28陶瓷2006.No,3水煤漿顆粒的測(cè)定方法賈玉寶(廣東博德精工建材有限公司三水528139)摘要介紹了粉體的基本物理性能和幾種描述粉體的方式,利用等沉降速度相當(dāng)徑推導(dǎo)出了水煤漿粉體顆粒的計(jì)算公式,并設(shè)計(jì)了一種用比重計(jì)測(cè)定水煤漿顆粒直徑的方法,便于指導(dǎo)我們對(duì)水煤漿顆粒的性能有更深入的了解,幫助我們解決水煤漿方面的實(shí)際問(wèn)題。關(guān)鍵詞粉體等沉降速度相當(dāng)徑粒度分布比重計(jì)測(cè)定方法The Determination of the Particle Size about the Particulate in the Coal Water SlurryJia Yubao( Guangdong BODE Fine Building Material CO, LTD, Sanshui, 528139)Abstract: This paper discussed the foundational physical properties of the powder, and some presenting modes. Making use of equivalentfauing-speed diameter derived the computing formulae, and designed a kind of the diametral measurement method with the gravimeter. Itin-depth understanding to us, and helped us to solve the practical problem in the coal water mixturewords: Powder; Equivalent fauing- speed diameter; Partical size distribution; Gravimeter; Measurement method所謂粉體,是表示物質(zhì)的一種狀態(tài),既不同于氣晶鑲嵌結(jié)構(gòu)出現(xiàn),即使以一顆單晶構(gòu)成,在不同程度上體、液體,也不完全同于固體,粉體是氣、液、固三相之也存在一些諸如表面層錯(cuò)等缺陷。在實(shí)際應(yīng)用的粉體外的第四相。粉體是由多個(gè)固體顆粒組成,所以它仍原料中,往往都是在一定程度上團(tuán)聚了的顆粒,即二次然具有固體的很多屬性,如物質(zhì)結(jié)構(gòu)、密度等。但它與顆粒,尤其是制作水煤漿的煤粉,由于一般比較微細(xì),固體最直接、最簡(jiǎn)單的區(qū)別在于:當(dāng)我們用手輕輕地觸表面活性比較大,更易發(fā)生團(tuán)聚。團(tuán)聚的原因:①分子及它時(shí),會(huì)表現(xiàn)出固體所不具備的流動(dòng)性和變形。粉間的范德華引力;②顆粒間的靜電引力;③吸附水分的體的粒徑大小影響著粉體的性質(zhì),如粉體的比表面積、毛細(xì)管力;④顆粒間的磁引力;⑤顆粒表面不平滑引起可壓縮性、流動(dòng)性,也影響著粉體的應(yīng)用范疇。土木、的機(jī)械糾纏力。我們認(rèn)為一次顆粒直接與物質(zhì)的本質(zhì)水利行業(yè)的粉體的粒徑一般在1cm以上,冶金、火藥、結(jié)構(gòu)相關(guān)聯(lián),二次顆粒是作為研究和應(yīng)用工作中的食品等行業(yè)的粉體粒徑為40m~1cm,納米材料的粒種對(duì)顆粒的物態(tài)描述指標(biāo)。徑則為幾納米到十幾納米,特種陶瓷的粉體粒徑為0.1.2粉體顆粒的粒度05~40gm,這里我們探討的粉體是建筑陶瓷工業(yè)中使由于粉體是具有粒度分布的大量固體顆粒的分散用的水煤漿,其粒徑為10~100gm的物系。相,因此不能用單一的顆粒大小來(lái)描述。構(gòu)成某種粉體的顆粒群,其粒徑的平均大小被定義為粉體的粒度。1水煤漿粉體的基本物理性能實(shí)際粉體的顆粒形狀有球狀、條狀、多邊形狀、片狀或各種形狀兼而有之的不規(guī)則體。表示顆粒群粒度的方1粉體的粒度及粒度分布法較多,有等體積球相當(dāng)徑、等面積球相當(dāng)徑、等沉降粉體顆粒是指在物質(zhì)的本質(zhì)結(jié)構(gòu)不發(fā)生改變的情速微下測(cè)徂的粒徑,這里主要介紹等況下,分散或細(xì)化而得到的固態(tài)基本顆粒?；绢w粒沉陣中國(guó)煤化工是指沒(méi)有堆積、絮聯(lián)等結(jié)構(gòu)的最小單元,即一次顆粒。NMH托克斯徑,斯托克斯假但一次顆粒由完整的單晶物質(zhì)構(gòu)成的情況還是比較少設(shè):當(dāng)速度達(dá)到極限時(shí),在無(wú)限大范圍的粘性流體中沉見(jiàn)的,很多外形規(guī)則的顆粒,常常以完整的單晶體的微降的球體顆粒的阻力,完全由流體的粘滯力所致。用2006.No.3陶瓷29下式表示沉降速度與球徑的關(guān)系:D—每一間隔內(nèi)的平均徑;o(P, -Pf)6x D2f—顆粒在該粒度間隔的個(gè)數(shù)或質(zhì)量分?jǐn)?shù)。式中:a斯托克斯沉降速度D—斯托克斯徑;n流體介質(zhì)的粘度;顆粒與流體的密度。最多數(shù)徑D。2-中位徑D1n3-平均徑D013粉體顆粒的粒度分布圖3頻度分布曲線(xiàn)對(duì)于某一粉體系統(tǒng)來(lái)說(shuō),如果組成顆粒的粒度這里引入標(biāo)準(zhǔn)偏差a的概念。它被定義為粒徑D致或近似就稱(chēng)為單分散體系;其實(shí)粉體所含顆粒的粒對(duì)于平均徑D1的二次矩的平方根:度都有一定的分布范圍,常稱(chēng)為多分散體系。粒度分布是表征多分散體系中顆粒大小不均一程y∑(D-D)(3)度的。粒度分布范圍越窄,表明分散的程度越小,其集σ反映了分布對(duì)于平均徑D的分散程度。a越中度越高。嚴(yán)格地講粉體的粒度分布都不是連續(xù)的。大表明分散性越大,反之粒度分布越集中。如果圖在實(shí)際測(cè)量中,可以將連續(xù)的粒度范圍視為多個(gè)離散3所示的曲線(xiàn)關(guān)于Dn對(duì)稱(chēng),那么,它就符合正態(tài)分布,的粒級(jí)得出各粒級(jí)的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)或個(gè)數(shù)百分?jǐn)?shù)之后,這時(shí),恒有D=Dn=D;若不對(duì)稱(chēng)即表明該分布有可以繪制出粒度的各種分布曲線(xiàn)。定的偏度,這時(shí)Dn、Da、D就不相等。用g表示這種1.3.1頻度分布在實(shí)際測(cè)量中我們經(jīng)常遇到的有2種頻度分布偏度:直方圖(見(jiàn)圖1、圖2)。橫坐標(biāo)表示各粒級(jí)的起訖粒∑/A(D.-D.)3(4)度縱坐標(biāo)表示該粒級(jí)的顆粒所占百分?jǐn)?shù)厶q/∠D。圖它實(shí)際上是粒徑D關(guān)于D的三次矩。若g>0,1表示所取粒級(jí)的粒度間隔D相等的情況,圖2表示所取粒級(jí)的粒度間隔∠D不相等的情況。很明顯,DnDa>各△∠D等于直方圖中所對(duì)應(yīng)矩形面積占所有矩形b,則說(shuō)明分布負(fù)偏。陶瓷行業(yè)絕大多數(shù)粉體的粒度總面積的百分?jǐn)?shù)。圖3是典型的頻度分布曲線(xiàn)在該分布都偏離正態(tài)分布因此用中位徑來(lái)表示分布的中曲線(xiàn)上表示有3個(gè)特征粒度,它們分別對(duì)應(yīng)于最高點(diǎn)心點(diǎn)比較合適。的最多數(shù)徑Dn,對(duì)應(yīng)于累積百分?jǐn)?shù)為50%的中位徑對(duì)于任意粉體系統(tǒng),如果知道了5個(gè)參數(shù)Dn、Da2以及平均徑DDa2、D0、0、g,就完全掌握和了解該分散系的粒度特性。13.2累積分布lAn=th質(zhì)量124圖1粒度間隔相等的矩形圖2粒度間隔不相等的矩形圖圖和頻度分布曲線(xiàn)圖4累積分布曲線(xiàn)如果已知頻度分布曲線(xiàn),那么就可以計(jì)算D:H中國(guó)煤化工種表現(xiàn)形式,即累積分布CNMH(坐標(biāo)表示在某D以f,D(2)下的顆粒占總顆粒的個(gè)數(shù)或質(zhì)量百分比。圖中F(%)式中:n—顆粒間隔的數(shù)目;50%時(shí)所對(duì)應(yīng)的Dn值,使Dn的物理意義更加明30陶瓷006.No.3確。實(shí)際上,累積分布曲線(xiàn)和頻度分布曲線(xiàn)互為積分比重計(jì)讀數(shù)和有效深度之間的關(guān)系由圖5可知與微商的關(guān)系。就各微小的等粒度間隔而言,對(duì)應(yīng)于L=L1+0.5(h-VA)累積分布曲線(xiàn)越陡處即dF/dD值越大處,間隔內(nèi)的百式中:L1球體的頂?shù)奖戎赜?jì)桿上R讀數(shù),cm;分?jǐn)?shù)越大。h——比重計(jì)球體長(zhǎng)度,cm;V—一比重計(jì)球體的體積,ml;利用比重計(jì)測(cè)定水煤漿的粒度分布A—沉降筒的截面積,c。24小于D粒徑的顆粒的百分含量的測(cè)定2.1原理沉淀T分鐘后余留在有效深度L處原試樣的固體利用煤粉顆粒在水中的沉降速度和顆粒的大小成濃度即為小于被沉淀顆粒固體的濃度,可用下式表示:函數(shù)關(guān)系,水煤漿的容重又和水煤漿中的顆粒含量直x(R-P0)×100(8)接相關(guān)的原理,用比重計(jì)測(cè)出充分混勻的水煤漿在某一時(shí)間間隔中容重的變化,則可求得水煤漿中小于某式中:V.—懸浮液的體積;顆粒直徑的煤粉顆粒的百分含量。W——原試樣的重量;22顆粒直徑的計(jì)算P—顆粒的密度;由斯托克斯公式推理可知,水煤漿中顆粒的沉降—水的密度;速度與顆粒直徑成函數(shù)關(guān)系,我們只要測(cè)出沉降速度R—T時(shí)間后比重計(jì)的讀數(shù)。就可以計(jì)算出水煤漿的顆粒直徑。我們用比重計(jì)的沉降高度與沉降時(shí)間之比來(lái)表示沉降速度un。則公式3結(jié)語(yǔ)(1)可以表示為:x g作為水煤漿,具有粉體的基本物理性能,我們研究水煤漿的性能就要從物質(zhì)的本質(zhì)屬性上去考慮問(wèn)題,式中:D——顆粒直徑,cm;如粉體顆粒的表面能、粉體顆粒的吸附與凝聚、粉體顆7—粘度,Pas;粒的填充性質(zhì)等。水煤漿的顆粒級(jí)配是制備高濃度水P,—顆粒的密度,gd;煤漿的關(guān)鍵技術(shù)之一,對(duì)難制漿煤種尤為重要。據(jù)研P流體的密度,gcd;究級(jí)配越好,堆積率越高,水煤漿濃度越高。所以測(cè)定L—從懸浮液表面到所測(cè)深度的距離,c水煤漿的顆粒直徑、粒度分布,對(duì)于指導(dǎo)我們優(yōu)化磨礦T——時(shí)間工藝參數(shù),獲得良好的級(jí)配,解決水煤漿的高濃度、難從懸浮液密度開(kāi)始,變化到讀數(shù)時(shí)的時(shí)間制漿煤種的成漿性等實(shí)際問(wèn)題具有積極意義。所以D18n√(p,-)g(6)參考文獻(xiàn)23比重計(jì)讀數(shù)R和有效深度L之間的關(guān)系1w·D金格瑞,等陶瓷導(dǎo)論.清華大學(xué)無(wú)機(jī)非金屬材料教研組譯北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,1987V/A2李世普特種陶瓷工藝學(xué)武漢:武漢工業(yè)大學(xué)出版社,B/2到3童枯嵩顆粒粒度與表面測(cè)量原理.上海:上海科學(xué)技中國(guó)煤化工a-沉降筒的幾何形狀b-比重計(jì)插入后的形狀材科技令NMHG徽細(xì)額粒測(cè)定全國(guó)性建圖5比量計(jì)讀數(shù)與有效深度之間的關(guān)系