礦物加工技術(shù)及儀表粒度組成與

1、碎散物料的粒度組成與粒度分析碎散物料的粒度組成與粒度分析Xian university of science and technologyXian university of science and technology主要內(nèi)容主要內(nèi)容1.1粒度及粒度分析粒度及粒度分析1.2篩分分析篩分分析1.3粒度特性和粒度特征方程粒度特性和粒度特征方程主要了解粒度及粒度分析方法，篩分分析方法及由篩主要了解粒度及粒度分析方法，篩分分析方法及由篩分分析結(jié)果所繪制的粒度特性曲線等概念。分分析結(jié)果所繪制的粒度特性曲線等概念。Xian university of science and technology 顆粒的

2、大小是指顆粒在空間范圍所占大小的線性尺度。顆粒的大小是指顆粒在空間范圍所占大小的線性尺度。常用粒徑和粒度兩個(gè)術(shù)語來述，其用法和含義有所不同。常用粒徑和粒度兩個(gè)術(shù)語來述，其用法和含義有所不同。 （1）粒徑粒徑（Particle diameter）是以是以單顆粒單顆粒為對象，表示為對象，表示顆粒的大小；顆粒的大小； （2）粒度粒度（Particle size ）則以則以顆粒群顆粒群為對象，表示所為對象，表示所有顆粒大小的總體概念，包含有有顆粒大小的總體概念，包含有顆粒群的顆粒群的平均粒度平均粒度和和粒度粒度分布（組成）分布（組成）。 1.1 1.1 粒度及粒度分析粒度及粒度分析1.1.1 1.1.

3、1 粒度及其表示方法粒度及其表示方法 1.1 粒度及粒度分析粒度及粒度分析 Xian university of science and technology規(guī)則顆粒的粒徑：如顆粒是理想的規(guī)則幾何規(guī)則顆粒的粒徑：如顆粒是理想的規(guī)則幾何體，用體，用13個(gè)特征長度準(zhǔn)確地描述其形狀及大小。個(gè)特征長度準(zhǔn)確地描述其形狀及大小。 非規(guī)則顆粒的粒徑：常用一個(gè)長度量綱非規(guī)則顆粒的粒徑：常用一個(gè)長度量綱名名義直徑表義直徑表示，通常采用的名義直徑有：軸徑、球當(dāng)量直徑、投影示，通常采用的名義直徑有：軸徑、球當(dāng)量直徑、投影面積直徑等。面積直徑等。 1.1 粒度及粒度分析粒度及粒度分析 軸徑：是指顆粒的特征線段的算術(shù)或

4、幾何平均值。軸徑：是指顆粒的特征線段的算術(shù)或幾何平均值。 二軸平均徑：平面圖形長徑和短徑的算術(shù)平均值二軸平均徑：平面圖形長徑和短徑的算術(shù)平均值 db(L+b) 三軸平均徑：立體圖形三維尺寸的算術(shù)平均值三軸平均徑：立體圖形三維尺寸的算術(shù)平均值 dc(L+b+h)/ /3 Xian university of science and technology1.1 粒度及粒度分析粒度及粒度分析 球當(dāng)量直徑：是指與顆粒同性質(zhì)的球體直徑球當(dāng)量直徑：是指與顆粒同性質(zhì)的球體直徑 球體積直徑球體積直徑： （V V為顆粒實(shí)際體積）為顆粒實(shí)際體積） 球面積直徑球面積直徑： （S S為顆粒的表面積）為顆粒的表面積）

5、自由降落直徑自由降落直徑 ：06fslldgvXian university of science and technology1.1 粒度及粒度分析粒度及粒度分析 36dv VSdsXian university of science and technology（3 3）投影面積直徑：是指與顆粒的投影面積相同的圓的）投影面積直徑：是指與顆粒的投影面積相同的圓的 直徑。直徑。4 (AaAd為顆粒投影面積）1.1 粒度及粒度分析粒度及粒度分析 1.1 粒度及粒度分析粒度及粒度分析 （3）粒級）粒級用某種方法（如篩分）將粒度范圍寬的物料分用某種方法（如篩分）將粒度范圍寬的物料分離成若干個(gè)粒度范圍

6、窄的級別，這些級別稱為粒級，各粒離成若干個(gè)粒度范圍窄的級別，這些級別稱為粒級，各粒級均以其上限級均以其上限d d1 1及下限及下限d d2 2表示，如表示，如d d1 1 d d2 2或或d d2 2 d d1 1或或-d-d1 1+d+d2 2 。（4）粒度組成）粒度組成上述各粒級按粗、細(xì)不同順序排列，并指上述各粒級按粗、細(xì)不同順序排列，并指明各粒級占物料群總量的質(zhì)量百分率，這種資料稱為粒度明各粒級占物料群總量的質(zhì)量百分率，這種資料稱為粒度組成。它描述物料群的粒度分布情況，通常以粒度組成表組成。它描述物料群的粒度分布情況，通常以粒度組成表表示。（如下表數(shù)據(jù)）表示。（如下表數(shù)據(jù)） Xian u

7、niversity of science and technology表表1-1 碎散物料粒度組成碎散物料粒度組成Xian university of science and technology1.1 粒度及粒度分析粒度及粒度分析 Xian university of science and technology圖圖11 XSB88型標(biāo)準(zhǔn)振篩機(jī)型標(biāo)準(zhǔn)振篩機(jī)1.1 粒度及粒度分析粒度及粒度分析 （5）平均粒度平均粒度(1)(1)對對 的粒級的粒級, ,即粒度范圍較窄的物料群即粒度范圍較窄的物料群, ,其平均其平均粒度取其平均值粒度取其平均值 。 (2)(2)對于粒度范圍較寬的物料群對于粒度范圍

8、較寬的物料群, ,通常有數(shù)個(gè)粒級，要用統(tǒng)計(jì)通常有數(shù)個(gè)粒級，要用統(tǒng)計(jì)學(xué)上求平均值的方法計(jì)算其學(xué)上求平均值的方法計(jì)算其加權(quán)算術(shù)平均粒度加權(quán)算術(shù)平均粒度、加權(quán)幾何平加權(quán)幾何平均粒度均粒度，或，或加權(quán)調(diào)和平均粒度加權(quán)調(diào)和平均粒度。 12/dd122d(dd )/Xian university of science and technology1.1 粒度及粒度分析粒度及粒度分析 2112233123.nniinirdr dr dr drddrrrrr術(shù)算3121123(.)inrrrrrnddddd幾何(/)iiirdrd調(diào)和Xian university of science and technol

9、ogy1.1 粒度及粒度分析粒度及粒度分析 1niiidrd算1inriidd幾何11/niiirdd調(diào)和式中，式中，ri是平均粒度為是平均粒度為di的粒級占物料總量的質(zhì)量百分率。的粒級占物料總量的質(zhì)量百分率。1ir 由于由于 ，故有，故有Xian university of science and technology 對同一物料群采用不同的計(jì)算方法所得到的平均粒度對同一物料群采用不同的計(jì)算方法所得到的平均粒度值是不同的，一般值是不同的，一般 ： d算術(shù)d調(diào)和d幾何1.1 粒度及粒度分析粒度及粒度分析 2iirdd算術(shù)（）， 為標(biāo)準(zhǔn)差 為了說明物料粒度的均一程度，引入偏差系數(shù)為了說明物料粒度

10、的均一程度，引入偏差系數(shù)k是來描是來描述散料中各粒級的不均布程度。述散料中各粒級的不均布程度。Xian university of science and technologykd算算術(shù)術(shù) 通常認(rèn)為，通常認(rèn)為，k60時(shí)，散料時(shí)，散料的各粒級分布依次是均勻的、較均勻的、不均勻的的各粒級分布依次是均勻的、較均勻的、不均勻的。1.1 粒度及粒度分析粒度及粒度分析 1.1.2 粒度分析方法（粒度分析方法（The methods of particle-size analysis) 1 1、篩分分析法、篩分分析法 screening analysis 2 2、水力沉降分析法、水力沉降分析法 hydrau

11、lic settling analysis 3 3、顯微鏡分析法、顯微鏡分析法 microscope analysis Xian university of science and technology1.1 粒度及粒度分析粒度及粒度分析 1 1、篩分分析法、篩分分析法 此法是利用篩孔大小不同的一系列篩子對散料篩分，此法是利用篩孔大小不同的一系列篩子對散料篩分，n n層篩子可把物料分成（層篩子可把物料分成（n+1n+1）個(gè)粒級，各粒級的上、下限通）個(gè)粒級，各粒級的上、下限通常就取相應(yīng)篩子的篩孔尺寸。常就取相應(yīng)篩子的篩孔尺寸。 -d-d1 1，d d1 1d d2 2，d d2 2d d3 3，

12、d dn-1n-1d dn n，d dn n 該方法的優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單，易于操作；該方法的優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單，易于操作； 缺點(diǎn)：篩分結(jié)果受顆粒形狀和篩分時(shí)間影響。缺點(diǎn)：篩分結(jié)果受顆粒形狀和篩分時(shí)間影響。 適用范圍：適用范圍：0.04mm100mm的散粒。的散粒。 一般：干篩的分級粒度一般：干篩的分級粒度范圍范圍0.1mm100mm； 濕篩的分級粒度范圍濕篩的分級粒度范圍0.04mm0.1mm。Xian university of science and technology1.1 粒度及粒度分析粒度及粒度分析 2 2、水力沉降分析法、水力沉降分析法 此法是利用水力分析裝置，根據(jù)不同粒度的顆粒在水介此

13、法是利用水力分析裝置，根據(jù)不同粒度的顆粒在水介質(zhì)中沉降速度不同而分成若干粒級。質(zhì)中沉降速度不同而分成若干粒級。 適用范圍：適用范圍：175m 特點(diǎn)：不象篩分分析方法那樣嚴(yán)格按顆粒的幾何尺寸分特點(diǎn)：不象篩分分析方法那樣嚴(yán)格按顆粒的幾何尺寸分級，而按沉降速度分級。因水力沉降過程受顆粒密度和形狀級，而按沉降速度分級。因水力沉降過程受顆粒密度和形狀的影響，密度大的小顆粒與密度小的大顆粒有可能進(jìn)入同一的影響，密度大的小顆粒與密度小的大顆粒有可能進(jìn)入同一個(gè)粒級。個(gè)粒級。 Xian university of science and technology1.1 粒度及粒度分析粒度及粒度分析 Xian uni

14、versity of science and technology圖圖12 淘析分離裝置圖淘析分離裝置圖1玻璃杯，玻璃杯，2虹吸管，虹吸管，3夾子，夾子，4溢流溢流收集器，收集器，5底座，底座，6毫米刻度紙條毫米刻度紙條1 1）淘析法）淘析法基本原理基本原理水力沉降分析法中最簡單而又比水力沉降分析法中最簡單而又比較準(zhǔn)確的一種方法。較準(zhǔn)確的一種方法。 利用漸進(jìn)縮短沉降時(shí)間的方法，利用漸進(jìn)縮短沉降時(shí)間的方法，由細(xì)至粗的逐步將各粒級物料自由細(xì)至粗的逐步將各粒級物料自試料中淘析出來。試料中淘析出來。稱稱50100g待淘析礦漿放進(jìn)一小燒杯內(nèi)加水潤濕，把氣泡趕走；待淘析礦漿放進(jìn)一小燒杯內(nèi)加水潤濕，把氣泡趕

15、走；將試料倒進(jìn)將試料倒進(jìn)25L的透明帶毫米刻度的器皿內(nèi)，加水至標(biāo)明的刻的透明帶毫米刻度的器皿內(nèi)，加水至標(biāo)明的刻度度h處，用帶橡皮頭的玻璃棒強(qiáng)烈攪拌，使試料懸??；處，用帶橡皮頭的玻璃棒強(qiáng)烈攪拌，使試料懸??；停止攪拌，待礦液面基本平靜后即開始按秒表計(jì)時(shí)，經(jīng)過時(shí)間停止攪拌，待礦液面基本平靜后即開始按秒表計(jì)時(shí)，經(jīng)過時(shí)間t（由淘析出的粒級大小決定）后打開虹吸管夾子（由淘析出的粒級大小決定）后打開虹吸管夾子3，將，將h高的礦高的礦漿全部吸出；漿全部吸出；重新加水至刻度重新加水至刻度h處重復(fù)第處重復(fù)第2步和第步和第3步的操作，經(jīng)多次反復(fù)直步的操作，經(jīng)多次反復(fù)直至吸出的液體不混濁為止；至吸出的液體不混濁為止；

16、將析出產(chǎn)物沉淀過濾、烘干、稱重，即可算出該粒級的產(chǎn)率。將析出產(chǎn)物沉淀過濾、烘干、稱重，即可算出該粒級的產(chǎn)率。 此法通過改變時(shí)間此法通過改變時(shí)間t（由長到短）而分別得出各粒級（由（由長到短）而分別得出各粒級（由細(xì)到粗）的產(chǎn)物并算出其對應(yīng)的產(chǎn)率。細(xì)到粗）的產(chǎn)物并算出其對應(yīng)的產(chǎn)率。Xian university of science and technologyXian university of science and technology2）上升水流法）上升水流法優(yōu)優(yōu) 點(diǎn)點(diǎn)：可以連續(xù)地分出各個(gè)可以連續(xù)地分出各個(gè)粒級產(chǎn)物，結(jié)果準(zhǔn)確。粒級產(chǎn)物，結(jié)果準(zhǔn)確。 工作原理工作原理 根據(jù)礦粒在上升水流根據(jù)礦粒

17、在上升水流中的自由沉降規(guī)律，利用中的自由沉降規(guī)律，利用上升水流，在相同的流量上升水流，在相同的流量下，在不同直徑的分級管下，在不同直徑的分級管中，產(chǎn)生不同的上升水速，中，產(chǎn)生不同的上升水速，使粒度不同的礦粒按其不使粒度不同的礦粒按其不同的沉降速度分成若干粒同的沉降速度分成若干粒度級別度級別。圖圖13 串聯(lián)旋流分級器串聯(lián)旋流分級器1、2、3、4、5旋流器，旋流器，6試樣容器，試樣容器，7壓力表，壓力表，8流量控制閥，流量控制閥，9轉(zhuǎn)子流量計(jì)，轉(zhuǎn)子流量計(jì)，10溫度計(jì)，溫度計(jì)，11給水管，給水管，12泵，泵，13最終溢流最終溢流Xian university of science and techn

18、ology3）旋流水析分級法）旋流水析分級法工作原理：工作原理： 旋流水析儀利用離心沉淀原理代替重力沉降原理進(jìn)旋流水析儀利用離心沉淀原理代替重力沉降原理進(jìn)行物料分級，其離心沉降過程發(fā)生在旋流器內(nèi)，含有物料行物料分級，其離心沉降過程發(fā)生在旋流器內(nèi)，含有物料的液流沿切向給入旋流器后，即圍繞溢流管高速旋轉(zhuǎn)。在的液流沿切向給入旋流器后，即圍繞溢流管高速旋轉(zhuǎn)。在離心的作用下，液流沿著圓錐向上進(jìn)入頂部容器，在容器離心的作用下，液流沿著圓錐向上進(jìn)入頂部容器，在容器里顆粒受到強(qiáng)烈的擾動并趨向于返回到旋流器的錐體部分，里顆粒受到強(qiáng)烈的擾動并趨向于返回到旋流器的錐體部分，在返回途中又受到離心力作用。分離限度以上的

19、顆粒從水在返回途中又受到離心力作用。分離限度以上的顆粒從水流中脫離出來進(jìn)入底流容器或遺留在旋流器內(nèi)。分離限度流中脫離出來進(jìn)入底流容器或遺留在旋流器內(nèi)。分離限度以下的顆粒在中心軸向回流的作用下，被卷入溢流而排走。以下的顆粒在中心軸向回流的作用下，被卷入溢流而排走。Xian university of science and technology3 3、顯微鏡分析法、顯微鏡分析法 此法是利用顯微鏡觀察微細(xì)顆粒的大小和形狀。此法是利用顯微鏡觀察微細(xì)顆粒的大小和形狀。 適用范圍：適用范圍：0.150m。 特點(diǎn)：直觀。特點(diǎn)：直觀。 Xian university of science and techn

20、ology1.1 粒度及粒度分析粒度及粒度分析 根據(jù)光學(xué)儀器的分辨距離，普通光學(xué)顯微鏡測量粒根據(jù)光學(xué)儀器的分辨距離，普通光學(xué)顯微鏡測量粒度的范圍大致以度的范圍大致以 0.3200m為宜；透射電子顯微鏡測量為宜；透射電子顯微鏡測量范圍為范圍為1nm5m；掃描電子顯微鏡的分辨能力比透射電；掃描電子顯微鏡的分辨能力比透射電子顯微鏡低，測量的最小粒度約為子顯微鏡低，測量的最小粒度約為10nm。圖圖14 粉煤灰掃描電鏡照片粉煤灰掃描電鏡照片Xian university of science and technology放大放大1000倍倍放大放大5000倍倍1.1 粒度及粒度分析粒度及粒度分析 Xia

21、n university of science and technology 4 4激光粒度分析法激光粒度分析法 光在行進(jìn)的過程中遇到粉體顆粒時(shí)，將偏離于原來的傳播方向繼續(xù)光在行進(jìn)的過程中遇到粉體顆粒時(shí)，將偏離于原來的傳播方向繼續(xù)傳播，這種現(xiàn)象稱為光的散射或者衍射。顆粒尺寸越小，散射角越大；傳播，這種現(xiàn)象稱為光的散射或者衍射。顆粒尺寸越小，散射角越大；顆粒尺寸越大，散射角越??；激光粒度儀就時(shí)顆粒尺寸越大，散射角越?。患す饬６葍x就時(shí)通過測量顆粒的散射光強(qiáng)通過測量顆粒的散射光強(qiáng)度或偏振情況、散射光通量或透過光的強(qiáng)度來確定粒度大小的。度或偏振情況、散射光通量或透過光的強(qiáng)度來確定粒度大小的。 圖圖15

22、為為Malvern激光測粒儀的光路系統(tǒng)。它采用激光測粒儀的光路系統(tǒng)。它采用HeHeNeNe激光，利激光，利用衍射用衍射散射的角分布隨粒徑改變的原理來求顆粒群粒度分布。測量范圍散射的角分布隨粒徑改變的原理來求顆粒群粒度分布。測量范圍為為0.51800m。 圖圖15 Malvern激光測粒儀的光路簡圖激光測粒儀的光路簡圖1.1 粒度及粒度分析粒度及粒度分析 (自學(xué)內(nèi)容）Xian university of science and technology圖圖16 粉煤灰粉煤灰合成沸石的激光粒度分布圖合成沸石的激光粒度分布圖 1.1 粒度及粒度分析粒度及粒度分析 5 5電傳感法電傳感法 電傳感法是將被測

23、顆粒分散在導(dǎo)電傳感法是將被測顆粒分散在導(dǎo)電的電解質(zhì)溶液中，在該導(dǎo)電液中置電的電解質(zhì)溶液中，在該導(dǎo)電液中置一開有小孔的隔板，并將兩個(gè)電極分一開有小孔的隔板，并將兩個(gè)電極分別于小孔兩側(cè)插入導(dǎo)電液中。在壓差別于小孔兩側(cè)插入導(dǎo)電液中。在壓差作用下，顆粒隨導(dǎo)電液逐個(gè)地通過小作用下，顆粒隨導(dǎo)電液逐個(gè)地通過小孔?？?。每個(gè)顆粒通過小孔時(shí)產(chǎn)生的電阻每個(gè)顆粒通過小孔時(shí)產(chǎn)生的電阻變化表現(xiàn)為一個(gè)與顆粒體積或直徑成變化表現(xiàn)為一個(gè)與顆粒體積或直徑成正比的電壓脈沖。正比的電壓脈沖。 儀器對脈沖按其大小歸檔（顆粒儀器對脈沖按其大小歸檔（顆粒體積或粒度的間隔），進(jìn)行計(jì)數(shù)，因體積或粒度的間隔），進(jìn)行計(jì)數(shù)，因此可以給出顆粒體積或粒

24、度（體積直此可以給出顆粒體積或粒度（體積直徑）的個(gè)數(shù)分布。通常測量范圍約為徑）的個(gè)數(shù)分布。通常測量范圍約為 0.4800m。 Xian university of science and technology圖圖17 電傳感器原理電傳感器原理1.1 粒度及粒度分析粒度及粒度分析 Xian university of science and technology表表12 常見礦物粒度的測量分析方法常見礦物粒度的測量分析方法顆粒的形狀顆粒的形狀 顆粒的形狀可歸納為一下幾種顆粒的形狀可歸納為一下幾種: : 球狀球狀（圓球形體）、（圓球形體）、渾圓狀渾圓狀（不規(guī)則圓狀）、（不規(guī)則圓狀）、多角狀多角狀（

25、具（具有清晰邊沿或粗糙的多面形體）、有清晰邊沿或粗糙的多面形體）、不規(guī)則體不規(guī)則體（無任何對稱性（無任何對稱性的形體）、的形體）、粒粒狀狀（具有大體相同量綱的不規(guī)則形體）、（具有大體相同量綱的不規(guī)則形體）、片狀片狀（板片狀形體）、（板片狀形體）、枝狀枝狀（樹枝狀形體）、（樹枝狀形體）、纖維狀纖維狀（規(guī)則或不（規(guī)則或不規(guī)則的線狀體）、規(guī)則的線狀體）、多孔狀多孔狀（表面或體內(nèi)有發(fā)達(dá)的孔隙）等。（表面或體內(nèi)有發(fā)達(dá)的孔隙）等。Xian university of science and technology 顆粒形狀與物性之間存在著密切的關(guān)系，它對顆粒群顆粒形狀與物性之間存在著密切的關(guān)系，它對顆粒群的

26、許多性質(zhì)產(chǎn)生影響。在礦物加工中，顆粒的形狀是一個(gè)的許多性質(zhì)產(chǎn)生影響。在礦物加工中，顆粒的形狀是一個(gè)重要的幾何特征。重要的幾何特征。 顆粒的輪廓邊界或表面上各點(diǎn)的圖像，稱作顆粒的形狀。顆粒的輪廓邊界或表面上各點(diǎn)的圖像，稱作顆粒的形狀。 附附1.1 顆粒的形狀分析顆粒的形狀分析 （自學(xué)內(nèi)容）顆粒形狀的定量分析已有許多方法，常用的有以顆粒形狀的定量分析已有許多方法，常用的有以下幾種：下幾種： （1 1）形狀系數(shù)）形狀系數(shù) （shape coefficient） 它是根據(jù)顆粒的面積和體積兩個(gè)特征導(dǎo)出的。設(shè)它是根據(jù)顆粒的面積和體積兩個(gè)特征導(dǎo)出的。設(shè)顆粒的直徑為顆粒的直徑為d，體積為，體積為V，面積為，面

27、積為S，則有，則有Xian university of science and technology 表面形狀系數(shù)：表面形狀系數(shù)： s=S/ /d2 體積形狀系數(shù)：體積形狀系數(shù)： v =V/ /d3 比表面形狀系數(shù)：比表面形狀系數(shù)：sv =s/ /v 其中，直徑其中，直徑d對于規(guī)則顆粒為三軸平均徑對于規(guī)則顆粒為三軸平均徑dc ，對于，對于不規(guī)則顆粒為投影面積直徑不規(guī)則顆粒為投影面積直徑da 附附1.1 顆粒的形狀分析顆粒的形狀分析 Xian university of science and technology表表1-3 顆粒的形狀系數(shù)顆粒的形狀系數(shù)（2 2）形狀指數(shù)）形狀指數(shù)（shape

28、index）Xian university of science and technology 形狀指數(shù)和形狀系數(shù)不同，它和具體的物理現(xiàn)象無關(guān)，形狀指數(shù)和形狀系數(shù)不同，它和具體的物理現(xiàn)象無關(guān)，只用數(shù)學(xué)表達(dá)式來描述顆粒的外形。常見的形狀指數(shù)有球形只用數(shù)學(xué)表達(dá)式來描述顆粒的外形。常見的形狀指數(shù)有球形度、粗糙度、伸長度和扁平度等。度、粗糙度、伸長度和扁平度等。 球形度球形度：SS球粒與顆粒等體積的圓球表面積顆粒的實(shí)際表面積表表15 顆粒的球形度顆粒的球形度 附附1.1 顆粒的形狀分析顆粒的形狀分析 Xian university of science and technology 伸長度伸長度： n

29、 =長徑長徑/ /短徑短徑 = l / b 扁平度扁平度： m =短徑短徑/ /厚度厚度 = b / h 粗糙度粗糙度 ：1顆粒的實(shí)際表面積粗糙度P外觀看成光滑時(shí)的顆粒表面積 粗糙度直接關(guān)系到顆粒間摩擦、黏附、吸水性以粗糙度直接關(guān)系到顆粒間摩擦、黏附、吸水性以及孔隙率等物理化學(xué)現(xiàn)象，是一個(gè)不容忽視的參數(shù)。及孔隙率等物理化學(xué)現(xiàn)象，是一個(gè)不容忽視的參數(shù)。 附附1.1 顆粒的形狀分析顆粒的形狀分析 顆粒的表面積顆粒的表面積 顆粒的表面積包括內(nèi)表面積和外表面顆粒的表面積包括內(nèi)表面積和外表面積兩部分。外表面積兩部分。外表面積是指顆粒輪廓所包絡(luò)的表面積，它由顆粒的尺寸、外部形積是指顆粒輪廓所包絡(luò)的表面積，

30、它由顆粒的尺寸、外部形貌等因素所決定。內(nèi)表面積是指顆粒內(nèi)部孔隙、裂紋等的表貌等因素所決定。內(nèi)表面積是指顆粒內(nèi)部孔隙、裂紋等的表面積。面積。 Xian university of science and technology 附附1.1 顆粒的形狀分析顆粒的形狀分析 比表面積比表面積 單位體積單位體積( (或單位質(zhì)量或單位質(zhì)量) )物體的表面積，稱為該物物體的表面積，稱為該物體的體的比表面積。比表面積。 顆粒是細(xì)化的固體，粒度越細(xì)的粒群，其表面積顆粒是細(xì)化的固體，粒度越細(xì)的粒群，其表面積越大。越大。 22wSS W mkgmg或或或 Xian university of science and

31、technology2 3Sv S V m m 附附1.1 顆粒的形狀分析顆粒的形狀分析 （1 1）BET吸附法吸附法 BET吸附法是在試樣顆粒的表面上吸附截面積已知的吸附法是在試樣顆粒的表面上吸附截面積已知的吸附吸附劑分子，根據(jù)吸附劑的單分子層吸附量計(jì)算出試樣的劑分子，根據(jù)吸附劑的單分子層吸附量計(jì)算出試樣的比表面積，然后換算成顆粒的平均粒徑。比表面積，然后換算成顆粒的平均粒徑。 0011()mmpcpV ppVcVpXian university of science and technology0mppVVc吸吸附附氣氣體體的的壓壓力力吸吸附附質(zhì)質(zhì)液液體體的的飽飽和和蒸蒸氣氣壓壓吸吸附附量

32、量單單分分子子層層飽飽和和吸吸附附量量與與吸吸附附熱熱有有關(guān)關(guān)的的常常數(shù)數(shù) 附附1.1 顆粒的形狀分析顆粒的形狀分析 實(shí)驗(yàn)可測得一系列的實(shí)驗(yàn)可測得一系列的P和和V，以，以 對對 作圖為一直線，由該直線的斜率和截距可以求得作圖為一直線，由該直線的斜率和截距可以求得Vm，再由，再由Vm值及吸附氣體分子的截面積值及吸附氣體分子的截面積A，可計(jì)算出試樣的比表面積，可計(jì)算出試樣的比表面積Sw，即即0/ ()pV pp0/p p0AwmNASVV 若若以以N2作吸附質(zhì)，在液氮溫度作吸附質(zhì)，在液氮溫度時(shí)，時(shí)，1個(gè)分子在吸附劑表面所占有個(gè)分子在吸附劑表面所占有的面積為的面積為16.2 A2，上式可簡化為：上式

33、可簡化為：4 36wmS.VXian university of science and technology式中：式中：V0 1mol氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀況下(0,101.325kPa) 的體積；的體積； A 1個(gè)吸附質(zhì)氣體分子的截面積；個(gè)吸附質(zhì)氣體分子的截面積； NA 阿佛加德羅常數(shù)，阿佛加德羅常數(shù)，6.0221023 。 附附1.1 顆粒的形狀分析顆粒的形狀分析 （2 2）氣體透過法）氣體透過法 氣體透過氣體透過法的理論根據(jù)是法的理論根據(jù)是kozeny Carman關(guān)于層流狀態(tài)下關(guān)于層流狀態(tài)下氣體通過固定顆粒層時(shí)透過流動速度與顆粒層阻力的關(guān)系式。氣體通過固定顆粒層時(shí)透過流動速度與

34、顆粒層阻力的關(guān)系式。P粉體層的阻力；粉體層的阻力； L 粉體層的厚度；粉體層的厚度； 氣體的粘度；氣體的粘度； u 氣體的透過流動速度；氣體的透過流動速度； 粉體層的空隙率粉體層的空隙率。V()PSuL 22315 Xian university of science and technology 附附1.1 顆粒的形狀分析顆粒的形狀分析 1.2.1.標(biāo)準(zhǔn)篩分分析標(biāo)準(zhǔn)篩分分析 篩序：標(biāo)準(zhǔn)篩按篩孔由大到小從上到下排列。篩序：標(biāo)準(zhǔn)篩按篩孔由大到小從上到下排列。 篩比：在疊好的篩序中，每個(gè)相鄰的篩子的篩孔尺寸之比。篩比：在疊好的篩序中，每個(gè)相鄰的篩子的篩孔尺寸之比。 基篩：有些標(biāo)準(zhǔn)篩有一個(gè)作為基準(zhǔn)的

35、篩子?；Y：有些標(biāo)準(zhǔn)篩有一個(gè)作為基準(zhǔn)的篩子。 主要的標(biāo)準(zhǔn)篩類型：主要的標(biāo)準(zhǔn)篩類型： A 泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩泰勒標(biāo)準(zhǔn)篩 這種篩制是篩網(wǎng)每這種篩制是篩網(wǎng)每1in（25.4mm）長度上所占有的篩孔數(shù)）長度上所占有的篩孔數(shù)目作為篩子號碼的名稱。目作為篩子號碼的名稱。 網(wǎng)目：網(wǎng)目：1in長度中篩孔數(shù)目，簡稱目。長度中篩孔數(shù)目，簡稱目。 例：例：200目的篩子，即指目的篩子，即指1in的長度上有的長度上有200篩孔。篩孔。Xian university of science and technology1.2 篩分分析篩分分析 泰勒篩制有泰勒篩制有兩個(gè)序列：兩個(gè)序列： 一是一是基本序列，基本序列，其篩比為其篩比為

36、 =1.414 ， 二是二是附加序列，附加序列，其篩比為其篩比為 =1.189， 基篩為基篩為200目的篩子，其篩孔尺寸是目的篩子，其篩孔尺寸是0.074mm。 B 德國標(biāo)準(zhǔn)篩德國標(biāo)準(zhǔn)篩 篩子的目是篩子的目是1cm長的篩網(wǎng)上的篩孔數(shù)；長的篩網(wǎng)上的篩孔數(shù)； C 國際標(biāo)準(zhǔn)篩國際標(biāo)準(zhǔn)篩 D 英國英國BS系列標(biāo)準(zhǔn)篩系列標(biāo)準(zhǔn)篩Xian university of science and technology1.2 篩分分析篩分分析 2422 2、非標(biāo)準(zhǔn)篩、非標(biāo)準(zhǔn)篩 并非是隨意制做的篩子，對某些主要特征一般都作并非是隨意制做的篩子，對某些主要特征一般都作出規(guī)定。出規(guī)定。 如：煤炭工業(yè)規(guī)定篩孔尺寸依次為：如

37、：煤炭工業(yè)規(guī)定篩孔尺寸依次為：100mm，50mm，25mm，13mm，6mm，3mm，0.5mm. 其篩比其篩比接近于接近于2。 Xian university of science and technology1.2 篩分分析篩分分析 3 3、標(biāo)準(zhǔn)篩與非標(biāo)準(zhǔn)篩的應(yīng)用、標(biāo)準(zhǔn)篩與非標(biāo)準(zhǔn)篩的應(yīng)用 一般標(biāo)準(zhǔn)篩用于細(xì)物料的篩分分析，非標(biāo)準(zhǔn)篩用于粗物一般標(biāo)準(zhǔn)篩用于細(xì)物料的篩分分析，非標(biāo)準(zhǔn)篩用于粗物料的篩分分析。料的篩分分析。 Xian university of science and technology1.2 篩分分析篩分分析 1.2.2 1.2.2 篩分試驗(yàn)篩分試驗(yàn) 篩分試驗(yàn)包括取樣、篩分、稱重

38、、記錄、結(jié)果處理等。篩分試驗(yàn)包括取樣、篩分、稱重、記錄、結(jié)果處理等。 結(jié)果分析結(jié)果分析 取取 樣樣 篩篩 析析 計(jì)計(jì) 算算 Xian university of science and technology1.2 篩分分析篩分分析 取樣過程注意事項(xiàng)：取樣過程注意事項(xiàng)： 取樣盡可能少；取樣盡可能少；取樣具有代表性。取樣具有代表性。 取樣原則取樣原則： 粒度大多取，粒度小少取。粒度大多取，粒度小少取。 表表16 試樣最小重量與試樣粒度的關(guān)系試樣最小重量與試樣粒度的關(guān)系 Xian university of science and technology1.2 篩分分析篩分分析 濕篩：濕篩：手持固定有

39、標(biāo)準(zhǔn)篩的高頻電磁振動器在水盆里篩分；手持固定有標(biāo)準(zhǔn)篩的高頻電磁振動器在水盆里篩分；干濕聯(lián)合篩析法：干濕聯(lián)合篩析法：先用細(xì)孔篩濕篩，篩上物過濾烘干再干篩。先用細(xì)孔篩濕篩，篩上物過濾烘干再干篩。 篩分終點(diǎn)：篩分終點(diǎn)：在在1分鐘內(nèi)所得的篩下物料量小于篩上物料量的分鐘內(nèi)所得的篩下物料量小于篩上物料量的1時(shí)，認(rèn)為篩分已到終點(diǎn)。時(shí)，認(rèn)為篩分已到終點(diǎn)。Xian university of science and technology篩分試驗(yàn)分類：篩分試驗(yàn)分類：按篩分物料粒度的大小分為按篩分物料粒度的大小分為大篩分大篩分與與小篩分小篩分，大篩分使用，大篩分使用非標(biāo)準(zhǔn)篩，小篩分使用標(biāo)準(zhǔn)篩；非標(biāo)準(zhǔn)篩，小篩分使用標(biāo)

40、準(zhǔn)篩；按篩分時(shí)是否使用水介質(zhì)促進(jìn)篩分的進(jìn)行又分為按篩分時(shí)是否使用水介質(zhì)促進(jìn)篩分的進(jìn)行又分為干篩干篩與與濕濕篩篩。1.2 篩分分析篩分分析 產(chǎn)率分為產(chǎn)率分為粒級產(chǎn)率粒級產(chǎn)率與累積產(chǎn)率，粒級產(chǎn)率是該粒級的與累積產(chǎn)率，粒級產(chǎn)率是該粒級的質(zhì)量占被篩物料總質(zhì)量的百分率，累積產(chǎn)率又分為質(zhì)量占被篩物料總質(zhì)量的百分率，累積產(chǎn)率又分為篩上累篩上累積產(chǎn)率積產(chǎn)率（又叫（又叫正累積正累積）及）及篩下累積產(chǎn)率篩下累積產(chǎn)率（又叫（又叫負(fù)累積負(fù)累積）。）。Xian university of science and technology1.2 篩分分析篩分分析 表表1-1 碎散物料粒度組成碎散物料粒度組成1.3 粒度特性曲

41、線和粒度特性方程式粒度特性曲線和粒度特性方程式 粒度分析的結(jié)果除用表格表示外，還可用曲線表示，粒度分析的結(jié)果除用表格表示外，還可用曲線表示，稱為稱為粒度特性曲線粒度特性曲線，或，或粒度分析曲線粒度分析曲線，它是以散料粒度組，它是以散料粒度組成表為依據(jù)繪制的，一般曲線的橫坐標(biāo)代表粒度，縱坐標(biāo)成表為依據(jù)繪制的，一般曲線的橫坐標(biāo)代表粒度，縱坐標(biāo)代表產(chǎn)率。代表產(chǎn)率。 Xian university of science and technology 若縱坐標(biāo)為粒級產(chǎn)率，則稱為若縱坐標(biāo)為粒級產(chǎn)率，則稱為部分粒度特性曲線部分粒度特性曲線；若縱坐標(biāo)為累積產(chǎn)率，則稱為若縱坐標(biāo)為累積產(chǎn)率，則稱為累積粒度特性曲線

42、累積粒度特性曲線。 1.3.1 粒度特性曲線粒度特性曲線 Xian university of science and technology圖圖18 部分粒度特性曲線和柱狀圖部分粒度特性曲線和柱狀圖 累積粒度特性曲線的作用：累積粒度特性曲線的作用： 1 1、可確定任何指定粒度的相應(yīng)累積產(chǎn)率；或由指定、可確定任何指定粒度的相應(yīng)累積產(chǎn)率；或由指定的累的累積產(chǎn)率查得相應(yīng)的粒度；積產(chǎn)率查得相應(yīng)的粒度； 2 2、可求出任一粒級（、可求出任一粒級（d d1 1d d2 2）的產(chǎn)率，它等于粒度）的產(chǎn)率，它等于粒度d d1 1及及d d2 2所對應(yīng)的縱坐標(biāo)的差值；所對應(yīng)的縱坐標(biāo)的差值； 3 3、由曲線的形狀可

43、大致判斷物料的粒度組成情況。、由曲線的形狀可大致判斷物料的粒度組成情況。 Xian university of science and technology1.3 粒度特性曲線和粒度特性方程式粒度特性曲線和粒度特性方程式對于篩上累積產(chǎn)率（正累積）的粒度特性曲線：對于篩上累積產(chǎn)率（正累積）的粒度特性曲線： （1 1）若曲線向左下角凹進(jìn)，表明物料中細(xì)粒級含量多；）若曲線向左下角凹進(jìn)，表明物料中細(xì)粒級含量多；Xian university of science and technology1.3 粒度特性曲線和粒度特性方程式粒度特性曲線和粒度特性方程式 （2 2）若曲線向右上角凸起，表明物料中粗粒級

44、含量多；）若曲線向右上角凸起，表明物料中粗粒級含量多；Xian university of science and technology1.3 粒度特性曲線和粒度特性方程式粒度特性曲線和粒度特性方程式 （3 3）若曲線近似直線，表明物料中粗、細(xì)粒級分布均勻。）若曲線近似直線，表明物料中粗、細(xì)粒級分布均勻。Xian university of science and technology1.3 粒度特性曲線和粒度特性方程式粒度特性曲線和粒度特性方程式Xian university of science and technology 當(dāng)所提供物料粒度級別足夠多、粒級間隔足夠小時(shí)，當(dāng)所提供物料粒度級

45、別足夠多、粒級間隔足夠小時(shí)，在矩形圖中，連接每個(gè)矩形頂邊中點(diǎn)可得到一平滑曲線，在矩形圖中，連接每個(gè)矩形頂邊中點(diǎn)可得到一平滑曲線，即為該粒群的頻率分布曲線。即為該粒群的頻率分布曲線。1.3 粒度特性曲線和粒度特性方程式粒度特性曲線和粒度特性方程式Xian university of science and technology圖圖111 粒度分布曲線圖粒度分布曲線圖（a）頻率分布曲線）頻率分布曲線 （b）累積分布曲線）累積分布曲線（a）（b）1.3 粒度特性曲線和粒度特性方程式粒度特性曲線和粒度特性方程式 對于粒度范圍很寬的物料，為了清楚表達(dá)粒度分布情況，對于粒度范圍很寬的物料，為了清楚表達(dá)粒度分布情況，可將可將累積粒度特性累積粒度特性曲線繪制在半對數(shù)坐標(biāo)系或全對數(shù)坐標(biāo)系曲線繪制在半對數(shù)坐標(biāo)系或全