Giới thiệu chung về Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4918:1989 (ISO 602 : 1983)

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 4918:1989 hoàn toàn tương đương với tiêu chuẩn quốc tế ISO 602:1983. Tiêu chuẩn này quy định phương pháp xác định hàm lượng chất khoáng trong than đá. Đây là một chỉ tiêu kỹ thuật quan trọng trong việc đánh giá chất lượng than, phục vụ cho các ngành công nghiệp năng lượng, luyện kim và xuất nhập khẩu.

Phạm vi áp dụng và ý nghĩa của tiêu chuẩn

• Đối tượng áp dụng: Tiêu chuẩn này áp dụng đối với các loại than đá (bao gồm than bitum, than á bitum và than anthracit) nhằm xác định chính xác hàm lượng chất khoáng thực tế có trong mẫu than.
• Ý nghĩa thực tiễn: Việc xác định thành phần khoáng giúp đánh giá chính xác nhiệt trị thực tế của than, dự báo hàm lượng tro sau khi cháy và kiểm soát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình công nghệ sử dụng than.

Nguyên lý của phương pháp xác định

Phương pháp xác định thành phần khoáng trong than theo TCVN 4918:1989 dựa trên nguyên lý hòa tan và loại bỏ các chất khoáng bằng hóa chất chuyên dụng:

• Sử dụng axit clohydric (HCl) và axit flohydric (HF) để xử lý mẫu than trong những điều kiện nhiệt độ và thời gian quy định nhằm hòa tan hầu hết các khoáng chất silicat, cacbonat và các muối khác có trong than.
• Phần bã hữu cơ còn lại sau quá trình xử lý axit được lọc, rửa sạch, sấy khô và cân khối lượng một cách chính xác.
• Tiến hành xác định hàm lượng tro còn lại trong phần bã hữu cơ này bằng phương pháp nung để hiệu chỉnh kết quả phân tích.
• Hàm lượng chất khoáng được tính toán dựa trên sự chênh lệch khối lượng của mẫu than ban đầu, khối lượng bã hữu cơ thu được và lượng tro còn sót lại trong bã sau khi nung.

Thiết bị, dụng cụ và hóa chất yêu cầu

Để thực hiện phép thử theo tiêu chuẩn này, phòng thử nghiệm cần trang bị đầy đủ các thiết bị và hóa chất chuyên dụng sau:

• Hóa chất: Axit clohydric đậm đặc, axit flohydric đậm đặc và nước cất hoặc nước có độ tinh khiết tương đương để rửa sạch mẫu sau khi xử lý.
• Thiết bị gia nhiệt: Bể cách thủy hoặc thiết bị gia nhiệt chuyên dụng có khả năng kiểm soát nhiệt độ ổn định để thực hiện quá trình phân hủy mẫu bằng axit một cách an toàn.
• Dụng cụ chứa: Các cốc, phễu bằng chất liệu nhựa chịu axit (như polyethylene hoặc polytetrafluoroethylene - PTFE) để tránh phản ứng hóa học của axit flohydric với thủy tinh.
• Lò nung: Lò nung có khả năng duy trì nhiệt độ ổn định ở mức quy định để xác định hàm lượng tro của bã hữu cơ sau khi xử lý.
• Cân phân tích: Cân có độ chính xác cao (thường là 0,1 mg) để đảm bảo độ tin cậy của kết quả cân đo khối lượng mẫu và bã hữu cơ.

Quy trình chuẩn bị mẫu thử

• Mẫu than dùng để phân tích phải là mẫu than phòng thí nghiệm được chuẩn bị theo đúng các tiêu chuẩn lấy mẫu và chuẩn bị mẫu hiện hành.
• Mẫu phải được nghiền mịn đến kích thước hạt quy định (thông thường là dưới 0,2 mm) và được trộn đều trước khi tiến hành cân định lượng để phân tích nhằm đảm bảo tính đại diện.
• Đồng thời, phải xác định hàm lượng ẩm của mẫu phân tích tại thời điểm cân để quy đổi kết quả về trạng thái khô hoàn toàn nếu có yêu cầu.

Tính toán và biểu thị kết quả

• Kết quả hàm lượng chất khoáng được tính bằng phần trăm khối lượng so với mẫu than ban đầu (biểu thị ở trạng thái khô hoặc trạng thái phân tích).
• Công thức tính toán tích hợp các thông số bao gồm: khối lượng mẫu thử ban đầu, khối lượng bã hữu cơ sau khi xử lý axit, hàm lượng tro của bã hữu cơ và các hệ số hiệu chỉnh liên quan đến lượng sắt hoặc các thành phần không bị hòa tan hoàn toàn bởi axit.
• Độ lặp lại và độ tái lập của phương pháp phải tuân thủ nghiêm ngặt các giới hạn sai số cho phép được quy định cụ thể trong tiêu chuẩn để đảm bảo tính khách quan, chính xác và thống nhất của phép đo giữa các phòng thí nghiệm khác nhau.