1. 고전적 방법(벤치마크 방법)
이 방법은 높은 정밀도를 제공하며 다른 방법을 심사하거나 교정하기 위한 벤치마크로 자주 사용됩니다.
1. 건조로법(중량법)
이는 가장 고전적이고 기본적인 표준방법이며, 현재 실험실에서 가장 널리 사용되고 있습니다.
원리: 크롬철광석 모래 속의 수분은 가열에 의해 증발하고, 가열 전후의 질량 차이에 기초하여 수분 함량을 계산합니다.
절차:
대표적인 크롬철광석 모래 샘플을 채취하여 초기 질량(m₁으로 기록)을 정확하게 측정합니다.
샘플을 일정한 무게의 건조 접시에 넣고 평평하게 펴세요.
건조 접시를 강제 공기 건조 오븐에 넣고 105±5°C에서 건조합니다.
일정 시간(보통 2~4시간 또는 일정한 무게에 도달할 때까지) 동안 건조한 후, 샘플을 꺼내 건조기에 넣어 실온으로 식힙니다.
건조된 샘플의 질량을 정확하게 측정합니다(m₂로 기록).
계산식:
수분( % ) = m 1 – m 2 / m 1 × 100%
장점: 간단한 장비, 낮은 비용, 정확하고 신뢰할 수 있는 결과.
단점: 시간이 많이 걸리고, 일반적으로 몇 시간이 걸리며, 현장에서 빠르게 모니터링하기에는 적합하지 않습니다.
2. 칼 피셔 방법
이 방법은 주로 물질에 존재하는 미량의 수분을 측정하는 데 사용됩니다. 이 방법은 매우 높은 정확도가 요구되거나 다양한 형태의 수분을 구별해야 할 때 고려됩니다.
원리: 피리딘과 메탄올 존재 하에서 요오드와 이산화황을 물과 정량적으로 반응시키는 화학적 방법입니다.
장점: 정확도가 매우 높고, ppm 수준까지 측정이 가능합니다.
단점: 복잡한 작동, 고가의 시약, 높은 조작 기술 요구, 고함수율의 일상적인 검사에는 적합하지 않습니다. 따라서 크롬 광석의 일상적인 수분 검사에는 일반적으로 사용되지 않습니다.
2. 신속 측정 방법(현장/온라인 방식)
생산 공정 제어(모래 혼합 및 성형 등)의 속도 요구 사항을 충족하기 위해 다양한 신속 측정 방법이 개발되었습니다.
1. 급속 수분 측정기(할로겐/적외선 램프 가열 방식)
현재 가장 널리 사용되는 급속 수분 측정 방식으로, 무게 측정과 가열 장치가 통합되어 있습니다.
원리: 건조 오븐 방식과 유사하지만, 두 방식 모두 온도 감량 방식을 기반으로 합니다. 단, 저울에 고효율 할로겐 램프 또는 적외선 가열원을 통합했습니다. 내장된 프로그램을 사용하여 시료를 실시간으로 가열하고 무게를 측정하며, 최종 수분 함량을 자동으로 계산하여 표시합니다.
장점:
매우 빠름: 일반적으로 몇 분 안에 결과가 나옵니다.
사용이 간편합니다. 사실상 한 번의 터치로 작동하므로 사람의 실수가 줄어듭니다.
휴대성: 일부 모델은 현장으로 운반이 가능합니다.
단점: 표준 건조 오븐 방식보다 정확도가 약간 낮고, 건조 오븐 방식을 이용한 정기적인 교정이 필요합니다. 장비 자체에 비용이 발생합니다.
2. 온라인 수분 감지기
생산 라인을 지속적으로 실시간으로 모니터링하는 데 사용됩니다.
원리: 중성자, 마이크로파, 적외선 및 기타 센서가 습기와 상호 작용하는 물리적 특성을 이용한 간접 측정입니다.
중성자법: 수소 원자가 중성자를 감속합니다. 감속된 중성자의 수를 측정하여 수소 함량을 추정하고, 이를 통해 수분 함량을 측정합니다. 이 방법은 정확도가 높지만, 장비가 고가이고 방사능이 있어 엄격한 관리가 필요합니다.
마이크로파 방법: 수분은 건조한 모래와 다르게 마이크로파를 흡수하며, 위상 변화를 측정하여 수분을 계산합니다.
적외선 방법: 물 분자가 특정 파장의 적외선을 흡수하고, 흡수 강도를 측정하여 수분 함량을 결정합니다.
장점: 완전 자동화되어 실시간 피드백이 가능하므로 프로세스 제어에 이상적입니다.
단점: 장비에 상당한 투자와 전문적인 설치 및 유지관리가 필요합니다. 또한, 측정 결과는 재료 입자 크기, 밀도, 성분 등의 요인에 쉽게 영향을 받아 잦은 교정이 필요합니다.
