粒度分布是指用儀器和方法來檢測(cè)反映出樣品中不同粒徑顆粒占顆??偭康陌俜?jǐn)?shù)。有區(qū)間分布和累積分布兩種形式。區(qū)間分布表示粒徑區(qū)間中顆粒的百分含量。累積粒度分布指單位體積空氣中大于或小于某規(guī)定粒徑的顆粒粒子數(shù)目或體積、質(zhì)量等于顆粒的總粒子數(shù)或總體積、總質(zhì)量的百分比對(duì)其不同粒徑的關(guān)系,可用此作出其粒度分布曲線圖。由于顆粒物中粒徑小的粒子數(shù)目多于粒徑大的粒子數(shù)目,所以多用小于規(guī)定粒徑的表示法。
通常多用體積(或質(zhì)量)累積分布。體積(或質(zhì)量)的累積分布可用正態(tài)概率紙作圖。另外還有窄粒度分布的說法,窄粒度分布通俗的講就是單一粒徑的顆粒分布比較集中,在粒度分析報(bào)告單上看就是區(qū)間頻率分布曲線為很窄的單峰,就是說顆粒大小均勻,沒有太大或太小的。
在選礦中,由于單個(gè)礦粒是不規(guī)則的,而一群礦粒中的各個(gè)粒子大小也不同,習(xí)慣上用平均直徑表示它的粒度大小。由于實(shí)際顆粒形狀復(fù)雜,用來表示粒度的方法很多,最常見的為各種當(dāng)量直徑φ,如和顆粒體積相同的球的直徑稱為等體積球當(dāng)量徑,和顆粒投影面積或周長相等的圓的直徑分別稱為投影圓當(dāng)量徑或等周長圓當(dāng)量徑,平行于一定方向測(cè)得的一維尺寸稱為定向徑,包括費(fèi)雷特(Feret)徑、馬丁(Martin)徑和定向最大徑等。
粒級(jí)是物料顆粒的粒度范圍,以粒度范圍的上下限表示,粒級(jí)劃分是表示粒度分布的前提。例如,50~25mm粒級(jí),表示其粒級(jí)上限為50mm,下限為25mm。粒級(jí)上限為給定粒級(jí)中最大的粒度。粒級(jí)下限為給定粒級(jí)中最小粒度。中國煤炭篩分試驗(yàn)和商品煤的粒級(jí)劃分見 《煤炭篩分試驗(yàn)方法》GB477和 《煤炭粒度分級(jí)》GB189等。
分布中的較高的那個(gè)分布1%,因?yàn)檫@是把分布精確地分成二等份的點(diǎn)。最頻值將位于最高曲線頂部對(duì)應(yīng)的粒徑。由此可見,平均值、中值和最頻值有時(shí)是相同的,有時(shí)是不同的,這取決于樣品的粒度分布的形態(tài)。
D[4,3]是體積或質(zhì)量動(dòng)量平均值。
D[V,0.5]是體積(v)中值直徑,有時(shí)表示為D50或D0.5 · D[3,2]是表面積動(dòng)量平均值。
分別地測(cè)量每一個(gè)顆粒通常是辦不到的,因此進(jìn)行粒度分析時(shí)將顆粒劃分成若干個(gè)適當(dāng)窄的粒度范圍。數(shù)據(jù)一般以表格形式列出,但圖形表示(如數(shù)量與粒度關(guān)系圖)更清楚。
1、數(shù)學(xué)方程式法
數(shù)學(xué)方程式亦可用來描述粒度分布。雖曾有人嘗試將這類數(shù)學(xué)式與實(shí)際斷裂力學(xué)相聯(lián)系,但多數(shù)還是一些僅便于表述數(shù)據(jù)的經(jīng)驗(yàn)關(guān)系式。當(dāng)數(shù)據(jù)必須處理時(shí),數(shù)學(xué)式可能有用;但這往往要求使用計(jì)算機(jī),而在這類條件下,實(shí)際數(shù)據(jù)的矩陣表示同樣方便,而且更可靠。
2、粒度分布曲線圖
粒度數(shù)據(jù)的圖示法通常是以橫坐標(biāo)(x軸)列出顆粒粒度,以縱坐標(biāo)(y軸)列出測(cè)得的基準(zhǔn)量。表示數(shù)量有兩種方法:一種是列出每一粒級(jí)中的量(絕對(duì)量,分?jǐn)?shù),或百分?jǐn)?shù)),另一種方法是列出高于或低于某一粒度的累計(jì)量(分?jǐn)?shù)或百分?jǐn)?shù))。各種顆粒的直徑d是把顆??醋髑蝮w時(shí)的等效直徑。分布曲線的縱坐標(biāo)顆粒直徑d有從小到大和從大到小兩種表示方法。
1.接通粒度分析儀(以下簡(jiǎn)稱儀器)電源,預(yù)熱15 min。
2.按照儀器使用程序,輸入粉塵真密度、液面高度、測(cè)定溫度下乙酸了酯的密度和粘度值。
3.儀器打印出輸入的數(shù)值后,將乙酸丁酯倒入干凈的儀器測(cè)量池中,倒入量約為液面高度的2/3。將裝有乙酸丁酯的測(cè)量池放人儀器測(cè)定位置,調(diào)節(jié)調(diào)零旋鈕,使儀器顯示光密度值為0.0。
4.將含塵濾膜放人干凈瓷坩堝或燒杯內(nèi),滴人5~10mL乙酸丁酯并用玻璃棒充分?jǐn)嚢琛嚢钑r(shí)用吸移管將含塵液體滴入裝有乙酸丁酯的測(cè)量池中,使液面高度達(dá)到輸入液面高度刻度線。
5.對(duì)一般非采取在濾膜上的煤礦粉塵,用無水乙醇代替乙酸丁酯。方法是取3~5g粉塵在白紙上充分混合均勻,用牛角匙取約10mg粉塵放人干凈坩堝或燒杯內(nèi),按照第4條所述方法進(jìn)行操作。
6.蓋上測(cè)量池蓋,手持測(cè)量池用拇指按緊蓋子充分搖晃,使測(cè)量池中粉塵均勻分散,同時(shí)用脫脂棉紗布擦干測(cè)量池表面液體。迅速將測(cè)量池放人儀器測(cè)定位置,使儀器顯示的光密度值在90~100范圍內(nèi),迅速按測(cè)量鍵開始測(cè)定粉塵粉度分布。若儀器最初顯示的光密度值不在90~100范圍之間,則表示懸浮液濃度太高或太低,需要重新調(diào)節(jié)液體中粉塵濃度。
7.按測(cè)量鍵后,儀器開始以0.5s時(shí)間間隔顯示測(cè)量時(shí)間及對(duì)應(yīng)時(shí)間的光密度值。按下式計(jì)算要測(cè)定的粉塵顆粒粒徑所需時(shí)間t。當(dāng)儀器顯示的時(shí)間大于t后,按中途停止鍵,儀器便自動(dòng)打印所需的粉塵顆粒粒徑不小于粉塵顆粒粒徑的各級(jí)粒徑的粉塵粒度分布。
粒度分布曲線能夠靈敏的反映水動(dòng)力條件,是識(shí)別沉積環(huán)境的重要圖解。對(duì)勝坨地區(qū)沙三段三角洲沉積微相研究發(fā)現(xiàn),粒度分布曲線組合樣式能夠準(zhǔn)確地識(shí)別沉積微相。
用粒度分布曲線圖解釋環(huán)境是最有效的一種圖解形式。綜合各種沉積環(huán)境的概率曲線可見,由于不同沉積環(huán)境水動(dòng)力條件的變化,沉積物的搬運(yùn)方式不同,導(dǎo)致各種沉積環(huán)境的粒度分布曲線也不同,但這些變化有一定規(guī)律。粒度分布曲線對(duì)水動(dòng)力條件的變化較靈敏,利用單條曲線判斷沉積相會(huì)存在多解性,但利用粒度分布曲線的組合樣式能很好的識(shí)別沉積微相。勝坨地區(qū)南部沙三段不同的沉積微相具有不同的粒度分布曲線組合樣式,正是利用這種差異性,可以很準(zhǔn)確地識(shí)別沉積微相類型。