实验四粉体粒度分布的测定(筛析法)

实验四粉体粒度分布的测定（筛析法）一、目的意义1、了解筛析法测粉体粒度分布的原理和方法。2、根据筛分析数据绘制粒度累积分布曲线和频率分布曲线。二、实验原理粒度分布通常是指某一粒径或某一粒径范围的颗粒在整个粉体中占多大的比例。它可用简单的表格、绘图和函数形式表示颗粒群粒径的分布状态。颗粒的粒度、粒度分布及形状能显著影响粉末及其产品的性质和用途。例如，水泥的凝结时间、强度与其细度有关，陶瓷原料和坯釉料的粒度及粒度分布影响着许多工艺性能和理化性能，磨料的粒度及粒度分布决定其质量等级等。为了掌握生产线的工作情况和产品是否合格，在生产过程中必须按时取样并对产品进行粒度分布的检验，粉碎和分级也需要测量粒度。粒度测定方法有多种，常用的有筛分法、沉降法、激光法、小孔通过法、吸附法等。本实验用筛分法和沉积天平法测粉体粒度分布。筛分法是最简单的也是用得最早和应用最广泛的粒度测定方法，利用筛分方法不仅可以测定粒度分布，而且通过绘制累积粒度特性曲线，还可得到累积产率50％时的平均粒度。本实验用筛分法测粉体粒度分布。1、测试方法概述筛析法是让粉体试样通过一系列不同筛孔的标准筛，将其分离成若干个粒级，分别称重，求得以质量百分数表示的粒度分布。筛析法适用约100mm至20μm之间的粒度分布测量。如采用电成形筛（微孔筛），其筛孔尺寸可小至5μm，甚至更小。筛孔的大小习惯上用“目”表示，其含义是每英寸（25.4mm）长度上筛孔的数目，也有用1cm长度上的孔数或1cm2筛面上的孔数表示的，还有的直接用筛孔的尺寸来表示。筛分法常使用标准套筛，泰勒标准筛制：泰勒筛制的分度是以200目筛孔尺寸0.074mm为基准，乘或除以主模数方根（1.141）的n次方（n＝1，2，3……），就得到较200粗或细的筛孔尺寸，如果数2的四次方根（1.1892）的n次方去乘或除0.074mm，就可以得到分度更细的一系列的筛孔尺寸。目数，就是孔数，就是每平方英寸上的孔数目。目数越大，孔径越小。一般来说，目数×孔径（微米数）＝15000。筛析法有干法与湿法两种，测定粒度分布时，一般用干法筛分，若试样含水较多，颗粒凝聚性较强时则应当用湿法筛分（精度比干法筛分高），特别是颗粒较细的物料，若允许与水混合时，最好使用湿法。因为湿法可避免很细的颗粒附着在筛孔上面堵塞筛孔。另外，湿法可不受物料温度和大气湿度的影响，湿法还可以改善操作条件。所以，湿法与千法均己被列为国家标准方法并列作用，作为测定水泥及生料的细度。筛析法除了常用的手筛、机械筛分、湿法筛分外，还用空气喷射筛分、声筛法、淘筛法和自组筛等，其筛析结果往往采用频率分布和累积分布来表示颗粒的粒度分布。频率分布表示各个粒径相对应的颗粒百分含量（微分型）；累积分布表示小于（或大于）某粒径的颗粒占全部颗粒的百分含量与该粒径的关系（积分型）。用表格或图形来直观表示颗粒粒径的频率分布和累积分布。筛析法使用的设备简单，操作方便，但筛分结果受颗粒形状的影响较大，粒度分布的粒级较粗，测试下限超过38μm时，筛分时间长，也容易堵塞。2、设备仪器工作原理；干筛法：置于筛中一定重量的粉料试样，借助于机械振动或手工拍打使细粉通过筛网，直至筛分完全后，根据筛余物重量和试样重量求出粉料试料的筛余量。湿筛法：置于筛中一定重量的粉料试样，经适宜的分散水流（可带有一定的水压）冲洗一定时间后，筛分完全。根据筛余物重量和试样重量求出粉料试样的筛余量。三、仪器和试剂标准筛一套，振筛机一台，托盘天平一架，搪瓷盘2个，脸盆一只，烘箱。四、实验步骤1、干筛法（1）试样制备：用圆锥四分法缩分取样，将试样放入烘箱中烘干至恒重，准确称取100克（松装密度大于1.5克/厘米3的取100克）。（2）套筛按孔径由大至小顺序叠好，最下层为筛底、200目、180目、120目、80目、40目、最上层为20目（或筛底、180目、140目、100目、80目、60目、20目的次序，可任意搭配，只要目数从大到小叠好即可），安装在振筛机上，将称好的试样倒入最上层筛子，加上筛盖。（3）开动振筛机，震动10分钟，然后依次将每层筛子取下，用手筛分，若l分钟所得筛下物料量小于筛上物料的1％，则认为已达筛分终点，否则要继续手筛至终点。附：如没有振筛机，可用手均匀摇振筛子，每分钟拍打150次，每打25次将筛子转l/8圈，使试样分散在筛布口，拍打约10分钟，直至筛分终点（终点时拍打l分钟后筛下物小于筛上物料的1％）。（4）小心取出试样，分别称量各筛上和底盘中的试样质量，并记录于表中。（5）检查各层筛面质量总和与原试样质量之误差，误差不应超过2%，此时可把所损失的质量加在最细粒级中，若误差超过2%时实验重新进行。2、湿筛法（1）试样制备：用圆锥四分法缩分取样，将试样放入烘箱中烘干至恒重，准确称取5克。（2）将试样放入烧杯中，加水搅拌成泥浆（如果难分散粉料，还需加入适量的分散剂）。（3）将上述泥浆倒入200目的筛上，然后逐只在盛有清水的脸盆中淘洗或用水冲洗，筛上的残留物用水冲洗分别洗到玻璃皿中，放在烘箱内烘干至恒重，称量（准确至0.1克）。（4）若直接用泥浆进行测定，则先称50克或100克泥浆放在烘箱内烘干、称重，测定此泥浆含水量后，再计算称取相当于100克干粉重的泥浆，按上述步骤测定筛余率或各号筛上的筛余量。3、数据记录试样名称试样质量筛分时间标准筛质量（g）质量百分率（％）筛上累积百分数（％）筛下累积百分数（％）筛目筛尺寸（mm）共计4、测试结果处理（1）数据处理：根据实验结果记录，在坐标纸上绘制筛上累积分布曲线，筛下累积分布曲线R，频率分布曲线（粒度△d尽量减小，通常可取△d＝0.5毫米），粉体的均匀度，平均径（中位径及最大几率径）。（2）结果分析一个筛子的各个筛孔可以看作是一系列的量轨，当颗粒处于筛孔上，有的颗粒可以通过而有的通不过。颗粒位于一筛孔处的概率有下列因素决定：粉末颗粒大小分布；筛面上颗粒的数量；颗粒的物理性质（如表面积）；摇动筛子的方法；筛子表面的几何形状（如开口面形/总面积）。当颗粒位于筛孔上是否能通过则决定于颗粒的尺寸和颗粒在筛面上的角度。筛分所测得的颗粒大小分布还决定于下列因素：筛分的持续时间：筛孔的偏差；筛子的磨损；观