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專利名稱：熟礬土快速分級分等、估驗均勻度化學(xué)組份的方法和標(biāo)本的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礬土快速分級分等、估驗均勻度、化學(xué)組份含量的方法，尤其涉及一種對熟礬土快速分級分等、估驗均勻度、化學(xué)組份等的方法和標(biāo)本。
礬土礦石是冶煉工業(yè)、化工工業(yè)、建材工業(yè)中必不可少的原料，在上述各種工業(yè)中當(dāng)其制作不同的產(chǎn)品時，所需的熟礬土的化學(xué)成份不同，因此熟礬土必須按其Al2O3含量不同而分等分級，以滿足工業(yè)之需要和出口要求。
中國的鋁礬土儲藏量、出口量均居世界之前列，礬土出口量大的國家可為國家創(chuàng)造很大財富和外匯收入。但是由于礬土種類繁多，分級分等的工作極為復(fù)雜，所以至今還缺乏一套完整的科學(xué)分級分等的方法，通常還處于由人工憑經(jīng)驗?zāi)繙y來分級分等，因此，隨機(jī)性很大，產(chǎn)品混級現(xiàn)象嚴(yán)重，其結(jié)果不僅使優(yōu)質(zhì)礬土未能得到優(yōu)用，浪費(fèi)了資源和人力，而且使生產(chǎn)工藝不得穩(wěn)定，影響生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。尤其在出口貿(mào)易中分級分等所出誤差，常常會影響出口國的信譽(yù)，甚至造成經(jīng)濟(jì)賠償。熟礬土是鋁礬土中最為常見的一種，其分級分等也存在上述缺陷，目前在熟礬土組份含量的確定中，往往采用化學(xué)分析方法來測定，所以必須有一套分析設(shè)備，這樣不僅操作較麻煩，而且不能在現(xiàn)場快速估算，使礬土的檢驗、貿(mào)易工作很受影響。由此可見，無論從經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量哪一方面來說，均需要一種規(guī)范而科學(xué)的熟礬土分級分等、化學(xué)組份估驗的方法，以確保熟礬土分級分等、商檢等工作，能高效率、高質(zhì)量的在現(xiàn)場實施。
本發(fā)明的目的在于提供一種對熟礬土快速分級分等、估驗均勻度，化學(xué)組份的方法及其所用的標(biāo)本，以使熟礬土的生產(chǎn)、營銷、商檢工作人員能在現(xiàn)場快速、準(zhǔn)確、高效地對熟礬土進(jìn)行分級和評估。
本發(fā)明目的是本申請單位課題組的發(fā)明人經(jīng)過六年不懈努力的結(jié)晶，是在大量的研究、測試、化驗和反復(fù)設(shè)計、計算等工作的基礎(chǔ)上總結(jié)而得，且行之有效。本發(fā)明采用以五度分級(即以Al2O3含量相差5％為一級)制作的至少三十塊熟礬土礦石標(biāo)本，并配以制作的“外觀文字描述表”、“化學(xué)組份含量、物理參數(shù)表”及“化學(xué)量之間或化學(xué)量——物理量之間的相關(guān)圖”(所有這些圖、表均是研究總結(jié)而制得)，與所需分級分等的熟礬土對照就可于現(xiàn)場實現(xiàn)對散裝熟礬土礦石的定性定量(歸于相應(yīng)等級)科學(xué)的分級分等，同時用已編制好的計算程序的計算器，可對已分好等級的整批熟礬土進(jìn)行現(xiàn)場快速的均勻度和組份含量估驗。有關(guān)上述的方法、和所用整套專用標(biāo)本及其制作將在下面一一說明之。
一、整套專用標(biāo)本的制作(一)制作礦石標(biāo)本1、采集礦石(1)對外觀差別大的熟礬土采集至少30塊，并洗凈、晾干、編號分袋儲存，2、制作成拳頭大小的礦石標(biāo)本塊(1)用帶有金鋼石鋸片的切巖機(jī)將較大原塊(約180×160×140)在保持自然面的前提下鋸開裂縫，形成平坦、光滑的切斷面，此切斷面作標(biāo)記面用，(2)選用木錘或包有白布的鐵錘，按著與自然面或切割面成垂直方向錘擊，使其出現(xiàn)斷口，而得斷口面，(3)用小工具進(jìn)一步加工，使每塊礬土為尺寸小于80×50×35的具有自然面、切割面、斷口面的熟礬石標(biāo)本塊3、將標(biāo)本塊分級分等由Al2O3含量按五度分級法將熟礬土分成四級，即特級、一級、二級、三級4、作標(biāo)記，在切斷面上作標(biāo)記稱為標(biāo)記面，其中前四位數(shù)字為主顏色部分的Al2O3含量，后面字母代表品種的顏色，其中C為熟礬土符號，B-黑色，W-白色，Y-黃色(二)制物理參數(shù)，化學(xué)組份含量表1、取樣、組份分析(對每一塊礬土樣品)(1)取樣要求樣品中80％以上為心部部分的礦石，以確保測試準(zhǔn)確。
(2)化學(xué)組份分析①按照ZBQ25004-25009-90及《礬土檢驗》所規(guī)定方法測定Al2O3、Fe2O3、TiO2、SiO2成份②用X射線熒光光譜法測定K2O、Na2O、CaO、MgO、MnO、P2O5、SO3、V2O5、Cr2O3、ZnO、AS2O3、PbO的成份2、物理參數(shù)測定(1)體積密度(BD)的測定采用稱量重量差換算總體積真空法逐塊進(jìn)行體積密度的測定，當(dāng)樣品為由礦石一塊破成幾塊成品時，以重量作權(quán)重求平均值方法求體積密度，(2)硬度測定①在實驗室 用標(biāo)準(zhǔn)礦物摩氏硬度計來測定②在現(xiàn)場用指甲、回形針或足刀劃印所呈深淺現(xiàn)象來判斷(3)按GB-69001-81測燒失量(LOI)3、由1、2測定值列出熟礬土化學(xué)組份含量、物理參數(shù)表(三)作巖石外觀文字描述表用“巖石學(xué)及岸礦野外鑒定方法”中所提供方法對標(biāo)本中每塊熟礬土礦石的顏色、光澤、硬度、解理、斷口、結(jié)構(gòu)、孔隙度、拈重、脆性、觸感、裂紋、吸水性等12項進(jìn)行描述并匯成表格。
(四)制相關(guān)圖利用LOTUS程序按Y＝ax＋b公式求出相關(guān)系數(shù)r，此公式中X為一種化學(xué)組份含量的橫座標(biāo)，Y為另一化學(xué)組份含量或其物理量縱座標(biāo)，a為斜率，b為截距；并按成份分析所得化學(xué)組份含量及物理參數(shù)表中有關(guān)數(shù)據(jù)制作Al2O3-TiO2、Al2O3-SiO2、SiO2-TiO2、SiO2-BD四張相關(guān)圖。
二、熟礬土整套專用標(biāo)本產(chǎn)品用上述方法所制得的熟礬土整套專用標(biāo)本包含1、按五級分類的至少30塊包含不同Al2O3組份的各種熟礬土礦石塊一套，其中每塊礦石均有標(biāo)記面、自然面、斷口面，2、整套礦石塊的化學(xué)組份含量、物理參數(shù)表包括Al2O3、SiO2、TiO2、Fe2O3、K2O、Na2O、CaO、MgO、MnO、P2O5、SO3、V2O5、Cr2O3、ZnO、AS2O3、PbO的化學(xué)組份量體積密度、硬度、燒失量物理量，3、整套礦石塊的外觀文字描述表包括顏色、光澤、硬度、解理、斷口、結(jié)構(gòu)、孔隙度、拈重、脆性、觸感、裂紋、吸水性12項描述。
4、相關(guān)圖4張。
Al2O3-SiO2、SiO2-TiO2、Al2O3-TiO2、SiO2-BD三、用專用標(biāo)本進(jìn)行快速正確分級分等和鑒定熟礬土均勻度，化學(xué)組份的方法(一)分級分等1、將制成的熟礬土標(biāo)本以Al2O3含量由高至低順序排列作為母標(biāo)本，2、挑選貨堆上與母標(biāo)本外觀描述表相同或相似的熟礬土作為子標(biāo)本，并標(biāo)記等級編號，3、取散裝堆上的熟礬土礦石塊或被檢的熟礬土塊與熟礬土礦石標(biāo)本及外觀描述表中12項，對照比較，即可確定其定級；(二)整批礬土分級檢驗均勻度快速估驗1、首先按GB2009-80《散裝礬土取樣方法》的規(guī)定確定所需估算均勻度的這一整批礬土中所應(yīng)取的份樣數(shù)目，和每份份樣的重量(公斤)2、除去所取熟礬土份樣的表面塵土記下取樣量的總重量(公斤)3、將份樣熟礬土每塊稱重量，并與標(biāo)本比較由外觀文字描述表及化學(xué)組份含量表確定其Al2O3含量和等級，然后將其結(jié)果填入表中4、將份樣中的本級礬土塊重量相加其和為W本，將各級品和雜質(zhì)重量相加其和為W非5、整批礬土的均勻度(本級品率)為本級品(％)＝(W本/W本＋W非)·100％當(dāng)本級品百分率＞85％為均勻，75-80為中均勻，＜60％為不均勻6、當(dāng)一批熟礬土為不均勻時，必須重新分級分等，直到中均勻度，方可揀樣使用；(三)對整批熟礬土化學(xué)組份含量的快速估驗1、由上述均勻度估算中的3，可直接得到本批熟礬土的Al2O3含量估驗值，2、由標(biāo)本中的相關(guān)圖，用Al2O3含量可迅速直接地求出TiO2含量，SiO2含量的估驗值，BD值，3、用化學(xué)組份表來估驗整批熟礬土中某一組份的含量(1)將整批熟礬土中的每塊份樣的重量Wj及其某一組份含量Ci及其乘積Si＝WjCi填入表中，(2)求出Si值之和SASA=Σi=1nSi]]>
(3)求整批熟礬土的某一組份的含量估驗值A(chǔ)A(％)＝SA/W·100％其中W為整批熟礬土全部份樣塊的重量之和。
上述的所有計算式，若用計算機(jī)編程來算，此時只需輸入相應(yīng)的每塊熟礬土份樣的重量，化學(xué)組份，就可很快算出整批熟礬土的均勻度和組份含量估值。
由本發(fā)明制作方法所制得的熟礬土的標(biāo)本及圖、表可使熟礬土分級分等準(zhǔn)確度高，速度快，尤其在礬土貨場，可直接用標(biāo)本及圖、表就可快速、高效的判別熟礬土的分級分等的正確性，并配用計算器或計算機(jī)就可正確地對整批熟礬土的均勻度、化學(xué)組份含量進(jìn)行較為準(zhǔn)確快速的估算，從而為現(xiàn)場的分級分等、檢驗、商檢等工作提供了簡易而快速的使用工具，并且其準(zhǔn)確度之高，科學(xué)性之強(qiáng)，速度之快是本領(lǐng)域所前所未有的，因此本發(fā)明在該領(lǐng)域具有獨(dú)創(chuàng)性和非常良好的經(jīng)濟(jì)效果。
實施例，對中國河南、山西兩省所采的熟礬土礦石在現(xiàn)場進(jìn)行快速分級分等和均勻度、化學(xué)組份含量估算。
在說明該實施例的方法前，我們首先要說明的是，我們所采用的整套專用標(biāo)本是由中國商檢研究所礦產(chǎn)品檢驗研究中心按“本發(fā)明標(biāo)本制作方法”所制的。
一、整套專用標(biāo)本，其包括有1、采中國河南、山西出產(chǎn)的熟礬土所制作的熟礬土礦石40塊標(biāo)本一套，其Al2O3含量與塊數(shù)的分布為Al2O3含量(％) 90-95 85-90 80-85 75-80 70-75 65-70 60-65塊數(shù)126 7 4 8 2 1
2、熟礬土40塊標(biāo)本的物理參數(shù)和化學(xué)組份含量表4頁，見表1～1-1～43、熟礬土4 0塊標(biāo)本的外觀文字描述表6頁，見表2～1-2～64、熟礬土40塊標(biāo)本的相關(guān)圖四張(1)Al2O3-SiO2相關(guān) 圖見

圖1(2)SiO2-TiO2相關(guān) 圖見圖2(3)Al2O3-TiO2相關(guān) 圖見圖3(4)SiO2-BD 相關(guān) 圖見圖4二、采用上述專用標(biāo)本對山西、河南的熟礬土礦石快速分級分等和均勻度、化學(xué)組份估驗方法的實施。
(一)用上述產(chǎn)品對散裝熟礬土礦石進(jìn)行快速、高效分級分等選用15塊熟礬土，按熟礬上標(biāo)本或子標(biāo)本及外觀描述表對每塊熟礬土的自然面、斷口面進(jìn)行觀察并對比，實現(xiàn)快速分級分等(見表1)，其準(zhǔn)確度達(dá)到95％，(二)整批礬土分級檢驗均勻度快速估驗1、選擇-500T熟礬土，按GB2009-80規(guī)定，選其最大粒度為30-50mm的份樣數(shù)10份，且其每份樣重量為5公斤左右，份樣為25塊2、將上述25份樣塊逐塊與標(biāo)本及外觀文字描述表相比較并確定等級及Al2O3含量，并稱重為Wj，和將每塊的結(jié)果填入表2中
3、由表2求出本級熟礬土重量和W本、非本級熟礬土重量和W非。(取樣中有山皮、粘土度未名塊的重量計入W非)，4、由下列公式用表2所示值求出均勻度本級品(％)為 =37.6944.03·100%=85.6%]]>屬均勻5、由表2還可得知本批量的Al2O3組份含量為ΣSj/ΣWj=44.0350·100%=88.06%]]>(三)成份估驗1、由上述5可直接得知其Al2O3組份含量為88.06％2、由相關(guān)1、2、3可直接快速求得TiO2、SiO2的組份含量和體積密度為TiO23.5％ SiO26.2％體積密度BD 3.03g/cm33、將表2所示的Fe2O3組份含量及各樣品塊重量列于表3，用下列公式即可求得Fe2O3組份的估驗值為(見表3)Fe2O3(%)=(ΣSj/ΣWj)·100%=0.48850·100%=0.98%]]>
4、其他化學(xué)組份，如K2O、Na2O、CaO等含量的求法同3。
由上述實施例可見，采用本發(fā)明的方法可以快速正確而簡便地于現(xiàn)場對散裝熟礬土礦石進(jìn)行分級分等，對整批熟礬土礦石的均勻度、化學(xué)組份、物理參數(shù)進(jìn)行估算，從而為熟礬土礦石的分級分等、均勻度、化學(xué)組份估算工作、商檢工作提供了一套高速度、高質(zhì)量、高效率的好方法。
表1 熟礬土分級分等
表2 熟礬土均勻度估驗 表3 熟礬土主成份和體積密度的估驗
表2-3 熟礬土外觀文字描述
表2-4熟礬土外觀文字描述
表1-1熟礬土物理參數(shù)和化學(xué)組份含量
表1-2熟礬土物理參數(shù)和化學(xué)組份含量
表1-3熟礬土物理參數(shù)和化學(xué)組份含量
表1-4熟礬土物理參數(shù)和化學(xué)組份含量
表2-1熟礬土外觀文字描述
注顏色按主要顏色、次要顏色、再次要顏色……排列，與通常巖石學(xué)顏色命名法順序相反。
表2-2熟礬土外觀文字描述
表2-5熟礬土外觀文字描述
表2-6熟礬土外觀文字描述
權(quán)利要求
1.一種熟礬土快速分級分等估驗均勻度化學(xué)組份的方法其特征在于采用一套特制的整套標(biāo)本，其方法為(一)對散裝熟礬土的分級分等1、將制成的熟礬土標(biāo)本以Al2O3含量由高至低順序排列作為母標(biāo)本，2、挑選貨堆上與母標(biāo)本外觀描述表相同或相似的熟礬土作為子標(biāo)本，并標(biāo)記等級編號，3、取散裝堆上的熟礬土礦石塊或被檢的熟礬土塊與熟礬土礦石子標(biāo)本及外觀描述表中12項對照比較，即可確定其定級；(二)對整批礬土分級檢驗均勻度快速估驗1、首先按國家標(biāo)準(zhǔn)GB2009-80《散裝礬土取樣制樣方法》的規(guī)定確定所需估算均勻度的這一整批礬土中所應(yīng)取的份樣數(shù)目，和每份份樣的重量(公斤)，2、除去所取熟礬土份樣的表面塵土記下取樣量的總重量W(公斤)，3、將份樣熟礬土每塊稱重量，并與標(biāo)本比較由外觀文字描述表及化學(xué)組份含量表確定其Al2O3含量和等級，然后將其結(jié)果填入表中，4、將份樣中的本級礬土塊重量相加其和為W本，將各級品和雜質(zhì)重量相加其和為W非，5、整批礬土的均勻度(本級品率)為 當(dāng)本級品百分率＞85％為均勻，75-80為中均勻，＜60％為不均勻，6、當(dāng)一批熟礬土為不均勻時，必須重新分級分等，直到中均勻度，方可揀樣使用；(三)對整批熟礬土化學(xué)組份含量的快速估驗1、由上述均勻度估算中的3可直接得到此整批熟礬土的Al2O3含量估驗值，2、由標(biāo)本中的相關(guān)圖，用Al2O3含量可迅速直接地求出SiO2含量、BD值、LOI值的估驗值，3、用化學(xué)組份表來估驗整批熟礬土中某一組份的含量(1)將整批熟礬土中的每塊份樣的重量Wj及其某一組份含量Ci及其乘積Si＝WjCi填入表中(2)求出Si值之和SASA=Σi=1nSi]]>(3)求整批熟礬土的某一組份的含量估驗值A(chǔ)A(％)＝(SA/W)·100％其中W為整批熟礬土全部份樣塊的重量之和，即上述(二)2中的W。
2.一種用于熟礬土分級分等和快速估驗均勻度、化學(xué)組份含量的整套標(biāo)本，其特征在于它包含有(1)按五級分類的至少40塊包含不同Al2O3組份的各種熟礬土礦石塊一套，其中每塊礦石均有標(biāo)記面、自然面、斷口面，(2)整套礦石塊的化學(xué)組份含量表、物理參數(shù)表包括Al2O3、SiO2、TiO2、Fe2O3、K2O、Na2O、CaO、MgO、MnO、P2O5、SO3、V2O5、Cr2O3、ZnO、AS2O3、PbO的化學(xué)組份量及體積密度，硬度、燒失量，(3)整套礦石塊的外觀文字描述表包括顏色、光澤、硬度、解理、斷口、結(jié)構(gòu)、孔隙度、拈重、脆性、觸感、裂紋、吸水性12項描述，(4)相關(guān)圖4張Al2O3-SiO2、Al2O3-BD、SiO2-BD、Al2O3-LOI各一張。
3.按權(quán)利要求2所述的整套標(biāo)本，其特征在于熟礬土的一套標(biāo)本塊為由中國山西、河南所出產(chǎn)的40塊所組成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種對熟礬土快速正確分級分等、均勻度估驗、化學(xué)組分估驗的方法，其主要特征是采用一套特別的整套標(biāo)本和計算來實現(xiàn)，此整套標(biāo)本包括有一套熟礬土礦石標(biāo)本、此標(biāo)本礦石的化學(xué)組分含量和物理參數(shù)表及其相互間相關(guān)圖。本方法的優(yōu)點(diǎn)是快速，準(zhǔn)確，不需要復(fù)雜的分析儀器，特別適用于現(xiàn)場的檢驗和商檢工作。
文檔編號G01N33/00GK1146555SQ9511545
公開日1997年4月2日 申請日期1995年9月8日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月8日
發(fā)明者孟蘭香, 孫建一, 邊化民, 張青, 劉瑜, 劉圣麟 申請人:中國進(jìn)出口商品檢驗技術(shù)研究所