矸石泥化翻轉試驗儀使用說明

 BYNH-1矸石泥化試驗翻轉儀是將矸石先過篩，制備成5.6 --2.8 mm粒級的試樣，干燥后的試樣置入翻轉瓶中加水攪拌。對所形成的懸浮液用孔徑500 µm的試驗篩進行篩分，篩上物干燥稱重。用沉降法測定10 µm以下的細泥含量〔%)的儀器，按照MT-T109-1996《煤和矸石泥化試驗方法》的要求。適用于煤炭、冶金、焦化部門及科研單位的實驗室使用。

試驗方法步驟

1.1 用水

 試驗用水為蒸餾水或符合飲用的自來水。

1.2 裝置

1.2.1試驗篩:規(guī)格為篩孔基本尺寸5mm,2.8mm,1.0mm和500µm。試驗篩應符合GB 6003-85的規(guī)定。

1.2.2矸石泥化試驗裝置（圖1）。翻轉速度為40r/min.

               圖 1 矸 石 泥 化 試 驗 翻 轉 裝 置 示 意 圖 1

 一 洗瓶  2 一 傳動裝置   3 一 手輪   4 一 支座    5 一 底座

1.2.3  恒溫水槽。圓形，直徑為300 mm,高300 mm，材質:有機玻璃或不銹鋼等。

1.2.4  改制型安氏(Andreasen)沉降裝置(圖2), 

   圖 2 改 制 型 安 氏 (Andreasen )沉 降 裝 置

        A 一 帶刻度的量筒  B 一 抽吸管  C 一 容器    D 一 三通旋塞

        E 一 毛玻璃塞      F 一 氣孔    G 一 抽吸點  H 一 出口

1.3 取樣及試樣制備

    若物料足夠多，可取1kg  5.6 --2.8 mm粒級的代表性試樣。如果物料量不足，可將大粒度矸石破碎后的5.6--2.8 mm粒級物料加入原物料的試樣中。若采用上述方法，物料量仍然不足，也可以取5.6--1.0 mm粒級代替。取樣細則應列入試驗報告。

    注: 試樣應從每一煤層的頂板、底板及夾石中采取.應具備有代表性.

      通過輕緩吹風脫除試樣中的粉末，把試樣晾至空氣干燥狀態(tài)，然后將試樣封存在密閉容器中以備使用。

1.4 步驟

 1.4.1 測定試樣初始水分

    按照 GB211-91測定空氣干燥試樣的全水分。

1.4.2 試樣攪拌

取空氣干燥試樣(見6.3)100g (稱準到士0.01g ),置于洗瓶中，加500mL水(6.1)。蓋嚴后裝到翻轉裝置(圖1)上，使其繞橫軸翻轉，轉速為40 r/min，翻轉時間30 min。

1.4.3 懸浮液過篩

     將漏斗置于量筒上，然后在漏斗中放置孔徑500µm試驗篩。 將攪拌后的懸浮液倒入篩面上，注意固體顆粒要在篩面上均勻分布。用沖洗瓶以250ml水沖洗瓶及篩面。

     將篩子由漏斗中取出，放入盤子后再置于干燥箱以105-110℃的溫度烘干1h。隨后由箱中取出盤子，將烘干的試樣用刷子刷掉，裝入已知皮重的一容器內，放入干燥箱，烘干至恒重后再放入干燥器進行冷卻.以防止吸收水分然后稱重(稱準到士0.01 g).

1.4.4 細泥的處理

      篩上物烘干期間，用100ml水沖洗漏斗，將粘附在漏斗上的細泥沖入篩下物量筒中。量筒中加水至容積為1L后，放入恒溫槽.

1.4.5 水的制備

     試驗用水置于一小瓶(容量2L以上)中，連同沉降裝置(圖2)一并放入恒溫槽中，水槽保持恒溫，溫差不超過士0.2℃，試驗前至少用1h的時間使其達到溫度平衡，以后各試驗步驟中用水均使用此槽中的水.

1.4.6 懸浮液濃度調節(jié)

   按照 6.5.l 的方法計算試樣通過500µm試驗篩后的篩下物百分數(shù)，必要時以篩上物的質量為依據(jù).根據(jù)計算結果及試樣的質量，即能測定懸浮液的固體濃度。如果懸浮液的固體濃度不超過20 g/L就可以直接用于做沉降試驗，否則就需要將量筒翻轉6次加以攪拌，然后將一定量的懸浮液倒人第二個量筒中，并加水稀釋。稀釋后將量筒置入水槽中以備使用。

    注: 懸浮液的固體濃度應調節(jié)到顆粒能相互無干擾的自由沉降為準。由第1個量筒實際取出的量〔用于稀釋到1L) 并不是關鍵因素，只要測定即可.如果個量筒中的懸浮液含Eg固體，則轉入第二個量筒中的懸浮液量不得超過    2.0×10⁴   mL

                                                        E

1.4.7 沉降時間的測定

   用式( 1)計算額定粒度10µm的固體顆粒沉降100mm所需的時間t(s)(附錄B):

       t= 1.223×10⁶ η       --------------------------------------------------( 1 )

式中:  η— 水在試驗溫度下的動力粘度，N·s/m²(Pa.s),

   沉降時間也可以根據(jù)表1以內插法求得:

表1 不同水溫時的沉降時間

14.8 以沉降法測定額定粒度小于10µm顆粒(細泥)的百分數(shù)。

注 l: 其他沉降測定法也可使用，只要所測結果與下述方法惻定結果大致相同即可。

      沉降試驗需在無振動的試驗臺上進行

      將抽吸裝置安裝在沉降裝置(圖3)上

注 2:  沉降試驗前就需要將抽吸裝置裝上，以便到時能平穩(wěn)地將懸浮液試樣抽出

       另外，沉降試驗進行期間，試驗裝置也不受干擾。

    攪拌量筒內的懸浮液，按第6.4.6要求翻轉量筒6次加以稀釋。將懸浮液置于沉降裝置內的200 mm記號處。裝上抽吸管后將沉降裝置放入恒溫槽。等幾分鐘待裝置達到恒溫槽溫度后，再由槽中取出。用手指堵住小孔F，帶著抽吸管翻轉6次對懸浮液進行攪拌，并隨即將其放入恒溫槽，開始記時，按4.4.7公式計算的時間后，通過旋塞D將抽吸管接到容器C上，并在G點處進行平穩(wěn)地抽吸(圖2)

     注3:  抽吸時間為25--30s

    打開旋塞D使10 mL懸浮液通過排出口H進入已知重量的蒸發(fā)皿中。用幾毫升水沖洗容器C，沖洗水也倒入蒸發(fā)盤中.蒸發(fā)干后再入干燥箱以105-110℃的溫度烘干。烘干后入干燥器冷卻，再稱重(精度士0.0001 g )

    注4 ： 細泥百分數(shù)測定結果的檢驗 ：抽出10mL試樣后立即對裝置內剩余的懸浮液進行搖晃，然后計時，重復上述試驗方式加以檢驗。沉降時間t按附錄A計算，因已抽出一部分試樣，需要對h值進行適當校正。

 1.4.9 重復試驗

     全部試驗步驟重復進行一次。

1.5 結果表示

1.5.1   物料過500µm試驗篩后的篩下物干基重量百分數(shù)T(%)按式(2)計算

   T = 100 [1-       100R        ]  -----------------（2）

                             W(100-M_t)

 R - 篩上物重量(干基)(6.4.3),g;

        W— 空氣干操試樣的重量(6.4.2),g

       Mt — 試樣的初始水分(6.4.1),%

1.5.2 額定粒度10µm 以下的細泥。

1.5.2.1 不需加水稀釋

   如果 按 6.4.4步驟所獲得的懸浮液不需要再加水稀釋(見第6.4.6)，則試樣中一10µm 級固體顆粒的干基重量百分數(shù)按式(3)計算:

 S(%)=    10⁴m       ------------------------(3)

               W(100-M_t)

式中: m- 沉降試驗結束后，由被抽走的10 mL懸浮液帶走的固體顆粒干基重量,g;

      W— 空 氣干燥試樣的重量，g

      M_t — 試樣的初始水分，%。

1.5.2.2 需要加水稀釋

   如果按6.4.6 要求，懸浮液需要再加水稀釋，則一10µm級固體顆粒的干基重量百分數(shù)s按式(4)

 S(%)=    10⁷m     -----------------------(4)

             VW(100-M_t)

式中：m— 沉降試驗結束后，隨10mL懸浮液被抽走的固體顆粒干基重量，g

   V— 由個量簡中倒入第二個量筒，并在后一量簡中加水稀釋至1L的懸浮液體積，mL;

   w— 空氣干燥試樣的重量,g

   M— 試樣的初始水分，%。

 1.5.3   500 µm試驗篩篩下物中的細泥(10µm以下)百分數(shù)N,

   500 µm試驗篩篩下物中細泥的干基重量百分數(shù)N(%)按式(5)計算

   N=   100S         ---------------------(5)

                T

式中:s - 試驗中的細泥重量百分數(shù)，%;

     T - 500µm試驗篩篩下物百分數(shù)，%。

1.6  試驗誤差

1.6.1 重復精度

    由同一試驗人員以同一臺試驗裝置在短的間隔時間內就同一試樣中所取樣品進行兩次試驗后的結果，各產(chǎn)品重量的相對誤差不得超過5%(20次以內不準出現(xiàn)一次)。

1.6.2 再現(xiàn)性

   由兩個不同試驗人員，在不同的時間，利用不同的試驗設備，由同一試樣的縮分樣進行兩次試驗所獲得結果(各產(chǎn)品重量)的相對誤差不超過10%(10次以內不準出現(xiàn)一次)。

1.7 試驗報告

注 : 典型的試驗報告格式見附錄c

試驗報告應包括以下資料:

a) 試樣的標識與歷史背景;

b) 試樣中是否含有不屬于5.6-2.8mm級非自然存在的其他物料;

c) 研石或頁巖“來樣"的初始水分;

d) 所采用的沉降法(若與本標準有區(qū)別時，應注明);

e) 沉降試驗條件，如:稀釋的懸浮液體積;沉降時間;試驗溫度;

f) 與本標準的試驗步驟不同處;

9) 重復試驗和各次結果及平均值。

  附錄B(標準的附錄)

                沉降時間的計算

按照司托克定律，分散的球形顆粒沉降時間t按式(Bl)計算

 t =    18hη       ----------------------------------（B1)

              gD²（ρ₁ -ρ₂）

式中:   h— 抽取懸浮液的深度，m;           η— 試 驗 時 水的動力粘度，N·s/m²;

        g - 重 力 加 速度，M/S²;            D-  顆 粒粒度,m;

        ρ₁ 一 顆粒密度，kg/m³;             ρ₂— 液體密度，kg/m³,

試驗中的常數(shù)值:

  h=0. 1 m(驗證沉降試驗時除外，見6.4.8注4);

  g=9.8 m/s'                ρ₁ =2500 kg/m³              ρ₂=1000 kg/m³

因此，對于額定粒度10µm 的顆粒來說，公式可簡化為:

                T=1.223×10⁶ η    

附錄C(提 示 的 附錄)

                           泥化程度試驗報告格式

     A  試樣標識/歷史背景

     B  試驗條件

     (I)標準/其他(可在下面的注解中說明)

     (II)沉降溫度         (Ⅲ)沉降時間             (Ⅳ)稀釋體積

     (Ⅴ)測細泥百分數(shù)采用的沉降方法，改良后的安氏沉降裝置/其他

  C  試驗結果