TCVN4918:2018

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4918:2018 (ISO 602:2015) về Than - Xác định hàm lượng chất khoáng TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 4918:2018 ISO 602:2015 THAN - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHẤT KHOÁNG Coal - Determination of mineral matter Lời nói đầu TCVN 4918:2018 thay thế TCVN 4918:1989. TCVN 4918:2018 hoàn toàn tương đương với ISO 602:2015. TCVN 4918:2018 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC27 Nhiên liệu khoáng rắn biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. THAN - XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG CHẤT KHOÁNG Coal - Determination of mineral matter 1 Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định hàm lượng chất khoáng có trong các loại than, bao gồm cả than nâu v à than non. 2 Tài liệu viện dẫn Tiêu chuẩn này không có tài liệu viện dẫn. 3 Nguyên tắc của phương pháp Áp dụng các nguyên tắc sau: a) xác định t ừ ng phần mẫu than bằng cách xử lý với axit clohydric v à axit flohydric dưới các điều kiện mà bản chất của than không bị thay đổi; b) ghi lại khối lượng hao hụt của than do xử lý với axit và xác định phần chất khoáng không tan bằng cách x á c định hàm lượng tro của mẫu than sau khi đã khử khoáng một phần. c) xác định hàm lượng sắt của tro để có thể tính được lượng pyrit có trong than đã chiết xuất; và d) xác định lượng axit clohydrlc bị than hấp thụ. 4 Hóa chất, thuốc thử Trong qu á tr ì nh phân tích chỉ sử dụng các loại thuốc thử có độ tinh khiết phân t í ch v à nước cất hoặc nước có độ tinh khiết tương đương. 4.1 Axit clohydric , p 1,18g/ml. 4.2 Axit clohydric , dung dịch, c (HCI) 5 mol/l. 4.3 Axit flohydric , p 1,13g/ml. CẢNH BÁO - Rất độc khi hít, tiếp xúc với da hoặc uống phải. Gây b ỏ ng nặng. Bảo quản bình chứa axit flohydric đã đ ậy nắp kín ở nơi thoáng khí. Trong trường hợp bị bắn vào mắt phải rửa ngay bằng rất nhiều nước và phải đến các cơ sở y tế xử lý. Phải mặc quần áo bảo hộ lao động và đeo găng tay phù hợp. Trong trường hợp bị tai nạn hay cảm thấy khó chịu, phải đến ngay các cơ sở y tế xử lý (mang theo nhãn sản phẩm nếu có th ể ). 5 Dụng cụ và thiết bị Tất cả các dụng cụ, thiết bị n ê u dưới đây phải bền với axit, đặc biệt v ớ i axit flohydric. Vật liệu th í ch hợp là nhựa polyvinyl clorua (PVC). 5.1 C ố c thử , dung t í ch 200 ml, có n ắ p đậy. 5.2 Ống đựng nhiệt kế : Ố ng có một đầu dưới bịt kín dùng đ ể đựng nhiệt kế. 5.3 Que khuấy. 5.4 Bình rửa phun tia. 5.5 Bộ lọc , giấy lọc định lượng có kích thước lỗ 1 µm và tấm lọc bằng nhôm xốp, như thể hiện trên Hình 1. CHÚ D Ẫ N 1 Giấy lọc gắn với phần trên của ống trụ bằng chất kết d í nh 2 T ấ m nhôm xốp 3 Goăng cao su 4 Ố ng trụ làm bằng vật liệu chịu ax i t (th í dụ polivinyl clorua) 5 Ố ng trụ l à m bằng vật liệu chịu axit (thí dụ polivinyl clorua) Hình 1 - Bộ lọc (nửa phía trái được thể hiện theo mặt cắt) 5.6 Bình lọc. 5.7 Cân , có độ chính xác đến 0,1 mg. 6 Chuẩn bị mẫu Than sử dụng để xác định thành phần khoáng là mẫu phân tích đã được nghiền vá sàng qua sàng có kích thước lỗ bằng 200 µm. Nếu cần, trải mẫu thành lớp mỏng trong thời gian ngắn nhất đủ để độ ẩm của mẫu đạt xấp x ỉ cân bằng với độ ẩm phòng thí nghiệm [xem TCVN 11152 (ISO 11722) về độ ẩ m của mẫu phân tích ] . Trước khi bắt đầu xác định, trộn kỹ mẫu phân tích đã sấy khô trong không khí (xem Chú thích) í t nhất trong 1 min, tốt nhất là trộn bằng các công cụ cơ học. CHÚ TH Í CH: C ũ ng có th ể chọn cách sấy mẫu than ở 105 °C đến 110 °C trước khi tiến hành thử. 7 Cách tiến hành C â n khoảng 6 g mẫu than với độ chính xác đến 0,1 mg, sau đó cho vào cốc th ử (5.1) v à cho vào 40 ml dung dịch ax i t clohydric (4.2) (Xem Chú thích 1). Cho vào que khuấy (5.3), ống đựng nhiệt kế (5.2) và đậy nắp cốc. Đặt cốc vào bếp cách thủy, duy trì ở nhiệt độ từ 55 °C đến 60 °C. Cứ 5 min khuấy hỗn hợp một lần, sau 45 min lấy cốc ra và đ ể huyền phù than lắng trong 10 min. Lọc dung dịch qua bộ lọc (5.5) bằng cách lọc hút. R ử a phần than còn trên bộ lọc bằng nước, gạn nước rồi dùng không quá 5 ml nước đề chuy ể n phần than v à o cốc th ử . Cần c ẩ n thận để tránh hao hụt than do bắn toé ra (xem Ch ú thích 2). Cho thêm 40 ml axit flohydric (4.3) vào cốc thử, và lặp lại quá trình xử lý nhiệt và lọc như mô tả ở trên. Sau đó dùng không quá 5 ml nước để rửa phần than trên bộ lọc vào cốc thử. Cho 50 ml axit clohydric (4.1) vào cốc thử, lại đặt cốc vào bếp cách thủy và l ặ p lại quá trình xử lý như đ ã mô tả ở trên. Lọc v à rửa gạn than ba lần. Chuyển toàn bộ phần than v à o bộ lọc và rửa 20 lần bằng nước n ó ng, mỗi lần khoảng 25 ml. Dùng que có đầu bọc cao su và nước lạnh để thu nốt phần than còn dính ở cốc thử. Gạn bỏ nước kh ỏ i than bằng cách lọc hút trong 5 min đến 10 min. Tháo bộ lọc, đánh tơi phần than ướt rồi sấy bộ lọc và than trong t ủ sấy chân không ở 50 °C và dưới áp suất tuyệt đ ố i bằng 3,5 kPa (tức là 35 mbar) trong khoảng 1,5 h. Lấy (bộ lọc đựng than) ra khỏi tủ sấy và để nguội trong không khí trong khoảng 1 h để đạt cân bằng, sau đ ó đem cân. Thu và chuyển phần than càng nhiều càng tốt vào bình thủy tinh có nắp. Gạt sạch than khỏi bộ lọc và giấy lọc rồi cắn lại. Mức chênh lệch của hai lần cân là khối lượng than chiết được. Trộn kỹ phần than chiết được v à xác định độ ẩm [xem TCVN 11152 (ISO 11722) về độ ẩ m của mẫu phân tích], hàm lượng tro [xem TCVN 173 (ISO 1171) về xác định tro], và hàm lượng clo [xem TCVN 5230 (ISO 587) về xác định clo], cũng như tổng hàm lượng sắt có trong tro [xem TCVN 4914 (ISO 157) về xác định các dạng lưu huỳnh]: đ ồ ng thời cũng xác định độ ẩ m v à hàm lượng tro của mẫu ban đầu, mỗi phép xác định đều phải áp dụng theo các tiêu chuẩn phù hợp (xem Thư mục tài liệu tham khảo). Tính axit clohydric tương đương theo hàm lượng clo v à pyrit tương đương theo tổng h à m lượng sắt. CH Ú THÍCH 1: Đối với các loại than có khả năng phản ứng cao. bao gồm cả than náu và linhit, có thể cho axit v à o cốc thử trước khi cho mẫu vào để tránh hiện tượng quá n ó ng cục bộ. CHÚ TH Í CH 2: Đối với các loại than c ó h à m lượng cacbon dioxit nhỏ hơn 0,5 % (khối lượng) không cần tiến hành chiết axit clohydric lần đầu. 8 Tính kết quả Tất cả các kết quả sử dụng trong tính toán đều phải tính theo trạng thái khô. Hàm lượng chất khoáng ký hiệu là MM, biểu thị bằng phần trăm khối lượng, xác định theo Công thức (1): (1) trong đó: m 1 là khối lượng phần mẫu đ ã lấy, t í nh bằng gam; m 2 l à khối lượng phần mẫu sau khi chiết, tính bằng gam; m 3 là khối lượng của pyrit trong than đã chiết, tính bằng gam; m 4 là khối lượng của axit clohydric trong than đã chiết, tính bằng gam; m 5 là khối lượng tro không t í nh đến oxit sắt tạo ra từ pyrit trong than đã chiết, tính bằng gam. Hệ số chất khoáng, F MM được t í nh theo Công thức (2): (2) trong đó: A là h à m lượng tro của mẫu than ban đầu, t í nh theo phần trăm. Ví dụ về tính toán xem Phụ lục A. Báo cáo kết quả (tốt nhất là báo cáo giá trị trung b ì nh của hai phép xác định song song, xem Điều 9) chính xác đến 0,1 %. CHÚ TH Í CH 1: Nếu cần tính chuyển ch ấ t khoáng từ phần trăm tro th ì áp dụng theo công thức, xem TCVN 318 (ISO 1170). CHÚ TH Í CH 2: Hệ số 1,1 cho phép t í nh gần đúng lượng nước hydrat h óa của các cấu tử nhôm và silic trong than khử khoáng. Trong hầu hết các trư ờ ng hợp, sự hiệu ch ỉ nh đều nh ỏ và có thể bỏ qua. 9 Độ chụm của phương pháp Bảng 1 - Số liệu về độ chụm Chất khoáng Chênh lệch lớn nhất cho phép giữa các kết quả thu được Trong cùng một phòng thử nghiệm (Độ lặp lại) Tại các phòng thử nghiệm khác nhau (Độ tá i lập) 0,4 % tuyệt đối Xem 9.2 9.1 Độ lặp lại Kết quả của các phép xác định hai lần lặp lại được thực hiện tại các thời điểm khác nhau, trong cùng một phòng th í nghiệm do cùng một người thao tác trên cùng thiết bị và cùng mẫu phân tích, sự chênh lệch không được vượt quá trị số nêu trong bảng trên. 9.2 Độ tái lập V ì không có đủ sẵn các dữ liệu, nên không xác định được độ tái lập cho các phép xác định tiến hành tại các phòng thí nghiệm khác nhau. 10 Báo cáo thử nghiệm Báo cáo thử nghiệm bao gồm các thông tin sau: a) nhận dạng s ả n phẩm đem thử; b) viện dẫn phương pháp áp dụng; c) các kết quả và phương pháp tính toán đã sử dụng; d) những điểm không b ì nh thường được ghi nhận trong quá trình xác định; e) bất kỳ thao tác nào không quy định trong tiêu chu ẩ n sử dụng, hoặc coi l à tùy chọn. Phụ lục A (quy định) Ví dụ về tính toán kết quả V í dụ dưới đây minh h ọa phương ph á p t í nh toán. Tất c ả các kết quả đ ều được t í nh ở trạng thái khô. Khối lượng ban đầu Hàm lượng tro của than ban đ ầ u Khối lượng than đ ã chiết Hàm lượng tro của than đã chiết Lượng axit clohydric do than hấp thụ Lượng oxit sắt trong tro của than đã chiết Khối lượng mẫu bị hao hụt ( m 1 - m 2 ) Khối lượng axit clohydric hấp thụ ( P 1 m 2 /100) Khối lượng pyrit trong than dã chiết (1,5 P 2 m 2 / 100 ) Khối lượng tro còn lại [1,1 m 2 ( A 1 - P 2 )/100] Tổng khối lượng chất khoáng ( m 1 - m 2 + m 3 + m 4 + 1,1 m 5 ) Phần trăm chất khoáng (100 m 6 / m 1 ) Hệ s ố chất khoáng ( MM / A ) % (khối lượng) = = 52.8 = = 6,03 = 1,06 = 4,2 = = = = = = 57,5 = 1,09 g 6,836 3,205 3,631 0,34 0,202 0,065 3,932 ( m 1 ) ( A ) ( m 2 ) ( A 1 ) ( P 1 ) ( P 2 ) ( m 4 ) ( m 3 ) (1,1 m 5 ) ( m 6 ) ( MM ) ( F MM ) Thư mục các t à i liệu tham khảo [1] TCVN 173 (ISO 1171), Nhiên liệu khoáng rắn - Xác định tro [2] TCVN 318 (ISO 1170), Than và cốc - Tính kết quả phân t í ch trên những trạng thái khác nhau [3] TCVN 4914, (ISO 157), Than đá - Xác định các dạng lưu huỳnh. [4] TCVN 5230 (ISO 587), Nhiên liệu kho á ng rắn - Xác định clo sử dụng hỗn hợp Eska. [5] TCVN 11152 (ISO 11722), Nhiên liệu khoáng rắn - Than đ á - Xác định độ ẩm của mẫu phân tích sấy khô bằng nitơ