Độ chính xác và tính nhất quán là yếu tố quan trọng khi nhắc đến phân tích kích thước hạt. Nếu bạn đang xử lý các hạt trong quy trình của công ty, thì quy trình kiểm soát chất lượng sẽ phụ thuộc vào việc phân tích kích thước hạt
Theo định nghĩa, phân tích sàng là phương pháp hoặc quy trình được sử dụng để đánh giá sự phân bố kích thước hạt của bất kỳ vật liệu dạng hạt nào bằng cách sử dụng một loạt các sàng có kích thước lỗ rây khác nhau. Điều này có thể được thực hiện bằng cách sử dụng sàng rây phòng thí nghiệm riêng lẻ hoặc thực hiện trên Máy lắc sàng như RO-TAP®. Vật liệu được cân trên mỗi sàng và được phân tích như một phần của toàn bộ khối lượng.
Thông thường, sàng rây phòng thí nghiệm riêng được sử dụng để kiểm tra vật liệu khô, nhưng đôi khi vật liệu quá khó để sàng khô và không thể tạo ra kết quả cần thiết. Trong những tình huống này, sàng mẫu ướt là giải pháp thay thế lý tưởng.
Các hạt có thể không thể dự đoán được. Chúng có thể kết tụ lại với nhau, khiến một số hạt có vẻ lớn hơn kích thước thực tế, điều này sẽ cho bạn kết quả không chính xác sau khi phân tích sàng.
Tĩnh điện cũng có thể là vấn đề nếu các hạt của bạn mịn. Mỗi hạt có thể gặp trở ngại khi đi qua các lỗ rây khi chúng bị kẹt vào nhau hoặc kẹt vào sàng rây.
Bài viết dưới đây nhằm tìm hiểu sâu hơn các bước và lựa chọn khi phân tích sàng mẫu ướt thay vì phân tích sàng mẫu khô thông thường.
Sàng mẫu ướt chỉ có thể thực hiện trên vật liệu:
- Không tan trong nước
- Không bị ảnh hưởng bởi nước: ví dụ chất rắn nở ra sẽ không hoạt động
- Không thay đổi ở nhiệt độ lên tới 230°F (110°C)
Ứng dụng điển hình cho sàng mẫu ướt:
- Đất nông nghiệp có hàm lượng sét cao
- Đất bị ô nhiễm
- Đất sét huyền phù
- Trầm tích sông
- Bùn và men
- Chất mài mòn
- Kaolin và chất độn
- Hạt vi mô
Sàng mẫu ướt là gì?
Khi thực hiện sàng mẫu ướt để phân tích hạt, mục tiêu là làm khô và cân vật liệu còn lại trên sàng và tính toán tỷ lệ vật liệu đó đại diện cho toàn bộ mẫu.
Sàng mẫu ướt sử dụng nước để giúp tách và sàng các hạt kết tụ hoặc dính vào nhau. Trộn nước với mẫu giúp các hạt tách ra đồng thời loại bỏ bất kỳ tĩnh điện nào trong mẫu để vật liệu có thể đi qua các lỗ rây một cách chính xác.
Sau khi mẫu rây qua sàng, mẫu được sấy khô và phân tích .
Các loại phân tích sàng mẫu ướt khác nhau
Có hai cách khác nhau để sử dụng sàng mẫu ướt trong quá trình phân tích kích thước hạt: phân tích sàng mẫu ướt được thực hiện thủ công và phân tích sàng mẫu ướt được thực hiện bằng Máy lắc sàng RO-TAP. Chúng ta sẽ xem xét cả hai phương pháp phân tích sàng mẫu ướt trong bài viết này.
Phân tích sàng mẫu ướt thủ công để tách các hạt
Phân tích này được thực hiện khi bạn sử dụng một chiếc sàng rây phòng thí nghiệm nghiệm đơn lẻ, chứ không phải là một bộ sàng xếp chồng trong máy sàng rung. Nexopart cung cấp các loại sàng thí nghiệm chuyên dụng dùng cho sàng mẫu ướt, với thành sàng cao. Điều này giúp mẫu có thể tiếp xúc với nước và di chuyển xung quanh mà vẫn không bị mất mẫu nào.
Loại phân tích này thường chỉ được thực hiện để rửa sạch các hạt mịn khỏi mẫu trước khi tiến hành phân tích RO-TAP mẫu khô thông thường.
Quá trình này được gọi là Phân tích sàng mẫu ướt và sàng mẫu khô.
Các bước thực hiện phân tích sàng mẫu ướt thủ công với sàng rửa mẫu ướt:
1. Làm khô mẫu đến trọng lượng không đổi và cân chính xác đến 0,1 gam
Nếu mẫu dễ hòa tan với nước:
- Đặt mẫu lên sàng thí nghiệm mịn nhất và rửa qua lại bằng nước chảy nhẹ từ vòi (đảm bảo không làm mất mẫu)
- Toàn bộ rây chứa vật liệu ướt nên được sấy khô nếu có thể. Điều quan trọng là nhiệt độ không vượt quá 230°F (110°C)
- Sau khi vật liệu đã khô hoàn toàn, cần cân vật liệu và lặp lại trên sàng thô hơn tiếp theo **Thời gian khô sẽ phụ thuộc vào đặc tính của vật liệu và cần được xác định bằng một loạt các lần kiểm tra trọng lượng theo định kỳ cho đến khi không có thay đổi đáng kể nào xảy ra)
- Cân mẫu và phân tích
Nếu vật liệu không hòa tan tốt với nước:
- Đặt mẫu đã cân vào lọ 1 lít. Đổ đầy khoảng ba phần tư nước vào lọ.
- Lắc mạnh lọ để trộn đều các hạt với nước. Sau đó, hỗn hợp này được đổ vào sàng rây và quá trình rửa tiếp tục như mô tả ở bước 3. **Nên rửa sạch lọ nhiều lần.
Phân tích sàng mẫu ướt với máy lắc sàng RO-TAP
Phân tích sàng mẫu ướt có thể được thực hiện trên Máy lắc sàng RO-TAP bằng bộ dụng cụ sàng mẫu ướt do WS Tyler cung cấp. Bộ dụng cụ này sẽ cho phép bạn thực hiện phân tích sàng trên RO-TAP RX-29 với nước. Sau đó, bạn có thể chạy mẫu của mình xuống qua sàng xếp chồng bằng thiết bị như bình thường, thêm nước qua ống
Trước khi chạy phân tích sàng mẫu ướt bằng máy lắc sàng RO-TAP, cần lắp bộ kit sàng thí nghiệm mẫu ướt vào RX-29 RO-TAP.
Cách lắp ráp bộ kit sàng thí nghiệm mẫu ướt trên RO-TAP
1. Tháo bỏ giá đỡ sàng tiêu chuẩn, thay thế bằng giá đỡ sàng khác và khay đáy (Phần 6 và 10)
2. Giá lắp dụng cụ đo lưu lượng (Phần 1) phải được bắt chặt vào chân đế trên máy lắc sàng
3. Gắn chặt Đầu nối góc 90 độ (Phần 2) vào đầu giá đỡ (Phần 1)
4. Cố định Kẹp ba chấu (Phần 3) vào khe hở trên Đầu nối góc 90 độ (Phần 2) và đặt lên chồng sàng rây.
5. Lắp dụng cụ đo lưu lượng (Phần 8) vào Kẹp ba chấu (Phần 3) và siết chặt cho đến khi cố định chắc chắn. Ống đơn phải hướng lên trên để luồng không khí lưu thông.
6. Sử dụng ống cao su 3” (Phần 11) và gắn vào đầu ra phía dưới trong dụng cụ đo lưu lượng (Phần 8). Đầu nối “T” (Phần 7) phải được gắn vào đầu dưới của ống cao su ngắn.
7. Gắn một đoạn 12” (Phần 12) vào cả hai đầu mở của Đầu nối “T” (Phần 7)
8. Ống cao su dài nhất (Phần 13) được gắn vào đầu ra của dụng cụ đo lưu lượng cao hơn ( Phần 8)
9. Đặt chồng sàng rây vào bình lắc trên khay đáy (Phần 10). Gắn ống thoát (Phần 14) vào ống thép ở khay đáy.
10. Đặt Nắp rây có lỗ vào (Phần 9) lên trên chồng sàng rây.
11. Đặt Nắp rây đã sửa đổi (Phần 4) lên các lỗ rấy vào của Nắp rây (Phần 9) và cố định chồng rây trong thiết bị.
12. Gắn ống 12” (Phần 12) vào ống đầu vào bằng thép tương ứng (Phần 9) nhô ra qua Nắp đã thay đổi (Phần 4)
13. Đưa nước vào qua Phần 13, Ống cao su đầu vào. Đổ đầy dụng cụ đo lưu lượng (phần 8) ¾. Mức này phải được duy trì trong suốt thời gian thử nghiệm. Đặt bộ hẹn giờ và bắt đầu vận hành.
Cách sử dụng máy lắc sàng RO-TAP với bộ dụng cụ thí nghiệm mẫu ướt:
1) Giảm mẫu xuống kích thước sàng thử nghiệm nhỏ
a. Nói chung, điều này có nghĩa là số lượng sẽ vừa với một khay thu thập toàn chiều cao 8” cho các mẫu tổng hợp
b. Nếu vật liệu ướt trong thùng 5 gallon, hãy cắt và chia mẫu thành bốn phần thành kích thước có thể kiểm soát được. Bạn có thể phải làm điều này nhiều lần. Nếu vật liệu khô và trong thùng 5 gallon, hãy sử dụng chất khử 16:1 hoặc chất tương tự
c. Sử dụng máy chia mẫu để bàn/phòng thí nghiệm nhỏ để lấy mẫu thử nghiệm theo kích thước khuyến nghị
2) Cân mẫu ướt. Ghi lại trọng lượng.
3) Làm khô mẫu. Ghi lại trọng lượng.
a. Tối thiểu 2 – 2-1/2 giờ trong lò sấy ở nhiệt độ 230°F (110°C)
b. Lưu ý sự khác biệt. Điều này cho biết tỷ lệ phần trăm trọng lượng nước so với vật liệu mẫu thực tế.
4) Lắp bộ dụng cụ thử mẫu ướt vào RX-29 RO-TAP® thông thường theo hướng dẫn.
5) Thêm sàng thử nghiệm thích hợp và khay lắp ráp mẫu ướt vào RO-TAP.
6) Đổ vật liệu mẫu đã khô lên sàng thử nghiệm phía trên.
7) Bật RO-TAP và nguồn nước.
8) Thời gian chạy thử nghiệm sẽ khác nhau
a. 15 – 20 phút là đủ.
b. Cho nước nhỏ giọt/thoát ra ngoài
9) Cẩn thận tháo bỏ bộ rây và khay.
a. Làm khô từng sàng thử nghiệm và bất kỳ vật liệu nào còn sót lại trong khay đáy
b. Thời gian sấy khô được khuyến nghị là một giờ ở nhiệt độ 230°F (110°C)
10) Cân cẩn thận lượng vật liệu còn lại trên mỗi sàng và khay đã khô.
11) Nhập trọng lượng vật liệu giữ lại vào bảng tính phân tích sàng WS Tyler.
12) Cộng tất cả vật liệu còn lại từ mỗi sàng thử và chảo lại với nhau.
13) Lưu ý sự khác biệt giữa bước số 3 và bước số 12.
a. Sự khác biệt này là do vật liệu mịn được nước cuốn vào bể chứa hoặc xuống cống.
Kết luận
Bài viết đề cập đến những điều cơ bản về cách thực hiện phân tích sàng mẫu ướt. Điều chính cần nhớ là thử nghiệm kích thước hạt là về tính nhất quán và độ chính xác. Bắt buộc phải tuân theo các bước giống nhau mỗi lần để đạt được kết quả tối ưu cho quy trình kiểm soát chất lượng
Nguồn: https://blog.wstyler.com/particle-analysis/how-to-perform-a-wet-sieving-analysis
Minh Khang là nhà phân phối và nhập khẩu trực tiếp các thiết bị sàng mẫu hãng Nexopart.
EN