土壤篩分粒度的分析報告

　　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粉體中占多大的比例。它可用簡單的表格、繪圖和函數形式表示顆粒群粒徑的分布狀態。顆粒的粒度、粒度分布及形狀能顯著影響粉末及其產品的性質和用途。例如，水泥的凝結時間、強度與其細度有關，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量等級等。為了掌握生產線的工作情況和產品是否合格，在生產過程中必須按時取樣并對產品進行粒度分布的檢驗，粉碎和分級也需要測量粒度。

　　粒度測定方法有多種，常用的有篩析法、沉降法、激光法、小孔通過法、吸附法等。本實驗用篩析法和沉降法，以及激光法測粉體粒度分布。

　　一、 實驗目的

　　篩析法是最簡單的也是用得最早和應用最廣泛的粒度測定方法，利用篩分方法不僅可以測定粒度分布，而且通過繪制累積粒度特性曲線，還可得到累積產率50％時的平均粒度。本實驗用篩析法測粉體粒度，其實驗的目的是：

　　1、了解篩析法測粉體粒度分布的原理和方法。

　　2、根據篩分析數據繪制粒度累積分布曲線和頻率分布曲線。

　　二、 基本原理

　　1、測試方法概述

　　篩析法是讓粉體試樣通過一系列不同篩孔的標準篩，將其分離成若干個粒級，分別稱重，求得以質量分數表示的粒度分布。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。

　　過去，篩孔的大小用“目”表示，其含義是每英寸（25.4mm）長度上篩孔的數目，也有用1cm長度上的孔數或1cm2篩面上的孔數表示的，還有的直接用篩孔的尺寸來表示。篩析法常使用標準套篩，標準篩的篩制按國際標準化組織（ISO）推薦的篩孔為1mm的篩子作為基篩，以優先系數及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，測定粒度分布時，一般用干法篩分，若試樣含水較多，顆粒凝聚性較強時，則應當用濕法篩分（精度比干法篩分高），特別是顆粒較細的物料，若允許與水混合時，最好使用濕法。因為濕法可避免很細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家標準方法并列使用，作為測定水泥及生料的細度。

　　篩析法除了常用的手篩、機械篩分、濕法篩分外，還用空氣噴射篩分、省篩法、淘篩法和自組篩等，其篩析結果往往采用頻率分布和累積分布來表示顆粒的粒度分布。頻率分布表示各個粒徑相對應的顆粒質量分數（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量分數與該粒徑的關系（積分型）。用表格或圖形來直觀表示顆粒粒徑的頻率分布和累積分布。

　　篩析法使用的設備簡單，操作方便，但篩分結果受顆粒形狀的影響較大，粒度分布的粒級較粗，測試下限超過38μm時，篩分時間長，也容易堵塞。

　　2．設備儀器工作原理

　　干篩法：置于篩中一定質量的粉料試樣，借助于機械振動或手工拍打使細粉通過篩網，直至篩分完全。根據篩余物質量和試樣質量求出粉料試樣的篩余量。 濕篩法：置于篩中一定質量的粉料試樣，經適宜的分散水流（可帶有一定的水壓）沖洗一定時間后，篩分完全。根據篩余物質量和試樣質量求出粉料試樣的篩余量。

　　三、 測試操作程序

　　1. 干篩法

　　（1） 設備儀器準備

　　標準篩一套，振篩機1臺，托盤天平1架，陶瓷盤2個，烘箱1臺。

　　（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，準確稱取100g(松裝密度大于1.5g/cm3的取50g)。

　　② 套篩按孔徑由大到小順序疊好，并裝上篩底，安裝在振篩機上，將稱好的試樣倒入最上層篩子，加上篩蓋。

　　③ 開動振篩機，震動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％，則認為已達篩分終點，否則要繼續手篩至終點。

　　注：如沒有振篩機，可用手均勻搖振篩子，每分鐘拍打150次，每打25次將篩子轉1/8圈，使試樣分散在篩布口，拍打約10min，直至篩分終點（終點是拍打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中的試樣質量，并記錄于表中。 ⑤ 檢查各層篩面質量總和與原試樣質量之誤差，誤差不應超過2％，此時可把所損失的質量加在最細粒級中，如誤差超過2％，實驗重新進行。

　　2. 濕篩法

　　（1）設備儀器準備

　　套篩一套（或選定目數 篩子），臉盆1只，烘箱1臺。

　　（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，準確稱取5g.

　　② 將試樣放入燒杯中，加水攪拌成泥漿（如果難分散粉料，還需加入適量的分散劑）。

　　③ 將上述泥漿倒入所選號數的篩上或套篩上，然后逐只在盛有清水的臉盤中淘洗，如此逐只進行，最好將各層篩上的殘留物用洗瓶分別洗到玻璃皿中，放在烘箱內烘干至恒重，稱量（準確至0.1g）.

　　④ 若直接用泥漿進行測定，則先稱50g或100g泥漿放在烘箱內烘干稱重，測定此泥漿含水量后，計算稱取相當于100g干粉重的泥漿，按上述步驟測定篩余率或各號篩上的篩余量。

　　（3） 數據記錄

　　試樣名稱___________________________試樣質量_________________ 篩分時間___________________________

　　四、 測試結果處理

　　1、數據處理

　　（1） 試樣質量－篩析總質量100％ 試樣質量

　　（2） 根據實驗結果記錄，在坐標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，通常可取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稱負累積曲線從小于某粒級的含量累加到最大粒級的含量達到100%而曲線②稱為正累積曲線從大于某一粒級含量累加粒級最小的百分含量總累積量也為100%。

　　在圖3中峰值對應的直徑A稱為最多經，在圖4的累積曲線上含量50%所對應的直徑稱作中位徑。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

　　根據計算與作圖可了解粉末的粒度范圍，組成情況及平均粒度級，進而可以決定粉末的制取工藝是否合理。作為粉末冶金產品的原料是否符合要求。

　　2、結果分析

　　一個篩子的各個篩孔可以看作是一系列的量規，當顆粒處于篩孔上，有的顆粒可以通過而有的通不過。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；篩面上顆粒的數量；顆粒的物理性質（如表面積）；搖動篩子的方法；

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

　　篩分所測得的顆粒大小分布還決定于下列因素：篩分的持續時間；篩孔的偏差；篩子的磨損；觀察和實驗誤差；取樣誤差；不同篩子和不同操作的影響。

　　思 考 題

　　１.影響篩分析法的因素有哪些？

　　２.由粒度分布曲線如何判斷試樣的分布情況？

　　３.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？

　　４.粉體的均勻度是表示粒度分布的參數，可由篩分結果按下式計算：

　　60%粉體通過的粒徑 均勻度10%粉體通過的粒徑

　　試求所測粉體的均勻度為多少？

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