表示碎散物料的粒度组成,除了用表格形式表示外,还可以用图形或曲线表示。而且由曲线表示比表格更清楚。因曲线为连续的,所以可求出任意级别的产率。通常,以横坐标表示颗粒的粒度,纵坐标表示物料中各粒级(或累积)产率。这种按筛分试验结果绘制的粒度分布曲线,叫粒度特性曲线。
1.累积粒度特性曲线
若以纵坐标列出的是正累积产率,横坐标表示颗粒的粒度,则可得到正累积粒度特性曲线。同理,横坐标不变,纵坐标列出的是负累积(又称筛下累积)产率,则可得到负累积粒度特性曲线。表1为某筛分试验结果,图1为累积粒度特性曲线。由图1可见,正负累积粒度特性曲线是对称的,而且相交于产率为50%处。
粒级(mm) | 质量(kg) | 产率 | ||
重量(%) | 筛上正累积产率(%) | 筛下负累积产率(%) | ||
16~1212~88~44~22~0共计 | 2.253.004.502.253.0015.00 | 1520301520100 | 15356580100— | 10085653520— |
图1 累积粒度特性曲线
累积粒度特性曲线的优点是绘制简便,缺点是在细粒级一端刻度太窄小,因此,曲线细粒级一端误差较大。
2.半对数粒度特性曲线
若横坐标以各粒级尺寸的对数值标刻度,纵坐标表示累级产率,如图2所示,所得图形称半对数累积粒度特性曲线。此曲线可以克服细粒级部分狭窄的缺点,但粗级部分又压缩得较大。
图2 半对数累积粒度特性曲线 3.全对数粒度特性曲线 纵坐标与横坐标均采用对数表示(如图3)称全对数累积粒度特性曲线。采用全对数法,大部分曲线可以直线化,从而可求出粒度分布的方程式。这种方法有利于研究碎散物料的分布规律。
图3 全对数累积粒度特性曲线[next] 4.粒度特性方程 数学方程式亦可用来描述粒度的分布,虽然这些方程式都是经验关系式,但也能在不同程度上表示出碎散物料的粒度分布。 在选矿领域内,常用来描述碎矿、磨矿产品的粒度特性的方程有下面两种: (1)A.M.高登-C.E.安德列耶夫-R.舒曼粒度特性方程式。 (2)R.罗逊-E.拉姆勒粒度特性方程式。 (3)是三位学者分别提出了粒度特性方程式,他们是应用全对数坐标绘制筛分分析曲线;得到的一种经验公式。此公式可写为: 式中 γ —筛下产物的负累积产率(%); k —粒度模数,即理论上最大粒度(x最大),当筛孔宽(x)与它相等时,全部物料皆进入筛下,γ=100%; a —与物料性质有关的参数,破碎产物的a值常介于0.7~1.0之间。 颚式破碎机和圆锥破碎机破碎的产物粒度特性从排料宽度到0范围内的粒级,基本上近似地与公式(1)相符。 1934年罗逊-拉姆勒用统计方法整理碎矿机和磨矿机的产品时得出方程(3)。此方程的数学表达式为: 式中 R —大于x粒级的累积产率(%); x —矿粒直径或筛孔宽; b —与产物细度有关的参数; n —与物料性质有关的参数。 参数b及n可用图解法求得,即将方程式(3-3)连续取两次对数即: 为纵坐标,以lgx为横坐标,即可得到一条直线,参数n及b均可下式求得:(选定两个已知点x1,R1;x2,R2即可求解)
由公式(2)可以看出,只有当物料粒度无限大( 时),组别产率R才为零,显然这不符合实际情况,因此,为了确定物料的最大粒试,可以先取得较小的R值(例如R=0.1%),然后把相应于该R值的粒度作为物料的最大粒度。这在实践中是可行的。 如果令,则公式(2)可以写成: 当x=xe时,对数坐标图上对应于R=36.8%的粒度即为xe,在罗逊-拉姆勒粒度特性方程中称xe为"绝对粒度常数"。 罗逊-拉姆勒粒度特性方程式适用于破碎的煤,细碎的矿石和磨碎的矿料及水泥等。 粒度特性方程式在科学研究中一般用它求颗粒数。求平均粒度计算表面积和功耗等等。