Mất mát khi đốt của vật liệu chịu lửa

LOI (Loss on ignition) đề cập đến tỷ lệ phần trăm khối lượng bị mất bởi nguyên liệu thô sau khi đã mất độ ẩm bên ngoài, được sấy khô trong dải nhiệt độ 105-110℃ và đốt trong một khoảng thời gian đủ dài dưới điều kiện nhiệt độ cao nhất định. Môi trường nhiệt độ cao này được quy định chi tiết trong các tiêu chuẩn kỹ thuật của các ngành công nghiệp khác nhau theo đặc điểm riêng của từng ngành. Việc phân tích LOI của nguyên liệu có ý nghĩa đặc biệt. Nó thể hiện lượng sản phẩm khí (như nước nội tại, SO2, CO2, v.v.) được giải phóng do bay hơi vật lý hoặc phân hủy hóa học của nguyên liệu sau khi được làm nóng. Ví dụ, khi được làm nóng đến 1000℃, độ ẩm nội tại còn lại trong nguyên liệu mà không bốc hơi ở dải nhiệt độ 105-110℃ sẽ bốc hơi; những chất có điểm bay hơi dưới 1000℃ sẽ bay hơi dưới điều kiện làm nóng ở 1000℃; một số chất có nhiệt độ phân hủy dưới 1000℃ sẽ phân hủy và giải phóng các chất có điểm sôi dưới 1000℃; dưới điều kiện có oxi, các chất dễ cháy có trong nguyên liệu sẽ bị oxy hóa tạo ra khí và giải phóng chúng.

Ví dụ, khi phân tích vật liệu chịu lửa, ngoài hàm lượng oxit thành phần chính và các thành phần phụ, người ta thường xác định sự mất đi khi đốt. Nó thể hiện lượng sản phẩm khí (như H2O, CO2, v.v.) và chất hữu cơ sinh ra từ quá trình gia nhiệt và phân hủy của nguyên liệu thô, để có thể đánh giá xem liệu nguyên liệu có cần được nung trước hay không nhằm đảm bảo sự ổn định về体 tích của nguyên liệu khi sử dụng. Dựa vào các thành phần thu được từ phân tích hóa học, có thể đánh giá độ tinh khiết của nguyên liệu và tính toán sơ bộ các đặc tính chịu lửa của nó. Với sự hỗ trợ của các biểu đồ pha liên quan, thành phần khoáng chất của nó cũng có thể được tính toán một cách tổng quát. Phân tích thành phần hóa học của nguyên liệu chịu lửa được thực hiện theo các phương pháp đặc biệt, được quy định trong các tiêu chuẩn quốc tế và quốc gia. Trong những năm gần đây, các phương pháp phân tích hóa học đã không ngừng phát triển theo hướng tăng tốc độ phân tích và cải thiện độ chính xác của phân tích, chẳng hạn như titrat phức hợp, phân tích màu, quang kế ngọn lửa, phân tích quang phổ và phân tích huỳnh quang tia X.
Mất mát khi đốt, còn được gọi là mất mát khi đốt, đề cập đến sự giảm chất lượng của phôi sau khi nước tinh thể được thải ra trong quá trình nung, CO2 phân hủy từ cacbonat, SO2 phân hủy từ sunfat và các tạp chất hữu cơ bị loại bỏ. Nói chung, nếu mất mát khi đốt lớn và hàm lượng dung môi quá cao, tỷ lệ co rút của sản phẩm nung sẽ lớn hơn và cũng dễ gây biến dạng và khuyết tật. Do đó, mất mát khi đốt của phôi sứ thường được yêu cầu phải nhỏ hơn 8%. Không có yêu cầu nghiêm ngặt đối với gốm, nhưng cũng cần kiểm soát phù hợp để giữ cho ngoại hình của sản phẩm nhất quán. Trong lĩnh vực đốt cháy, LOI có thể được sử dụng để mô tả hàm lượng vật liệu dễ cháy trong tro. Nếu cho rằng đốt cháy là một quá trình nhiệt độ cao, tro trong nhiên liệu đã hoàn thành quá trình phân giải ở nhiệt độ cao, và hàm lượng độ ẩm và các chất bay hơi dễ cháy trong tro hình thành sau quá trình đốt cháy là cực kỳ thấp, thì mất mát khi đốt về cơ bản đại diện cho hàm lượng carbon của mẫu.
Phương pháp thử nghiệm cho tổn thất khi đốt có các quy định khác nhau trong các tiêu chuẩn kỹ thuật của các ngành công nghiệp khác nhau. Ví dụ, phương pháp thử nghiệm cho tổn thất khi đốt của tro được tạo ra bởi quá trình cháy như sau: cân chính xác 0,5~1 gram mẫu đã được sấy khô ở nhiệt độ 105~110℃, đặt nó vào chén bạch kim có trọng lượng không đổi, đốt nó bằng đèn cồn trong 30 phút, hoặc chuyển nó vào lò điện cao nhiệt đã được làm nóng đến 300~400℃, đốt trong 10~15 phút, dần dần tăng nhiệt độ lên 900~950℃, tiếp tục đốt trong 1,5~2 giờ, lấy ra và làm nguội tạm thời, đặt vào máy sấy và làm nguội đến nhiệt độ phòng trước khi cân.

Phương pháp thử nghiệm tổn thất khi đốt của vật liệu chịu lửa
Phương pháp lấy mẫu và số lượng cho thử nghiệm tổn thất khi đốt (%):
Lấy mẫu tro rời - lấy 15 mẫu từ các phần khác nhau, mỗi mẫu là 1~3kg, trộn chúng đều, và giảm mẫu xuống còn gấp đôi lượng cần thiết cho thử nghiệm bằng phương pháp chia tư (gọi là mẫu trung bình).
Lấy mẫu tro - 10 túi được lấy từ mỗi lô, và không ít hơn 1kg mẫu được lấy từ mỗi túi, trộn đều, và lấy mẫu gấp đôi lượng cần thiết cho phép thử theo phương pháp chia tư (gọi là mẫu trung bình).
Phương pháp thử:
Theo phương pháp chia tư, cân chính xác 1g mẫu, đặt vào chén sứ đã được đốt đến khi đạt trọng lượng không đổi, nghiêng nắp chén, đặt vào lò nung cao nhiệt, bắt đầu từ nhiệt độ thấp và dần tăng nhiệt độ, đốt ở 950~1000℃ trong 15~20 phút, lấy chén ra, đặt vào hộp hút ẩm và làm nguội đến nhiệt độ phòng. Cân lại, và lặp lại quá trình đốt cho đến khi đạt trọng lượng không đổi.