颗粒粒度（精选三篇）
颗粒粒度 篇1
1 颗粒计数器概述
所谓颗粒计数器, 主要是指检测液体中各种微粒的尺寸与多少的一种设备。当今科学领域中, 颗粒已经成为一门重要的学科及理论, 在航空、航天等多个领域中得到了广泛应用。目前, 常见的颗粒计数器有自动、在线及便携式等多种类型。
该设备在具体应用时, 利用透镜将光线聚焦到测量腔内, 当空气中的粒子快速通过时, 会将入射光散射一次, 形成一个光脉冲信号, 然后透过透镜呈现在检测器上, 在经过放大、甄别等一系列处理后, 最后提取出有效信号, 呈现在计数系统上[1]。事实上, 每个粒子产生的散射光强度十分微弱, 是一个很小的光脉冲, 如果不借助转换器进行转换处理, 那么我们难以了解到粒度情况。因此颗粒计数器在检测中具有十分重要的作用。
2 Elzone5382颗粒计数器
从本质上来看, 测量氢氧化铝粒度的过程就是一个实验过程, 因此本文将采取实验的形式阐述颗粒计数法的具体使用方法:
2.1准备实验设备
设备是实验有序进行的基础, 针对该检测工作, 需要准备颗粒计数器;超声波发生器;48#孔管;300#孔管;电解液为2.5%氯化钠溶液等物品。
2.2实验原理
本文选择的颗粒计数器主要是建立在电敏感技术之上对样品进行分析和检验。实验中, 人员需要利用一根有孔的玻璃管, 置于玻璃杯当中, 孔管与玻璃杯同时充满电解液, 并在孔内外安装铂电极, 确保在此环境中有恒定电流通过, 满足检测条件。然后利用真空泵将带有检测对象的电解液送入到管中[2]。就化学原理来说, 如果在特定空间内存在粒子, 那么该空间内将存在一定的电流, 为此粒子促使电流发生变化后瞬间机会产生脉冲信号。然后通过仪器对此进行扫描, 人员将检测到的数据信息记录下来即可。
固体在液体当中会发生沉降, 其沉降速度会对检测结果产生一定影响, 对此我们需要对此进行计算, 公式如下:
其中各个符号分别代表颗粒自由沉降速度、颗粒直径、密度及介质的粘稠度。在实验时计算出结果, 综合数据, 避免固体沉降对检验结果产生的误差, 能够提高实验准确性。
2.3具体过程
颗粒计数器具有较强的敏感性特点, 对于环境要求较高, 因此应选择安静、无噪声的环境进行实验。基于此, 我们可以在设备外面放置一个玻璃杯, 营造一个良好的环境实验人员取适量样品置于玻璃杯内, 向烧杯中添加一定量的电解液, 并加入1ml分散剂, 促使电解质均匀分布在烧杯当中, 落实好准备工作后, 利用超声波发生器进行超声处理10分钟[3]。然后分别将样品置于300#与48#孔管上的工作站上, 测量小粒子动态分布状况, 最后通过软件对结果进行详细分析, 得出最终结果。
2.4应用实例
颗粒计数器在中铝公司某厂已经成功应用该项技术检测产品中的氢氧化铝含量分别为1.93μm、3.58μm、5.36μm, 并将此作为依据构建数学模型对各品级产品进行调整和控制, 最终确保了种分产品、系统力度分布的稳定性。此方法应用中虽然方便, 但是较易受到外界因素的干扰, 需要检测人员对各个影响元素进行控制, 如噪声、电解液及孔管参数进行有效控制, 提高检测结果准确性。
3 库尔特颗粒计数器
随着科学技术快速发展, 各领域对设备性能、准确度等方面均提出了更高要求, 且在个性化、多元化需求影响下, 技术人员加大了对设备的研究力度, 促使颗粒计数器整体效果得到了提升。其中库尔特颗粒计数器作为一种建立在库尔特计数原理基础上的设备, 凭借自身高效、便利等优势受到了业界的关注, 并被引入到氢氧化铝粒度检测工作当中。
该方法在实践中, 是借助粒子流通过很小的液体电阻器时, 会产生电脉冲, 而脉冲幅度与电场中粒子排水量之间的关系为正比, 然后利用脉冲波普对粒子进行放大处理, 随后将粒子大小等情况记录下来。上述为库尔特法工作原理, 该方法是在技术进一步发展的产物, 与图像仪具有异曲同工之妙, 整体检测效果较好。且测量速度快, 如一个样品一般需要15Sec左右;另外, 重现性较高, 针对一万个左右的颗粒, 具有较好的代表性, 对检测人员技术水平要求并不高, 适合广泛推广[4]。但是事物两面性特点决定该方法固然会存在一定缺陷, 如动态范围较小, 在同一范围内, 能够测量的最大与最小颗粒比仅为20:1;且较易出现样品堵塞等情况, 难以达到良好的测量效果。
在测定管中添加电解质溶液, 将粒子群混悬在溶液当中, 测量管壁上细孔中的电压, 如果粒子通过细孔, 仪器上的电阻值将发生变化, 最后可以将电信号转换为粒径, 确定氢氧化铝粒度情况。
4 图像颗粒计数器
该计数器建立在一种模仿颗粒形貌分析系统基础之上, 通过激光或者人工智能成影方式进行图像捕捉。在应用中, 当液体流过流通池时, 会瞬间产生喷射状态, 并将此作为检测对象, 从而了解其中的粒度。该方法主要反映磨粒的实际图像, 所以颗粒计数的正确性得到了保障。下表为该方法与传统计数器之间的性能对比。
应用时, 该方法具备以下几种特点, 能够减少重合效应导致的误差, 提高检测准确性;能够随之观察粒度形态, 并将此作为基础, 利用计算机软件实现对磨粒的智能建模, 为后续产品质量控制提供科学依据和参考;最为关键的优势是在统计数据过程中进行趋势分析, 能够避免此类情况的发生, 提升铝制品产品质量[5]。
粒度检验是一个复杂过程, 但其对产品质量提升具有积极意义。为此我们要重视颗粒计数器的使用, 并结合实际情况, 对计数器进行技术改造和升级, 促使其积极作用能够得到最大限度发挥。
5结语
根据上文所述, 市场竞争越来越激烈, 产品质量作为竞争决胜的重要因素, 成为企业必须要思考的问题。针对铝制品来说, 要想控制产品质量, 需要明确当前产品当中氢氧化铝粒度, 对此加以控制, 并凭借高质量产品参与国际市场竞争, 从而推动国内铝业持续、稳定发展。
参考文献
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[4]路红, 张津津.颗粒计数器校准方法与污染度等级标准[J].润滑油, 2006, (02) :57-61.
颗粒粒度 篇2
单吹颗粒镁铁水脱硫工艺作业过程中的主要问题有堵枪、喷溅以及达不到目标硫3方面, 这3条归纳起来为原料问题、操作问题及维护问题。
要保证颗粒镁顺利地喷入铁水中首先要把好原料关, 要使用合格的涂层 (钝化) 颗粒镁, 颗粒镁要具有合格的粒度、良好的流动性、合格的金属镁含量和涂层 (钝化层) 。
1 颗粒镁的种类及性能
1.1 市场上销售的镁剂现状
目前市场上销售的镁剂主要有两种:一是适用于单吹颗粒镁铁水脱硫工艺的颗粒镁, 一是适用于复吹铁水脱硫工艺而不适用于单吹颗粒镁铁水脱硫工艺的切削钝化镁。
适用于单吹颗粒镁铁水脱硫工艺的颗粒镁, 制备方法一是将镁锭加热熔化后用一次喷雾造粒涂层法生产的涂层颗粒镁, 其粒度适中, 只有少量盐尘, 流动性好;制备方法二是用专用车床切削镁锭滚压成球再钝化, 钝化颗粒镁粒度适中, 流动性好。
适用于复吹铁水脱硫工艺而不适用于单吹颗粒镁铁水脱硫工艺的切削钝化镁, 是用专用车床切削镁锭, 再钝化的钝化镁, 其粒度偏小, 外观因未滚压成球, 形状各异, 流动性差, 适用于复吹铁水脱硫工艺掺在石灰中使用, 因价格相对低。
1.2 镁颗粒的相变时间
图1为镁颗粒在铁水中的相变规律图, 所谓相变是指由固态变液态、由液态变气态的过程[1], 图中的各条曲线分别对应气料流中不同的镁的质量体积浓度 (kg/m3) 。
由图1可看出, 要使喷入的颗粒镁尽快完成汽化并上浮 (如在0.05s内) , 则要求镁颗粒直径≤1.6mm, 必须不掺添加剂。合适的粒度应在0.5 mm~1.6mm之间。
2 现场验收颗粒镁的方法
2.1 粒度的检查
检查前, 准备3个筛子, 筛子的孔径分别为0.5mm、0.8mm和1.6mm。随机从包装袋内取1kg颗粒镁, 然后用0.5mm的筛子过筛, 无颗粒状筛下物, 只有极少量的盐尘时为合格;用1.6mm的筛子过筛, 留在筛内的颗粒镁≤0.3%为合格;用0.8mm的筛子过筛, 留在筛内的颗粒镁重量比≥80% (大于0.8kg) 为合格。
2.2 颗粒镁形状的检查
随机取出一把样品, 在放大镜下观察颗粒外形, 大部分为球状或椭圆球状, 针状颗粒和直条形颗粒占总颗粒的比≤8% (颗粒数量比) 为合格。图2为颗粒镁外形示意图。
2.3 颗粒镁流动性的检查
作安息角试验:在玻璃板上放置玻璃管, 在玻璃管内装满颗粒镁, 将玻璃管轻轻抽起, 颗粒镁自然堆放在玻璃板上, 测量与地面的夹角α小于28°。
颗粒镁流动性合格是保证不堵枪和脱硫动力学的条件之一。颗粒镁流动性好才能保证不堵枪, 管道内压力损失小才能保证吹入的动压头在铁水中形成70mm~80mm的坑, 从而保证颗粒镁与铁水的接触面积。
颗粒镁流动性检查示意图如图3所示。
3 金属镁及涂层 (钝化) 颗粒镁的一般特性
金属镁的原子量为24.305;固体密度为1.74g/cm3 (20℃) ;熔点651℃;汽化点 (沸点) 1 105℃;金属镁锭燃点在600℃左右, 在没有钝化层的条件下, 粉料燃点在400℃以下, 粒度越小, 燃点越低[2]。一般讲切削颗粒镁在倒搬时产生的粉尘燃点在320℃左右。
涂层 (钝化) 颗粒镁外观呈银灰色球状或椭圆球状, 其球径为0.5mm~1.6mm;松装密度 (堆比重) 为0.98g/cm3~1.00g/cm3;休止角 (安息角) 为27.8°以下;自燃点为650℃以上;阻燃时间为18s。理化指标为:金属镁 (活性镁) 含量90%~93% (质量分数) ;氯离子含量≤5% (质量分数) ;0.5mm~1.6mm粒度含量≥95% (质量分数) ;3mm以上针状粒和长尾粒含量≤8% (质量分数) 。[3]
4 现场检查颗粒镁中金属镁含量的方法
抽检化验, 并检查颗粒镁送货厂家化验单看金属镁 (活性镁) 含量是否在90%~93% (质量分数) ;将转装罐与喷吹罐上次料基本用完, 单独装一袋与上次料进行工艺效果比较 (命中率、喷溅情况) , 如工艺效果相同可继续用, 如工艺效果变差应停用。
5 颗粒镁涂层质量的要求
(1) 钝化剂是按配方制成的混合氯盐 (氯化钙、氯化镁、氯化钾、氯化钡、氯化钠) , 具有不可燃性。将其涂在金属镁表面, 不含任何水份 (包括结晶水) , 此盐晶体全面地、牢固地包裹在镁表面。当涂料数量足够覆盖所有颗粒表面时, 金属镁表面没有任何裸露点暴露在空气中。
(2) 由于保护层摩擦时不产生静电, 因此包装物只要防水即可。
(3) 该涂层不得影响金属镁的正常汽化。
6 颗粒镁合格的涂层是安全的保证
由于可燃物如形成细末粉尘, 就极易燃烧和爆炸。如果这些粉尘逸散在空气中就会形成具有一定浓度的气溶胶, 在一定的温度、压力或遇火星及明火时, 其与空气中的氧发生反应, 产生猛烈爆炸。
镁比铁轻, 把镁锭放在铁水上, 只能在铁水表面烧掉, 达不到脱硫的目的, 因此必须将其加工成细散物料在一定的压力下喷入到铁水中。而细散镁料就具备了燃烧爆炸条件, 在空气中遇有明火或者由于静电产生火花, 燃烧爆炸就不可避免, 因此细散的镁脱硫剂必须经过钝化处理, 否则绝对禁止用作铁水脱硫剂。一般来说, 钝化镁脱硫剂中镁含量高时较好, 而当镁含量超过94% (质量分数) 以上时, 钝化剂的数量较少, 不足以使所有的镁表面都得到充分钝化, 具有安全隐患。
细镁粉在管路的死角处积累到一定数量, 也有管路爆炸危险。
金属镁遇水, 会形成氧化镁和析出氢气, 氢也是易燃易爆的。
从安全角度考虑, 对镁脱硫剂应有以下几点要求: (1) 镁剂中不能有过多细粒, 防止在装入输送罐或计量给料罐时扬尘形成气溶胶和在管道中积累; (2) 镁剂颗粒表面必须有牢固的充分的钝化保护层, 而且不易在输送中脱落, 使镁裸露在空气中; (3) 钝化剂中不能含有水分 (包括结晶水) ; (4) 镁剂存放必须远离热源和电焊、气焊等明火作业, 必须与一切水源 (包括潮气) 隔绝; (5) 在倒搬或输送过程中, 保护层摩擦时不产生静电。
7 事故预防与处理
(1) 接收球状颗粒镁时, 包装袋应完好无损。
(2) 倒搬球状颗粒镁时应防止将包装袋损坏, 防止受潮雨淋。
(3) 储存球状颗粒镁时应防止受潮雨淋, 装袋球状颗粒镁不能直接放在地面上存放, 应架高存放。
(4) 如包装袋破损应及时修补密封, 散落的球状颗粒镁未受潮的可装入包装袋内, 受潮的球状颗粒镁应妥善处理。
(5) 储存和倒搬球状颗粒镁时附近不得有明火。
摘要：分析了市场上销售镁剂的现状, 基于颗粒镁的相变规律及外形分析, 通过粒度检查、流动性检查, 根据颗粒镁涂层质量的要求现场验收颗粒镁, 达到购买合格颗粒镁的目的, 并给出了颗粒镁的事故预防及处理方法。
关键词：单吹颗粒镁,粒度,验收,脱硫工艺
参考文献
[1]崔忠圻, 覃耀春.金属学与热处理[M].北京:机械工业出版社, 2011.
[2]王涛.铁水镁脱硫的理论和实绩[J].包头钢铁学院学报, 1999, 18 (s1) :318-319.
颗粒粒度 篇3
1 实验部分
1.1 仪器与样品
Camsizer数字成像颗粒分析仪, 德国Retsch Technology公司生产。PE粉料, 中国石油化工股份有限公司北京化工研究院提供。分散剂A, 粉末状三氧化二铝 (Al2O3) , 市售。
1.2 测试方法
Camsizer数字成像颗粒分析仪的工作程序采用德国Retsch Technology公司提供的操作手册 (2008年版) 进行。先将PE粉料样品用Camsizer型数字成像颗粒分析仪自配的PT-100型分样仪分成8份小样, 随机挑选1份小样, 分别加入一定量分散剂A, 摇匀后进行测试。同时测试空白样品的粒度分布。
2 结果与讨论
2.1 空白样品的测试结果
采用Camsizer数字成像颗粒分析仪多次测试空白PE粉料样品 (未加分散剂A) 的粒径分布, 考察测试结果的重复性, 结果如表1和图1所示。由表1可以看出, 5次测试中同一级分数据有一定波动, 其中0.425～0.850mm级分和小于0.075mm级分的数据波动较大, 相对标准偏差 (Relative Standard Deviation, RSD) 分别为12.7%和12.5%。在样品的测试过程中, 发现有细粉黏壁现象。
%
采用Camsizer数字成像颗粒分析仪测试空白PE粉料样品时可实时获得如图1所示的粒度分布曲线, 比较5次测试曲线之间的重合程度, 可直观地评价测试结果的重复性。以颗粒直径 (x, 单位为mm) 的对数为横坐标, 以分布密度 (dQ/dx, Q为累积体积百分数) 为纵坐标, 可绘制出如图1所示的粒度分布图。由图1可以看出, 5条曲线重合部分很少, 尤其是颗粒直径小于0.25mm时, 5条曲线基本不重合。实验结果表明, 不加分散剂, 使用Camsizer数字成像颗粒分析仪测试PE粉料的粒径分布重复性不好。
2.2 分散剂用量对测试结果的影响
2.2.1 m (分散剂) /m (PE) 为0.001
先向PE粉料中加入分散剂A (m (分散剂) /m (PE) 为0.001) , 制得样品1, 然后用Camsizer数字成像颗粒分析仪测试样品的粒径及其分布, 平行测试5次, 以考察测试方法的重复性, 测试结果如表2和图2所示。由表2可以看出, 对同一粒径级分而言, 5次测试的数据波动减小。粒径小于0.075mm颗粒级分的数据波动最大, 相对标准偏差为10.6%。实验还发现, 在样品的测试过程中, 细粉的黏壁现象明显减少。
由图2可以看出, 颗粒直径大于0.25mm时, 5条曲线基本重合, 颗粒直径小于0.25mm时, 5条曲线之间的重合程度略有降低, 整体看来, 5条曲线之间的重合性较好。实验结果表明, 向PE粉料中加入少量分散剂A (m (分散剂) /m (PE) 为0.001) , 可使测试结果的重复性显著提高。
%
2.2.2 m (分散剂) /m (PE) 为0.01
先向PE粉料中加入分散剂A (m (分散剂) /m (PE) 为0.01) , 制得样品2, 然后用Camsizer数字成像颗粒分析仪测试样品的粒径及其 分 布, 平行测试5次, 以考察测试方法的重复性, 测试结果如表3和图3所示。由表3可以看出, 对同一粒径级分而言, 5次测试的数据波动进一步减小。粒径为0.425～0.850mm颗粒级分的数据波动最大, 相对标准偏差为9.7%。实验还发现, 在样品的测试过程中, 细粉的黏壁现象基本消除。
由图3可以看出, 颗粒直径大于0.25mm或小于0.1mm时, 5条曲线基本重合, 颗粒直径为0.10～0.25mm时, 5条曲线之间的重合程度有所降低, 整体看来, 5条曲线之间的重合性较好。实验结果表明, 向PE粉料中加入一定量分散剂A (m (分散剂) /m (PE) 为0.01) , 可使测试结果的重复性进一步提高。
%
2.2.3 m (分散剂) /m (PE) 为0.02
先向PE粉料中加入分散剂A (m (分散剂) /m (PE) 为0.02) , 制得样品3, 然后用Camsizer数字成像颗粒分析仪测试样品的粒径及其分布, 平行测试5次, 以考察测试方法的重复性, 测试结果如表4所示。由表4可以看出, 5次测试中同一级分的数据分布与表3接近。实验结果表明, 将分散剂A加入量从m (分散剂) /m (PE) 为0.01增加到0.02时, 测试结果比较稳定。
实验结果表明, 先向PE粉料样品中加入适量分散剂A并摇匀, 然后用Camsizer数字成像颗粒分析仪测试粉料的粒度分布, 可使测试结果的重复性明显提高。实验还发现, 测试过程中细粉的黏壁现象明显减少。比较表1、表2和表3数据, 结果表明, 3组数据在粒度分布宽度和细粉含量二方面有明显差别。不加分散剂A时, 粒度分布比较集中, 最大级分含量约为37%, 细粉 (粒径小于0.075mm的级分) 含量较少, 约为2%。向PE粉料中加入少量分散剂A (m (分散剂) /m (PE) 为0.001) 时, 粒度分布依然比较集中, 最大级分含量约为36%, 但细粉 (粒径小于0.075mm级分) 含量明显增加, 约为3%。将分散剂A加入量 (m (分散剂) /m (PE) ) 提高到0.01时, 粒度分布趋于分散, 最大级分含量约为31%, 细粉 (粒径小于0.075mm级分) 含量进一步增大, 约为4%, 平均粒径趋于更小。
%
不加分散剂A时, 样品颗粒的分散性较差, 部分细粉吸附于较大颗粒表面或样品槽壁上, 造成粒度分布集中和细粉少的假象。加入适量分散剂A后, 样品颗粒的分散性显著提高, 样品中细粉的静电吸附大大减少, 吸附于其他颗粒表面和壁上的细粉颗粒可以单个颗粒的方式从测试窗中通过, 使测试结果的重复性提高, 更接近于真实情况。
3 结论
先向PE粉料中加入适量 (m (分散剂) /m (PE) 为0.01～0.02) 具有抗静电效果的分散剂A, 然后使用Camsizer数字成像颗粒分析仪对处理后PE粉料样品的粒度分布进行测试, 结果表明, 测试过程中细粉的黏壁现象消除, 测得的粒度分布变宽, 测试结果的可重复性变好。
参考文献
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