粒度組成

粒度組成又稱粒度級配，指構成物料的各種組粒的含量，通常以百分數來表示。粒度組成的測定方法較多。如沉降法、篩析、雷射分析法等。

基本介紹

• 中文名：粒度組成
• 外文名：particle-size distribution
• 學科：石油與天然氣地質學
• 分析方法：篩析
• 意義：粒(塊)狀混合物料的粒度特性
• 表示方法：百分比
• 別稱：粒度級配

粒度與粒級

粒度是礦粒(或礦塊)大小的量度。通常用“粒子的直徑”來表示。在選礦中，由於單個礦粒是不規則的，而一群礦粒中的各個粒子大小也不同，習慣上用平均直徑表示它的粒度大小。

由於實際顆粒形狀複雜，用來表示粒度的方法很多，最常見的為各種當量直徑φ，如和顆粒體積相同的球的直徑稱為等體積球當量徑，和顆粒投影面積或周長相等的圓的直徑分別稱為投影圓當量徑或等周長圓當量徑，平行於一定方向測得的一維尺寸稱為定向徑，包括費雷特(Feret)徑、馬丁(Martin)徑和定向最大徑等。

粒級是物料顆粒的粒度範圍，以粒度範圍的上下限表示。例如，50～25mm粒級，表示其粒級上限為50mm，下限為25mm。粒級上限為給定粒級中最大的粒度。粒級下限為給定粒級中最小粒度。中國煤炭篩分試驗和商品煤的粒級劃分見 《煤炭篩分試驗方法》GB477和 《煤炭粒度分級》GB189等。

分布中的較高的那個分布1%，因為這是把分布精確地分成二等份的點。最頻值將位於最高曲線頂部對應的粒徑。由此可見，平均值、中值和最頻值有時是相同的，有時是不同的，這取決於樣品的粒度分布的形態。
（） D[4,3]是體積或質量動量平均值。
（）D[V,0.5]是體積(v)中值直徑，有時表示為D50或D0.5  D[3,2]是表面積動量平均值。

平均粒徑計算

在粉體粒度的測定中，採用各式各樣的平均粒徑，來定量地表達顆粒群的粒度大小。

設顆粒群粒徑分別為d1，d2，d3，……di……dn；相對的顆粒個數為n1，n2，n3，……ni……nn；相對應的顆粒質量為w1，w2，w3，……wi……wn。

將以顆粒個數為基準和質量為基準的平均粒徑計算公式歸納於下表。

粉體是由n個粒徑不同的顆粒所組成的群體。因而常用平均粒徑及粒徑分布來表示粒度。常見的有四種加權平均粒徑。它們是算術平均粒徑D₁=∑nd/n；長度平均粒徑D₂=∑(nd2)/∑(nd)；面積平均粒徑D3=∑(nd3)_/∑(nd2)和體積平均粒徑D₄=∑(nd4)/∑(nd3)。

分布曲線

粒度組成的分析結果以粒度組成分布曲線和粒度組成累積分布曲線表示，(如下圖)。各種顆粒的直徑d是把顆粒看作球體時的等效直徑。分布曲線的縱坐標顆粒直徑d有從小到大和從大到小兩種表示方法。

分析方法

雷射粒度分析

雷射粒度分析的測量原理是單色性的雷射和顆粒體對雷射的衍射 (或散射) 作用。雷射通路上的分散顆粒體使雷射產生衍射，衍射光在光路垂直平面上形成明暗相間的同心衍射光環，即衍射圖。各光環的能量與顆粒的粒度分布相關，檢測各環的雷射能量，即可計算出顆粒體系的粒度分布。

雷射粒度分析儀主要由雷射器、試樣系統、光路系統、檢測器和數據處理顯示輸出系統5部分組成 (如下圖所示)。

被測試樣送入儀器後，數分鐘內便可輸出全部統計分析數據，如粒度分布、平均粒徑和比表面積等。選用不同的試樣系統，可廣泛用於氣體、液體和固體顆粒體系的粒度分析。

雷射粒度分析儀具有自動化程度高、速度快、重現性好、使用方便等優點，是現代粒度分析首選的分析儀表。

篩析方法

篩析是粒度分析的一種常用方法。利用孔徑大小不等而且按順序排列的一套篩子，使直徑不同的顆粒分別集中，從而得到分析樣品各粒級組分的含量數據。為保證篩析的精度，套篩的孔徑要均勻、準確。篩孔間距最好為1/2 φ或1/4φ。篩析方法設備簡單，易於操作，適於做大量分析。但它只適用於鬆散的和弱膠結的岩石，對於固結緊密難於鬆散或無法鬆散的砂岩不能套用這一方法。

沉降方法

根據不同粒徑的顆粒在液體中的沉降速度不同測量粒度分布的一種方法。它的基本過程是把樣品放到某種液體中製成一定濃度的懸浮液，懸浮液中的顆粒在重力或離心力作用下將發生沉降。大顆粒的沉降速度較快，小顆粒的沉降速度較慢。斯托克斯Stokes 定律是沉降法粒度測試的基本理論依據。

顯微鏡粒度分析

用顯微鏡直接測定顆粒尺寸和形狀，用於檢查選別產品或校正水析結果以及研究礦石的結構構造的方法。適於分析微細物料，最佳測量範圍為0.5～20微米之間。

超聲粒度分析

超音波發生端（RF Generator） 發出一定頻率和強度的超音波，經過測試區域，到達信號接收端（RF Detector）。當顆粒通過測試區域時，由於不同大小的顆粒對聲波的吸收程度不同，在接收端上得到的聲波的衰減程度也就不一樣，根據顆粒大小同超音波強度衰減之間的關係，得到顆粒的粒度分布，同時還可測得體系的固含量。