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Mol碳硫分析儀對黏土中碳、硫含量的測定
檢測樣品：黏土
檢測項目：碳、硫含量
方案概述：本文采用德國莫爾(Mol)公司的CS1000碳硫分析儀對黏土中的碳、硫含量進行測定。通過協助調整加工參數，以減少對燒制過程中黏土導致的不利影響，并有助于改善最終產品的結構和美學特征。
概述
黏土的主要成分是細粒礦物。這種材料具有遇水變軟、干燥或燒制后硬化的特點，在眾多行業中備受青睞。分析黏土中的碳和硫元素含量至關重要，因為這些元素會改變材料的強度、柔韌性和燒制顏色，從而影響其在特定用途中的適用性。
黏土由粒徑小于2微米的礦物組成，包括高嶺石、伊利石和蒙脫石。黏土通常含有有機物和可溶性鹽，以及痕量的石英和金屬氧化物，這些物質會影響它們的顏色和燒制性能。
黏土來源：地球表面含硅酸鹽巖石的風化和侵蝕是形成黏土礦物的主要過程，溫度、降水和腐爛有機物的存在都對這一過程帶來影響，并可進一步將巖石分解成適合于形成黏土的小顆粒。
黏土用途：黏土是制作陶瓷的重要原料，包括陶器、瓷磚和磚塊。這種材料堪稱萬能建材：濕潤時可塑形，干燥燒制后強度倍增。它不僅用于制造水泥，還承擔著多重環保使命——在廢物處理中守護危險物質，在油氣勘探中充當鉆井泥漿的黏合劑，更作為農業飼料的天然成分。憑借出色的吸附性能，黏土能有效清除毒素污染物，因此也被廣泛應用于化妝品和保健品領域。
黏土類型（取決于其礦物成分）：
高嶺土是一種純黏土礦物，是生產白色陶瓷的理想材料，也因其顏色和細小的顆粒尺寸而被用于造紙。
膨潤土具有高膨脹和吸水能力，使其在鉆井和醫藥中很有用。
球黏土具有高可塑性和強度，使其適合復雜的陶器設計。
黏土中的碳含量主要來源于分解的有機物質，這會影響燒制工藝和成品色澤。例如，若燒制過程控制不當，高碳濃度會導致燒焦的器物出現變色或發黑現象。硫元素通常以可溶性硫酸鹽或硫化物礦物的形式存在，同樣會對燒制過程產生影響，可能造成釉面缺陷或陶瓷結構薄弱。在陶瓷制造及工業應用的質量控制中，對黏土中碳和硫含量進行精確檢測至關重要。
本文采用德國莫爾(Mol)公司的CS1000碳硫分析儀對黏土中的碳、硫含量進行測定。通過協助調整加工參數，以減少對燒制過程中黏土導致的不利影響，并有助于改善最終產品的結構和美學特征。
儀器介紹
對黏土的分析，Mol CS1000碳硫分析儀使用 Premier 1350高溫燃燒爐。稱量1 g樣品粉末到陶瓷樣品舟中，使用樣品導入桿推入高溫燃燒爐的燃燒區，燃燒爐內的限位器確保樣品始終位于燃燒區的同一位置。在氧氣流中，樣品被燃燒，產生的氣體從粉塵中釋放出來，通過高氯酸鎂柱干燥，然后在非色散紅外檢測器Mol NDIR-ORU (非色散紅外光學讀取單元) 中檢測。EFC (全電子流量控制) 確保載氣通過檢測器的流量恒定。
燃燒溫度不足會影響硫的測量精度：爐溫要求為 1350°C，某些樣品甚至可能需要高達 1480°C才能進行精確分析。合格的高溫爐必須能夠提供超過 1400°C的溫度，理想情況下可達1500°C，以確保硫酸鹽的分解，否則會導致錯誤的低硫讀數。Premier 1350高溫燃燒爐可以輕松達到 1550°C的溫度，從而為對不同樣品成分進行全面的硫分析提供必要的溫度范圍。
實驗方法
分析原理：粘土在高溫氧氣流中燃燒，氧化成二氧化碳 (CO2) 和二氧化硫 (SO2)，這種分解需要精確控制燃燒條件，然后使用非色散紅外檢測器 (NDIR) 測量CO2和SO2。
樣品類型：粘土粉末。
樣品制備：本樣品未經干燥處理，直接測量，燃燒爐側方的除水阱可確保去除任何游離水分。如有必要，在105°C 下將樣品干燥至恒重至少一小時，以確保后續分析的結果可靠且可重復。
結論
為了準確分析黏土中的總碳和硫含量，Mol CS1000 碳硫分析儀與 Premier 1350高溫燃燒爐的組合非常有效。建議樣品重量約為 1000 mg，爐溫保持在 1350°C以上。爐體側面加裝的除水阱，因為它可以直接去除爐出口處的水分，防止二氧化硫殘留并確保結果的重復性。
高氯酸鎂除水阱以及所用石英棉的質量和狀態也至關重要，劣質材料或維護不及時會導致吸收過多的水分或二氧化硫，使得硫測量結果可能不準確。根據硫含量的來源和結合類型，可能需要超過1350°C的溫度才能測定硫。
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