Free Moisture and LOI in Hydrated Lime

Význam tématu

Termogravimetrická analýza (TGA) umožňuje přesné stanovení změn hmotnosti materiálů při zahřívání a je nezbytná pro kontrolu volné vlhkosti a ztráty žíháním (LOI) v hašeném vápně. Správné vyhodnocení těchto parametrů zajišťuje kvalitu vápna používaného v čisticích procesech, potravinářství či stavebnictví.

Cíle a přehled studie

Hlavním cílem bylo vyvinout a ověřit TGA postup pro stanovení:

• volné vlhkosti při zahřívání z 25 °C na 120 °C,
• ztráty žíháním LOI @ 600 °C,
• ztráty žíháním LOI @ 1000 °C.

Cílem bylo také prověřit opakovatelnost výsledků na dvou přístrojích TGA701 a analyzovat rozptyl měření.

Použitá metodika

Vzorek hašeného vápna (<0,5 mm, hmotnost ~1,0 g) byl vložen do keramického kelímku a analyzován v proudícím dusíku. Metoda sestávala z těchto kroků:

1. zahřátí z 25 °C na 120 °C (15 °C/min) – stanovení volné vlhkosti,
2. zdvih teploty z 120 °C na 600 °C (20 °C/min) – výpočet LOI @ 600 °C,
3. další ohřev z 600 °C na 1000 °C (20 °C/min) a držení při 1000 °C po 20 minut – výpočet LOI @ 1000 °C.

Použitá instrumentace

• Analytický termogravimetr TGA701 (LECO Corporation)
• Atmosféra: dusík, střední průtok
• Keramické kelímky (621-331), lžička (611-844)
• Rozměry vzorku: 0,8–1,2 g; čitelnost 0,0005 g; stabilní prostředí

Hlavní výsledky a diskuse

Na dvou přístrojích bylo analyzováno 21 opakování každého vzorku. Průměrné hodnoty:

• Volná vlhkost: 0,77 % ± 0,01
• LOI @ 600 °C: 23,0–23,1 % ± 0,02–0,03
• LOI @ 1000 °C: 1,25–1,30 % ± 0,02–0,03

Výsledky prokázaly vysokou opakovatelnost a konzistenci mezi přístroji. Nízký rozptyl potvrzuje robustnost metody.

Přínosy a praktické využití metody

Stanovení volné vlhkosti a LOI v hašeném vápně je klíčové pro:

• řídící procesy kvality vápna v provozech na čištění odpadních vod,
• zajištění parametrů suroviny v potravinářském a farmaceutickém průmyslu,
• hodnocení stupně vyhasnutí a stupně kalcinace vápence.

Budoucí trendy a možnosti využití

Další rozvoj zahrnuje:

• hyfenované techniky TGA s detekcí uvolněných plynů (FTIR, MS),
• automatizované režimy vzorkování pro zvýšení throughputu,
• in-line monitorování v průmyslových provozech,
• digitální zpracování dat a umělá inteligence pro prediktivní údržbu a kvalitu.

Závěr

Navržený TGA postup na přístroji TGA701 poskytuje přesné a reprodukovatelné výsledky pro volnou vlhkost a LOI v hašeném vápně. Metoda je prakticky využitelná pro rutinní kontrolu kvality a optimalizaci výrobních procesů.

Reference

• LECO Corporation (2017). Free Moisture and LOI in Hydrated Lime. Application Note, Instrument TGA701, Form No. 203-821-542.