Carbon and Sulfur in Metal-Bearing Ores and Related Materials (CS744)

Význam tématu

Stanovení celkového obsahu uhlíku a síry v rudách a souvisejících materiálech je klíčové pro optimalizaci metalurgických procesů a sledování dopadů těžby na životní prostředí. Přesné měření těchto prvků umožňuje lépe řídit náklady na kyseliny v loužení, předcházet neefektivnímu využití surovin a minimalizovat tvorbu nevhodných odpadů.

Cíle a přehled studie

Cílem dokumentu je představit praktický protokol pro analýzu uhlíku a síry metodou termické oxidace a následné detekce infračervenými senzory. Studie popisuje kroky od přípravy vzorku přes kalibraci přístroje až po vyhodnocení výsledků a jejich porovnání s referenčními materiály.

Použitá instrumentace

• Přístroj CS744 (LECO Corporation) s vysokoteplotní pecí a detektory pro CO₂ a SO₂.
• Ceramické kelímky (528-018 nebo 528-018HP), předpálené při 1000–1250 °C.
• Accelerátory: LECOCEL, LECOCEL II, LECOCEL II HP a železné třísky (Iron Chip Accelerator).
• Referenční kalibrační materiály: NIST SRM 886, LECO 502-018, 502-320, 502-030, 502-318, 502-319 a 502-320.

Použitá metodika

1. Příprava vzorku: sušení při 105 °C (1 hodina), prosévání na 150 μm.
2. Nastavení metody: parametry testu zahrnují 10s předplyn, 20s odklad, 55s integrační dobu a 100% výkon pece.
3. Stanovení blanků: minimálně tři repliky kelímků bez vzorku, aplikace akcelerátorů a spuštění analýzy.
4. Kalibrace a korekce driftu: tři repliky každého kalibračního standardu, zadání hmotnosti, přidání akcelerátorů a vyhodnocení podle návodu výrobce.
5. Analýza vzorku: třikrát opakované vážení 0,2–0,25 g vzorku do předehřátého kelímku, přidání akcelerátorů, měření a vyhodnocení poměru CO₂/SO₂.

Hlavní výsledky a diskuse

Typické výsledky ukazují velmi vysokou opakovatelnost a přesnost: u rudových odpadů se naměřilo průměrně 2,61 % C a 2,44 % S při středním směrodatném rozptylu 0,01–0,02 %. U standardu s ~5 % uhlíku dosahuje metoda rozptylu 0,02 %, u nízkých koncentrací (0,17 % C, 0,54 % S) pak pod 0,005 %. Kalibrace „force through origin“ pro oba detektory potvrzuje linearitu signálu v rozsahu běžných koncentrací rudy.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda poskytuje rychlé (<5 minut/vzorek), přesné a minimálně náročné stanovení uhlíku a síry, což usnadňuje:

• Optimalizaci dávkování kyselin v hydrometalurgii.
• Monitoring organického obsahu s vlivem na recuperaci zlata.
• Kontrolu environmentálních parametrů ve zpracovatelských provozech.

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se další automatizace vzorkování a integrace s laboratorními informačními systémy. Dále mohou být aplikovány pokročilé algoritmy pro korekci driftu, prediktivní údržbu a využití strojového učení pro detekci nestandardních vzorků.

Závěr

Popsaná metoda na přístroji CS744 je osvědčeným postupem pro spolehlivé stanovení uhlíku a síry v rudách. Díky vysoké přesnosti, rychlému cyklu analýzy a široké podpoře referenčních materiálů nachází uplatnění jak v průmyslové praxi, tak ve výzkumných úlohách.

Reference

• ASTM E1915 – Standard Practice for Carbon and Sulfur Determination in Iron-, Nickel-, and Cobalt-Based Alloys by Combustion Infrared Analysis.
• NIST SRM 886 – Coal Standard for Carbon and Sulfur.
• LECO Corporation – CS744 Instruction Manual (2015).