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使用电子天平进行小体重野外测定

2016-11-17 来源:[db:来源] 浏览:

使用电子天平进行小体重野外测定

0前言

目前实验室矿石小体重的测量方法通常采用蜡封的方法对矿石样品进行密封防水处理,利用阿基米德定律,使用物理天平分别称量试样的质量及试样在水中的质量,计算出样品小体重[1][2][3]。此外,目前市场在售的一种比重天平也是利用阿基米德定律,使用电子天平代替机械天平,方法简便快速,但受天平自身构造及称量范围的限制一般仅适用于体积较小质量不高的试样的比重的测定。本文中,笔者参考《固体矿产地质勘查规范总则》(GB/T 13908-2002[4]及其他各种地质勘探规范中明确规定的矿石体重的采样要求分别采取了致密石英岩、重晶石、磁铁矿、松散土状试样、大孔隙率试样五种矿石样品及铝块样品,尝试使用蜡封及塑封两种密封方法对矿石进行防水处理,使用普通电子天平进行称量。与传统方法不同的是,该方法是通过称量试样在水中受到的浮力的反作用力即试样排开水的质量,进而计算出试样体积及小体重。普通电子天平称量范围大,不受样品质量体积限制,塑封法亦解决了大孔隙率样品测量误差较大[5]的问题,同时,对于含水的试样,使用塑封法可以在测出体积后,去掉塑料薄膜,将试样手工破碎后进行干燥称重,计算出小体重,这样也可免去相关的校正过程[6]。本文中介绍的方法,简便快速,设备简单,实用性强,完全能够满足野外快速测定矿石小体重的要求。

1实验部分

1.1仪器与主要试剂

BL-1500S电子天平(上海银铎称重设备有限公司):最大称量1500g,感量0.05g1000mL塑料烧杯:口径20cm。石蜡,细线,铁支架。

1.2实验方法

1.2.1直接法测量小体重

从原岩石试样中取大小5cm×5cm×5cm到10cm×10cm×10cm的样品,用电子天平称取重量W试样,然后将塑料烧杯中装入约700mL水,放置在电子天平上,清零后,将系有细线的试样放入烧杯中,细线的一端拴在支架上,调整支架避免试样与烧杯壁接触,待电子天平的读数稳定后读取读数W排水,此读数为试样受的浮力的反作用力,即排开水的重量,查出不同温度下水的密度ρ,就可算出试样的体积:T=W排水/ρ。进一步可以算出试样的小体重:ρ试样=W试样/ (W排水)。

1.2.2蜡封法测量小体重

从原岩石试样中取大小5cm×5cm×5cm到10cm×10cm×10cm的样品,用电子天平称取重量W试样,系上细线,持线缓缓放入刚过熔点的蜡液中,浸没后马上提出,检查试样周围的蜡膜,当有气泡时应用针刺破,再用蜡液补平,冷却后称蜡封试样重量W蜡封试样,可以算出蜡的重量W=W蜡封试样-W试样,根据蜡的比重ρ,可以算出蜡的体积:T=W=(W蜡封试样-W试样/ρ。然后将塑料烧杯中装入约700mL水,放在电子天平上,清零后,将系有细线的蜡封试样放入烧杯中,细线的一端拴在支架上,调整支架避免试样与烧杯壁接触,待电子天平的读数稳定后读取读数W排水,此读数为蜡封试样受的浮力的反作用力,即排开水的重量,查出不同温度下水的密度ρ,就可算出蜡封试样的体积:T蜡封试样=W排水/ρ,试样的体积:T试样=T蜡封试样-T=W排水/ρ-W蜡封试样-W试样/ρ。进一步可以算出试样的小体重:ρ试样=W试样/(W排水/ρ-W蜡封试样-W试样/ρ)。

1.2.3塑封法测量小体重

从原岩石试样中取大小5cm×5cm×5cm到10cm×10cm×10cm的样品,用电子天平称取重量W试样,将称重后的试样用薄塑料袋包裹,使塑料袋紧贴试样,用细线将膜口扎紧,剪去多余的塑料,称取重量W塑封试样,可以算出塑料的重量W=W塑封试样-W试样,根据塑料的比重ρ,可以算出塑料的体积:T=W=(W塑封试样-W试样/ρ。然后将塑料烧杯中装入约700mL水,放在电子天平上,清零后,将系有细线的塑封试样放入烧杯中,细线的一端拴在支架上,调整支架避免试样与烧杯壁接触,待电子天平的读数稳定后读取读数W排水,此读数为塑封试样受的浮力的反作用力,即排开水的重量,查出不同温度下水的密度ρ,就可算出塑封试样的体积:T塑封试样=W排水/ρ,试样的体积:T试样=T塑封试样-T=W排水/ρ-W塑封试样-W试样/ρ。进一步可以算出试样的小体重:ρ试样=W试样/(W排水/ρ-W蜡塑封试样-W试样/ρ)。

2结果和讨论

2.1直接法测定结果比对

使用致密的石英岩、重晶石、磁铁矿和铝块分别采用传统方法(不蜡封)和直接法进行测定,所得结果见表1

QQ截图201602291017201

 

 

从试验结果可以看出,本文采取的直接法测定样品小体重与传统方法测定的结果是一致的,直接法可以测定不吸水的矿石,对于有裂隙但吸水后不膨胀不松散的试样,也可以在试样称重后,放入水中,让其充分吸水后,再放入水中称量浮力,进行计算。

2.2蜡封法和塑封法测定结果比对

使用致密的石英岩、铝块、松散土状试样和大孔隙率试样分别采用传统蜡封测定方法和本文介绍的蜡封法、塑封法进行测定,所得结果见表2
 

QQ截图201602291018202

 

从试验结果可以看出,传统蜡封法和本文蜡封法、塑封法测定的结果一致的,蜡封法和塑封法可以测定松散的吸水的矿石,对于大孔隙率试样,由于蜡封时蜡会填充样品孔隙,导致结果偏高,因此宜采用塑封法进行测定。

 

3结语

    本文采用两种使用普通电子天平测定矿石样品小体重的方法与传统蜡封法测定小体重进行比较,结果本文介绍的两种方法与传统方法测定结果基本一致。在测定大孔隙率试样时,塑封法因为避免了石蜡填充样品孔隙带来的误差,其准确度相对于蜡封法更高,塑封法还可以较好的保持矿石的原始状态,有助于在测定完矿石体积后,精确称量干燥后矿石样品的质量,这对于测定松散土状试样的小体重是十分重要的。本文介绍的两种测定小体重的方法直接利用普通电子天平测定矿石浸入水中时排开水的重量,这与传统的利用机械分析天平称量相比,省去了繁琐的称量过程,简单实用,既可应用于野外样品的快速测定,也为实验室大批量测定矿石小体重节约了时间,同时,实验室也无需另外购买专用的比重天平即可开展工作。通过比对,该方法测量结果准确可靠,精确度完全可以满足相关规范的要求,值得推广。

4参考文献

[1]国家质量技术监督局.GB/T50123-1999土工试验方法标准规程[S].

[2]王洪斌.封蜡密度测定法测定矿物药及其锻制品的密度[J].中国中药杂志,20093417):35-38.

[3]常学东.测量小体重几种方法的分析[J].新疆有色金属,2011,(5):55-56.

[4]国家质量监督检验检疫总局.GB/T13908-2002固体矿产地质勘查规范总则[S].

[5]胡正安.大孔隙与大孔隙率矿石的石蜡法体重测定中的修正问题[J].铀矿地质,1994104):238-241.

[6]彭南兰.松散土状矿石样品小体重测定方法的校正[J].昆明理工大学学报,2011364):1-6.

 

主要作者:河南省有色金属地质矿产局第二地质大队中心实验室 任金鑫 班俊生 

 
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