Отчет по командировке специалистов АК «АЛРОСА» в ЦНИГРИ г. Москва для изучения новых методов и технологий обработки геологоразведочных проб.
С 2 по 10 февраля 2003 года для изучения новых методов обработки шлиховых проб в ЦНИГРИ г. Москва была командированы специалисты Компании в составе:
- Граханов С.А., главный геолог отдела поисковой геологии АК «АЛРОСА»;
- Аникеев С.В., начальник ЛОК Ботуобинской экспедиции.
В ЦНИГРИ в отделе обогащения были проведены технологические испытания работы трех концентраторов.
1. KNELSON 3// (канадская фирма KNELSON GOLD CONCENTRATORS INC) рис. 1, 2.
Рис. 1. Общий вид концентратора KNELSON 3//
Для испытания была подготовлена проба песчано-гравийной смеси весом 5 кг, в которую были подброшены 40 пиропов, 40 пикроильменитов и 30 оливинов разных классов. Работа аппарата была проведена при подаче воды 1 литр/мин в питатель и 6 литров/ мин в сам аппарат, при общем ускорении 6Ж. Обработка пробы была произведена за 15 минут. Процесс зачистки и снятия концентрата занял еще 5 минут. Концентрат снимается довольно удобно (рис. 2). Его вес составил 94 г. Зачистка агрегата хорошая.
Рис. 2. Вид съемной пластиковой емкости концентратора KNELSON
2. Испытание концентратора Фалкон SB40-A (компании Falcon Concentrators) (рис.3) проведено в таких же условиях. В исходную пробу весом 5 кг было заброшено 40 пиропов, 40 пикроильменитов и 29 оливинов.
Рис. 3. Общий вид концентратора Фалкон SB40-A
Расход воды составил 8-9 лит/мин. Ускорение 80Ж. По паспорту исходная проба должна подаваться в виде пульпы, при соотношении твердого к жидкому 1: 4, но в нарушение паспорта подача материала осуществлялась «всухую». Обработка пробы заняла 14 минут, съем концентрата и зачистка аппарата – 5 минут Съем концентрата и зачистка Фалкона схожа с аналогичными операциями концентратора KNELSON (рис. 4). Вес концентрата составил 120 г.
Рис. 4. Внутренние части концентратора Фалкон SB40-A
Оба концентратора (Фалкон SB40-A и KNELSON 3//) работают с размером тяжелой фракции не крупнее 2 мм.
3. В ЦНИГРИ разработан концентратор ПКЦ-300 (процессионный концентратор ЦНИГРИ) «Бегущая Волна» (рис. 5). При его испытании вес исходной пробы составил 5 кг. Следует отметить, что концентратор ПКЦ-300 извлекает тяжелую фракцию всех классов крупности, поэтому в исходную пробу было заброшено 60 пиропов и пикроильменитов классов –4+0,5 мм и 40 оливинов класса –2+0,5 мм. Концентратор работал при 140 об/мин. Наклон барабана составил 6 градусов. Расход воды - 6 лит/мин. Промывка пробы была завершена за 10 минут. Для сокращения объема концентрата еще 4 минуты аппарат работал в режиме перечистки. При этом были собраны хвосты перечистки. Съем концентратов осуществляется через нижнее отверстие основания барабана. Время на съем и зачистку занимает 3-5 минут. Зачистка удобна и гарантирует стерильность обработки. Вес концентратов с концентратора ПКЦ-300 составил 350 гр. Проведенная перечистка концентрата сократила его объем, при этом пироп и пикроильменит в концентратах перечистки не обнаружены, а потери оливина класса –1+0,5 мм составили 14% или 4% от его количества в концентрате.
Рис. 5. Общий вид концентратора ПКЦ-300 (процессионный концентратор ЦНИГРИ) «Бегущая Волна».
По прибытию в г. Мирный в ЦАЛ БГРЭ были проанализированы концентраты всех аппаратов. Результаты контроля приведены в таблице 1
|
Таблица 1 | |||||||||||
|
Результаты контроля | |||||||||||
|
№ |
Аппарат |
Классы |
Заложено в пробу, шт |
Извлечено из пробы, шт |
Извлечение, % | ||||||
|
крупности |
Пироп |
Пикро |
Оливин |
Пироп |
Пикро |
Оливин |
Пироп |
Пикро |
Оливин | ||
|
1. |
Кнельсон |
-2 + |
20 |
20 |
14 |
3 |
8 |
0 |
15 |
40 |
0 |
|
|
|
-1 + |
20 |
20 |
16 |
7 |
12 |
1 |
35 |
60 |
6 |
|
Итого: |
40 |
40 |
30 |
10 |
20 |
1 |
25 |
50 |
3 | ||
|
2. |
Фалькон |
-2 + |
20 |
20 |
15 |
2 |
2 |
1 |
10 |
10 |
7 |
|
|
|
-1 + |
20 |
20 |
14 |
2 |
1 |
0 |
10 |
5 |
0 |
|
Итого: |
40 |
40 |
29 |
4 |
3 |
1 |
10 |
8 |
3 | ||
|
3. |
Бегущая волна |
+ |
20 |
20 |
|
15 |
13 |
|
75 |
65 |
|
|
|
|
-2 + |
20 |
20 |
20 |
16 |
12 |
17 |
80 |
60 |
85 |
|
|
|
-1 + |
20 |
20 |
20 |
20 |
7 |
7 |
100 |
35 |
35 |
|
Итого: |
60 |
60 |
40 |
51 |
32 |
24 |
85 |
53 |
60 | ||
|
|
Перечистка |
+ |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
4. |
концентратов |
-2 + |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
Бег.Волны |
-1 + |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
|
|
Итого: |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
|
|
| ||
Выводы
1. При технологических испытаниях все концентраторы были настроены на извлечение тонкого золота и не были адаптированы для извлечения минералов-индикаторов кимберлитов;
2. Даже в таком «жестком» режиме хорошо сработал отечественный концентратор «Бегущая Волна», несколько хуже результаты концентратора KNELSON. Преимущество отечественного концентратора заключается в том, что извлекается тяжелая фракция всех классов крупности;
3. Из-за своей низкой производительности, концентраторы марок KNELSON 3// и Фалкон SB40-A не могут быть востребованы в геологоразведочном производстве. Учитывая позитивный опыт геологической службы Финляндии использования более производительных аналогов KNELSON в практике ГРР, при доработке технологии извлечения МСА, эти аппараты могут быть использованы в ГРК АК «АЛРОСА». Опираясь на рекламную продукцию, наиболее подходящей маркой является KNELSON 7,5// , который позволяет достигать производительности 100 кг/час. В этом концентраторе подача воды регулируется сенсорными кнопками на пульте управления, аппарат снабжен бункером и виброгрохотом (рис. 6). Ориентировочная цена – 15000 дол.
Рис. 6. Концентратор KNELSON 7,5//
Предложения
1. Учитывая важность перехода на новые технологии обработки поисковых проб, предлагается в пообъектном плане ГРР открыть финансирование объекта «Технологический». В рамках этого объекта начать разработку технологии обработки геологоразведочных проб на концентраторах ПКЦ-300 «Бегущая Волна и их импортных аналогах. В этот же объект включить задачи по разработке технологии бурения станком Шрамм Т-450;
2. В рамках средств на техническое перевооружение приобрести у ЦНИГРИ два концентратора ПКЦ-300 «Бегущая Волна» (за 2 шт - 16 тыс. дол.) и один KNELSON 7,5// у канадской фирмы KNELSON GOLD CONCENTRATORS INC (15 тыс.дол).
| Главный геолог отдела поисковой геологии
Начальник ЛОК БГРЭ |  | С.А. Граханов
С.В. Аникеев |
Журнал Chemical Engineer("Инженер-химик"), май 1970, сс. 108- 112. КРИТИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ПРОЦЕДУР ОТБОРА ПОРОШКОВЫХ ПРОБ
Авторы: Т. Аллен (*) и А.А. Хан (*)
(*) Аспирантура по исследованиям технологии порошков, Университет Бредфорда, Бредфорд, 7.
Проведено сравнение относительной эффективности пяти обычных процедур отбора проб: взятие ковшовых проб, взятие проб методом конуса и деления на четыре части, отбор на сортировочном столе, отбор с помощью лоткового и вращающегося порционера. Производился отбор проб бинарных смесей в разных диапазонах размера частиц и с разной плотностью; результаты проверялись статистически. Поскольку метод порционирования с вращением намного превосходил другие методики, он был исследован более детально с использованием экспериментов с факторным планированием - с целью определения оптимальных условий работы по этой методике.
Введение
Имеется много примеров того, что приходится оценивать характеристики популяции по исследованию небольшой части этой популяции, и эти оценки никоим образом не ограничиваются областью порошковой технологии. Большинство [химиков]-аналитиков признают, что процедура отбора проб имеет высочайшее важность , но это далеко не так, когда речь идет о технологах, работающих с порошками. Они могут признать, что когда порошок насыпается "горкой", происходит распределение по размерам, причем мелкие частицы находятся в центре "горки", и что когда контейнер с порошком вибрирует, мелкие частицы "просачиваются" через крупные, и что когда порошок пересыпается из лотка бункера, он имеет тенденцию к разделению (процесс, обратный смешиванию): слишком часто технолог готов отобрать ("зачерпнуть") малый образец и попытаться предсказать свойства массива вещества по результатам исследования этого образца.
Вероятность получения образца, который превосходно представляет распределение генеральной совокупности, весьма отдаленна. Если взяты несколько проб, их характеристики будут разными, и если эти пробы репрезентативны, можно сделать оценку распределения генеральной совокупности. Ни одно исследование отбором проб не может дать результата, если его не выражать через вероятность, поскольку свойства всех проб/образцов подвержены статистическим изменениям. На эти изменения налагаются ошибки эксперимента и предвзятость работающего, но тщательный анализ всего этого может привести к исключению последнего и снижению первого.
Поскольку материал использовался в форме порошка в течение многих лет и отбор проб должен был играть важную роль в разработке его использования, можно было подумать, что в литературе будет содержаться значительное количество данных по обсуждению процедур отбора проб, но это совсем не так. Была выполнена какая-то экспериментальная работа, но она концентрировалась на изучении режимов работы и теориях отбора проб, и очень мало информации имеется о том, корректны ли те результаты ("ответы"), которые даются этими методиками [1].
Очень редко случается так, что переход от массивного образца к образцу для измерений производится в одну операцию, поскольку это часто включает в себя переход от количества в тоннах до долей грамма (в оригинале "унции"). Такое уменьшение можно удобным образом разделить на четыре следующие ступени [2]:
Массив вещества Лабораторный образец Образец для анализа Образец для измерений (10n кг) (кг) (г) (мг)
Работа, описанная ниже, ограничивалась изменением количества до второй ступени, но результаты могут быть интерпретированы и на более широкой основе.
Выбор оборудования для исследований определялся теми устройствами, которые обычно используются для этого. Процедура взятия проб методом конуса и делением на 4 части (давно) использовалась в течение долгого времени для получения лабораторного образца из массива вещества. В этом случае порошок высыпается в "кучу" из грузовика или иного контейнера насыпных грузов, затем "уплощается" и делится на четыре части. Затем одна четверть материала с помощью лопаты переносится в другую кучу, с которой эти операции повторяются. Сортировочный стол, лотковый и вращающийся порционер (далее иногда "разделитель") моделируют многие обычно используемые отдельные виды оборудования, а методика ковшового взятия проб включена в рассмотрение для указания величины ошибок, которые можно ожидать от любого метода, в котором для отбора образца пробоотборник ("зонд") помещается в массив материала.
Теория
Смесь, подлежащая анализу, может рассматриваться состоящей из компонентов А и В. Для идеального образца вероятность того, что номер фракции в объеме материала, р, в отношении А должен быть представлен соответствующим составом рi идеального образца, может быть вычислена из числа частиц А и В в образце, n, и в массиве материала, N:
... уравнение (1)
Вместо номера фракции более удобно анализировать состав образца и массива в терминах весовых фракций, P и Pi, что дает:
... уравнение (2),
где W и w - это веса массива и образца, соответственно, а wА и wВ - это средние веса отдельных частиц/зерен компонентов А и В. Данная функция может быть использоваться в качестве основы, исходя из которой можно оценить эффективность реального, т.е., неидеального устройства для отбора проб. В этом случае дисперсия результатов анализа образца Рn будет больше чем дисперсия Var (Pi) из-за ошибок эксперимента. Дисперсия результатов эксперимента дается выражением:
... уравнение (3),
где х (средн.) - это истинная весовая фракция компонентов А и В, а х - это фракция, полученная после отбора пробы, а n - это число наблюдений. Стандартные отклонения ?n образцов дается следующим уравнением:
... уравнение (4).
Эффективность неидеального устройства для отбора проб может быть определена в виде:
... уравнение (5),
и должна приближаться к единице, когда ошибки эксперимента невелики.
Максимальная ошибка для образца может быть выражена как [3]:
... уравнение (6),
где Р- это состав весовых фракций компонентов А и В в массиве материала.
Описание аппаратуры (Рис. 1)
Рисунок. 1 Иллюстрация пяти методик отбора проб На рисунке (сверху вниз):
1) Взятие ковшовых проб;
2) Порционер для лоткового отбора проб;
3) Сортировочный стол;
4) Бункер подачи массива материала; вибропитатель; вращающийся перегородчатый порционер;
5) Метод конуса и деления на 4 части.
Метод конуса и деления на 4 части
В качестве базовой плиты (основания) использовался квадратный алюминиевый лист со стороной 21 дюйм и толщиной 0,125 дюйма. Из двух кусков алюминия размерами 12 х 6 х 1/64 дюйма и 6 х 6 х 1/64 дюйма был изготовлен крест. Хорошо перемешанный порошок насыпался на базовую плиту в форме конуса, уплощался и затем делился на четыре части с помощью креста, причем центр креста помещался прямо над тем местом, где первоначально была вершина конуса, - с тем, чтобы четверти были примерно одинакового размера. Каждая четверть затем хорошо перемешивалась, и операция последовательно повторялась до получения шестнадцати образцов.
Сортировочный стол
Стол состоял из полированной деревянной поверхности с углом наклона 30о от горизонтали. Призмы на ней были расположены рядами - четыре спереди, две в центре и одна сзади. Хорошо перемешанный порошок подавался на наклонный стол с помощью движений "туда и обратно", что дает призмам равные шансы по разделению падающего на них потока.
Порционер для лоткового отбора проб
Это устройство состояло из плексигласового желоба? с десятью лотками, попеременно подающими материал в два поддона, расположенных с каждой стороны желоба. Каждый проход материала через устройство уменьшал количество образца до половины первоначального размера.
Вращающийся перегородчатый порционер
Перегородчатый порционер включает в себя бункер для сыпучего материала, подающий этот материал через выходное отверстие переменного размера на вибропитатель. Приемниками служили 16 стеклянных пробирок (термостойких трубок), расположенных регулярным образом под алюминиевым кольцевым отверстием, разделенным на 16 секций, так что по мере вращения устройства с постоянной скоростью подача материала в каждую секцию производилась в течение того же самого промежутка времени.
Приготовление порошка
В качестве тонкой и грубой бинарной смеси использовался песок, подготовленный просеиванием.
Грубая - на сите 30-36 меш, 500-420 микрон.
Тонкая - на сите 60-100 меш, 250-150 микрон.
Допуск по размерам на сите 36 меш: 66 микрон [4].
Допуск по размерам на сите 60 меш: 51 микрон.
Наименьший размер частиц, присутствующих в крупной фракции, составлял 354 микрона, а наибольший размер частиц, присутствующих в тонкой фракции, равен 301 микрону. Поскольку, как было найдено, эти допуски по размерам оказались много лучше чем спецификации Британского Стандарта, можно предположить, что между этими фракциями нет перекрывания по размерам. Проверки, выполненные во всех этих экспериментах, подтвердили данную гипотезу.
Также проводились и эксперименты с порошками того же размера частиц, но различной плотности (сахар и песок, от 420 до 500 микрон). Разделение этой смеси осуществлялось растворением сахара водой.
Сортировка порошка по размерам проводилась автоматическим просеиванием в течение продолжительного времени с последующим отсеиванием вручную в конечной стадии.
Плотности песка и сахара определялись с помощью воздушного пикнометра. Средний вес отдельных частиц грубой фракции материала и сахара определялись взвешиванием 1000 частиц каждого из материалов, причем отсчеты производились случайным образом порциями по 100 (частиц): как было найдено, вес воспроизводился до трех значащих цифр. Средний вес частиц тонкой фракции вычислялся из этого веса допущением, что размер частиц должен быть средним значением предельных размеров для данного сита , а их форма постоянна.
Замечание по экспериментам
Плотность сахара (г/мл): 1,635
Плотность песка (г/мл): 2,650
Вес массива материала (г): 800
Процент по весу грубой
фракции (Р): 60
Уменьшение массы: 1:16
Средний вес отдельных частиц:
грубая фракция песка (г): wc = 2,84 x 10
"мелкий песок" (г): wf = 0,216 х 10
сахар (г) ws = 1.23 х 10
Из уравнения (2):
для смеси сахар и песок: Var (Pi) = 0,0086 (%) [2]
для смеси песка: Var (Pi) =0,0058 (%) [2].
Во всех тестах, проводимых для сравнения, использовался массив порошка весом 800 г, с 60% крупной фракции и 40% тонкой. В случае смеси сахар и песок, частицы песка составляли 60% по весу от общей популяции. Перемешанный порошок вещества подавался в плексигласовый бункер емкостью 0,67 куб. фута с регулируемым клапаном подачи на дне [при использовании методик] лоткового порционирования, сортировочного стола и порционирования с вращением; из бункера порошок переходил в малый sinex? питатель с регулятором скорости подачи. Результаты анализа отбрасывались, если потери в процессе отсеивания и взятия проб были более 0,2% по весу.
Таблица I. Надежность избранных методик отбора проб порошков
Столбцы: Грубый и тонкий песок; Смесь сахар/песок;
Стандартное отклонение; Дисперсия; Вычисленная максимальная ошибка образца;
Строки: метод конуса и деления на 4; ковшовый отбор проб; сортировочный стол; лотковое порционирование; вращающийся порционер; случайное изменение.
Обсуждение
Из Таблицы I можно видеть, что при допущении нормального распределения дисперсии, данным пяти методикам могут быть присвоены/приписаны определенные уровни достоверности. 68% образцов должны давать величину P в пределах одного стандартного отклонения, 95,4% - в пределах двух стандартных отклонений от среднего, и 99,7% - в пределах трех стандартных отклонений. Для идеального устройства отбора проб, если рассматривать смесь песка, из каждых 1000 образцов 683 дают Р = 60,0 ± 0,152, а 997 образцов дадут Р = 60,0 ± 0,228. Поэтому с достоверностью 68% мы можем сказать, что будут справедливы следующие значения:
Метод конуса и деления на 4: Р = 60,0 ± 13,6%
Ковшовый отбор проб: Р = 60,0 ± 10,3%
Сортировочный стол: Р = 60,0 ± 4,2%
Лотковый разделитель (порционер): Р = 60,0 ± 2%
Вращающийся порционер: Р = 60,0 ± 0,25%.
Очень малая достоверность может быть отведена? любому методу анализа, в котором образец был получен по одной из первых трех методик. Более того, метод порционирования с вращением настолько превосходит все другие методы, что там, где это возможно, должен использоваться только он. Таблица I также служит иллюстрацией бесполезности представления результатов до трех значащих цифр для большинства из методов (или даже до двух знаков для первых двух методик).
Точность отбора проб из смесей разного размера того же самого порядка, что и для отбора порошковых проб разной плотности -- за исключением порционирования с вращением, где есть некая очевидность того, что отбор проб в первом случае более эффективен. Это различие, однако, может быть из-за большей ошибки в анализе cмеcи с разными плотностями.
Таблица I также служит иллюстрацией существенных требований к любому устройству для отбора проб:
(1) Вся масса порошка должна проходить через устройство.
(2) Образец должен отбираться из движущегося потока порошка.
(3) Предпочтительнее отбирать образцы из всего движущегося потока во многих коротких интервалах времени, а не отбирать все время только часть потока.
Рисунок 2. Сравнение методов
На рисунке :
По оси абсцисс: Суммарный процент случаев отклонения для образца.
По оси ординат: Отклонение измеренного превышения размеров от среднего.
Обозначения методов:
- порционер с вращением;
- лотковый отбор проб;
- сортировочный стол;
- взятие ковшовых проб;
- метод конуса и деления на 4 части.
На Рисунке 2 показано сравнение указанных выше методов, причем наклон прямых служит мерой эффективности устройства отбора проб, а разброс точек - мерой "предвзятости" работающего. Как показано на Рис., менее эффективные методы имеют тенденцию подвергнуться большему влиянию предвзятости оператора, чем более эффективные. Это подтвердилось, когда шести операторам дали провести идентичные эксперименты с использованием трех методик. Небольшое отличие между результатами операторов было найдено для метода порционирования с вращением, различие в два раза было обнаружено ("случилось") для лоткового порционирования и метода конуса и деления на 4 части [5].
Более подробное рассмотрение метода порционирования с вращением
Поскольку было найдено, что метод порционирования с вращением так сильно превосходит другие методы, для оценки оптимальных условий работы были выполнены следующие эксперименты:
(1) При подаче материала менялось соотношение компонентов А и В, а количество опытов ("представлений" репрезентативность?), скорость подачи, вес подаваемого материала и сам подаваемый материал сохранялись постоянными.
(2) Скорость вращения диска менялась, а скорость подачи, вес подаваемого материала, подаваемая смесь и соотношение компонентов в смеси поддерживались постоянными.
(3) Изменялся вес подаваемого материала, а соотношение компонентов, подача смеси количество опытов/представлений (репрезентативность) сохранялись постоянными.
(4) Подача материала от "грубого до тонкого" была заменена на подачу "тонкого до еще более тонкого", а остальные факторы сохранялись постоянными.
(5) Изменялось время перемешивания - так, чтобы подаваемый материал менялся от "полностью разделенного" до гомогенного.
Таблица II. Влияние соотношения грубой и тонкой фракций на эффективность отбора проб
Столбцы: Порционер с вращением (40 вращений); Лотковый разделитель (порционер);
Процент тонкой фракции; Вес потерь порошка (в г): общий/тонкой фракции.
ВЛИЯНИЕ СООТНОШЕНИЯ ГРУБОЙ И ТОНКОЙ ФРАКЦИЙ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОТБОРА ПРОБ
Вообще, независимо от соотношения А и В в бинарной смеси, порционер с вращением является наиболее эффективным устройством для отбора проб. Однако, из того оборудования, которое подвергалось проверке, эффективность лоткового разделителя/порционера приближается к эффективности порционера с вращением, если процент тонкой фракции мал. Это может быть объяснено главным образом потерями порошка в процессе отбора проб, например, 0, 26 г при 5% от 800 г составляет 0,65% от общего количества, тогда как для пропорции 1% потеря равна 1,75% от общего количества.
Максимальная ошибка для образца, Е, уменьшает базу сравнения до стандартного значения 100, т.е., при достоверности 95,4% 40 ±2 стандартных отклонений равно 40 ±0,290 для порционера с вращением, и это эквивалентно 100 ± максимумальная ошибка образца, т.е., 100 ± 0,73. На основании этого [можно считать, что] точность отбора проб с уменьшением пропорции тонкой фракции падает.
По сравнению с идеальным устройством для отбора проб (С=1,00), максимальная эффективность составляет только 27,8%, и это значение быстро падает с увеличением пропорции тонкой фракции.
Рисунок 3. Изменения разброса в зависимости от соотношения компонентов в бинарной смеси.
На рисунке :
По оси абсцисс: Стандартное отклонение (% от массива)
По оси ординат: Процент мелкой фрацкци
Обозначения методов:
- порционер с вращением;
- лотковый отбор проб;
- сортировочный стол;
- метод конуса и деления на 4 части.
Рисунок 3 показывает, как соотношение компонентов влияет на точность анализа. Для позиционера с вращением стандартное отклонение остается достаточно постоянным независимо от содержания ("пропорции") тонкой фракции, тогда как для всех других методик стандартное отклонение увеличивается с увеличением количества тонкой фракции.
Это является указанием на то, что ошибки связаны с ошибкой анализа, а не являются ошибками в отборе проб. Дисперсия анализа Var (Passay) оценивается равной 0,005; из этого следует, что для оценки дисперсии отбора проб дисперсия эксперимента должна быть уменьшена на это значение. Хотя величина дисперсии анализа ограничивает то доверие, которое можно оказывать экспериментальным результатам, можно отметить тенденцию к падению эффективности устройства для отбора проб с увеличением количества мелкой фракции (Рис. 4).
Рисунок 4. Изменение эффективности устройства для отбора проб в зависимости с соотношением компонентов в бинарной смеси
На рисунке :
По оси абсцисс: Процентное соотношение компонентов (тонкая фракция).
По оси ординат: Вычисленная максимальная ошибка образца E 200 ?n/Pfine=мелкая фракция
Обозначения методов:
- метод конуса и деления на 4 части;
- сортировочный стол;
- лотковый отбор проб;
- порционер с вращением.
Разброс точек для других методик возникает, вероятно, из-за предвзятости оператора, накладывающейся на ошибку в отборе проб.
Хотя было показано, что позиционер с вращением является удовлетворительным устройством для большинства применений, ясно, что если необходимо точное измерение в случае малого содержания тонких фракций, потребуется усовершенствованная конструкция. Такая модифицированная версия должна быть рассчитана на снижение потерь порошка в атмосферу, наиболее вероятно, с использованием замкнутой системы.
ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ СКОРОСТИ ВРАЩЕНИЯ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ УСТРОЙСТВА ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ
Результаты этих экспериментов иллюстрируются Рис. 5 , и из него можно видеть, что для получения оптимальных результатов требуется как минимум 35 опытов ("представлений").
Рисунок 5. Порционер с вращением. Влияние числа опытов ("представлений") на эффективность отбора проб.
На рисунке :
По оси абсцисс: Стандартные отклонения.
По оси ординат: Число опытов/представлений.
Если скорость вращения сделать слишком большой, эффективность снова падает, поскольку потери порошка возникнут из-за воздушных потоков, создаваемых вращающимся диском.
ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ ВЕСА МАССИВА МАТЕРИАЛА И ВРЕМЕНИ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ УСТРОЙСТВА ОТБОРА ПРОБ
Изменение веса массива материала и времени, затраченного на перемешивание компонентов, не меняет значительным образом результаты анализа на порционере с вращением (Таблицы III и IV).
Таблица III. Влияние изменения веса массива материала на эффективность порционера с вращением
Строки:
Вес массива (г); Стандартное отклонение (%); Максимальная ошибка образца (%).
Таблица IV. Влияние перемешивания компонентов на эффективность порционера с вращением
Строки: Вес массива: 800 г.
Процент грубой фракции: 60
Количество опытов ("представлений"): 40
Столбцы: время, отведенное для перемешивания (мин); стандартное отклонение (%);
максимальная ошибка образца (%).
ВЛИЯНИЕ ИЗМЕНЕНИЯ РАЗМЕРА ЧАСТИЦ БИНАРНОЙ СМЕСИ НА ЭФФЕТИВНОСТЬ ПОРЦИОНЕРА С ВРАЩЕНИЕМ
Таблица VI. Влияние изменения размера частиц бинарной смеси на эффективность порционера с вращением
Строки: (а) Грубая фракция: 30-36 меш (примерно 460 микрон)
(в) Мелкая фракция: 72-100 меш (примерно 157 микрон)
(с) Более мелкая фракция: < 350 меш (< 44 микрон).
Столбцы: процент мелкой фракции; стандартное отклонение (%, а и в, в и с).
Из результатов Таблицы V можно заключить, что труднее получить репрезентативные образцы с более мелким порошком, но это происходит, вероятно, из-за трудностей измерения.
Выводы
Продемонстрировано, что многие обычно используемые методики отбора проб неэффективны. Особенно трудно получить репрезентативный образец из "горки" путем ковшового отбора или многократным использованием метода конуса и деления на 4 части. Предпочтительнее последовательное деление потока материала пополам, хотя при этом может проявиться предвзятость оператора, например, эффективность лоткового разделителя/порционера значительным образом зависит от метода подачи материала, хотя если это делать тщательно, результаты квалифицированного оператора будут так же хороши, как и результаты, полученные при использовании механической подачи.
Порционер с вращением является пока что наилучшей методикой и дает хорошие результаты, независимо от предыдущей истории порошка ( в этом устройстве отбор пробы производится так же эффективно из разделенных порошков, как и из перемешанных). Были определены оптимальные условия работы обработки материала и предлагается, что использование этой методики должно быть предпочтительным по отношению ко всем другим. Для отбора проб из массива материала методом многократно повторяющегося движения через порошок на той стадии, когда он находится в движении ("пересыпается"), может быть использован только один контейнер.
И, наконец, это единственная методика, которая будет неизменно предоставлять образцы с [воспроизводимостью]/точностью, требуемой Британскими Стандартами на определение размеров частиц тонких порошков (B.S. 3406, 1963).
Список литературы/ссылки:
[1] Хан, А.А. Диплом аспирантуры Университета Бредфорда, 1963.
[2] Аллен, Т. "Измерение размера частиц", 1968 (Лондон: издательство Чепмен и Холл)
[3] Хоус, К.У.М., и Мюллер, Л.Д. "Малый вращающийся аппарат для отбора проб и предварительное изучение его использования", 1960, (Харвелл (Англия), UKAEA)
[4] Спецификации Британского Стандарта B.S. 410 для гранулометрических сит, B.S.I. 1962.
[5] Аллен, Т. Промышленные силикаты (?), 1964, 29. № 12, с. 509.
Знаков: 22700; страниц (по 1800 зн): са. 13. Total @5 USD= 65 ( 1885 руб. )АПТ