凌英

摘 要：本文首先介紹了我國(guó)現(xiàn)行無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品中堆積密度測(cè)定的幾種常見(jiàn)方法，指出了在使用如今的堆積密度測(cè)定方法中存在的若干問(wèn)題，并且結(jié)合自身的工作經(jīng)驗(yàn)，談了一些在今后的堆積密度測(cè)量中要注意的地方和改進(jìn)的方法。

關(guān)鍵詞：無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品；堆積密度；測(cè)定方法

0 前言

無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品有成千上萬(wàn)種，其中固體粉末產(chǎn)品也有好幾千種，本文著重分析了無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品中固體粉末堆積密度的測(cè)定方法。眾所周知，生產(chǎn)地點(diǎn)、生產(chǎn)時(shí)間或生產(chǎn)環(huán)境不同，就算是同一種產(chǎn)品，堆積密度也不相同。這是因?yàn)椴煌纳a(chǎn)工藝和產(chǎn)品結(jié)晶環(huán)境導(dǎo)致產(chǎn)品顆粒之間相互作用力及顆粒凝聚狀態(tài)等各異，而影響到產(chǎn)品的堆積密度。

1 現(xiàn)行的堆積密度測(cè)定方法

堆積密度是把粉塵或者粉料自由填充于某一容器中，在剛填充完成后所測(cè)得的單位體積質(zhì)量，由松散堆積密度和振實(shí)堆積密度之分。目前，我國(guó)常用的幾種堆積密度測(cè)試方法有三種，即堆積密度儀法、量筒發(fā)及振實(shí)儀器法。下面我們對(duì)這幾種常見(jiàn)的堆積密度測(cè)定方法作簡(jiǎn)要介紹：

1.1 堆積密度儀法

所謂的堆積密度儀法，就是往錐形的漏斗中倒入一定量的樣品，隨后打開(kāi)插銷(xiāo)，讓樣品自然流出，并且將所流下的樣品收集到一個(gè)已知體積的容器中，刮平物料，并稱(chēng)其重量。最后處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出樣品單位體積的質(zhì)量，也就是我們要測(cè)的堆積密度。這種測(cè)定堆積密度的方法主要優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單，操作也簡(jiǎn)便，儀器成本也較少，我國(guó)大部分的無(wú)機(jī)化工生產(chǎn)廠家都采用這種方法。

1.2 量筒法

量筒法測(cè)量物料的堆積密度有敲擊法和夯實(shí)法兩種分類(lèi)。（1）夯實(shí)法。首先準(zhǔn)備一個(gè)100mL的量筒和一塊橡膠墊，然后將樣品輕輕放入量筒中，并把量筒傾斜45度角旋轉(zhuǎn)一周，在橡膠墊的上方一定高度將其放下，隨后再往量筒中加入樣品材料，如此反復(fù)多次，直至量筒中的樣品體積不再減少，最后稱(chēng)其質(zhì)量。（2）敲擊法的原理與夯實(shí)法類(lèi)似，就是在100mL的量筒裝入樣品后，用軟質(zhì)的橡皮錘敲擊量筒的底部，再加試料，反復(fù)多次，直至物料體積不再減少，最后稱(chēng)重。量筒法簡(jiǎn)單、方便、快速，基本上可反映無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品的堆積密度，雖只有少部分企業(yè)使用，但在本行業(yè)的內(nèi)部認(rèn)同度較高。

1.3 振實(shí)儀器法

振實(shí)儀器法的實(shí)驗(yàn)原理是采用專(zhuān)門(mén)的儀器設(shè)備，將樣品放入儀器的容量為100mL的量筒，啟動(dòng)設(shè)備，儀器會(huì)不斷擊打量筒底部，將試料振實(shí)，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要不斷添加試料，直至物料體積不再減少，最后稱(chēng)量物料的質(zhì)量。這種測(cè)定方法的使用最少，也可以說(shuō)基本上不使用，但是振實(shí)儀器法能夠準(zhǔn)確、科學(xué)的反映產(chǎn)品的堆積密度。

2 堆積密度測(cè)量方法中存在的若干問(wèn)題

根據(jù)本人多年的工作經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)得出，在用上述堆積密度測(cè)量方法時(shí)，都是采用給試料一定的外力，將物料壓縮，隨后測(cè)量其重量。但是這幾種測(cè)量方法都存在一定的弊端，例如用堆積密度儀法測(cè)量試料堆積密度并不能真實(shí)反映產(chǎn)品的堆積密度，這只是在一定理想范圍內(nèi)可以接受的數(shù)據(jù)而已，因?yàn)樵嚵项w粒之間存在較大的相互作用力，而且流出漏斗時(shí)，漏斗嘴部上方的顆粒間相互擠壓形成拱形結(jié)構(gòu)，阻礙顆粒的自然流動(dòng)，從而影響實(shí)驗(yàn)的結(jié)果。而量筒法的操作過(guò)程中受人為因素的影響較為嚴(yán)重，如操作者的力度、次數(shù)及頻率等都會(huì)影響到實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。最后說(shuō)明一下振實(shí)儀器法中存在的問(wèn)題，它是采用振蕩的方式對(duì)量筒加物料，如設(shè)備振蕩的振幅不同，所測(cè)試料充滿(mǎn)量筒所用的時(shí)間也會(huì)不同，進(jìn)而測(cè)量的結(jié)果也會(huì)有所差異，實(shí)驗(yàn)中量值不統(tǒng)一。堆積密度測(cè)量方法中存在的問(wèn)題主要可概括為以下幾個(gè)方面：

操作者所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)不同，實(shí)驗(yàn)結(jié)果往往也存在偏差。例如采用《JB/T7 984.2-1999》標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量結(jié)果就比采用《JB/T7 984.2-1995》標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果稍微大一些，但前者的測(cè)量結(jié)果重復(fù)性較好。

堆積密度主要受試料粒度大小和顆粒形狀的影響。在一般的情況之下，顆粒粒度號(hào)越小，顆粒尺寸就越大，堆積密度相對(duì)也越大，但這并不是單調(diào)上升的；顆粒的形狀越圓，堆積密度就越大。

操作者對(duì)測(cè)定結(jié)果也有一定的影響。對(duì)于同一種產(chǎn)品的測(cè)定，不同的操作者所測(cè)的堆積密度偏差一般大于0.02g/cm3。

3 堆積密度測(cè)定方法的改進(jìn)

總結(jié)上述堆積密度測(cè)定方法中的問(wèn)題，筆者結(jié)合實(shí)際的工作經(jīng)歷，在原有的測(cè)定方法基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，也就是篩分裝料法。篩分裝料法是借助水泥膠砂流動(dòng)度測(cè)定儀，也就是電動(dòng)跳桌，將試料緊密堆積的在一起，經(jīng)過(guò)多次的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，證實(shí)了本法裝料均勻，測(cè)定的數(shù)據(jù)結(jié)果重復(fù)性好，并且可以準(zhǔn)確估計(jì)試料顆粒間的相互作用力和顆粒級(jí)配等因素影響。在此不作詳細(xì)的論述。

4 結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)幾種無(wú)機(jī)產(chǎn)品中堆積密度測(cè)量方法分析和介紹，說(shuō)明了各種測(cè)定方法優(yōu)缺點(diǎn)，并且在此基礎(chǔ)上指出了現(xiàn)行的堆積密度測(cè)量方法中存在的弊端。產(chǎn)品的堆積密度不準(zhǔn)確不僅影響到產(chǎn)品的性能、使用、包裝及運(yùn)輸，甚至?xí)绊懏a(chǎn)品的出口創(chuàng)匯。因此，我們必須要克服在現(xiàn)行測(cè)定方法中存在的問(wèn)題，在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上不斷改進(jìn)和完善測(cè)定方法，保證堆積密度測(cè)定結(jié)果的準(zhǔn)確性。

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