土壤篩分粒度的分析報(bào)告

　　粒度分布通常是指某一粒徑或某一粒徑范圍的顆粒在整個(gè)粉體中占多大的比例。它可用簡(jiǎn)單的表格、繪圖和函數(shù)形式表示顆粒群粒徑的分布狀態(tài)。顆粒的粒度、粒度分布及形狀能顯著影響粉末及其產(chǎn)品的性質(zhì)和用途。例如，水泥的凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度與其細(xì)度有關(guān)，陶瓷原料和坯釉料的粒度及粒度分布影響著許多工藝性能和理化性能，磨料的粒度及粒度分布決定其質(zhì)量等級(jí)等。為了掌握生產(chǎn)線的工作情況和產(chǎn)品是否合格，在生產(chǎn)過(guò)程中必須按時(shí)取樣并對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行粒度分布的檢驗(yàn)，粉碎和分級(jí)也需要測(cè)量粒度。

　　粒度測(cè)定方法有多種，常用的有篩析法、沉降法、激光法、小孔通過(guò)法、吸附法等。本實(shí)驗(yàn)用篩析法和沉降法，以及激光法測(cè)粉體粒度分布。

　　一、 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/strong>

　　篩析法是最簡(jiǎn)單的也是用得最早和應(yīng)用最廣泛的粒度測(cè)定方法，利用篩分方法不僅可以測(cè)定粒度分布，而且通過(guò)繪制累積粒度特性曲線，還可得到累積產(chǎn)率50％時(shí)的平均粒度。本實(shí)驗(yàn)用篩析法測(cè)粉體粒度，其實(shí)驗(yàn)的目的是：

　　1、了解篩析法測(cè)粉體粒度分布的原理和方法。

　　2、根據(jù)篩分析數(shù)據(jù)繪制粒度累積分布曲線和頻率分布曲線。

　　二、 基本原理

　　1、測(cè)試方法概述

　　篩析法是讓粉體試樣通過(guò)一系列不同篩孔的標(biāo)準(zhǔn)篩，將其分離成若干個(gè)粒級(jí)，分別稱重，求得以質(zhì)量分?jǐn)?shù)表示的粒度分布。篩析法適用于約10mm至20μm之間的粒度分布測(cè)量。如采用電成形篩（微孔篩），其篩孔尺寸可小至5μm,甚至更小。

　　過(guò)去，篩孔的大小用“目”表示，其含義是每英寸（25.4mm）長(zhǎng)度上篩孔的數(shù)目，也有用1cm長(zhǎng)度上的孔數(shù)或1cm2篩面上的孔數(shù)表示的，還有的直接用篩孔的尺寸來(lái)表示。篩析法常使用標(biāo)準(zhǔn)套篩，標(biāo)準(zhǔn)篩的篩制按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織（ISO）推薦的篩孔為1mm的篩子作為基篩，以優(yōu)先系數(shù)及20/3為主序列，其篩孔為

　　31.40(化整值），再以R20或R40/3作為輔助序列，其篩孔分別為1.12，或331.192。

　　篩析法有干法與施法兩種，測(cè)定粒度分布時(shí)，一般用干法篩分，若試樣含水較多，顆粒凝聚性較強(qiáng)時(shí)，則應(yīng)當(dāng)用濕法篩分（精度比干法篩分高），特別是顆粒較細(xì)的物料，若允許與水混合時(shí)，最好使用濕法。因?yàn)闈穹�可避免很�?xì)的顆粒附著在篩孔上面堵塞篩孔。另外，濕法可不受物料溫度和大氣濕度的影響，濕法還可以改善操作條件。所以，濕法與干法均已被列為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)方法并列使用，作為測(cè)定水泥及生料的細(xì)度。

　　篩析法除了常用的手篩、機(jī)械篩分、濕法篩分外，還用空氣噴射篩分、省篩法、淘篩法和自組篩等，其篩析結(jié)果往往采用頻率分布和累積分布來(lái)表示顆粒的粒度分布。頻率分布表示各個(gè)粒徑相對(duì)應(yīng)的顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)（微分型）；累積分布表示小于（或大于）某粒徑的顆粒占全部顆粒的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與該粒徑的關(guān)系（積分型）。用表格或圖形來(lái)直觀表示顆粒粒徑的頻率分布和累積分布。

　　篩析法使用的設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，但篩分結(jié)果受顆粒形狀的影響較大，粒度分布的粒級(jí)較粗，測(cè)試下限超過(guò)38μm時(shí)，篩分時(shí)間長(zhǎng)，也容易堵塞。

　　2．設(shè)備儀器工作原理

　　干篩法：置于篩中一定質(zhì)量的粉料試樣，借助于機(jī)械振動(dòng)或手工拍打使細(xì)粉通過(guò)篩網(wǎng)，直至篩分完全。根據(jù)篩余物質(zhì)量和試樣質(zhì)量求出粉料試樣的篩余量。 濕篩法：置于篩中一定質(zhì)量的粉料試樣，經(jīng)適宜的分散水流（可帶有一定的水壓）沖洗一定時(shí)間后，篩分完全。根據(jù)篩余物質(zhì)量和試樣質(zhì)量求出粉料試樣的篩余量。

　　三、 測(cè)試操作程序

　　1. 干篩法

　　（1） 設(shè)備儀器準(zhǔn)備

　　標(biāo)準(zhǔn)篩一套，振篩機(jī)1臺(tái)，托盤(pán)天平1架，陶瓷盤(pán)2個(gè)，烘箱1臺(tái)。

　�。�2） 具體操作步驟

　　① 試樣制備：用圓錐四分法縮分取樣，將試樣放入烘箱中烘干至恒重，準(zhǔn)確稱取100g(松裝密度大于1.5g/cm3的取50g)。

　�、� 套篩按孔徑由大到小順序疊好，并裝上篩底，安裝在振篩機(jī)上，將稱好的試樣倒入最上層篩子，加上篩蓋。

　�、� 開(kāi)動(dòng)振篩機(jī)，震動(dòng)10min,然后依次將每層篩子取下，用手篩分，若1min所篩下的物料量小于篩上物料的1％，則認(rèn)為已達(dá)篩分終點(diǎn)，否則要繼續(xù)手篩至終點(diǎn)。

　　注：如沒(méi)有振篩機(jī)，可用手均勻搖振篩子，每分鐘拍打150次，每打25次將篩子轉(zhuǎn)1/8圈，使試樣分散在篩布口，拍打約10min，直至篩分終點(diǎn)（終點(diǎn)是拍打1min后篩下物小于篩上物料的1％）。

　　④ 小心取出試樣，分別稱量各篩上和底盤(pán)中的試樣質(zhì)量，并記錄于表中。 ⑤ 檢查各層篩面質(zhì)量總和與原試樣質(zhì)量之誤差，誤差不應(yīng)超過(guò)2％，此時(shí)可把所損失的質(zhì)量加在最細(xì)粒級(jí)中，如誤差超過(guò)2％，實(shí)驗(yàn)重新進(jìn)行。

　　2. 濕篩法

　�。�1）設(shè)備儀器準(zhǔn)備

　　套篩一套（或選定目數(shù) 篩子），臉盆1只，烘箱1臺(tái)。

　�。�2）具體操作步驟

　　① 試樣制備：用圓錐四分法縮分取樣，將試樣放入烘箱中烘干至恒重，準(zhǔn)確稱取5g.

　�、� 將試樣放入燒杯中，加水?dāng)嚢璩赡酀{（如果難分散粉料，還需加入適量的分散劑）。

　�、� 將上述泥漿倒入所選號(hào)數(shù)的篩上或套篩上，然后逐只在盛有清水的臉盤(pán)中淘洗，如此逐只進(jìn)行，最好將各層篩上的殘留物用洗瓶分別洗到玻璃皿中，放在烘箱內(nèi)烘干至恒重，稱量（準(zhǔn)確至0.1g）.

　�、� 若直接用泥漿進(jìn)行測(cè)定，則先稱50g或100g泥漿放在烘箱內(nèi)烘干稱重，測(cè)定此泥漿含水量后，計(jì)算稱取相當(dāng)于100g干粉重的泥漿，按上述步驟測(cè)定篩余率或各號(hào)篩上的篩余量。

　　（3） 數(shù)據(jù)記錄

　　試樣名稱___________________________試樣質(zhì)量_________________ 篩分時(shí)間___________________________

　　四、 測(cè)試結(jié)果處理

　　1、數(shù)據(jù)處理

　�。�1） 試樣質(zhì)量－篩析總質(zhì)量100％ 試樣質(zhì)量

　�。�2） 根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄，在坐標(biāo)紙上繪制篩上累積分布曲線，篩下累積分布曲

　　線R,頻率分布曲線（粒度d盡量減小，通�？扇�d0.5mm）。

　　如圖3所示，稱為粒度分布曲線（也稱頻度分布曲線），描繪粒度di——累積%Σfi和di——累積%ΣΦi的曲線如圖4所示稱為累積分布曲線。

　　在圖4中的累積曲線有兩條，曲線①稱負(fù)累積曲線從小于某粒級(jí)的含量累加到最大粒級(jí)的含量達(dá)到100%而曲線②稱為正累積曲線從大于某一粒級(jí)含量累加粒級(jí)最小的百分含量總累積量也為100%。

　　在圖3中峰值對(duì)應(yīng)的直徑A稱為最多經(jīng)，在圖4的累積曲線上含量50%所對(duì)應(yīng)的直徑稱作中位徑。表示大于或小于該直徑的粉末各有一半若體積計(jì)算表示大于或小于直徑的粉末體積各占一半。

　　圖

　　3  粒度分布曲線 圖4  累積分布曲線

　　根據(jù)計(jì)算與作圖可了解粉末的粒度范圍，組成情況及平均粒度級(jí)，進(jìn)而可以決定粉末的制取工藝是否合理。作為粉末冶金產(chǎn)品的原料是否符合要求。

　　2、結(jié)果分析

　　一個(gè)篩子的各個(gè)篩孔可以看作是一系列的量規(guī)，當(dāng)顆粒處于篩孔上，有的顆�？梢酝ㄟ^(guò)而有的通不過(guò)。顆粒位于一篩孔處的概率有下列因素決定：粉末顆粒大小分布；篩面上顆粒的數(shù)量；顆粒的物理性質(zhì)（如表面積）；搖動(dòng)篩子的方法；

　　篩子表面的幾何形狀（如開(kāi)口面積/總面積）。當(dāng)顆粒位于篩孔上是否能通過(guò)決定于顆粒的尺寸和顆粒在篩面上的角度。

　　篩分所測(cè)得的顆粒大小分布還決定于下列因素：篩分的持續(xù)時(shí)間；篩孔的偏差；篩子的磨損；觀察和實(shí)驗(yàn)誤差；取樣誤差；不同篩子和不同操作的影響。

　　思 考 題

　�。�.影響篩分析法的因素有哪些？

　�。�.由粒度分布曲線如何判斷試樣的分布情況？

　�。�.由粒度分布曲線確定試樣的平均徑（中位徑及最大幾率徑）是多少？

　�。�.粉體的均勻度是表示粒度分布的參數(shù)，可由篩分結(jié)果按下式計(jì)算：

　　60%粉體通過(guò)的粒徑 均勻度10%粉體通過(guò)的粒徑

　　試求所測(cè)粉體的均勻度為多少？