(高清版)GBT 42523-2023 鐵礦粉 濕容量的測(cè)定方法

鐵礦粉濕容量的測(cè)定方法I本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專(zhuān)利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專(zhuān)利的責(zé)任。本文件由中國(guó)鋼鐵工業(yè)協(xié)會(huì)提出。本文件由全國(guó)鐵礦石與直接還原鐵標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC317)歸口。本文件起草單位：重慶大學(xué)、重慶科技學(xué)院、山東鋼鐵股份有限公司萊蕪分公司、寶山鋼鐵股份有限公司、中冶賽迪信息技術(shù)(重慶)有限公司、重慶鋼鐵股份有限公司、成都先進(jìn)金屬材料產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院股份有限公司、首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司、攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司、昆明工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院、邯鄲鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司、冶金工業(yè)信息標(biāo)準(zhǔn)研究院。本文件主要起草人：呂學(xué)偉、黃青云、游洋、徐健、李剛、梁棟、周茂軍、謝皓、王剛、王凱、潘成、1鐵礦粉濕容量的測(cè)定方法警示——使用本文件的人員應(yīng)有正規(guī)實(shí)驗(yàn)室工作的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。本文件并未提出所有可能的安全問(wèn)題。使用者有責(zé)任采取適當(dāng)?shù)陌踩徒】荡胧?，并保證符合國(guó)家有關(guān)法規(guī)規(guī)定的條件。本文件描述了鐵礦粉濕容量的測(cè)定方法。本文件適用于鐵精礦以及粒徑大于10mm的質(zhì)量比不超過(guò)10%的鐵礦粉的濕容量的測(cè)定。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過(guò)文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T1914—2017化學(xué)分析濾紙GB/T6003.1試驗(yàn)篩技術(shù)要求和檢驗(yàn)第1部分：金屬絲編織網(wǎng)試驗(yàn)篩GB/T6005試驗(yàn)篩金屬絲編織網(wǎng)、穿孔板和電成型薄板篩孔的基本尺寸GB/T6730.1鐵礦石分析用預(yù)干燥試樣的制備GB/T10322.1鐵礦石取樣和制樣方法GB/T10322.7鐵礦石粒度分布的篩分測(cè)定GB/T20565鐵礦石和直接還原鐵術(shù)語(yǔ)3術(shù)語(yǔ)和定義GB/T20565界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。礦物在自然堆積的狀態(tài)下所能保持的最大含水量(物理水)與礦物干料的質(zhì)量百分比。注：用百分?jǐn)?shù)(%)表示。飽和吸水量saturatedwaterabsorption礦物在自然堆積的狀態(tài)下所能保持的最大含水量。單位時(shí)間內(nèi)在毛細(xì)作用力下進(jìn)入自然堆積狀態(tài)下礦物中水的質(zhì)量。注：?jiǎn)挝粸榭嗣棵?g/s)。傳質(zhì)系數(shù)masstransfercoefficient水在顆粒床中受毛細(xì)管力作用下單位時(shí)間傳質(zhì)的距離。24基本原理基于動(dòng)態(tài)毛細(xì)吸水法，將一定質(zhì)量范圍的干燥樣品置于固定床中，以一定的時(shí)間間隔測(cè)量樣品吸水量，待樣品質(zhì)量不再發(fā)生變化后，記錄該樣品的飽和吸水量，通過(guò)計(jì)算得到樣品的濕容量。5樣品的準(zhǔn)備5.1一般要求試驗(yàn)宜在溫度、氣流和濕度穩(wěn)定的房間中進(jìn)行。裝樣品的容器應(yīng)選用密閉容器或使用塑料薄膜及其他合適的材料覆蓋。為防止鐵礦粉濕容量結(jié)果可能發(fā)生的改變，制樣過(guò)程中不應(yīng)對(duì)樣品粒度及密度造成改變。5.2樣品的制備試驗(yàn)樣品應(yīng)按GB/T10322.1的規(guī)定進(jìn)行取樣和制樣。按GB/T6730.1的規(guī)定，試驗(yàn)樣品應(yīng)在105℃±5℃的溫度下干燥至恒重，期間每隔10min將樣品混勻再鋪平，保證樣品去除所有水分并避免發(fā)生結(jié)塊現(xiàn)象，烘干時(shí)間不低于2h,然后自然冷卻至室溫，并保存在干燥器中。5.3樣品總量試驗(yàn)樣品的總量不少于1kg,以干基計(jì)算。5.4樣品篩分按GB/T10322.7的規(guī)定，將篩分產(chǎn)品為+5.0mm、-5.0mm+1.0mm、-1.0mm三級(jí)。6試驗(yàn)設(shè)備6.1裝樣圓筒裝樣圓筒結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1,圓筒內(nèi)徑φ56mm,由鋼化玻璃制成。3單位為毫米標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：1——圓筒；2——定量濾紙；3——孔徑為0.074mm的金屬絲網(wǎng)；4——鐵礦粉樣品。圖1裝樣圓筒示意圖6.2U型水槽U型水槽結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖2,由鋼化玻璃制成。單位為毫米標(biāo)引序號(hào)說(shuō)明：1——U型水槽；2——進(jìn)水口閥門(mén)；3——溢流口；4——標(biāo)尺；5——出水口閥門(mén)。圖2U型水槽結(jié)構(gòu)示意圖6.3鼓風(fēng)干燥箱溫度能控制在105℃±5℃。表面光滑、干燥無(wú)污染，可容納規(guī)定數(shù)量試驗(yàn)樣品的器皿。46.5電子天平最大量程不小于300g,分度值不低于0.01g?？讖?.074mm的金屬絲網(wǎng)，符合GB/T6003.1和GB/T6005的規(guī)定。201型快速定量濾紙，符合GB/T1914—2017的規(guī)定，直徑不小于56mm。6.8掛鉤能將圓筒懸掛并在水中進(jìn)行稱(chēng)重。7試驗(yàn)步驟7.1試驗(yàn)測(cè)定次數(shù)對(duì)同一預(yù)干燥樣品，至少進(jìn)行兩次獨(dú)立試驗(yàn)。注：“獨(dú)立”是指再次及后續(xù)任何一次測(cè)定結(jié)果不受前面測(cè)定結(jié)果的影響。本分析方法中，此條件意味著在同一實(shí)驗(yàn)室，由同一操作員使用相同的設(shè)備、按相同的測(cè)試方法，在短時(shí)間內(nèi)對(duì)同一被測(cè)對(duì)象獨(dú)立進(jìn)行重復(fù)測(cè)定，包括采用適當(dāng)?shù)脑傩?zhǔn)。7.2樣品量試驗(yàn)樣品為200g,精確至0.01g,由粗(+5.0mm)、中等(一5.0mm+1.0mm)、細(xì)(-1.0mm)三級(jí)按篩分比例(質(zhì)量百分比)配制而成，并記為M;。7.3濕容量測(cè)定流程清洗干凈U型水槽，關(guān)閉出水口閥門(mén)，打開(kāi)進(jìn)水口閥門(mén)，將水槽注滿(mǎn)水后調(diào)小進(jìn)水口閥門(mén)，保持溢流口流水成細(xì)線(xiàn)，避免水面較大的波動(dòng)。將孔徑為0.074mm的金屬絲網(wǎng)平整地固定于圓筒一端，用一張快速定量濾紙平鋪在圓筒的底部，將圓筒懸掛于電子天平下端的掛鉤上，降低升降機(jī)構(gòu)使得圓筒浸泡入水中并剛好沒(méi)過(guò)濾紙，讓濾紙吸水完全飽和，調(diào)高升降機(jī)構(gòu)，取出圓筒并擦拭掉附著在圓筒以及金屬絲網(wǎng)上的水分。將預(yù)處理的圓筒再次懸掛于掛鉤上，清零電子天平讀數(shù)。調(diào)節(jié)升降機(jī)構(gòu)使圓筒與水面接觸，在圓筒與水面接觸的過(guò)程中觀察電子天平讀數(shù)變化，當(dāng)電子天平讀數(shù)由開(kāi)始接觸水面的正數(shù)逐漸減小時(shí)，微調(diào)升降機(jī)構(gòu)使得電子天平的讀數(shù)為零。輕輕取出圓筒，去除附著在圓筒壁以及金屬絲網(wǎng)上的水分。重復(fù)上述步驟，直至圓筒懸掛在水面上方以及接觸水面時(shí)電子天平的讀數(shù)為零，見(jiàn)圖3。經(jīng)過(guò)調(diào)整，讓圓筒在與水接觸的時(shí)候浮力和表面張力的作用相抵消，保證讀取的數(shù)據(jù)為圓筒內(nèi)的實(shí)際重量變化。51——電腦終端；2——U型水槽；4——電子天平；7——標(biāo)尺；9——升降機(jī)構(gòu)；10——底座；11——掛鉤。圖3濕容量測(cè)試設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖保持圓筒相對(duì)水槽的液面高度不變條件下，將圓筒取出并除去多余水分，把樣品裝入圓筒內(nèi)，使其自然堆積，切勿擠壓，輕輕搖晃圓筒并使試料上部平整；裝好后掛在電子天平上，保證圓筒底部水平，將天平清零。7.3.4濕容量測(cè)試將圓筒浸入水下h處，使浸入部分圓筒與樣品所受浮力與界面張力平衡，天平重新回到零點(diǎn)。隨著時(shí)間變化，記錄天平數(shù)據(jù)為M,當(dāng)天平數(shù)據(jù)穩(wěn)定時(shí)(連續(xù)兩次測(cè)量誤差不超過(guò)0.1g,測(cè)量時(shí)間間隔不少于10min),天平最后的示數(shù)即為所測(cè)礦物的最大吸水量M,實(shí)驗(yàn)結(jié)束。h值的選擇對(duì)于準(zhǔn)確測(cè)量礦物的濕容量有很大的影響。根據(jù)公式(1)計(jì)算h值：式中：h——圓筒浸入水下的深度，單位為米(m);6GB/T42523—2023p——水的密度，單位為千克每立方米(kg/m3);g——重力加速度，單位為米每二次方秒(m/s2);8結(jié)果計(jì)算8.1濕容量的計(jì)算鐵礦粉濕容量m。用質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%)表示，按公式(2)計(jì)算：8.2傳質(zhì)系數(shù)的計(jì)算……………水分透過(guò)圓筒底部的篩網(wǎng)和鐵礦石顆粒接觸，水分在毛細(xì)壓力的作用下進(jìn)入礦石顆粒間。根據(jù)質(zhì)量守恒定律，建立吸水過(guò)程的平衡方程如下公式(3)所示：k——水的質(zhì)量傳輸系數(shù)，單位為米每秒(m/s);A——圓筒的橫截面積，單位為平方厘米(cm2);M?！獫袢萘?，以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表示(%);將公式(3)變形后得到公式(4):M,=M(1-e-k·A·g*+/M)……(4)每次濕容量測(cè)試試驗(yàn)結(jié)束后，將t時(shí)刻吸收的水質(zhì)量M,作為縱坐標(biāo)，將時(shí)間t作為橫坐標(biāo)，構(gòu)成一條具體的樣品吸水量隨時(shí)間變化曲線(xiàn)，如圖4。將吸水量對(duì)時(shí)間進(jìn)行一次求導(dǎo)，即可得到吸水速率。根7mgmg圖4鐵礦石吸水量m;隨時(shí)間t的變化曲線(xiàn)8.3允許誤差和試驗(yàn)次數(shù)鐵礦粉濕容量?jī)蓚€(gè)試驗(yàn)結(jié)果之間的極差的大小，將決定是否需要進(jìn)行補(bǔ)充試驗(yàn)，極差范圍的等級(jí)見(jiàn)表1。根據(jù)某一測(cè)試樣品的篩分比例，可將其分為細(xì)粒級(jí)(一1mm粒級(jí)占比大于80%)、中等粒級(jí)(-5.0mm+1.0mm粒級(jí)占比大于80%)和粗粒級(jí)(+5mm粒級(jí)占比大于80%)樣品，不同粒級(jí)樣品的極差范圍等級(jí)如表1所示，其中極差范圍等級(jí)的確定依據(jù)見(jiàn)附錄A。表1極差范圍等級(jí)表極差x1—x2等級(jí)ABC細(xì)粒級(jí)濕容量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%中等粒級(jí)濕容量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%粗粒級(jí)濕容量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))/%最終試驗(yàn)結(jié)果數(shù)值的確定程序見(jiàn)a)～d),平均值精確到小數(shù)點(diǎn)后一位數(shù)字：a)如果|x?-x?|≤A,則取兩次結(jié)果的平均值。b)如果A≤|x?-x?|≤B,則進(jìn)行第三次試驗(yàn)，得出x?。包括下面四種情況：1)如果xmax—xmin≤B,則取三個(gè)結(jié)果的平均值。2)如果xmax一xmin>B,則做第四次試驗(yàn)，得出x?。3)如果xmax-xmin≤C,取四次結(jié)果的平均值。4)如果xmx一xmin>C,則舍去xmx和xmin,取其余兩個(gè)中間值的平均值。c)如果B<|x?-x2|≤C,一次就要再做兩次試驗(yàn)，得出xg,x?。包括下面兩種情況：1)如果xmax-xmin≤C,則取四次結(jié)果的平均值。2)如果xmax一xmin>C,則舍去xmax和xmin,取其余兩個(gè)中間值的平均值。d)|x?-x?|>C,則一次就要再做兩次試驗(yàn)，得出x?和x?,舍去其中的xmax和xmin,取其余兩個(gè)中間值的平均值。x1、x2、x3和x?分別為第一次、第二次、第三次和第四次試驗(yàn)的結(jié)果。xmx和xmin分別為本次檢驗(yàn)的3個(gè)或4個(gè)結(jié)果中的最大值和最小值。89試驗(yàn)報(bào)告試驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括下列信息：a)測(cè)試實(shí)驗(yàn)室名稱(chēng)和地址；b)試驗(yàn)報(bào)告發(fā)布日期；c)本文件的編號(hào)；d)試樣本身必要的詳細(xì)說(shuō)明；e)分析結(jié)果。9(資料性)極差范圍等級(jí)原始數(shù)據(jù)鐵礦粉濕容量?jī)蓚€(gè)試驗(yàn)結(jié)果之間的極差的大小，將決定是否需要進(jìn)行補(bǔ)充試驗(yàn)。根據(jù)某一測(cè)試樣品的篩分比例，可將其分為粗粒級(jí)、中等粒級(jí)、細(xì)粒級(jí)樣品。細(xì)粒級(jí)鐵礦石的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖A.1和表A.1所示，從表A.1可以看出，50%以上的實(shí)驗(yàn)值與平均值的差值在0.3以下，30%以上的差值在0.6以上。故等級(jí)劃分如下：實(shí)驗(yàn)值與平均值的差值小于0.3為等級(jí)A,0.3～0.6為等級(jí)B,大于0.6為等級(jí)C。fis圖A.1細(xì)粒級(jí)鐵礦石吸水量隨時(shí)間變化曲線(xiàn)表A.1細(xì)粒級(jí)鐵礦石的濕容量實(shí)驗(yàn)編號(hào)實(shí)驗(yàn)對(duì)照組1對(duì)照對(duì)照對(duì)照對(duì)照對(duì)照組6對(duì)照對(duì)照對(duì)照與平均值差值中等粒級(jí)鐵礦石的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖A.2和表A.2所示，從表A.2可以看出，有50%以上的實(shí)驗(yàn)值與平均值的差值在0.5以下，30%以上的差值在0.8以上。故等級(jí)劃分如下：實(shí)驗(yàn)值與平均值的差值小于0.5為等級(jí)A,0.5～0.8為等級(jí)B,大于0.8等級(jí)C。卷t/s圖A.2中等粒級(jí)鐵礦石吸水量隨時(shí)間變化曲線(xiàn)表A.2中等粒級(jí)鐵礦石的濕容量實(shí)驗(yàn)編號(hào)實(shí)驗(yàn)對(duì)照組1對(duì)照對(duì)照對(duì)照對(duì)