沉降分析(沉降法粒度分析)

沉降分析

沉降法粒度分析一般指本詞條

沉降分析是根據水力分級的原理,物料在水中的沉降速度與其粒度大小相關的規律,對微細物料粒度組成進行測定的一種方法。沉降分析常用於測定難於用篩分方法處理的微細物料 (小於0.074mm)。

進行沉降分析時,為避免物料彼此間發生團聚,可在水中加入少量濃度為0.01%~0.20%的分散劑。常用的膠溶劑有水玻璃、焦磷酸鈉及偏磷酸鈉等。

基本介紹

  • 中文名:沉降分析
  • 外文名:settling analysis
  • 學科:礦石選冶試驗
  • 適用範圍:微細物料
  • 作用:計算顆粒的尺寸與沉降速度
  • 計算公式:斯托克斯方程
介紹,方法原理,公式計算,誤差問題,

介紹

沉降分析法是測定細粒物料粒度的常用方法,其原理是通過測定顆粒在適當介質中的沉降速度來計算顆粒的尺寸。沉降分析法的類型很多,有重力沉降和離心沉降、液體沉降與氣體沉降、靜態沉降與動態沉降等。在流體中(氣體或液體)進行物料分級的所謂動態沉降法,有水析、串聯旋流分級器、風力離心分級器等。

方法原理

沉降分析原理簡單,測定範圍較寬(0.02~250μm),測量結果的統計性和再現性高,所以被普遍採用。常用方法是沉積法、淘析法、流體分級法等。
沉積法不能分出各個單獨產品,但能較快地測定細度和比表面。採用水、乙醇、水+甘油、乙醇+甘油、醚、苯、甲苯、丙酮、環己醇等作介質。常用分散劑有六偏磷酸鈉、焦磷酸鈉、水玻璃、氨水和氯化鈉等。分散的方法有超音波分散、攪拌器分散、抽真空脫氣、減壓沸騰、介質中長時問混合、球磨、乳缽分散等,或幾種分散方法聯合使用。
淘析法流體分級法由於可以直接得到各個粒級的產品,供進一步分別檢測用,因此在選礦工藝中得到了廣泛套用。淘析法的基本原理,是利用逐步縮短沉降時間的方法,由細至粗地,逐步地將較細物料自試料中淘析出來。流體分級法法與沉積法和淘析法的現象相同,但對細粒而言,運動方向相反,對一定的流體流動速度,小於一定粒度的細粒被流體帶動向上,而粗粒沉下。此流體可以是水(即為上升水流法),也可以是氣體(空氣)。

公式計算

沉降分析通常要求在稀懸浮液中進行,以保證懸浮液中的固體顆粒均能自由沉降,互不干涉。由於一般僅對小於0.1mm的物料進行沉降分析,故可按斯托克斯公式計算其沉降速度,如沉降介質為水,則可得:
式中 v——粒子沉降末速,cm/s;
h——沉降距離,cm;
t——沉降時間,s;
ρi——固體 i的密度,g/cm3
d——球形固體顆粒直徑,cm。
h值的選擇,應使時間t不過長或過短,一般分級沉降速度小的微粒部分時,h要小些,相反,分級粗顆粒時,h要大些,但最小不能小於在該容器內 "液:固=6:1" 的高度(對於泥質物料應為10:1)。
在實際操作中,為了避免計算錯誤,通常都是在計算完畢後,根據要求的粒度,參照已編制的專門表格來校驗一下沉降所需要的時間是否正確。

誤差問題

沉降分析適用於均質物料,即假定待測物料全部具有同一密度,若10%物料密度2倍於其餘物料的密度時,誤差即很大。在選礦試驗中,試料一般都是非均質物料,因而計算粒度與實際粒度往往不符。目前不少選礦試驗單位,對於水析產品,採用顯微鏡檢查其實際尺寸,這是一個比較可靠的辦法,但並不能避免同一粒級中不同密度的粒子實際具有不同的粒度。

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