[科普中国]-沉降分析

介绍

沉降分析法是测定细粒物料粒度的常用方法，其原理是通过测定颗粒在适当介质中的沉降速度来计算颗粒的尺寸。沉降分析法的类型很多，有重力沉降和离心沉降、液体沉降与气体沉降、静态沉降与动态沉降等。在流体中(气体或液体)进行物料分级的所谓动态沉降法，有水析、串联旋流分级器、风力离心分级器等。

方法原理沉降分析原理简单，测定范围较宽(0．02～250μm)，测量结果的统计性和再现性高，所以被普遍采用。常用方法是沉积法、淘析法、流体分级法等。

沉积法不能分出各个单独产品，但能较快地测定细度和比表面。采用水、乙醇、水+甘油、乙醇+甘油、醚、苯、甲苯、丙酮、环己醇等作介质。常用分散剂有六偏磷酸钠、焦磷酸钠、水玻璃、氨水和氯化钠等。分散的方法有超声波分散、搅拌器分散、抽真空脱气、减压沸腾、介质中长时问混合、球磨、乳钵分散等，或几种分散方法联合使用。2

淘析法和流体分级法由于可以直接得到各个粒级的产品，供进一步分别检测用，因此在选矿工艺中得到了广泛应用。淘析法的基本原理，是利用逐步缩短沉降时间的方法，由细至粗地，逐步地将较细物料自试料中淘析出来。流体分级法法与沉积法和淘析法的现象相同，但对细粒而言，运动方向相反，对一定的流体流动速度，小于一定粒度的细粒被流体带动向上，而粗粒沉下。此流体可以是水（即为上升水流法），也可以是气体（空气）。

公式计算沉降分析通常要求在稀悬浮液中进行，以保证悬浮液中的固体颗粒均能自由沉降，互不干涉。由于一般仅对小于0．1mm的物料进行沉降分析，故可按斯托克斯公式计算其沉降速度，如沉降介质为水，则可得：

式中 v——粒子沉降末速，cm/s；
h——沉降距离，cm；
t——沉降时间，s；
ρi——固体 i的密度，g/cm³；
d——球形固体颗粒直径，cm。
h值的选择，应使时间t不过长或过短，一般分级沉降速度小的微粒部分时，h要小些，相反，分级粗颗粒时，h要大些，但最小不能小于在该容器内 "液:固=6:1" 的高度（对于泥质物料应为10:1）。

在实际操作中，为了避免计算错误，通常都是在计算完毕后，根据要求的粒度，参照已编制的专门表格来校验一下沉降所需要的时间是否正确。

误差问题沉降分析适用于均质物料，即假定待测物料全部具有同一密度，若10%物料密度2倍于其余物料的密度时，误差即很大。在选矿试验中，试料一般都是非均质物料，因而计算粒度与实际粒度往往不符。目前不少选矿试验单位，对于水析产品，采用显微镜检查其实际尺寸，这是一个比较可靠的办法，但并不能避免同一粒级中不同密度的粒子实际具有不同的粒度。2