أخذ عينة فرعية تمثيلية من البوكسيت - تحليل المواد

اختبار التحسين

ما هو مهم؟

قبل التفتيت، من المهم تحديد ما إذا كان من الممكن معالجة مادة العينة مباشرةً أم أن المعالجة المسبقة ضرورية. عوامل مثل الرطوبة، والتكتلات، والتوزيع غير المتساوي، أو وجود مواد غريبة قد تعيق العملية وتؤدي إلى نتائج غير دقيقة.

يجب أيضًا مراعاة كمية العينة المطلوبة: ما كمية المادة اللازمة للتحليل اللاحق، وما حجم العينة الأصلية؟ إذا لزم الأمر، يجب أخذ عينة فرعية تمثيلية يتوافق تركيبها مع العينة الإجمالية.

أخذ العينات

معظم عينات المختبرات عبارة عن خلائط غير متجانسة. غالبًا ما يؤدي اختلاف أحجام الجسيمات وكثافات المواد إلى فصلها أثناء النقل والتداول. إذا لم تُطحن العينة بأكملها، فيجب أخذ عينة فرعية تمثيلية.

إذا كانت العينة الأولية كبيرة جدًا، فيجب سحقها مسبقًا قبل التقسيم. يعتمد اختيار طريقة التقسيم والجهاز المناسبين على خصائص المادة وحجم العينة المطلوب. يمكن تقسيم العينات الجافة ذات التدفق الحر باستخدام، على سبيل المثال، مغذيات، أو مقسمات أنابيب دوارة، أو مقسمات عينات خاصة للمواد السائبة، بينما تُعد المقسمات المضلعة مناسبة للمواد ذات التدفق الحر الأقل.

تعتبر العينة اليدوية العشوائية مناسبة بشكل خاص عندما يتم إجراء تحليلات بسيطة فقط، أو تكون المادة متجانسة بدرجة كافية أو لا توجد طريقة بديلة ممكنة بسبب قيود الوقت.

مقسم العينات الدوار
زجاجة الإيزوبروبانول كمادة مضافة للطحن الرطب

تجفيف

غالبًا ما يكون طحن مواد العينات الرطبة أو المبللة - على سبيل المثال، في كسارات الفك، أو المطاحن الدوارة، أو مطاحن القطع - أمرًا صعبًا. يمكن أن تؤدي الرطوبة بسرعة إلى انسداد حجرة الطحن، وتضخم المناخل الحلقية والسفلية، مما يؤدي في النهاية إلى انسداد الجهاز. هذا لا يؤدي فقط إلى فقدان المواد، بل يزيد أيضًا من جهد التنظيف.

وتشمل الاستثناءات عمليات مثل الطحن الغرواني، حيث يتم إضافة السوائل عمداً إلى مطاحن الكرات، وتجانس الفواكه والخضروات الطازجة، حيث لا يتم فقدان أي مادة تقريبًا.

في معظم الحالات، من الضروري تجفيف العينات الرطبة قبل الطحن. عند اختيار طريقة التجفيف المناسبة، بالإضافة إلى درجة الغليان، يجب مراعاة المخاطر المحتملة، مثل التفاعلية، وانفجارات الغبار، أو حساسية بعض المواد للحرارة. تُعد احتياطات السلامة المناسبة ضرورية بشكل خاص لمواد مثل ثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCBs) أو الديوكسينات.

رواسب معدنية

غالبًا ما تحتوي العديد من العينات، وخاصة تلك القادمة من القطاع البيئي مثل النفايات التجارية والمواد المتبقية والوقود الثانوي ونفايات مكبات النفايات، على مكونات معدنية لا يمكن سحقها باستخدام معدات التقطيع المخصصة.

في الواقع، يمكن للأجسام الغريبة، مثل المسامير الفولاذية أو براغي الحديد، أن تُلحق الضرر بأدوات الطحن، مما يُضعف أداء المطحنة بشكل كبير. لذلك، يجب إزالة الأجزاء المعدنية قبل إعادة المعالجة، والتخلص منها عند الضرورة.

الفصل المغناطيسي للجسيمات المغناطيسية الحديدية
استخدام النيتروجين السائل في الطحن بالتبريد أو الطحن البارد

الهشاشة باستخدام النيتروجين السائل أو الثلج الجاف

غالبًا ما يُحسّن تبريد المادة المراد طحنها من سلوك كسرها. لذلك، يلزم التبريد المباشر المكثف لعمليات الطحن المسبق والطحن الدقيق للعينات الحساسة للحرارة، مثل العديد من المواد البلاستيكية. أحد الخيارات هو هشّة مادة العينة في النيتروجين السائل (N₂، LN₂) قبل الطحن. أو يُمكن تبريدها بالثلج الجاف، لتصبح المادة هشة في درجات الحرارة المنخفضة، ويسهل طحنها.الطحن بالتبريد العميق)

تُستخدم طرق التبريد أيضًا عند الحاجة إلى حفظ المكونات المتطايرة في العينة. ويعود ذلك إلى انخفاض درجة الحرارة، على سبيل المثال، حيث تتجمد الرطوبة في مادة العينة متحولةً إلى جليد ولا يمكنها التسرب أثناء عملية الطحن. بعد الطحن، يذوب الماء المتجمد مرة أخرى عند درجة حرارة الغرفة. لذلك، من المهم دائمًا التحقق مما إذا كانت الطريقة المختارة تُبقي تركيبة العينة دون تغيير.

الأسئلة الشائعة

عادةً ما تكون عينات المختبر عبارة عن مخاليط غير متجانسة تنفصل جزيئاتها أثناء النقل. إذا لم تُطحن المادة بالكامل، يجب أخذ عينة جزئية. إذا كانت العينة الأولية كبيرة جدًا، تُسحق مسبقًا. يمكن تقسيم العينات الجافة سهلة التدفق باستخدام أحواض التغذية، أو فواصل الأنابيب الدوارة، أو فواصل عينات خاصة؛ أما المواد الأقل سهولة في التدفق فتتطلب فواصل ذات أذرع. يُستخدم أخذ العينات اليدوي العشوائي فقط للمواد المتجانسة أو التحليلات البسيطة.

تؤدي عينات المواد الرطبة أو المبللة بسرعة إلى انسداد الكسارات أو المطاحن؛ حيث تنتفخ المناخل الحلقية والسفلية، وتتعطل المعدات، مما ينتج عنه فقدان المواد وزيادة جهد التنظيف. وكقاعدة عامة، يجب تجفيف العينات الرطبة قبل طحنها. ويعتمد اختيار طريقة التجفيف على درجة غليان المادة، وتفاعليتها الكيميائية، واحتمالية انفجار الغبار، وحساسيتها لدرجة الحرارة. وتُطبق احتياطات أمان خاصة على المواد الحساسة مثل ثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCBs) أو الديوكسينات.

سوائل التبريد المستخدمة عادةً هي النيتروجين السائل (حوالي -196 درجة مئوية) والثلج الجاف (حوالي -78 درجة مئوية). تضمن هذه المواد التبريد السريع، وتُضعف مادة العينة، وبالتالي تُحسّن عملية التفتيت.

الطحن بالتبريد العميق هو طريقة لطيفة لطحن وتجانس العينات الحساسة للحرارة. تُبرَّد المواد باستخدام سوائل تبريد شديدة البرودة، مما يجعلها هشة ويُتيح تفتيتًا ميكانيكيًا فعالًا.

بالإضافة إلى درجة غليان المذيب ومحتوى الرطوبة النهائي المطلوب، يجب مراعاة المخاطر المحتملة مثل التفاعل الكيميائي، وانفجارات الغبار، وحساسية بعض المواد لدرجة الحرارة. وتُعدّ احتياطات السلامة الخاصة ضرورية للمواد الخطرة مثل ثنائي الفينيل متعدد الكلور والديوكسينات. ينبغي أن تُجفف الطريقة المختارة - على سبيل المثال، التجفيف بالتفريغ، أو التجميد، أو التجفيف بالهواء الساخن - العينة دون تغيير تركيبها الكيميائي، لضمان الحصول على نتائج موثوقة من عمليات الطحن والتحليل اللاحقة.

Klaus Ebenauer

Ing. Klaus Ebenauer

info@litechgmbh.com
+43 1 99 717 55

    متطلباتك




    اتصل