如国产岩石密度计 (WMGI—62型,北京地质仪器厂制造)。 (二)粉状物料比重的测定
粉状物料的比重测定,可根据试验精确度的要求和试样重量采用量筒法、比重瓶法、显微比重法、扭力天平法、重液变温法、微比甫仪(利用磁流体技术)等。选矿试验中常用比重瓶法。
1.比重瓶法包括煮沸法、抽真空法以及抽真空同煮沸法相结合的方法,三者的差别仅仅是除去气泡的方法不同,其他操作程序均一样。
主要仪器设备包括:(1)烘箱、干燥器;(2)分析天平、感最0.00l g,称量200 g; (3)比重瓶50~l00ml;(4)真空抽气装置(抽气机、水银压力计、真空抽气缸、保护罩等)。 试验步骤
(1)称烘干试样15 g,借漏斗细心倾入洗净的比该瓶内,并将附在漏斗上的试样扫入瓶内,切勿使试样飞扬或抛失。
(2)注蒸馏水入比重瓶至丰满,摇动比重瓶使试样分散,将瓶和用于试验的燕馏水同时置于真空抽气缸中进行抽气,其幻缸内残余压力不得超过2 cm的水银柱,抽气时问不得少于1 h,关闭马达,由三通开关放入空气。 (3)将经抽气的蒸馏水注入比重瓶至近满,放比重瓶于恒温水槽内,待瓶内浸液温度稳定。
(4)将比重瓶的瓶塞塞好,使多余的水自瓶塞毛细管中溢出,擦干瓶外的水分后,称瓶、水、样合重得G2。
(5)将样品倒出,洗净比甄瓶,注入经抽气的蒸馏水至比重瓶近满,塞好瓶塞,擦干瓶外水分,称瓶、水合重得G1。 然后按下式算出试样比重: ??G? (4一16)
G1?G?G2式中 G—试样干重(kg); G1—瓶、水合重(kg); G2—瓶、水、样合重(kg); △—介质比重; δ—试样比重。
比重测定需平行做两次,求其算术平均值,取两位小数,其平行差值不得大于0.02。
测定中须注意下列几点:
(1)比重瓶必须事先用热洗液洗去油污,然后用自来水冲洗,最后用蒸馏水洗净。
(2)为了完全除去比重瓶中水中的气泡,也可在抽真空的同时将比重瓶置于60~70℃的热水中,使水沸腾,然后再冷却到室温下进行称量。
(3)水在4℃时的比重为1,20%时的比重为0.998232,在其他温度下的比重可查表(4—5)、但在对精确度要求不高时均可近似地认为等于l。 2.显微比重法
适用于微最(10~20mg)试样比重的测定。即用一特制显微比重管或选取内径均匀的化学移液管来切制作量器,用带测微尺的显微镜代替肉眼观测
试样的排液体积,即可求出矿物比重。介质一般采用酒精或二甲苯。精确度可达士0.2。
3.微比重仪
微比重仪是利用磁流体技术解决微小矿物比重测定的一种新的测试方法。具体测定方法有经验公式法和对比测定法,后者测定方便,用已知比重的矿粒为标准,与未知矿粒进行对比测定,并作相对计算的一种方法。
基本原理将装有矿粒和顺磁液体的细玻璃管置于双曲线形磁极间隙中(见图4—18),即只在垂直方向上有梯度变化的磁场中,矿粒将依据其比重差异悬浮在不同高度上。固定观测高度,通过测定激磁电流来确定矿粒的比重。由于矿粒受重力、浮力、磁力、磁浮力四个力的作用,根据四个力的平衡及某些假设,并解联立方程式求得待测矿粒比重。 ??LMT?B?MNT?QMN?T?B?AQLMT?KNQK?NQ (4-17)
令 K??A??0;L??B??0;M??A??0;
N??0??B;T?(I2/I1)2;Q?(I4/I3)2。 式中 σ——待测矿物比重;
σA和σB——溶液A和溶液B的比重; ?A和?B——溶液A和溶液B的比磁化系数;
σ0——标准矿物的比重; ?0——标准矿物的比磁化系数 I1——标准矿物的A溶液电流值 I2——标准矿物的B溶液电流值 I3——待测矿物的A溶液电流值 I4——待测矿物的B溶液电流值
微比重仪测最微小矿物比重操作简便、快速、精度较高。一般比重测量范围2~10,被测矿物粒度0.1~0.5mm,被测矿粒可以小到0.004mg。
介质的选择不论采用何种方法测比重,均应注意选择介质,对介质的基本要求是:(1)对试样的润湿性好;(2)化学性质稳定,不致于与试样起化学反应;(3)比重稳定;(4)蒸气压低,粘性小,表面张力小,分了半径小。对于亲水性试样,通常都是用水作介质,其他则可用洒精(95%时最稳定)、苯、甲苯、二甲苯等有机液体;(5)微比重仪应用顺磁液体:如锰、钬、镝等氯化物、硫酸盐和硝酸盐的水溶液。
二、堆比重(堆重度)的测定
堆重度是指碎散物料在自然状态下堆积时,单位体积(包括空隙)的重量,常用的单位为t/m3。由于水的重度是1 t/m3,因而堆比重和堆重度在数值上将相问,但堆比重应是一个无量纲的量。
测定堆比重的主要目的是为设计矿仓、堆栈等贮矿设施提供依据。 原矿以及粗碎和中碎产品,因粒度大,其堆比重一般应在现厂就地测定,细碎和选矿产品的堆比重,可在试验室内测定。至于可选性试样是否需要测定堆比重,以及应在什么粒度下测定堆比重,应与设计部门协商决定,因为实验室选矿试样的原始粒度和破碎粒度一般与工业生产不同。
具体测定方法如下:取经过校准的容器,其容积为V,重量为G0,盛满矿样并刮平,然后称量为G1,其堆比重δD和空隙度e可分别计算如下:
?D??DG1?G0G1?G0?? (4-18) ?w?wVVe??s??D?s??D? ?s?s式中 G0和G1,——容器装矿前和装矿后的重量(kg) V——容器的容积(L);
?D 和?D——矿样的堆重度(kg/1)和堆比重, ~ ?s和?s——矿样的重度(kg/1)和比重; ?w ——水的重度(kg/1)等于1;
e ——空隙度,空隙体积占容器总容积的分数,以小数计。
测定容器不应过小,否则准确性差。即使矿块很大,容器的边长最少也要比最火块尺寸大五倍。为减小误差,应重复测定多次,取其平均值作为最终数据。若要求测定压实状态下的碎散物料的堆比重,则在物料装入容器后可利用震动的方法使其自然压实,然后测定。
第三节 摩擦角和堆积角的测定
摩擦角和堆积角测定的主要目的足为设计原矿仓和中间贮矿槽提供原始数据。
一、摩擦角的测定
测定方法是:用一块木制平板(也可用胶板或其他材料制成的平板),其一端铰接固定,而另一端则可借细绳牵引以使其自由升降(如图4—19)。将试验物料置于板上,并将板缓缓下降,直至物料开始运动为止。此时测量其倾斜角即为摩擦角。
二、堆积角的测定
测定方法有自然堆积法和朗氏法。自然堆积法很简单,只需有较平的台面和地面,将物料自然堆积,测量物料。与平面之间的夹角即可。朗氏法的测定装置如图4—20所示,试料由漏斗落到一个高架圆台上,在台上形成料堆,直至试料沿料堆的各边都同等地下滑为止。转动一根活动的直尺,即可测出堆积角。