Определение гранулометрического состава мелкодисперсных

минеральных отложений

1.Теория.

Многие минеральные отходы горной промышленности представляют собой мелкодисперсный материал (хвосты обогатительных фабрик, минеральная пыль и т.д.). Для решения вопросов о возможности их утилизации необходимы сведения, в том числе и об их гранулометрическом составе.

Определение гранулометрического состава мелкодисперсных минеральных масс с выделением в них мелких фракций производится ареометрическим методом, т.е. с помощью ареометра.

Ареометр - стеклянный поплавок со шкалой.

Ареометрический метод основан на измерении концентрации суспензии, изменяющейся во времени по мере выпадения из нее более крупных минеральных частиц (суспензия - смесь взвешенных твердых частиц в жидкости). Этим методом определяют содержание в грунте частиц мельче 0,5 мм. Фракции крупнее 0,5мм определяют ситовым методом.

Действие ареометра основано на законе Архимеда. При постоянном объеме тела (ареометра), погруженного в жидкость, более тяжелой жидкости будет вытеснено меньше, а более легкой больше. Значит, в легкую жидкость ареометр будет погружаться на большую глубину, в тяжелую на меньшую.

Следовательно, чем больше концентрация суспензии, тем меньше глубина погружения ареометра. При отстаивании суспензии частицы грунта осаждаются на дно цилиндра, и концентрация суспензии уменьшается, а ареометр постепенно погружается глубже.

Для определения гранулометрического состава ареометрическим методом используются ареометры со шкалой 0,995-1,030 и ценой деления 0,001. Ввиду трудоемкости работ и малого количества времени ареометрический метод проводится с сокращением - до определения частиц мельче 0,05 мм. Подробное описание ареометрического метода дано в ГОСТ 12536-79.

По закону Стокса скорость осаждения частиц в жидкости V может быть определена по формуле:

V = 2/9 gr. ^2. (γ- γ_ж)/ η, см/сек

Где g - ускорение силы тяжести;

r - радиус части пород в суспензии;

γ - удельный вес породы, частицы которой находятся в суспензии;

γ_ж -удельный вес жидкости (воды);

η -вязкость жидкости (воды)=1,8 мНс/ м2;

Путем ее преобразования можно получить следующую формулу для определения диаметра частиц пород ы d:

d=√АV, мм,

Где А=1800η/[(γ- γ _ж).981];

V = Н/Т;

где Н - путь частиц при оседании в суспензии в см;

T - время падения частиц в сек;

η -вязкость жидкости

γ -удельный вес породы, частицы которой находятся в суспензии;

γ _ж - удельный вес жидкости (воды).

Формула эта легла в основу построения номограммы для расчета диаметра частиц при ареометрическом анализе.

Ареометрический метод принят совещаниями по исследованиям грунтов в 1940 и 1957 гг. в качестве основного метода гранулометрического анализа грунтов в строительных целях.

Описание ареометра. Ареометр представляет собой запаянную стеклянную трубку (стержень) с расширенным нижним концом (луковицей). В луковице помещается груз (дробь), залитый сургучом или мастикой для того, чтобы опущенный в воду ареометр сохранял вертикальное положение. В стержень ареометра вставлена шкала с нанесенными делениями (в нашем случае - от 0,995 до 1,030). Размеры ареометра чаще всего следующие: длина стержня 180-190 мм, диаметр стержня 5 мм, длина луковицы 160 мм, наибольший диаметр луковицы 30 мм. Все ареометры одинаковыми сделать практически невозможно, поэтому для расчета диаметра выделяемых частиц ареометры тарируют (ГОСТ 12536-79).

Отсчеты по ареометру. Для удобства работы с ареометром сначала по его шкале <5ерут упрощенный отсчет Rо, отбрасывая единицу, и переносят запятую на три знака, записывая показания следующим образом:

ареометр по гружен до деления 1,000; Rо = 0

ареометр погружен до деления 1,001.; Rо = 1

ареометр погружен до деления 1,002; Rо = 2

ареометр погружен до деления 1,015; Rо = 15

ареометр погружен до деления 1,020; Rо = 20

Для расчета гранулометрического состава минеральной массы в упрощенный отсчет Rо вводят поправку на температуру суспензии при испытании.

Для ареометров заводского изготовления, тарированных по верхнему краю мениска, поправку на высоту мениска не вводят.

Поправка на температуру. Если температура суспензии, при которой производится измерение, отличается от 20°С, то поправку на температуру вводят с соответствующим знаком (±).

Дата добавления: 2015-07-20