CN102944646B - 一种粉状充填胶凝物料结块度测试方法 - Google Patents

Abstract

一种粉状充填胶凝物料结块度测试方法，属于粉状物料检测方法技术领域，用于对粉状充填胶凝物料板结度进行测试，其技术方案是：给出物料结块系数的计算公式；将待测物料进行充分打散和混合均匀，装满料桶内；计算物料初始容重；用压力机下对物料进行慢速加压固结密实；将物料从料筒内按照正常速度倒出，并检测物料结块类型和测量结块直径和类型；根据物料结块系数的计算公式计算物料结块系数；根据物料结块系数和板结准则，评价该种物料板结度和卸料的流畅性。本发明可以对粉状充填胶凝物料结块度进行测试，也可以对新开发的充填胶凝材料进行测试，由此评价这些充填胶凝物料的板结程度和对新型胶凝材料的板结特性做出分析和预测。

Description

一种粉状充填胶凝物料结块度测试方法

技术领域

本发明涉及一种粉状充填胶凝物料板结度测试方法，属于粉状物料检测方法技术领域。

背景技术

研究开发低成本和高强度的全尾砂新型充填胶凝材料，是降低充填采矿成本的必由之路。采用石灰、石膏和外加剂开发的矿渣微粉和粉煤灰激发剂获得成功，已经替代水泥应用于矿山的胶凝充填材料。

脱硫石膏是电厂收尘副产品，是矿渣微粉激发剂的重要材料之一。采用脱硫石膏代替天然石膏用于矿渣微粉和粉煤灰的激发剂，不仅质优价廉，而且还能够实现固体废弃物的综合利用，减少废渣污染环境。但脱硫石膏含水量较高，吸水性强，粘性大。因此，当脱硫石膏产量超过3%，且含水量较高时，由此开发出的粉状新型充填胶凝材料储存于料仓发生结团状板结，给粉状材料散装运输中的气压卸料带来困难。

一般情况下，粉状充填胶凝物料结块形式有如下三类：

1）软结块，直径为90~140mm。这种结块含水量不高，一般在8%~10%的范围，结块比较均匀，用手轻轻一抓就碎，但这些软结块对物料的流化性已大幅降低，堆在出料口处仍会影响出料。

2）较硬结块，直径为50~90mm，手要使劲才能捏碎，这种情况最为普遍。排灰管的喇叭口直径为90~110mm，这种较硬的结块有两三块就容易堵住出料管道。

3）胶材硬块，该种结块的大小不一，其结块直径一般小于50mm。主要是由于物料水分集中且停放时间过长，才导致这种水泥硬块出现。排灰管的喇叭口直径一般为90~110mm，这种结块块度虽然较小，不至于堵塞卸料管道，但因比重较大，导致物料流动性极差，从而影响物料的气卸速度。

目前通常采用煅烧的半水石膏来代替二水脱硫石膏。煅烧脱硫石膏不仅增加生产工艺，提高生产成本，而且还污染环境。

同时，由煅烧石膏和石灰为主要激发剂开发的渣粉和粉煤灰的状物料也具有很强的吸水性。当存时间过长，在物料在自重的作用下也固结成团发生板结。因此，对于含水量较高或易吸水受潮等一类粉状新型胶凝材料进行测试，绘制粉状物料的板结度与容重之间的关系曲线，从而为新型胶凝材料的板结特性做出分析和预测，为改善新型胶凝材料的板结度和提高材料的散装运输性能提供分析和检测手段，不仅有利于开发和应用新型充填胶凝材料，而且有助于制定粉状新型胶凝材料的技术标准和保质期，从而解决粉状物料在散装运输中存在的卸料难题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种粉状充填胶凝物料结块度测试方法，这种方法可以对存放一定时间的粉状充填胶凝物料进行板结度测试，由此评价这些充填胶凝物料的板结程度，以便采取相应的措施。同时，这种方法可以对新开发的新型充填胶凝材料进行测试，绘制粉状物料的板结度与容重之间的关系曲线，从而为新型胶凝材料的板结特性做出分析和预测，为改善新型胶凝材料的板结度和提高材料的散装运输性能提供分析和检测手段。

解决上述技术问题的技术方案是：

一种粉状充填胶凝物料结块度测试方法，它采取以下步骤进行：

（1）根据粉状物料结块形式确定不同粉状物料的影响下料权值：软结块影响下料权值为04~0.6，较硬结块影响下料权值为07~0.9，胶材结块影响下料权值为0.95~1.0；

（2）按照下料管直径为90~110mm，给出物料结块系数的计算公式如下：

物料结块系数=（下料影响权值×结块直径×结块个数）/（90~110）；

（3）从料仓取出粉状物料测得待测状态下的物料容重为                                                ，单位为g/cm³；

（4）将待测物料进行充分打散和混合均匀，装满料桶内；

（5）对装满物料的料筒进行称重，称得重量为，单位为g，由此计算物料初始容重其中为物料桶的重量，g，为料筒的内体积，单位为分别料筒的直径和有效高度，单位均为cm；

（6）将料筒加盖封口，并放置在普通的压力机下对物料进行慢速加压固结密实，通过位移伺服控制，将压力施加到物料压缩高度时停止，单位为cm，并维持22~26小时；

（7）卸载料筒加压盖，将物料从料筒内按照正常速度倒出，并检测物料结块类型和测量结块直径和类型，根据物料结块系数的计算公式计算物料结块系数；

（8）根据物料结块系数，给出评价粉状物料的板结准则如下：

a.结块系数≥0.9，物料高度板结，堵塞下料管；

b.0.6≤结块系数<0.9，物料中度板结，物料卸料不畅；

c.0.3≤结块系数<0.6，物料低度板结，物料卸料较为不畅；

d.0.1≤结块系数<0.3，物料微度板结，物料卸料稍微不畅；

e.结块系数<0.1，物料无板结，物料卸料基本正常；

（9）根据物料结块系数和板结准则，评价该种物料板结度和卸料的流畅性。

一种新开发的粉状充填胶凝物料结块度测试方法，它采取以下步骤进行：

（1）将取样物料进行烘干，然后制备含水量分别为5%、10%和15%的三种粉状物料；

（2）将粉状物料装满料筒并振捣和抹平到有效高度，对装满物料的料筒进行称重，称得重量为，由此计算物料初始容重单位为g/cm³，其中为物料桶的重量，单位为g；为料筒的内体积，单位为 分别料筒的直径和有效高度，单位均为cm；

（3）通过料筒加压盖加载，使物料压缩深度分别为cm、cm、，单位为cm；

（4）根据物料压缩深度，计算出对应的物料容重，计算公式如下：

（2）

（5）将在压缩位移条件下，维持压力不小于22~26小时，然后卸除压力，倒出物料，检测物料结块类型、直径和数量；

（6）根据物料结块检测结果，计算出每一压缩深度所对应的物料结块系数，物料结块系数=（下料影响权值×结块直径×结块个数）/（90~110）；

（7）根据不同物料的容重和所测得的结块系数，绘制该种物料的结块系数与物料容重的关系曲线；

（8）根据结块系数评价物料的板结度以及卸料的畅通性，对新开发的粉状充填胶凝物料的保质期测试提供检测手段。

本发明的有益之处在于：

本发明提供了一种粉状充填胶凝物料结块度测试方法，这种方法可以对存放一定时间的粉状充填胶凝物料进行板结度测试，由此评价这些充填胶凝物料的板结程度，以便采取相应的措施。同时，这种方法可以对新开发的新型充填胶凝材料进行测试，绘制粉状物料的板结度与物料容重之间的关系曲线， 从而为新型胶凝材料的板结特性做出分析和预测，为改善新型胶凝材料的板结度和提高材料的散装运输性能提供分析和检测手段，不仅有利于开发和应用新型充填胶凝材料，而且有助于制定粉状新型胶凝材料的技术标准和保质期，从而解决粉状物料在散装运输中存在的卸料难题。

附图说明

图1是本发明的新开发的粉状充填胶凝物料板结度测试曲线示意图。

图中标记如下：第一种粉料A、第二种粉料B、第三种粉料C、物料容重P、结块系数。

具体实施方式

本发明首先以粉状物料容重作为主要指标，反映含水率、料仓压力以及堆放固结对粉状物料板结的综合影响。根据粉状物料在不同因素影响下的结团类型和大小，确定物料结团系数的计算方法和板结度评价准则。最后，设计出粉状物料结团系数的测试方法。本发明可以实现两种功能，其一，对于存放一定时间的粉状物料，进行板结度测试，由此评价该种材料的板结程度；其二，对于新开发的新型充填胶凝材料，采用该测试方法，绘制粉状物料的板结度与物料容重之间的关系曲线，从而为新型胶凝材料的板结特性做出分析和预测，为改善新型胶凝材料的板结度和提高材料的散装运输性能提供分析和检测手段。

本发明根据粒状物料结块类型对物料输送的影响程度确定其权值，并结合输送管道直径与结块直径，给出物料结块系数的计算公式。在此基础上，基于粉状物料的结块系数，制定物料板结度评价准则。

（1）软结块影响下料权值：对于软结块团，虽然结块，但是在物料流化态压风作用下，破碎成小块，不至于堵塞下料管道，但影响管道均匀输送和输送能力。因此确定这种结块影响下料权值为04~0.6；

（2）软硬结块影响下料权值。软硬结块硬度较大，在风压作用下结块相互碰撞翻滚，将不规则结块外圆擦边碰掉，只是将结块变得圆滑，一般情况下不会破碎，因此确定这种结块影响下料权值为0.7~0.9；

（3）胶材硬块影响下料权值。胶材硬块是在局部受水作用下发生硬化作用，生产不均匀的大小不等的细小硬颗粒。这种结块硬度较大，在物料输送中结块不发生改变，因此确定这种硬块下料影响权值为0.95~1.0。

通常散装水泥运输车的下料管直径为90~110mm。根据粉状物料结块类型、直径和数量，给出物料结块系数的计算公式如下：

结块系数=（下料影响权值×结块直径×结块个数）/（90~110）。

根据结块系数，评价粉状物料的板结准则如下：

（1）结块系数≥0.9，物料高度板结，堵塞下料管；

（2）0.6≤结块系数<0.9，物料中度板结，物料卸料不畅；

（3）0.3≤结块系数<0.6，物料低度板结，物料卸料较为不畅；

（4）0.1≤结块系数<0.3，物料微度板结，物料卸料稍微不畅；

（5）结块系数<0.1，物料无板结，物料卸料基本正常。

本发明用于从料仓中取样待测试粉状充填胶凝物料板结度的实施步骤如下：

（1）从料仓取出粉状物料测得待测状态下的物料容重为，单位g/cm³。

（2）从料仓中取出0.3-0.4m³的物料进行充分打散和混合均匀。

（3）将混合均匀的物料装入料桶内，并物料与1000mm高度线持平。

（4）对装满物料的料筒进行称重，称得重量为，单位为g，由此计算物料初始容重单位g/cm³，其中为物料桶的重量（为已知）， 为料筒的内体积，单位为cm³ 分别料筒的直径和有效高度，单位均为cm。

（5）将料筒加盖封口，并放置在普通的压力机下对物料进行慢速加压固结密实，由此模拟物料在自重作用下的固结压密作用，通过位移伺服控制，将压力施加到物料压缩高度时停止，并维持22~26小时，其中，是料仓中存放一定时间，有待于测试其板结度的物料容重。

（6）卸载料筒加压盖，将物料从料筒内按照正常速度倒出，并检测物料结块类型和测量结块直径和类型，根据结块系数公式计算物料结块系数。

（7）根据物料结块系数和板结准则，评价该种物料板结度和卸料的流畅性。

本发明的对于新开发的粉状充填胶凝材料的板结度测试步骤如下：

（1）对粉状物料取出0.5m³，用于材料结块系数试验。

（2）将取样物料进行烘干，然后制备含水量分别为5%、10%和15%的三种粉状物料。

（3）采用物料板结装置，测试每一种含水率粉状结块系数。实施步骤如下：

a.将粉状物料装满料筒并振捣和抹平到有效高度，称其料筒和物料总重量为单位为g。

b.计算物料的初始容重（计算方法同上）单位g/cm³；

c. 通过料筒加压盖加载，使物料压缩深度分别为cm、cm、cm。

d. 根据物料压缩深度，计算出对应的物料容重，计算公式如下：

e. 将在压缩位移条件下，维持压力不小于22~26小时，然后卸除压力，倒出物料，检测物料结块类型、直径和数量。

f. 根据物料结块检测结果，并基于结块系数公式计算出每一压缩深度所对应的物料结块系数。

g. 根据不同物料的容重和所测得的结块系数，绘制该种物料的结块系数与容重的关系曲线,如图1所示。

h. 物料的板结度检测和评价。为了评价和预测开发的该种新型胶凝材料的板结度，首先从存在实际料仓中某些规定时间的物料取样，测量物料当前状态的容重；然后根据物料的结块系数与容重的关系曲线，确定物料结块系数。根据结块系数评价物料的板结度以及卸料的畅通性，新型粉状物料的保质期测试提供检测手段。

Claims (2)

1.一种粉状充填胶凝物料结块度测试方法，其特征在于：它采取以下步骤进行：

（1）根据粉状物料结块形式确定不同粉状物料的影响下料权值：软结块影响下料权值为04-0.6，较硬结块影响下料权值为0.7-0.9，胶材结块影响下料权值为0.95-1.0；

（2）按照下料管直径为90-110mm，给出物料结块系数的计算公式如下：

物料结块系数=（下料影响权值×结块直径×结块个数）/（90-110）；

（3）从料仓取出粉状物料测得待测状态下的物料容重为                                                ，单位为g/cm³；

（4）将待测物料进行充分打散和混合均匀，装满料桶内；

（5）对装满物料的料筒进行称重，称得重量为，单位为g，由此计算物料初始容重单位为g/cm³，其中为物料桶的重量，单位为g，为料筒的内体积，单位为分别料筒的直径和有效高度，单位为cm；

（6）将料筒加盖封口，并放置在普通的压力机下对物料进行慢速加压固结密实，通过位移伺服控制，将压力施加到物料压缩高度时停止，并维持22-26小时；

（7）卸载料筒加压盖，将物料从料筒内按照正常速度倒出，并检测物料结块类型和测量结块直径和类型，根据物料结块系数的计算公式计算物料结块系数；

（8）根据物料结块系数，给出评价粉状物料的板结准则如下：

a.结块系数≥0.9，物料高度板结，堵塞下料管；

b.0.6≤结块系数<0.9，物料中度板结，物料卸料不畅；

c.0.3≤结块系数<0.6，物料低度板结，物料卸料较为不畅；

d.0.1≤结块系数<0.3，物料微度板结，物料卸料稍微不畅；

e.结块系数<0.1，物料无板结，物料卸料基本正常；

（9）根据物料结块系数和板结准则，评价该种物料板结度和卸料的流畅性。

2.一种新开发的粉状充填胶凝物料结块度测试方法，其特征在于：它采取以下步骤进行：

（1）将取样物料进行烘干，分别称重（1-x%）的粉状物料和x%的清水，采用喷雾方式与烘干的物料进行均匀混合；

其中，x分别为5、10和15；

由此制备含水量分别为5%、10%和15%的三种粉状物料；

（2）将粉状物料装满料筒并振捣和抹平到有效高度，对装满物料的料筒进行称重，称得重量为，单位g，由此计算物料初始容重其中为物料桶的重量，单位g，为料筒的内体积，单位 分别料筒的直径和有效高度，单位cm；

（3）通过料筒加压盖加载，使物料压缩深度分别为cm、cm、cm；

（4）根据物料压缩深度，计算出对应的物料容重，计算公式如下：

（5）将在压缩位移条件下，维持压力不小于22小时，然后卸除压力，倒出物料，检测物料结块类型、直径和数量；

（6）根据物料结块检测结果，计算出每一压缩深度所对应的物料结块系数，物料结块系数=（下料影响权值×结块直径×结块个数）/(90-110)；

（7）根据不同物料的容重和所测得的结块系数，绘制该种物料的结块系数与物料容重的关系曲线；

（8）根据结块系数评价物料的板结度以及卸料的畅通性，对新开发的粉状充填胶凝物料的保质期测试提供检测手段。