Меню Рубрики

Ситовой анализ как построить суммарную характеристику

Степень измельчения многих сыпучих и порошкообразных материалов является одной из важнейших характеристик, определяющей их технологические качества и области практического использования. Гранулометрический (дисперсный, зерновой) состав наиболее полно характеризует степень измельчения. Ситовой анализ — один из методов определения гранулометрического состава порошков и сыпучих материалов — осуществляется путем механического разделения материала на фракции с частицами определенной крупности.

В ситовом анализе используют стандартные нормированные тканые проволочные и шелковые сетки с квадратными отверстиями (ячейками), а также металлические решетные сетки с пробивными круглыми, продолговатыми и треугольными отверстиями. Ситовой анализ применим для материалов с размерами частиц 10-0,04 мм, что соответствует шкале сит по ГОСТ 3584-73.

Рассев более крупных продуктов на ситах с большими размерами отверстий (грохотах) называется грохочением.

В ситовом анализе измельченный материал в сухом виде или в виде взвеси в соответствующей жидкости загружается на сито с отверстиями известного размера и путем встряхивания, постукивания, вибрации или другими способами разделяется на две части: остаток и проход. Остаток R — доля материала, оставшегося на сите с заданными размерами ячеек, а проход D — доля материала, прошедшего через данное сито, выраженные в процентах от общей массы просеиваемого материала. Остаток R часто обозначают знаком «+», а проход D знаком «-».

Просеивая исследуемый материал через набор нормированных сит, различающихся величиной отверстий, можно разделить пробу на несколько фракций, размеры частиц которых ограничены размерами отверстий используемых в анализе сит. Число фракций, получаемых при просеивании через набор из n последовательных сит, составляет n + 1.

Результаты ситового анализа записывают в форме таблиц, суммарных кривых или диаграмм.

Днища сит, применяемых для ситового анализа, представляют собой сетки с нормированными линейными размерами ячеек. Номер тканой проволочной сетки соответствует размеру (в миллиметрах) стороны ячейки в свету, причем если этот размер менее 1 мм, то в обозначении номера сита опускается запятая перед десятыми долями миллиметра. Нижняя граница размеров ячеек проволочных тканых сит находится около 0,04 мм. Очень тонкие сита могут быть использованы только для анализа хорошо просеивающихся мелких порошков.

Шелковые сетки, в зависимости от толщины нитей основы и утка, различают по массе облегченные и утяжеленные (ГОСТ 4403-77). Номер сита с облегченной тканью определяют числом отверстий на 1 погонный сантиметр по основе и утку. Номер сита с утяжеленной тканью определяют числом отверстий на 10 погонных сантиметров по основе и утку.

Номер металлических пробивных сит с круглыми отверстиями, используемых для рассева крупноизмельченных материалов, соответствует диаметру отверстий в миллиметрах, умноженному на 9 (ГОСТ 21-77).

Выпускаются сетки проволочные тканые с квадратными ячейками нормальной точности (ГОСТ 6613-73), контрольные и высокой точности (ГОСТ 3584-73) с размером стороны ячейки в свету от 0,04 до 2,5 мм. Контрольные сетки предназначены для контроля различных материалов по размеру частиц при дроблении, сетки высокой точности — для разделения по размеру зерен дробленых материалов.

В некоторых странах практикуется нумерация нормированных тканых сит по числу отверстий на 1 погонный дюйм (25,4 мм). Это число носит название «меш».

В табл. 4 приведены данные о ситовых шкалах проволочных тканых сит с квадратными отверстиями.

Ситовая ткань натягивается на круглую или квадратную обечайку. Круглое сито имеет обычно диаметр 20 см и высоту борта 5 см. Квадратные сита имеют размеры 22х22 см и высоту борта 9 см. При сухом рассеве сито плотно насаживается на поддон, улавливающий материал прохода; высота поддона обычно равна 3,5 см. Сверху сито плотно закрывается крышкой, за исключением случаев, когда просеивание производится при помощи кисточки или мокрым способом. Поддон при мокром просеивании используется лишь в тех случаях, в которых требуется определить проход через сито.

Сита, входящие в набор, плотно вставляются одно в другое, образуя набор сеток с уменьшающимися сверху вниз размерами ячеек.

Методы определения гранулометрического состава различных материалов регламентируются стандартами и техническими условиями. В соответствии с этим выпускаются специальные наборы сит для ситового анализа отдельных видов материалов (зерна, семян сельскохозяйственных культур, удобрений, почвы, формовочных материалов, цемента и др.). В комплект фармакопейных сит включаются сита шелковые прямоугольные (ГОСТ 4403-77) с размерами ячеек от 0,1 до 0,315 мм, сито проволочное квадратной формы с размером отверстий 0,500 мм (ГОСТ 3524-47) и сита металлические с пробивными отверстиями круглой формы с размерами отверстий от 1 до 10 мм.

Ситовой анализ можно проводить ручным и механическими (машинными) способами. В зависимости от свойств исследуемого материала применяются сухой или мокрый методы анализа.

При машинном просеивании навеска анализируемой пробы помещается на сито с наибольшими отверстиями в используемом наборе стандартных сит. Проход из этого сита падает на следующее, с меньшими размерами ячеек сито. Такая последовательность позволяет сита всего набора поставить друг на друга и разделить пробу по размерам частиц на фракции (классы) в одну рабочую операцию.

При ручном просеивании пробу чаще всего помещают на наиболее тонкое сито, а полученный остаток переносят на следующее по крупности ячеек сито. Целесообразность такой последовательности заключается в том, что более крупные частицы материала способствуют процессу ручного просеивания на наиболее тонких ситах.

Анализируемая проба измельченного материала при сухом рассеве должна быть воздушно-сухой.

Предварительное высушивание пробы до постоянной массы производят при 105-110°С. Экспериментально найдено, что когда исследуемый материал недостаточно просушен, данные ситового анализа мало надежны. Размер навески анализируемого материала, помещаемой на сито, зависит от площади сита, которую не следует перегружать. Определяющим является объем просеиваемого материала, который, при использовании нормированных сит, не должен превышать 100 см3.

Взвешивание пробы, остатка и прохода производят на технических весах с точностью до 0,01 г.

Сухой способ. Последовательность операций и приемы просева для различных материалов могут быть разными и обычно излагаются в специальных технологических инструкциях. Чаще всего поступают следующим образом.

При ручном сухом просеве на круглых ситах сито с поддоном и крышкой берут одной рукой, наклонив полотно к горизонтальной плоскости на 10-20°, и ударяют другой рукой примерно 120 раз в минуту. Около 4 раз в минуту сито располагают горизонтально и сильно ударяют по обечайке.

При тонких ситах и трудно просеивающемся материале рекомендуется через каждые 5 минут нижнюю поверхность сита очищать мягкой кисточкой и опадающие частицы присоединять к проходу.

Квадратное сито берут в обе руки, держа большие пальцы сверху, и при изменяющемся наклоне до 20° двигают вперед и назад, время от времени ударяя сито о ладонь правой и левой руки. Число встряхиваний, повороты, постукивания и очистка кисточкой такие же, как и при просеве на круглых ситах.

Продолжительность ручного сухого просева зависит от плотности, размеров и формы частиц, от объема просеиваемого материала, интенсивности просева, размеров отверстий сита, площади закупоренных отверстий сит и влажности воздуха. В случае тонких сит (004-006) время просева достигает 60-120 мин.

Ручной просев тряской и поколачиванием — самый обычный способ и применим для ситового анализа большинства материалов.

При дисперсионном анализе очень тонких порошков (пыли) с частицами, склонными к слипанию, сита могут забиваться, что сопровождается значительным уменьшением площади сита. Чтобы устранить агрегирование частиц, вместе с пробой в сита помещают латунные штифты длиной 1 см (около 30 г на каждое сито), либо просев проводят кисточкой. Для этого сито устанавливают горизонтально на поддоне и, держа под острым углом к полотну мягкую волосяную кисточку, проводят ею по поверхности просеиваемого материала так, чтобы избежать пыления.

Сухой ручной просев может считаться оконченным, если при повторном встряхивании в течение 2 мин масса остатка на сите уменьшается не более чем на 0,2%. Остаток высыпают в чистый заранее взвешенный приемник или на лист глянцевой бумаги, сито очищают с обеих сторон мягкой волосяной щеткой и легким ударом по обечайке удаляют застрявшие в ячейках сетки частицы, которые присоединяют к остатку. По окончании рассева каждую фракцию взвешивают; обычно требуется, чтобы суммарная масса всех фракций составляла не менее 98% от массы взятой навески. При большой точности измерения фракционного состава потери при выполнении ситового анализа рекомендуется разнести по всем анализируемым фракциям пропорционально их массам. При рассеве для достоверности обычно выполняют два параллельных анализа. При этом массы соответствующих фракций не должны различаться более чем на 1% от массы всей навески.

По действующей фармакопее, ситовой анализ сухим методом проводят следующим образом: 200 г измельченного материала помещают на самое крупное (верхнее) сито и весь комплект встряхивают в течение 5 мин. Затем сита снимают по очереди одно за другим, после чего каждое сито повторно встряхивают отдельно над приемником или листом гладкой бумаги. Просеивание считается законченным, если количество материала, проходящего сквозь сито при повторном дополнительном встряхивании в течение 1 мин, составит менее 1% материала, оставшегося на сите. Отсев (проход) добавляют на верхнее сито оставшегося комплекта сит.

Мокрый способ. Для определения гранулометрического состава материалов, которые могут приобретать высокие электрические заряды, склонных к агрегированию при встряхивании или содержащих большое количество самых мелких фракций, применяется мокрый способ ситового анализа. Для этого используют жидкость, хорошо смачивающую частицы просеиваемого материала и не образующую с ним растворов или химических соединений (вода, керосин и др.).

Вот, например, одна из наиболее распространенных методик. В анализируемую пробу, масса которой примерно такая же, что и при сухом методе рассева, вводят минимальное количество промывной жидкости и тщательно перетирают до образования густой кашицы. Разбавленную промывной жидкостью кашицу переносят на самое грубое сито комплекта, и затем слабой струей жидкости она промывается через сита с последовательно уменьшающимися ячейками до тех пор, пока слив не станет прозрачным. Жидкость для промывания надо подавать на сито осторожно и равномерно. После промывки сита с остатками материала просушивают при 105-110°С и остатки взвешивают.

Механический рассев осуществляют при помощи приборов, создающих вращательное и колебательное движение сит в горизонтальной плоскости, качание плоскости сит, вибрацию и постукивание сит. Механический рассев может осуществляться как при сухом, так и мокром методе ситового анализа. В последнее время широко распространился метод пневматического просеивания. При использовании приборов пневматического и механического просеивания последнее выполняют в соответствии с инструкцией, прилагаемой к прибору.

Механический рассев требует значительно меньше времени, чем ручной, меньше материала и исключает индивидуальные ошибки. Однако при анализе мелкодисперсных материалов на тонких ситах рассев затруднен из-за отсутствия в пробе грубых частиц. В таких случаях рекомендуют сравнивать результаты механического и ручного рассева.

При механическом рассеве набором сит время просева должно быть установлено экспериментально для отдельных сит. Например, время просева хорошо просеивающегося материала при размере отверстий сит 0,04-0,053 мм составляет 20-30 мин, а при 0,071-0,16 мм — всего 10-20 мин.

Ситовые механические анализаторы выпускаются различных конструкций и назначений.

Так, для определения гранулометрического состава формовочных материалов в литейной промышленности выпускается прибор 028 М. В комплект входят 11 сит с размерами ячеек от 2,5 до 0,05 мм. Частота вращения эксцентрикового вала 300 об/мин, число ударов рычага 180 мин-1. Прибор аналогичного назначения «Анализатор ситовой» 236-Б-Гр содержит 10 сит в комплекте (размеры отверстий от 1,6 до 0,071 мм). Прибор позволяет одновременно устанавливать шесть сит. Число качаний сит 200 мин-1, а число ударов встряхивания 140 мин-1. Рассев-анализатор РА-5 для разделения муки, крупы и комбикормов на фракции по крупности имеет четыре ситовых пакета от двух до восьми сит в каждом. Рассев лабораторный ЛР-3 для анализа зерна, контроля за процессом очистки и калибровки семян имеет 4 ситовых пакета, по четыре сита в каждом; частота вращения сит 220 об/мин.

Читайте также:  Какой анализ сдать чтоб почки проверить

Для определения тонкости помола цемента по остатку на сите (ГОСТ 310.2-76) выпускается механическое сито СММ с контрольными сетками № 02 и 008. Тонкость помола цемента определяется как остаток на сите № 008 в процентах к первоначальной массе просеиваемой пробы. Для этой же цели служит лабораторная установка для пневморассева РП-3 с контрольными сетками 0063 и 008.

Для рядовых ситовых анализов результаты рассева пробы рекомендуется, в частности, записывать в следующей форме:

Учитывая, что потери при выполнении анализа обычно не должны превышать 2% от общей массы навески пробы, можно при обработке полученных результатов принять суммарную массу всех фракций за 100%.

Содержание остатка R1 на каждом сите вычисляют по формуле:

где m1 — масса остатка на данном сите, г; Em — суммарная масса остатков всех фракций после рассева, г.

Суммарный остаток R2 для каждого сита рассчитывают, прибавляя к остатку на данном сите суммарное содержание остатков, полученных для всех предыдущих сит с большими отверстиями. По данным таблицы строят график зависимости задержанного на каждом сите суммарного содержания вещества от размера ячейки сита, откладывая на оси ординат размер ячейки сита в миллиметрах, а на оси абсцисс — суммарное содержание анализируемого вещества и проводя прямую через точки, соответствующие наибольшим процентам. По построенной прямой определяют отверстия сит в миллиметрах, задерживающих определенный суммарный процент вещества, например 40 и 90%. Размер отверстия сита, задерживающего 90% вещества, называется эффективным размером зерна и обозначается d90 эфф. Отношение размера ячейки сита, задерживающего 40% вещества, к эффективному размеру d90 эфф называется коэффициентом однородности К:

Эффективный размер зерна обычно определяют с погрешностью не более 4%, а коэффициент однородности о погрешностью не более 5%.

На рис. 66 в качестве примера приведен график зависимости суммарного содержания ионита от размера ячейки сита.

источник

Среднеарифметический диаметр класса

где и — минимальный и максимальный размер частиц класса, мм

Эквивалентный диаметр частицы

где — масса частицы, ;

— плотность частицы, .

Среднединамический диаметр частиц сыпучей массы

где — выходы классов, %;

— среднединамический диаметр соответствующих классов, мм;

— число классов.

Суммарные выходы и среднединамическая зольность отдельных классов, а также всего угля определяют по формулам баланса:

, %;

, %,

где — выходы классов, %;

— зольность соответствующих классов, %.

Расчет показателей ситового анализа

По результатам ситового анализа (табл. 1) построить кривые гранулометрического состава , , определить выход и зольность класса 6-10 мм.

Результаты ситового анализа угля и его зольность

Класс, мм ,% ,% Суммарно (сверху), %
50-100 15,0 29,5 15,0 29,5
25-50 27,5 20,5 42,5 23,7
10-25 22,5 16,3 65,5 21,2
0-10 35,0 13,0 100 18,3
Исходный 18,3

1. Определяем суммарные выходы и зольность классов сверху (таблица 1 графы 4 и 5):

;

;

;

Графическая интерпретация результатов расчета

Ситового анализа

1. Строим кривую гранулометрического состава .

На оси ординат (рис. 4) откладываем в масштабе суммарные выходы (данные графы 4 табл. 1) и проводим вспомогательные линии, параллельные оси абсцисс. На этих линиях откладываем в масштабе размер отверстий сит (данные графы 1). Полученные точки соединяем кривой .

2. Строим кривую средней зольности .

На вспомогательных линиях откладываем в масштабе среднюю зольность классов (данные графы 5). Полученные точки плавно соединяем кривой .

3. Определяем выход класса 6-10 мм. На оси абсцисс откладываем в масштабе размер отверстий сит 6 и 10 мм и проводим вспомогательные линии, параллельные оси ординат до пересечения с кривой . Через точки пересечения проводим линии I и II, параллельные оси абсцисс.

Определяем выход класса 6-10 мм:

Рис. 4. Кривые ситового анализа

4. Определяем зольность класса 6-10 мм. Графически зольность класса 6 мм будет равна расстоянию от оси ординат до точки пересечения линии I с кривой , т.е. ; аналогично находим зольность класса более 10 мм и по линии II:

.

По результатам ситового анализа (табл. 1) построить кривые гранулометрического состава , и определить выход и зольность класса 6-13 мм и 15-25 мм.

Таблица 1-Результаты ситового анализа угля и его зольность

Класс, мм ,% ,%
50-100 13,0 30,0
25-50 23,5 29,5
13-25 18,5 16,5
6-13 21,0 14,0
0-6 24,0 9,0
Исходный 100,0 20,0

По результатам ситового анализа (табл. 2.) построить кривые гранулометрического состава , и определить выход и зольность класса 5-10 мм и 13-20 мм.

Таблица 2.-Результаты ситового анализа угля и его зольность

Класс, мм ,% ,%
80-100 6,8 41,2
50-80 7,2 38,5
25-50 9,6 36,2
13-25 14,3 30,9
0-13 62,1 24,5
Исходный 28,4

По результатам ситового анализа (табл. 3.) построить кривые гранулометрического состава , и определить выход и зольность класса 6-10 мм, 12-20 мм и 23-30 мм.

Таблица 3.-Результаты ситового анализа угля и его зольность

Класс, мм ,% ,%
50-100 18,1 27,5
25-50 24,9 21,3
10-25 20,5 17,4
0-10 36,5 11,1
Исходный 19,2

По результатам ситового анализа (табл. 4.) построить кривые гранулометрического состава , и определить выход и зольность класса 10-15 мм и 20-25 мм.

Таблица 4.-Результаты ситового анализа угля и его зольность

Класс, мм ,% ,%
50-100 13,9 58,3
25-50 5,0 45,3
13-25 6,9 40,7
6-13 21,1 30,2
3-6 22,5 25,8
0-3 30,6 20,0
Исходный 32,4

По результатам ситового анализа (табл.5.) построить кривые гранулометрического состава , , определить выход и зольность класса 10-18 мм и 20-30 мм.

Таблица 5.-Результаты ситового анализа угля и его зольность

Класс, мм ,% ,%
50-100 54,0
25-50 8,9 41,0
13-25 6,0 35,4
6-13 22,1 35,9
3-6 20,4 24,5
0-3 32,6 15,0
Исходный 28,1

По результатам ситового анализа (табл. 6.) построить кривые гранулометрического состава , и определить выход и зольность класса 6-13 мм и 15-20 мм.

Таблица 6.-Результаты ситового анализа угля и его зольность

Класс, мм ,% ,%
80-100 7,4 61,2
50-80 7,0 48,6
25-50 9,9 43,7
13-25 16,1 42,6
0-13 59,6 31,8
Исходный 35,2

По результатам ситового анализа (табл. 7.) построить кривые гранулометрического состава , и определить выход и зольность класса 10-18 мм и 20-30 мм.

Таблица 7.-Результаты ситового анализа угля и его зольность

Класс, мм ,% ,%
50-100 15,0 54,0
25-50 5,0 41,0
13-25 6,9 36,4
6-13 24,1 35,9
3-6 20,4 24,5
0-3 28,6 15,7
Исходный 28,1

По результатам ситового анализа (табл. 8.) построить кривые гранулометрического состава , , определить выход и зольность класса 3-10 мм и 15-20 мм.

Таблица 8.-Результаты ситового анализа угля и его зольность

Класс, мм ,% ,%
50-100 18,0 50,0
25-50 8,0 40,0
13-25 9,9 36,4
6-13 21,1 36,9
3-6 22,4 24,5
0-3 20,6 13,7
Исходный 28,1

По результатам ситового анализа (табл. 9.) построить кривые гранулометрического состава , и определить выход и зольность класса 6-10 мм и 13-17 мм.

Таблица 9.- Результаты ситового анализа угля и его зольность

Класс, мм ,% ,%
80-100 8,4 60,2
50-80 6,0 46,6
25-50 9,9 40,7
13-25 26,1 43,6
0-13 49,6 32,0
Исходный 38,2

По результатам ситового анализа (табл. 10) построить кривые гранулометрического состава , , определить выход и зольность класса 5-10 мм и 15-20 мм.

Таблица 10-Результаты ситового анализа угля и его зольность

Класс, мм ,% ,%
50-100 14,0 58,3
25-50 7,0 45,3
13-25 6,9 40,7
6-13 21,1 30,2
3-6 22,5 25,8
0-3 28,5 20,0
Исходный 32,4

По результатам ситового анализа (табл. 11) построить кривые гранулометрического состава , , определить выход и зольность класса 5-15 мм и 18-22 мм.

Таблица 11- Результаты ситового анализа угля и его зольность

Класс, мм ,% ,%
50-100 13,0 30,0
25-50 23,5 29,5
13-25 18,5 16,5
6-13 21,0 14,0
0-6 24,0 9,0
Исходный 100,0 20,0

По результатам ситового анализа (табл. 12) построить кривые гранулометрического состава , , определить выход и зольность класса 6-13 мм и 15-22 мм.

Таблица 12 — Результаты ситового анализа угля и его зольность

Класс, мм ,% ,%
80-100 6,8 41,2
50-80 7,2 38,5
25-50 9,6 36,2
13-25 14,3 30,9
0-13 62,1 24,5
Исходный 28,4

Грохочением называется процесс разделения полезных ископаемых по крупности, осуществляемый путем их просеивания через сита.

В процессе грохочения материала на одной сетке получается, два продукта: надрешетный , или верхний ( тот, который остается на сетке), и подрешетный , или нижний ( тот, который проходит через отверстия сетки). Качество проведенной операции грохочения определяется эффективностью грохочения, выражаемой в долях единицы или процентах. Эффективность грохочения подсчитывается по всему нижнему классу, т.е. классу, меньшему размера отверстий сетки, и по узким классам крупности, составляющим нижний продукт.

Эффективность грохочения может быть определена по любой из следующих формул:

(1)

; (2)

(3)

где и — масса соответственно нижнего и исходного продукта, т/ч, т/сутки; α, β, и φ – соответственно содержание расчетного класса в исходном, нижнем и верхнем продукте, %; — выход нижнего продукта, %.

При расчете E по всему нижнему классу в формулах (1)-(3) β= 100 %.

Пример: на грохочение поступает 200 т/ч материала крупностью 0-200 мм, содержащего 80 т класса 0 –13 мм. После грохочения (d = 13 мм) в подрешётный продукт уходит 60 т.

источник

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА

ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО И ЭФФЕКТИВНОСТИ

А. Определение гранулометрического состава полезного ископаемого

Цель работы

1.1. Освоить методику проведения ситового анализа.

1.2. Научиться строить характеристики крупности полезного ископаемого, определять по ним выход класса любой крупности.

Теоретическое введение

Перерабатываемые на обогатительных фабриках полезные ископаемые и получаемые из них продукты представляют собой сыпучие материалы, состоящие из различных по размерам кусков (зерен) минералов и их сростков. При этом крупность частиц изменяется от долей микрона до сотен миллиметров.

Крупность минеральных частиц принято характеризовать их средним эквивалентным диаметром, а крупность минерального материала – его гранулометрическим составом.

Гранулометрический состав – это состав материала, выраженный через содержание в нем частиц различных классов крупности в процентном отношении к целому, т.е. это распределение кусков (зерен) материала по классам крупности.

Гранулометрический сос­тав продукта определяют различными методами анализа:

1) ситовым – рассевом на стандартном наборе сит на классы крупности (для материала крупнее 0,04 мм);

2) седиментационным – разделением материала на фракции по скоростям падения частиц в водной среде (для материала круп­ностью от 50 до 5 мкм);

Читайте также:  Какой анализ сдать что выявить простатит

3) микроскопическим – измерением частиц под микроскопом и классификацией их на группы в узких границах определенных раз­меров (для материала крупностью менее 50 мкм до десятых долей микрометра).

Как правило, минеральное сырье по вкрапленности ценных минералов и минералов пустой породы является неоднородным материалом. Для правильного ведения технологического процесса необходимо знать размер вкрапленности отдельных минералов и крупность материала по стадиям дробления и особенно измельчения как последней стадии при подготовке его к обогащению.

Гранулометрический состав материала для контроля нагрузки на обогатительные машины, эффективности работы грохотов, клас­сификаторов, дробилок и мельниц обычно определяется ситовым ана­лизом. Минимальная масса пробы продукта для ситового анализа рассчитывается по эмпирической формуле

где d – размер максимального зерна*, мм.

Масса проб для ситового анализа тонкого материала берет­ся обычно не более 100 г. При рассеве материала крупнее 0,5 мм масса пробы рассчитывается по формуле (1).

Пробу подвергают рассеву на стандартном наборе сит с постепенно уменьшающимися размерами отверстий. В результате получают несколько классов, в которых размер частиц ограничен размером отверстий двух смежных сит: верхнего и нижнего. Этими двумя размерами и характеризуется крупность данного класса. При этом диаметр зерна определяется размером отверстия, через которое оно проходит.

В практике обогащения для ситового анализа применяют стандартные сита, изготовленные из проволочных или синтетических тканых сеток с квадратными отверстиями. Лабораторное сито представляет собой цилиндрический обод (обечайку) диаметром 200 мм и высотой 50 мм, в котором натянута сетка. Сита изготовляют таким образом, чтобы, вставляя их одно в другое, можно было составить комплект сит. В наборе сит имеется также поддон и крышка. Сита вставляются одно в дру­гое так, что размер отверстий уменьшается от верхнего сита к нижнему. Соотношение размеров отверстий сит в наборе называется модулем шкалы и может быть постоянным или непостоянным. При крупном и среднем грохочении модуль равен двум. Для более мелких сит применяется стандартная система с модулем . В этой системе за основу принято сито 200 меш с отверстиями размером 0,074 мм. Меш – это число отверстий, приходящееся на один линейный дюйм (25,4 мм). Обычно набор сит для рассева руды включает стандартные сита с размерами отверстий: 60; 40; 30; 20; 10; 5; 2,5; 1 мм; для рассева угля – 150; 100; 50; 25; 13; 6; 3; 1; 0,5 мм.

Ситовый анализ крупных материалов производится либо на гро­хотах лабораторного типа, либо встряхиванием сит в течение опре­деленного времени или определенное число раз.

Просеивание мелкозернистых материалов (крупностью –6 мм) осуществляется с помощью механических встряхивателей.

Просеивание материала продолжается в течение 10 – 30 мин. Продолжительность рассева зависит от влажности и крупности материала: мелкий и влажный материал требует большего времени просеивания. Рассев считается законченным, если при контрольном просеивания материала вручную за 1 мин через сито проходит не более 1% материала, находящегося на сите.

Остаток на каждом сите взвешивают на технических весах с точностью до 0,01 г. Результаты ситового анализа заносят в таблицу, в которой указаны размер класса и выход классов в весовых единицах и в процентах – частных и суммарных. Круп­ность частиц, оставшихся на данном сите, обозначают размером отверстия со знаком плюс (например, +5 мм), а прошедших – знаком минус (–5 мм). Размер класса обозначают размером от­верстий двух смежных сит: сита, через которые прошел материал, – со знаком минус и сита, на котором он остался, – со зна­ком плюс, например, (–5+3 мм).

В результате взвешивания определяют вес каждого класса крупности, который может быть выражен в любых весовых единицах (кг, г).

Частный выход – это вес одного класса между двумя смеж­ными ситами, выраженный в процентах от общего веса анализируе­мой пробы. Суммарный выход – это сумма выходов в процентах всех классов крупнее или мельче данного размера. Суммарный выход сверху (по плюсу) показывает, какой процент от всей пробы ос­тался бы на данном сите, если бы оно было верхним в наборе сит, взятом для анализа; суммарный выход снизу (по минусу) по­казывает, какой процент прошел бы через данное сито, если бы оно было последним в наборе.

В табл. 1 для примера приведены результаты си­тового анализа пробы руды крупностью –16 мм.

Кривые, графически изображающие гранулометрический состав сыпу­чего материала, называются характеристиками крупности. Различают характеристики частные и суммарные (кумулятивные). На практике применяют характеристики крупности, построен­ные по суммарным выходам классов.

Суммарную характеристику крупности строят как обыкновенную кривую у = f (d), т.е. по точкам, положение которых находят по абсциссам (d, мм – размер отверстий сит) и ординатам (y, % – суммар­ныйвыход мельче или крупнее d).

Если по оси ординат отложен выход материала крупнее дан­ного размера, то характеристика построена «по плюс d», если мельче данного размера, то «по минус d». Обе кривые зеркально отражают одна другую и, будучи построены на одном графике, пересекаются в точке, соответствующей выходу материала, равному 50%. Пример построения суммарных характеристик показан на рис. 1.

Результаты ситового анализа пробы руды

Классы, мм Выход
по классам (частный) суммарный по плюсу, % суммарный по минусу, %
кг %
–16 + 12 4,5
–12 + 8 6,0
–8 + 4 9,0
–4 + 2 4,5
–2 + 0 6,0
Исходный продукт 30,0

Рис. 1.Суммарные характеристики крупности материала «по плюсу» (1) и «по минусу» (2).

Выход какого-либо класса (-d1+d2) по суммарной характе­ристике определяется разностью ординат, построенных на диамет­рах d1и d2. Например, по рис. 1 выход класса +10 мм полу­чим, измерив ординату, построенную на абсциссе 10 мм до кри­вой «по плюсу». Выход класса –10 мм даст отрезок ординаты над кривой «по плюсу» до 100%. Выход класса –10 + 3 мм находим по разности ординат, постро­енных на 3 и 10 мм – 44%.

Обычно строят кривую суммарной характеристики «по плюсу».

Рис. 2.Различные формы суммарной характеристики крупности.

Суммарные характеристики крупности бывают выпуклыми, вогнутыми и прямолинейными (рис. 2). Выпуклая кривая 1 получается при пре­обладании в материале крупных зерен, вогнутая 2 – при преоб­ладании мелких зерен. Прямолинейная кривая 3 свидетельствует о равномерном распределении в материале зерен по крупности.

Таким образом, пользуясь графическим изображением результатов ситового анализа, можно определить промежуточные значения выходов классов крупности исходного материала, а также, сравнив результаты нескольких ситовых анализов, определить эффективность работы дробильного и измельчительного оборудования.

Оборудование и материалы

Для выполнения лабораторной работы необходимы:

1. Лабораторный встряхиватель;

3. Технические весы с разновесами;

4. Проба сыпучего материала.

Порядок выполнения работы

4.1. Отобрать пробу сыпучего материала для ситового ана­лиза массой до 300 г.

4.2. Собрать набор сит для рассева материала от крупно­го к мелкому.

4.3. Пробу материала загрузить на верхнее сито.

4.4. Набор сит установить на механический встряхиватель и закрепить.

4.5. Включить привод механического встряхивателя, рассев материала проводить в течение 15 мин.

4.6. По истечении времени рассева выключить привод меха­нического встряхивателя, набор сит снять с механического встряхивателя.

4.7. Произвести взвешивание остатка на каждом сите с точ­ностью до 1 г и результаты взвешивания занести в таблицу.

4.8. Для расчета принять полученную фактическую массу пробы, равную сумме масс всех классов.

Дата добавления: 2016-03-28 ; просмотров: 2423 | Нарушение авторских прав

источник

Цель работы: Освоение методики производства ситового анализа, расчета и оформления его результатов, определение с помощью характеристик крупности выходов заданных классов.

Инструмент, приборы и оборудование:Механический встряхиватель с тремя наборами сит (сита с размером отверстий 0,50; 0,25; 0,10; 0,071 мм); технические весы; набор гирь; секундомер; совок для отбора проб; чашки пластмассовые для взвешивания проб и полученных в результате рассева классов; исследуемый материал крупностью 0-1 мм.

Общие сведения

Материалы, с которыми приходится иметь дело при дроблении, измельчении, грохочении и обогащении полезных ископаемых, представляют собой смеси зерен (кусков) минералов различного размера. Размеры эти колеблются от сотен мм до нескольких мкм. Поскольку куски имеют неправильную форму, то их величина может быть охарактеризована несколькими размерами. Однако для практических целей величину куска желательно характеризовать одним эквивалентным размером, так называемым “диаметром”.

Метод определения размера частицы (куска) выбирается в зависимости от способа измерений и целей, для которых этот диаметр подсчитывается.

При грохочении для массовых определений размера зерна за диаметр зерна принимают размер наименьшего квадратного отверстия, через которое это зерно может проходить. Крупность всей массы сыпучего материала оценивают по содержанию в ней классов определенной крупности, т.е. по ее гранулометрическому составу.

Гранулометрический состав материалов для контроля процессов грохочения, дробления и измельчения на обогатительных фабриках определяют чаще всего посредством ситового анализа.

Рассев сыпучего материала с целью определения его гранулометрического состава называется ситовым анализом. Ситовый анализ заключается в просеивании пробы через стандартный набор сит и в определении процентного содержания остатка на каждом из них по отношению к массе исходной пробы.

Для облегчения просеивания применяют механические устройства (рис.1.1), в которых закрепленный набор сит совершает вращательное движение с одновременным встряхиванием. Выделение классов при грохочении производят по схеме от “крупного к мелкому” (рис.1.2).

Результаты ситового анализа заносят в типовую таблицу. По данным таблицы ситового анализа строят характеристику крупности.

Характеристика крупности — это графическое изображение гранулометрического состава сыпучего материала.

Суммарные характеристики крупности “по +d ” могут быть выпуклыми, вогнутыми и прямолинейными (рис. 1.3): выпуклая кривая 3 говорит о преобладании в материале крупных зерен, вогнутая 1 — мелких зерен, прямолинейная 2 — о равномерном распределении в материале зерен по крупности.

По кривой суммарной характеристики крупности можно определить выход любого класса.

При построении суммарных характеристик крупности в широком диапазоне крупности зерен материала отрезки на оси абсцисс в области мелких классов получаются весьма малого размера, что затрудняет построение и использование характеристик. Чтобы не строить больших графиков, суммарные характеристики строят в системе координат с полулогарифмической (рис. 1.4) или логарифмической шкалой.

Логарифмическая характеристика позволяет в некоторых случаях установить наличие закономерностей распределения в материале зерен по крупности. Для дробленных и измельченных мономинеральных пород логарифмическая характеристика, построенная “по -d ”, большей частью получается прямолинейной.

Уравнение прямой линии в логарифмических координатах имеет вид:

(1.1)

где gсум — суммарный выход классов мельче отверстий сита, %;

k — коэффициент, равный тангенсу угла наклона прямой;

d — диаметр отверстий сита, мм;

lg А — отрезок, отсекаемый прямой на оси ординат.

Используя антилогарифмы, уравнение (1.1) можно преобразовать:

(1.2)

Уравнение (1.2) суммарной характеристики, построенной “по минус d”, носит название уравнения Годэна-Андреева.

Величина коэффициента k определяет направление и степень изгиба кривой характеристики крупности. Если характеристика построена по “+ d” , то

— при k>1 – выпуклая характеристика, много крупных классов;

— при k=1 – прямая характеристика, равномерное распределение по классам;

Дата добавления: 2018-02-28 ; просмотров: 1272 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ

источник

Гранулированный состав материала характеризуется количественным распределением зёрен по крупности. За крупность зерна (его диаметр) условно принимается максимальный размер квадратного отверстия сетки, через которое зерно проваливается. Масса зерен характеризуется содержанием зерен крупнее или меньше размера отверстий сетки. Те зерна, которые проваливаются через сетку с размером отверстий dв миллиметрах, составляют нижний класс и обозначаются –d,а зерна, которые остаются на сетке, составляют верхний класс и обозначаются +d.

Читайте также:  Какой анализ сдать чтоб определить онкологию

Если рассев производится одновременно на нескольких сетках с различными размерами отверстий и материал последовательно проходит через сетки с уменьшающимися размерами отверстий, то на каждой сетке получаются узкие классы крупности, характеризующиеся размером верхней сетки, через которую зерно прошлоd1, и размером данной сетки, на которой оно осталось d2. Крупность такого класса обозначается-d1+d2. Для определения гранулометрического состава проводится ситовой анализ (рассев пробы на узкие классы на стандартном наборе сит).

Пример 2.1. Рассмотрим пример обработки результатов ситового анализа. Ситовой анализ выполнялся на наборе сит с размерами отверстия сит от 0,5 до 0,074 .мм. Результаты взвешивания узких классов следующие:

класса, мм -0,5+0,3 -0,3+0,15 -0,15+0,104 -0,104+0,074 -0,074+0,0

Масса класса, г 10 25 40 35 30

По данным взвешивания составим табл.2.1.

Результаты ситового анализа

Крупность класса, мм Масса класса, г Выход класса , % Суммарный выход класса , %
По плюсу По минусу
-0,5+0,3 -0,3+0,15 -0,15+0,104 -0,104+0,074 -0,074+0,0 7,2 17,8 28,6 25,0 21,4 7,2 25,0 53,6 78,6 100,0 100,0 92,8 75,0 46,4 21,4
Всего

Выход класса определяется как отношение массы данного класса к сумме масс всех классов:

γ-0,5+0,3=

γ-0,3+0,15= и т. д.

Суммарными называются классы крупности, полученные при рассеве материала только на одном сите. Верхний класс называется суммарным по плюсу, а нижний — суммарным по минусу.

Для одного и того же сита сумма суммарных выходов по плюсу и минусу равна 100 %. В гр.4 и 5 табл.2.1 записывают суммарный выход классов для каждого из сит. В каждой строчке суммарный выход по плюсу записывают для размера сита, стоящего в этой строчке в гр.1 и имеющего знак “плюс”, а суммарный выход по минусу — для размера сита, стоящего в гр.1 на строку ниже и имеющего знак “минус”.

Суммарные выходы по плюсу подсчитываются последовательным суммированием выходов узких классов сверху вниз, а по минусу — суммированием снизу вверх. Например:

По данным ситового анализа строят суммарные характеристики крупности по плюсу или по минусу.

Суммарные характеристики представляют собой графическую зависимость между размером отверстий сит в миллиметрах и суммарным выходом класса на этом сите по плюсу или по минусу, в процентах. Суммарная характеристика по минусу является зеркальным отображением суммарной характеристики по плюсу (рис.1). Пользуясь суммарной характеристикой крупности, можно определять выход любых классов крупности — как суммарных, так и узких. Суммарный выход класса для какого-либо размера сита определяется как ордината, проведённая из точки на оси абсцисс, соответствующей размеру сита, до графика характеристики крупности. Для определения выхода узкого класса необходимо определить суммарные выхода для крайних размеров класса и произвести их вычитание.

(+)
d, мм
(−)

Рис. 2 Суммарные характеристики крупности.

Пример 2.2. По рис.2 необходимо определить выход класса -0,2+0,1 мм.

Решение. Определяем по плюсу выход класса крупнее 0,1 и 0,2 мм. Получаем соответственно γ+0,1=54 %и γ+0,2=15%. Затем производим вычитание:

Пользуясь характеристикой по минусу, получим

Крупность массы зерен характеризуют максимальным или средним диаметром dср. За dmaxпринимают максимальный размер сита, через которое все зерна проходят. Его находят по характеристике крупности как размер отверстий сита, при котором суммарные содержания по плюсу и по минусу соответственно равны нулю и 100 %. Для нашего примера dmax= 0,35 мм.

Средний диаметр рассчитывают по таблице результатов ситового анализа по различным формулам, выражение потери зависит от параметра усреднения. В нашем примере

,

где γi выход узкого класса крупности, %; n — число классов; di — среднеарифметический диаметр узкого класса крупности, мм, di=(d1+d2)/2; d1и d2 крайние размеры узкого класса крупности.

Для нашего примера

2.2. ЗАДАЧИ НА ПОСТРОЕНИЕ СУММАРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК КРУПНОСТИ ИОПРЕДЕЛЕНИЕ ПО НИМ СОДЕРЖАНИЯКЛАССА И СРЕДНЕВЗВЕШЕННОГОДИАМЕТРА

Задачи 106-123. По результатам ситового анализа построить суммарную характеристику крупности по плюсу или по минусу. Определить по ней выход указанных классов и средневзвешенный диаметр. Условия задач приведены в табл.2.2.

источник

Определения и формулы для расчета

Гранулометрический состав материала характеризуется количественным распределением зерен по крупности. За крупность зерна (его диаметр) условно принимается максимальный размер квадратного отверстия сетки, через которое зерно проваливается. Масса зерен характеризуется содержанием зерен крупнее или меньше размера отверстий сетки. Те зерна, которые проваливаются через сетку с размером отверстий d в миллиметрах, составляют нижний класс и обозначаются –d, а зерна, которые остаются на сетке, составляют верхний класс и обозначаются +d.

Если рассев производится одновременно на нескольких сетках с различными размерами отверстий и материал последовательно проходит через сетки с уменьшающимися размерами отверстий, то на каждой сетке получаются узкие классы крупности, характеризующиеся размером верхней сетки, через которую зерно прошло d1, и размером данной сетки, на которой оно осталось d2. Крупность такого класса обозначается — d1+ d2.

Для определения гранулометрического состава проводится ситовой анализ (рассев пробы на узкие классы на стандартном наборе сит).

Пример 1. Приведем пример обработки результатов ситового анализа. Ситовой анализ выполнялся на наборе сит с размерами отверстия от 0,3 до 0,074 мм. Результаты взвешивания узких классов представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Результаты взвешивания узких классов

Крупность класса, мм Масса класса, г
+0,3
-0,3+0,15
-0,15+0,104
-0,104+0,074
-0,074+0,0

По данным взвешивания составим таблицу 2.

Таблица 2 – Результаты ситового анализа

Крупность класса, мм Масса класса, г Содержание класса b * , % Суммарное содержание класса, Sb, %
-dmax+0,3 7,2 7,2 100,0
-0,3+0,15 17,8 25,0 92,8
-0,15+0,104 28,6 53,6 75,0
-0,104+0,074 25,0 78,8 48,4
-0,074+0,0 21,4 100,0 21,4
Всего 100,0

Примечание: * — содержание класса совпадает с выходом класса. Так как масса класса и масса расчетного компонента (классы определенной крупности) – здесь одна и та же величина.

Содержание класса определяется как отношение массы данного класса к сумме масс всех классов:

b-0,3+0,15 = 25 : 140 · 100 = 17,85% и т.д.

Суммарными называются классы крупности, полученные при рассеве материала только на одном сите. Верхний класс называется суммарным по плюсу, а нижний — суммарным по минусу.

Для одного и того же сита сумма суммарных содержаний по плюсу и минусу равна 100%. В графе 4 и 5 таблицы 2.2 записывают суммарные содержания классов для каждого из сит. В каждой строчке суммарное содержание по плюсу записывают для размера сита, стоящего в этой строчке в графе 1 и имеющего знак плюс, а суммарное содержание по минусу – для размера сита, стоящего в графе 1 на строчку ниже и имеющего знак минус. Суммарные содержания по плюсу подсчитываются последовательным суммированием содержаний узких классов сверху вниз, а по минусу – суммированием снизу вверх. Например:

По данным ситового анализа строятся суммарные характеристики крупности по плюсу или по минусу.

Суммарные характеристики представляют собой графическую зависимость между размером отверстий сит в миллиметрах и суммарным содержанием класса на этом сите по плюсу или по минусу в процентах. Суммарная характеристика по минусу является зеркальным отображением суммарной характеристики по плюсу (рисунок 1).

Пользуясь суммарной характеристикой крупности, можно определять содержания любых классов крупности – как суммарных, так и узких. Суммарное содержание класса для какого-либо размера сита определяется как ордината, проведенная из точки на оси абсцисс, соответствующей размеру сита, до графика характеристики крупности, для определения содержании узкого класса необходимо определить суммарные содержания для крайних размеров класса и произвести их вычитание.

Рисунок 1 – Суммарная характеристика крупности

Пример 2. По рис.1 необходимо определить содержание класса -0,2+0,1 мм.

Решение. Определяем по плюсу содержание класса крупнее 0,1 и 0,2 мм. Получаем соответственно: b+0,1=54% и b+0,2=15%.

Пользуясь характеристикой по минусу, получим:

Крупность массы зерен характеризуют максимальным или средним диаметром dср. За dmax принимается максимальный размер сита, через которое все зерна проходят. Его находят по характеристике крупности как размер отверстий сита, при котором суммарные содержания по плюсу и по минусу соответственно равны нулю и 100%. Для нашего примера dmax=0,36 мм.

Средний диаметр рассчитывается по таблице результатов ситового анализа по различным формулам, выражение которых зависит от параметра усреднения. В нашем примере:

dср= ,

где bi содержание узкого класса крупности, %; n – число классов; di среднеарифметический диаметр узкого класса крупности, мм, di=(d1+d2)/2; d1 и d2– крайние размеры узкого класса крупности.

dср = (0,330 · 7,2 + 0,225 · 17,8 + 0,127 · 28,6 + 0,089 · 25 + 0,37 · 21,4) : (7,15 + 17,85 + 28,6 + 25 21,4) = 0,2 мм.

Задачи на построение суммарных характеристик крупности и определение по ним содержания класса и средневзвешенного диаметра Задача 1. По результатам ситового анализа построить суммарную характеристику крупности по плюсу или по минусу. Определить по ней содержание указанных классов и средневзвешенный диаметр (см. таблицу 2). Таблица 2 – Условия задачи 1
Номер варианта Исходные данные Построение суммарной характеристики крупности Требуемая крупность класса, мм Ответы
Крупность класса, мм / Содержание класса, % Содержание класса, % Средневзвешенный диаметр, мм
-50+30 / 10 -30+15 / 12 -15+8 / 8 -8+4 / 18 -4+0 / 52 По плюсу -12+1
-10+5 /39 -5+2 / 32 -2+1 / 13 -1+0,5 / 7 -0.5+0 / 9 По минусу -6+3
-20+10 / 7 -10+5 / 8 -5+3 / 9 -3+1 / 16 -1+0 / 60 По плюсу -8
-1+0,5 / 31 -0,5+0,25 /24 -0,25+0,15/15 -0,15+0 / 30 По плюсу -0,3
-25+12 /27 -12+6 / 17 -6+3 / 13 -3+1,5 / 13 1,5 / 30 По плюсу -10+1

Задача 2. По результатам ситового анализа построить суммарную характеристику крупности по плюсу или по минусу. Определить по ней содержание указанных классов (см. таблицу 3).

Таблица 3 – Условия задачи 2
Номер варианта Исходные данные Построение суммарной характеристики крупности Требуемая крупность класса, мм Ответы
Крупность класса, мм / Cодержание класса, % Содержание класса, %
-2+1 / 13 -1+0,5 / 22 -0,5+0,25 / 25 -0,25+0,5 /12 -0,15+0 / 28 По минусу -0,6+0,3
-10+5 / 20 -5+3 / 10 -3+1 / 22 -1+0,5 / 15 -0,5+0 / 33 По плюсу -4+2
-300+200 / 20 -200+100 / 27 -100+50 / 23 -50+25 / 14 -25+0 / 16 По минусу -125+75
-50+25 / 40 -25+12,5 / 23 -12,5+5 / 18 -5+2,5 / 8 -2,5+0 / 11 По минусу -5+1
-50+25 / 25 -25+12,5 / 27 -12,5+5 / 28 -5+2,5 / 15 -2,5+0 / 25 По плюсу -10

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: При сдаче лабораторной работы, студент делает вид, что все знает; преподаватель делает вид, что верит ему. 9454 — | 7325 — или читать все.

193.124.117.139 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

источник