矿石的粒度检测方法优缺点及步骤

　　矿石的粒度检测(即颗粒大小分析)是选矿、破碎、磨矿、分级及后续加工过程中非常关键的质量控制环节。准确的粒度信息有助于优化工艺流程、提高选矿效率和产品质量。

　　一、常用检测方法

　　1. 筛分法(Sieve Analysis)

　　适用范围：粒径 > 75 μm(约200目)的矿石颗粒。

　　原理：利用一系列标准筛网按孔径大小叠放，通过机械振动使样品分级，称量各级别质量，计算粒度分布。

　　步骤：

　　样品准备：取代表性样品(通常100g–1kg)，烘干至恒重。

　　选择筛组：根据矿石粒度范围选择标准筛(如ASTM或ISO标准)，常用筛孔包括：50mm、25mm、10mm、6mm、3mm、1mm、500μm、250μm、150μm、75μm等。

　　筛分操作：

　　将筛子从大孔到小孔叠放，样品置于z上层。

　　放入振筛机振动10–30分钟。

　　称重与计算：

　　称量各筛层及底盘中的残留物质量。

　　计算各粒级的百分含量，绘制粒度分布曲线。

　　优点：

　　设备简单、成本低、结果直观。

　　适合粗粒级矿石。

　　缺点：

　　对细粉(<75μm)效率低、易堵塞筛孔。

　　不适用于粘性或易团聚物料。

　　2. 激光粒度分析法(Laser Diffraction)

　　适用范围：0.1 μm – 3000 μm，覆盖从超细粉到粗砂。

　　原理：基于颗粒对激光的散射角度与粒径的关系(夫琅禾费衍射或米氏理论)，通过检测散射光能分布反演粒度分布。

　　步骤：

　　样品分散：

　　干法分散：适用于干燥、流动性好的粉末。

　　湿法分散：将样品悬浮于液体(如水或乙醇)中，加分散剂超声处理。

　　上机测试：注入激光粒度仪，自动采集数据。

　　输出结果：D10、D50(中位径)、D90、平均粒径、分布宽度等。

　　优点：

　　快速(1–3分钟/样)、重复性好。

　　动态范围宽，可测超细颗粒。

　　自动化程度高。

　　缺点：

　　仪器成本高。

　　需良好分散，否则结果偏大(团聚影响)。

　　3. 显微镜法(图像分析法)

　　原理：通过光学显微镜或电子显微镜观察颗粒，结合图像分析软件测量粒径和形貌。

　　类型：

　　静态图像法：拍摄静止图像，分析颗粒二维尺寸。

　　动态图像法：流动中拍摄，统计更多颗粒。

　　优点：

　　可同时获得粒度、形状(圆度、长宽比等)信息。

　　适用于不规则颗粒研究。

　　缺点：

　　取样代表性有限(颗粒数少)。

　　操作较复杂，不适合在线控制。

　　4. 沉降法(如重力沉降、离心沉降)

　　原理：根据斯托克斯定律，不同粒径颗粒在液体中的沉降速度不同，通过测量沉降过程确定粒度分布。

　　适用：1 μm – 100 μm 的细颗粒。

　　优点：对细粉敏感，适合水选厂细粒级分析。

　　缺点：耗时长，需控制温度、粘度等参数。

　　二、粒度表示方式

　　D50：中位粒径，50%颗粒小于该值。

　　D80：80%颗粒小于该值，常用于破碎粒度评价。

　　比表面积：单位质量颗粒的总表面积(m²/g)，与粒度成反比。

　　粒级分布曲线：直方图或累积曲线，直观展示分布情况。

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