ml; in Teil B 20 ml und 10 ml Wasser), erneutes Erhitzen; Lösung verwerfen, wenn das Ventil geöffnet hat; Überführen in einen Kolben und Auffüllen mit Wasser.

5. Messung

   ICP-OES, ICP-MS, FAAS oder FES; Kontrolle mit zertifizierten Referenzmaterialien. Messbedingungen und Berechnung (9.2–10) geben wir nicht an.

Erforderliche Geräte und Apparatur

Reagenzien, Nährmedien und Verbrauchsmaterialien

Arbeitsschutz und Sicherheit

• Flusssäure kann die Gesundheit schwer schädigen (Warnung in 6.4) — mit geeigneten Handschuhen und im Abzug arbeiten
• Zu frühes Verschließen oder zu schnelles Erhitzen lässt den Druck rasch steigen, mitunter über die Gefäßgrenze (9.1.1)
• Heiße konzentrierte Säuren und Wasserstoffperoxid — Gefäße erst nach Abkühlen auf Raumtemperatur öffnen

Häufige Fragen