Cách lấy mẫu xỉ thiếc, xác định hàm lượng và định giá

Xỉ thiếc hàn là phần vật liệu nổi trên bể hàn sóng hoặc bể hàn nhúng khi kim loại nóng chảy tiếp xúc với không khí. Một lô xỉ có thể chứa thiếc và các kim loại hợp kim còn thu hồi được, nhưng cũng có oxit kim loại, chất trợ hàn, bụi và tạp chất từ dây chuyền. Vì vậy, không thể lấy khối lượng thô nhân trực tiếp với giá thiếc nguyên liệu.

Muốn định giá có căn cứ, bên bán và bên mua cần xác định rõ phạm vi lô hàng, tách loại có chì khỏi loại không chì, lấy mẫu đại diện và thống nhất cách đọc kết quả phân tích. Bài viết này tập trung vào quy trình đó; phần nhận biết mác Sn63Pb37, SAC305 và các dạng vật tư hàn được trình bày riêng trong bài phân biệt thiếc hàn có chì và không chì.

Xỉ thiếc hàn là gì và hình thành ở đâu?

Trong bể hàn, lớp kim loại nóng chảy luôn tiếp xúc với oxy. Thiếc và các thành phần hợp kim ở bề mặt bị oxy hóa, kết hợp với cặn chất trợ hàn và tạp chất trong quá trình sản xuất, tạo thành lớp xỉ hoặc bã nổi. Lớp này được gạt ra định kỳ để không ảnh hưởng đến khả năng thấm ướt và chất lượng mối hàn.

Xỉ không đồng nghĩa với kim loại nguyên chất, nhưng cũng không nên coi toàn bộ là chất bỏ đi. Chương trình thu hồi của Indium Corporation cho biết việc thanh toán vật liệu dựa trên phép phân tích cả tỷ lệ kim loại trong tổng khối lượng và thành phần kim loại. Cách tiếp cận này giải thích vì sao hai thùng xỉ cùng nặng 50 kg có thể có giá trị khác nhau.

Vì sao xỉ thiếc không thể báo giá chỉ bằng hình ảnh?

Bề mặt xám hoặc đen chỉ cho thấy vật liệu đã oxy hóa; màu sắc không cho biết chính xác bao nhiêu phần trăm thiếc còn thu hồi được. Xỉ mới gạt từ bể, xỉ đã lưu lâu, bã trộn bụi sàn và phần kim loại đông cục có thể trông gần giống nhau nhưng tỷ lệ kim loại rất khác.

Giá trị còn phụ thuộc mác ban đầu. Sn63Pb37 chứa thiếc và chì; SAC305 danh nghĩa gồm 96,5% thiếc, 3% bạc và 0,5% đồng trước khi đi vào quá trình sản xuất. Tuy nhiên, thành phần danh nghĩa của thanh hàn không phải là hàm lượng của xỉ sau sử dụng. Xỉ đã có thêm oxy, chất trợ hàn và tạp chất nên vẫn phải lấy mẫu.

Ảnh và nhãn thùng chỉ phù hợp để báo khoảng giá sơ bộ. Báo giá cuối cùng cần dựa trên khối lượng được chấp nhận, kết quả phân tích và điều kiện xử lý đã thống nhất.

Phân lô trước khi lấy mẫu xỉ thiếc

Sai số lớn thường xuất hiện trước khi mẫu vào phòng phân tích: nhiều nguồn vật liệu khác nhau bị trộn thành một lô. Việc đầu tiên là chia hàng theo thông tin có thể truy xuất.

• Tách xỉ thiếc có chì khỏi xỉ thiếc không chì.

• Tách xỉ bể hàn sóng khỏi thiếc hút, thiếc rơi vãi và kem hàn quá hạn.

• Không trộn thùng phát sinh ở các dây chuyền dùng mác hợp kim khác nhau.

• Giữ riêng lô bị dính nước, dầu, giẻ lau hoặc lượng bụi bất thường.

• Ghi ngày phát sinh, dây chuyền, mã hợp kim và khối lượng từng thùng.

Nếu không còn nhãn, nên tạm chia theo nguồn phát sinh và thời gian thu gom. Việc này không xác định được mác, nhưng giúp tránh làm loãng một lô tương đối sạch bằng vật liệu nhiều tạp.

Cách lấy mẫu xỉ thiếc đại diện cho cả lô

Lấy mẫu xỉ thiếc không phải là nhặt một cục sáng nhất trên mặt thùng. Xỉ là vật liệu không đồng nhất: cục kim loại nặng có thể lắng xuống dưới, còn phần bột oxit và cặn nhẹ tập trung phía trên. Mẫu chỉ có ý nghĩa khi phản ánh được tỷ lệ của các phần này trong toàn bộ lô.

Bước 1: Xác định phạm vi lô

Biên bản lấy mẫu cần ghi số thùng, tổng khối lượng, nguồn phát sinh, thời gian gom và dấu hiệu bất thường. Một “lô” nên gồm vật liệu có cùng nguồn và điều kiện sản xuất tương đối giống nhau. Nếu có hai nhóm khác biệt rõ, hãy lập hai lô thay vì cố tạo một kết quả bình quân.

Bước 2: Lấy nhiều mẫu đơn ở các vị trí khác nhau

Chọn nhiều thùng phân bố trong lô; trong mỗi thùng lấy ở phần trên, giữa và dưới khi điều kiện an toàn cho phép. Không chỉ lấy ở miệng thùng. Số điểm lấy phải tăng khi lô lớn hoặc độ đồng nhất kém. Người thực hiện cần dùng dụng cụ sạch, tránh đưa sắt, đất hoặc vật liệu của lô trước vào mẫu.

Bước 3: Tạo mẫu gộp và chia mẫu đối chứng

Các mẫu đơn được gộp theo tỷ lệ phù hợp, trộn bằng quy trình kiểm soát rồi chia thành các phần tương đương. Nên niêm phong tối thiểu một mẫu phân tích và một mẫu đối chứng, ghi mã lô, ngày lấy và chữ ký của các bên. Mẫu đối chứng giúp xử lý trường hợp cần kiểm tra lại mà không phải lấy một mẫu hoàn toàn mới.

Không tự nghiền khô, đốt hoặc nấu lại xỉ để “làm đều mẫu” tại kho. Xỉ có chì có thể phát sinh bụi và nguy cơ phơi nhiễm; thao tác chuẩn bị mẫu cần do đơn vị có thiết bị kiểm soát phù hợp thực hiện.

Phân tích xỉ thiếc bằng phương pháp nào?

Phân tích xỉ thiếc có hai câu hỏi khác nhau: mẫu chứa những nguyên tố nào và lượng kim loại nào có thể được thu hồi theo quy trình xử lý. Một kết quả thành phần bề mặt không tự động trả lời đầy đủ câu hỏi thứ hai.

XRF dùng để sàng lọc thành phần

Huỳnh quang tia X có thể nhận diện nhanh các nguyên tố như Sn, Pb, Ag và Cu trên mẫu đã chuẩn bị phù hợp. Thiết bị cầm tay hữu ích để sàng lọc lô và phát hiện việc trộn nhầm hợp kim. Tuy nhiên, phép đo tác động lên một vùng nhỏ; bề mặt xỉ không đồng nhất, hiệu ứng nền và cách hiệu chuẩn đều ảnh hưởng kết quả. Nghiên cứu của NIST về vi không đồng nhất của vật liệu cũng cho thấy phương pháp lấy mẫu là một phần quan trọng của độ không đảm bảo đo.

Vì vậy, một lần đo vào cục kim loại sáng không được xem là hàm lượng thiếc của cả thùng. Nếu dùng XRF để định giá, mẫu cần được chuẩn bị đồng nhất theo quy trình của phòng thử nghiệm và đo nhiều điểm.

Phân tích phòng thí nghiệm cho giao dịch cần độ chắc chắn cao

Phòng thử nghiệm có thể dùng quy trình chuẩn bị mẫu và phương pháp phân tích phù hợp với nền vật liệu để xác định thành phần. Phiếu kết quả nên nêu rõ phương pháp, đơn vị đo, các nguyên tố chính, giới hạn phát hiện khi liên quan và tình trạng mẫu. Bên bán không nên chỉ nhận một con số “% thiếc” mà không biết đó là kết quả trên mẫu nào.

Với lô có chì, có bạc hoặc tạp chất đặc biệt, cần báo trước cho đơn vị phân tích. Việc tự dùng axit, nung hoặc hoàn nguyên xỉ tại xưởng không phải phép thử an toàn dành cho người bán.

Cách định giá xỉ thiếc theo hàm lượng thu hồi

Định giá xỉ thiếc nên tách ba lớp dữ liệu: khối lượng lô được chấp nhận, thành phần kim loại từ mẫu đại diện và điều kiện thu hồi hoặc chi phí xử lý. Công thức minh họa có thể viết:

Khối lượng kim loại tính thanh toán = Khối lượng lô sau khi loại phần không chấp nhận × Hàm lượng kim loại theo mẫu × Hệ số thu hồi đã thỏa thuận

Giả sử một lô cân 100 kg, trong đó 3 kg là nước và vật lạ được tách riêng. Mẫu đại diện của 97 kg còn lại cho kết quả 60% Sn. Nếu hai bên minh họa bằng hệ số thu hồi 85%, khối lượng thiếc quy đổi là:

97 × 60% × 85% = 49,47 kg Sn quy đổi

85% trong ví dụ không phải mức chuẩn của thị trường. Hệ số thực tế phụ thuộc dạng xỉ, phương pháp xử lý, hợp đồng và kết quả thử. Với lô chứa Pb, Ag hoặc Cu có giá trị, báo giá có thể tính riêng từng kim loại rồi trừ chi phí phân tích, vận chuyển và xử lý nếu các khoản này đã được hai bên thống nhất trước.

Người bán nên yêu cầu bảng tính thể hiện rõ: khối lượng nào được dùng, kết quả nào được áp dụng, giá tham chiếu tại thời điểm nào và khoản điều chỉnh nào bị trừ. Cách trình bày này hữu ích hơn một đơn giá/kg được báo rất cao nhưng không nói điều kiện thanh toán.

Tám yếu tố làm thay đổi giá trị lô xỉ

1. Tỷ lệ kim loại trong tổng mẫu: oxit và chất trợ hàn càng nhiều thì phần kim loại tính giá càng thấp.

2. Mác hợp kim: Sn-Pb, SAC hoặc hợp kim đặc biệt có cơ cấu giá trị khác nhau.

3. Hàm lượng bạc: một số hợp kim không chì có Ag; cần phân tích thay vì suy từ tên dây chuyền.

4. Mức lẫn tạp: giẻ, nhựa, sắt, chân linh kiện và bụi không được tính như thiếc.

5. Nước và dầu: làm tăng khối lượng thô nhưng cản trở lấy mẫu và xử lý.

6. Độ đồng nhất: lô được phân loại và ghi nhãn rõ có rủi ro định giá thấp hơn.

7. Khối lượng và tần suất phát sinh: ảnh hưởng chi phí lấy mẫu, vận chuyển và xử lý trên mỗi kg.

8. Giá kim loại tại ngày chốt: thiếc, bạc, chì và đồng thay đổi theo thời điểm.

Có thể đối chiếu nhóm giá đang áp dụng tại bảng giá phế liệu, nhưng xỉ vẫn phải báo theo mẫu thay vì dùng giá thanh hàn nguyên.

Bảo quản và an toàn khi xử lý xỉ thiếc

Xỉ chỉ nên được cho vào thùng phù hợp sau khi đã nguội, đậy kín và dán nhãn nguồn phát sinh. Không cho xỉ nóng vào thùng nhựa, không trộn vật liệu ướt vào kim loại còn nóng và không để thùng ngoài mưa. Lô có chì cần nhận diện rõ để tránh trộn vào dòng không chì.

OSHA lưu ý thao tác lấy và chuyển dross chứa chì có thể phát sinh bụi hoặc khói chì, đặc biệt khi đổ vật liệu, lưu kho hoặc xử lý thủ công. Tại xưởng, cần tuân thủ đánh giá rủi ro, thông gió hút cục bộ, vệ sinh công nghiệp và trang bị bảo hộ do bộ phận an toàn quy định. Không quét khô, dùng khí nén thổi bụi hoặc tự nấu lại xỉ trong khu vực không có hệ thống kiểm soát.

Checklist chuẩn bị trước khi yêu cầu báo giá

• Chụp toàn cảnh lô, từng dạng vật liệu và nhãn mác còn giữ được.

• Ghi số thùng, khối lượng ước tính, dây chuyền và thời gian phát sinh.

• Tách loại có chì, không chì và các lô chưa xác định.

• Loại riêng giẻ lau, bao bì, sắt vụn, nước và rác không liên quan.

• Thống nhất cách chọn thùng, số điểm lấy mẫu và mẫu đối chứng.

• Yêu cầu phiếu kết quả có mã trùng với biên bản lấy mẫu.

• Chốt công thức quy đổi, giá tham chiếu và chi phí trước khi giao cả lô.

Doanh nghiệp cần khảo sát có thể gửi ảnh và thông tin lô tới dịch vụ thu mua thiếc hàn và xỉ thiếc điện tử. Quy trình cân và xác nhận khối lượng nên được lập riêng với quy trình lấy mẫu; xem thêm quy trình cân và định giá phế liệu tại chỗ.

Câu hỏi thường gặp

Xỉ thiếc và bã thiếc hàn có khác nhau không?

Trong giao dịch, hai tên thường được dùng thay nhau cho vật liệu gạt từ bể hàn. Tuy nhiên, “bã thiếc hàn” đôi khi còn được dùng cho vụn, bụi hoặc cặn từ nhiều công đoạn. Biên bản nên mô tả nguồn phát sinh thay vì chỉ ghi tên gọi.

XRF cầm tay có đủ để chốt giá không?

XRF hữu ích để sàng lọc nguyên tố và kiểm tra nhầm lẫn. Với lô xỉ không đồng nhất, một điểm đo bề mặt không đại diện cho toàn bộ lô. Kết quả chốt giá cần dựa trên mẫu đại diện và phương pháp đã thống nhất.

Có nên trộn xỉ thiếc không chì với xỉ có chì?

Không. Trộn hai dòng làm mất thông tin truy xuất, tăng chi phí phân tích và có thể khiến cả lô bị áp điều kiện xử lý của loại có chì.

Vì sao cần chia mẫu đối chứng?

Mẫu đối chứng cho phép kiểm tra lại khi kết quả có chênh lệch mà vẫn giữ được vật liệu lấy cùng thời điểm và cùng quy trình với mẫu ban đầu.

Xỉ thiếc hàn có thể tính theo giá thiếc nguyên chất không?

Không. Xỉ có oxit, chất trợ hàn và tạp chất; tỷ lệ kim loại thu hồi cũng phụ thuộc quy trình xử lý. Giá thanh toán phải dựa trên hàm lượng và điều kiện quy đổi cụ thể.

Kết luận

Giá trị của xỉ thiếc hàn nằm ở phần kim loại có thể thu hồi, không nằm ở khối lượng thô hay màu sắc bề mặt. Phân lô đúng từ đầu, lấy nhiều mẫu đơn, tạo mẫu gộp, giữ mẫu đối chứng và ghi rõ công thức thanh toán là các bước giúp giảm tranh luận lớn nhất.

Với lô phát sinh định kỳ, doanh nghiệp nên lưu hồ sơ theo từng dây chuyền và từng mác hợp kim. Dữ liệu qua nhiều kỳ giúp kiểm soát lượng xỉ, so sánh hiệu quả vận hành và nhận báo giá ổn định hơn.

Nguồn tham khảo

• Indium Corporation – Solder Dross Reclaim and Recycle: nguyên tắc phân tích phần kim loại và thành phần kim loại khi thu hồi.

• Indium Corporation – Solder Alloys: thành phần danh nghĩa của Sn63Pb37 và SAC305.

• NIST – Assessing microscale heterogeneity using microbeam XRF: ảnh hưởng của độ không đồng nhất và phương pháp lấy mẫu.

• OSHA – Lead drossing operations: nguy cơ bụi, khói chì và biện pháp kiểm soát khi xử lý dross.