论湿法检验温石棉纤维粉尘含量的合理性

    提要：本文通过湿法检验和干法检验石棉纤维粉尘含量方法中的筛分原理、筛网面积、筛分介质、筛孔孔径、物料的透筛概率等要素的对比，阐述了湿法检验石棉纤维粉尘含量的科学性和合理性。并提出了解决湿法检验时间长的思路和见解。
    新的石棉国家标准GB/T 8071-2001《温石棉》已于2001年10月1日开始实施。为了贯彻执行标准，我们必须化大力气宣传标准中采用湿法检验方法检验石棉质量的合理性。我们应该意识到石棉的生产和使用企业对湿法检验的认识程度和接受程度是贯彻执行标准的关键和难点。为此，笔者尝试通过干法检验和湿法检验优缺点的对比，消除长期以来人们对湿法的误解和不理解，提高执行GB/T 8071-2001《温石棉》国家标准的积极性，推动石棉检验技术的进步。众所周知，石棉纤维在选矿过程中要经过一系列破碎、松解、筛分等作业才能被选别出来。在这些加工过程中，已松解的石棉纤维和破碎中产生的粉尘，由于静电引力等因素产生强烈的吸附，粉尘被牢牢地吸附在石棉纤维表面。甚至一部分短纤维也吸附在长纤维上，产生所谓的“搭桥”现象。在石棉风选的净化工艺中，石棉纤维虽然要经过多次除尘净化，但这些受强力吸附的粉尘和纤维很难彻底被分离开来。目前采用干法检验石棉纤维质量，可以说仍是选矿净化作业的延续，受强力吸附的尘和纤维在筛分中同样不能得到彻底分离。因此，用干法检验出来的粉尘含量就不能代表石棉纤维中的真正粉尘含量。湿法检验就不会出现这种情况。湿法检验是将石棉纤维放在水介质中充分分散后进行筛分的。介质水可以消除或者说能平衡石棉纤维和粉尘上的静电，破坏石棉纤维和粉尘之间的吸附。检验过程中的强力搅拌或者强力冲洗破坏了“搭桥” 现象，使纤维团中的粉尘被分散分离，形成一定浓度的悬浮液。这些悬浮液透筛时，粉尘在水力作用下透过筛网，纤维则留在筛网上，达到分离目的。所得到的纤维是干净的，检验出的粉尘含量是较为准确的。这是湿法检验科学、合理的理由之一。
    在目前流行的干法检验中，区分石棉纤维和粉尘的筛网网孔孔径是0.4毫米。相当英制40目，筛网网孔面积占总筛网面积的38%。湿法检验所用筛网孔径为0.075毫米，相当英制200目，网孔面积占总筛网面积的37%。这就说明在筛孔面积占总筛网面积相当的情况下，干法检验所用筛网孔径要比湿法检验筛网孔径大5倍左右，也就意味着干法检验的粉尘含量包含有许多短纤维。按照复合材料增强理论，长径比大于10：1的物料就有增强作用，长径比大于20：1的物料在复合材料中有显著增强作用。美国ASTM标准和GB/T 8071-2001石棉国家标准中，将长径比大于10：1，最大横向尺寸小于0.1毫米的纤维蛇纹石定义为石棉纤维。在干法检验中是将小于0.4毫米的物料计量为粉尘。假定通过的物料长度为0.4毫米，那么按上述长径比，这些物料中直径小于0.04毫米物料就是石棉纤维。即使直径没有小于0.04毫米，我们还可以进一步把它松解到小于0.04毫米，这些物料也该算作石棉纤维。我们用干法检验判定石棉质量，在选矿中就把它们白白仍掉，这岂不是一种资源浪费吗？现在的选矿技术，将石棉纤维松解到直径小于0.04毫米是完全可能的。这部分物料是完全可用的。国外的石棉选矿中使用纤维松解设备就是为了此目的。对比我国的石棉选矿工艺，有的选矿厂连起码的破碎解棉设备都没有，那就更没有松解设备了，尾矿中含有大量的未解离和未松解石棉。陕西汉源公司、甘肃新远公司、巴州疆海公司采用李克文石棉水选专利技术从石棉尾矿中回收石棉纤维生产五级棉就是很好的证明。这是湿法检验比干法检验科学合理的理由之二。[next]
    现在常有人说：“湿法检验试样量太少，没有干法检验准确”。笔者认为这是一种误解。干法检验所用的试样量为500克，湿法检验试样量仅为10~20 克。经过简单的数字对比，湿法检验的试样量确实太少了。但是，检验用样品毕竟还是从批量石棉中抽去的很少一部分。如果用检验批量20吨、50吨和试样量500克、10克来对比的话，500克、10克可看作为同一数量级，其相对差别就不那么显著了。更何况500克和10克样品都是从大于3千克的混合样品中按GB/T 8072国标严格制取的。如果仔细琢磨一下GB/T8071、GB/T8072以及GB/T6646等国家标准就会发现，这些标准比以前的老部标建标54-61标准的取样、制样、检验方法更详细、更科学。正因为有了这些详细、科学的方法，才保证了湿法检验的数据比干法检验科学、准确、合理。如果我们仍用粗糙的取样方法、制样方法来准备样品进行湿法检验。检验结果肯定不准确。同样，用这样粗糙的方法准备样品进行干法检验，其结果也不会准确。我们许多企业的干法检验结果再现性差（一次与一次、一台筛与一台筛、一个人与一个人操作结果相差很大超过误差）的原因，难道没有取样、制样、检验操作不规范、不仔细这种因素在其中作怪吗？
    干法检验所用筛网面积约为2300平方厘米，是湿法检验所用筛网面积（约为310平方厘米）的7.4倍，而试样量干法检验是湿法检验的50倍。一经对比，每根纤维的透筛概率，干法检验远小于湿法检验。另外，粉尘在透筛时的情况是：湿法检验过程中粉尘被放在水介质中充分分散，并在强力水力作用下透筛；干法检验过程中，粉尘既要克服静电吸附，又要克服纤维间的“搭桥”，在重力和振动力的作用下通过一定厚度的样层透筛，透筛过程比湿法检验透筛艰难的多。这就更进一步说明了湿法检验时粉尘透筛的概率远大于干法检验。上述论证是湿法检验技术科学、合理的理由之三。
    “湿法检验用时太长，不能及时指导石棉生产”的说法正好指出了目前湿法检验存在的缺陷。但是我们通过分析后可知，湿法检验时间长的原因是试样干燥所用时间长。要解决这个问题的途径有两个：一是寻找一种很好的、用时很短的干燥方法；二是样品不用干燥直接得到结果。第一途径，在目前技术水平上，很难有用时很短的干燥方法来满足我们的要求。第二途径，避开干燥。笔者曾这样尝试，我们可以这样认为，石棉生产企业的工艺和矿石性质是稳定的，那么干式分级的满底含量应和湿法检验的粉尘含量存在一定的相关性。也就是说，我们可以用数理统计的方法，找出一个公式，根据干式分级的满底含量推算出粉尘含量。苦于没有某个企业的较多数据，笔者利用我国1985年至 1987年石棉行检行评的数据推算出了一个公式，证明二者间确实存在相关，其相关系数在0.5左右。如果使用某一个特定企业积累的两组数据的话，其相关系数就会接近1，推算的结果就较为准确。用这样的方法就能较好的解决目前指导生产的问题。另外，通过全行业同行的努力，肯定能找出一个很好的方法，克服湿法检验用时较长的缺陷。让我们努力吧！ [next]
    综上所述，采用湿法检验温石棉纤维粉尘含量是科学的、合理的。对我国石棉生产工艺的技术改进具有积极意义，所产生的经济效益是不可抵估的。湿法检验用时长的缺陷，通过我们的努力是可以解决的。因此，在全民环保意识增强的今天，在安全合理使用温石棉的政策条件下，我们有什么样的理由拒绝使用科学的、环保的湿法检验方法都是不合适。