矿石粒径检测方法

　　矿石粒径检测是矿物加工、选矿、冶金、建材及地质工程中的基础环节，直接影响破碎、磨矿、筛分、浮选等工艺效率。准确测定矿石粒度分布(Particle Size Distribution, PSD)对优化生产流程、控制产品质量和节能降耗至关重要。

　　检测方法

　　1. 筛分法(Sieve Analysis)

　　原理：利用标准筛(如 ASTM E11 或 ISO 3310 标准)按孔径大小逐级筛分。

　　操作步骤：

　　称取代表性样品(如 500 g–2 kg，视z大粒径而定);

　　按筛孔从大到小叠放(如 50 mm → 25 mm → 10 mm → 5 mm → 2 mm → 0.45 mm);

　　机械振筛机振动 10–20 分钟;

　　称量各筛上残留物质量;

　　计算各粒级产率及累计分布。

　　优点：

　　成本低、操作简单、结果直观;

　　适用于粗粒矿石(>45 μm);

　　是选厂日常控制的标准方法。

　　缺点：

　　耗时长、劳动强度大;

　　不适用于粘性、含水或易碎物料(需湿筛);

　　无法检测 <45 μm 颗粒。

　　湿筛法：对含泥多或易团聚矿石，先用水冲洗过筛，再烘干称重。

　　2. 激光粒度分析法(Laser Diffraction)

　　原理：基于夫琅禾费衍射或米氏散射理论，颗粒越小，散射角越大。

　　设备：马尔文(Malvern)、丹东百特、欧美克等激光粒度仪。

　　样品制备：

　　干法：用压缩空气分散(适合 >1 μm、不粘结颗粒);

　　湿法：加入分散剂(如六偏磷酸钠)超声分散(适合细粒、易团聚矿石)。

　　优点：

　　测量范围宽(0.01–3500 μm);

　　快速(1–3 分钟/样)、重复性好;

　　输出 D10、D50、D90、比表面积等参数。

　　缺点：

　　对片状、针状颗粒误差较大;

　　需良好分散，否则结果偏粗;

　　设备昂贵(10–50 万元)。

　　注意：矿石通常需粉碎至适合进样(如 <2 mm)，且折射率需正确设置(如石英 n=1.544)。

　　3. 图像分析法(Digital Image Analysis)

　　原理：通过高分辨率相机或显微镜拍摄颗粒图像，软件识别轮廓并计算等效粒径(如 Feret 直径、面积等效直径)。

　　设备：

　　宏观：传送带在线粒度监测系统(如 CIDR、Thermo Scientific™ CB Omni);

　　微观：光学显微镜 + 图像软件(如 ImageJ);

　　高端：SEM + 自动颗粒分析。

　　优点：

　　可同时获得形状参数(圆度、长宽比、球形度);

　　适用于大块矿石(>5 mm)在线检测;

　　无接触、可远程。

　　缺点：

　　二维投影可能低估真实尺寸;

　　对重叠颗粒识别困难;

　　需良好照明和对比度。

　　应用：露天矿卡车卸料粒度监控、破碎机排料口粒度实时反馈。

　　4. 沉降法(Sedimentation)

　　原理：依据斯托克斯定律，颗粒在液体中沉降速度与其粒径相关。

　　类型：

　　重力沉降(适用于 2–50 μm);

　　离心沉降(扩展至 0.1 μm)。

　　设备：沉降天平、X 射线沉降粒度仪。

　　优点：理论基础扎实，适合细粒分级研究。

　　缺点：测试时间长(数小时)，操作复杂，已逐渐被激光法取代。

来源：网络