Odběr reprezentativního dílčího vzorku bauxitu – materiálová analýza

Příprava vzorku

Co je důležité?

Před drcením je důležité určit, zda lze vzorek zpracovat přímo, nebo zda je nutná předúprava. Faktory, jako je vlhkost, shluky, nerovnoměrné rozložení nebo cizí předměty, mohou procesu bránit a vést k nepřesným výsledkům.

Je také třeba zvážit požadované množství vzorku: Kolik materiálu je potřeba pro následnou analýzu a jak velký je původní vzorek? V případě potřeby je nutné odebrat reprezentativní dílčí vzorek, jehož složení odpovídá celkovému vzorku.

Odběr vzorků

Většina laboratorních vzorků jsou nehomogenní směsi. Různé velikosti částic a hustoty materiálu často vedou k segregaci během přepravy a manipulace. Pokud není celý vzorek rozemlet, je nutné odebrat reprezentativní dílčí vzorek.

Pokud je počáteční vzorek příliš velký, měl by být před dělením předdrcen. Výběr vhodné metody a zařízení pro dělení závisí na vlastnostech materiálu a požadovaném objemu vzorku. Sypké, suché vzorky lze dělit například pomocí podavačů, rotačních trubicových děličů nebo speciálních děličů vzorků pro sypké materiály, zatímco pro méně sypké materiály jsou vhodné vroubkované děliče.

Manuální, náhodný odběr vzorků je vhodný zejména tehdy, když se provádějí pouze jednoduché analýzy, materiál je dostatečně homogenní nebo z časových důvodů není možná žádná alternativní metoda.

Rotační dělič vzorků
Láhev s isopropanolem jako přísada pro mokré mletí

dehydratace

Rozmělňování vlhkého nebo mokrého vzorku materiálu – například v čelistních drtičích, rotorových mlýnech nebo řezacích mlýnech – je často obtížné. Vlhkost může rychle vést k ucpání mlecí komory, způsobit zvětšení prstencových a spodních sít a nakonec zablokovat zařízení. To nejen způsobuje ztráty materiálu, ale také zvyšuje náročnost čištění.

Výjimkou jsou procesy, jako je koloidní mletí, při kterém se kapaliny záměrně přidávají do kulových mlýnů, a homogenizace čerstvého ovoce a zeleniny, kde se téměř neztrácí žádný materiál.

Ve většině případů je však nutné vlhké vzorky před mletím vysušit. Při výběru vhodné metody sušení je třeba kromě bodu varu zvážit i potenciální nebezpečí, jako je reaktivita, výbuchy prachu nebo teplotní citlivost některých látek. Vhodná bezpečnostní opatření jsou obzvláště důležitá u látek, jako jsou polychlorované bifenyly (PCB) nebo dioxiny.

Kovové ložiska

Četné vzorky, zejména z oblasti životního prostředí, jako je komerční odpad, zbytkové materiály, druhotná paliva a odpad ze skládek, často obsahují kovové složky, které nelze rozdrtit pomocí určeného drticího zařízení.

Cizí předměty, jako jsou ocelové hřebíky nebo železné šrouby, mohou poškodit mlecí nástroje a tím výrazně snížit výkon mlýna. Z tohoto důvodu by měly být kovové části před opětovným zpracováním odstraněny a v případě potřeby zlikvidovány.

Magnetická separace feromagnetických částic
Použití kapalného dusíku při kryogenním mletí nebo mletí za studena

Zkřehnutí tekutým dusíkem nebo suchým ledem

Chlazení broušeného materiálu často zlepšuje jeho lomové vlastnosti. Pro předběžné broušení a jemné broušení teplotně citlivých vzorků, jako jsou mnohé plasty, je proto nutné intenzivní přímé chlazení. Jednou z možností je zkřehnout vzorek materiálu v tekutém dusíku (N₂, LN₂) před mletím. Alternativně jej lze ochladit suchým ledem, takže materiál při nízkých teplotách křehne a snáze se brousí.Kryogenní mletí)

Metody chlazení se používají také tehdy, když je třeba zachovat těkavé složky ve vzorku. Důvodem je nízká teplota, při které například vlhkost ve vzorku tuhne v led a během procesu mletí nemůže unikat. Po mletí zmrzlá voda opět rozmrzne při pokojové teplotě. Proto je vždy důležité zkontrolovat, zda zvolená metoda ponechává složení vzorku nezměněné.

Nejčastěji kladené dotazy

Laboratorní vzorky jsou obvykle nehomogenní směsi, jejichž částice se během přepravy oddělují. Pokud není celý materiál rozemlet, musí se odebrat částečný vzorek. Pokud je počáteční vzorek příliš velký, nejprve se předdrtí. Sypké, suché vzorky lze dělit pomocí krmných žlabů, rotačních trubicových děličů nebo speciálních děličů vzorků; méně sypké materiály vyžadují žebrované děliče. Manuální, náhodný odběr vzorků se používá pouze pro homogenní materiály nebo jednoduché analýzy.

Vlhký nebo mokrý vzorek materiálu rychle vede k ucpávání drtičů nebo mlýnů; prstencová a spodní síta bobtnají, zařízení se zasekává, což vede ke ztrátám materiálu a zvýšeným nákladům na čištění. Mokré vzorky se zpravidla musí před mletím vysušit. Volba metody sušení závisí na bodu varu, chemické reaktivitě, potenciálních výbuších prachu a teplotní citlivosti látky. U citlivých materiálů, jako jsou polychlorované bifenyly (PCB) nebo dioxiny, platí zvláštní bezpečnostní opatření.

Typicky používanými chladicími kapalinami jsou kapalný dusík (cca -196 °C) a suchý led (cca -78 °C). Tyto kapaliny zajišťují rychlé ochlazení, zkřehčují vzorek materiálu a tím zlepšují proces drcení.

Kryogenní mletí je šetrná metoda pro drcení a homogenizaci teplotně citlivých vzorků. Materiály jsou chlazeny extrémně studenými chladicími kapalinami, což je činí křehkými a umožňuje efektivní mechanické drcení.

Kromě bodu varu rozpouštědla a požadovaného konečného obsahu vlhkosti je třeba zvážit potenciální nebezpečí, jako je chemická reaktivita, výbuchy prachu nebo teplotní citlivost určitých látek. U nebezpečných látek, jako jsou PCB nebo dioxiny, jsou nutná zvláštní bezpečnostní opatření. Zvolená metoda – například vakuové, lyofilizační nebo horkovzdušné sušení – by měla vzorek vysušit bez změny jeho chemického složení, aby následné procesy drcení a analýzy přinesly spolehlivé výsledky.

Klaus Ebenauer

Ing. Klaus Ebenauer

info@litechgmbh.com
+43 1 99 717 55

    Ihre Anforderungen




    Kontakt