测量小体重几种方法的分析

2011年 新 疆 有 色 金 属 测量小体重几种的分析 常学东 (新疆维吾尔自治区有色地质勘查局测试中心 乌鲁木齐 830026 ) 摘 要 分析小体重适用的各种类型和测定小体重的各种方法，讨论各种方法的优缺点。经比较确定了质量法测定小体重最为准确快 速。 关键词 小体重 测量 方法 分析 0 前 言 小体重的定义：用实验室方法测定体重的小块矿 石样品，由于样品只包括细微裂隙则称之为假比重或 小体重。 小体重：小体重样品规格不一，大小一般为 5 cm×5 cm×5 cm~10 cm×10 cm×10 cm，小体重一般 应用于： ⑴矿石致密，裂隙很少或不太发育的矿床。 ⑵矿石类型较复杂的矿床，特别是其中有分布不 均匀的脉石重砂物或多种有用组分（如多金属矿床）。 大体重：在野外按一定规格采取并测定其体重，规 格为 0.25 m×0.25 m×0.25 m,0.5 m×0.5 m×0.25 m,1 m×1 m×0.5 m直到 1m3，其大小视矿石的均匀程度、 裂隙发育程度及品位的矿石类型的稳定程度而定，一 般要求长方形或正方形并力求规格完整，大体重用于： ⑴品位变化不大、矿石类型简单、体重系数变化 不大的矿床。 ⑵矿石松散、多孔的矿床，如风化残余矿床。 ⑶裂隙、晶洞、溶洞较发育的矿床。 ⑷晶岩型矿床。 ⑸作校正小体重之用，用于此目的时规格不能过 小，小体重作为参考对比作用，在风化残余矿床中，则 根据矿石的具体情况确定是否需要小体重样。 1 体重样的采取方法及体重值的测定 1.1 小体重样的采取 ⑴在各种工程内和露头的新鲜面上采取块样，需 作化学分析者，在测定体重后作化学分析。 ⑵需同时作湿度测定的小体重，应满足湿度测定 的要求。 1.2 实验室测定小体重方法 先称量小体重样品在空气中的重量 w，将样品扎 上细线（细线的重量可以忽略不计）侵入溶化的石蜡 中，取出凝结后称其重量 w2,已知石蜡的比重 d，此时 将涂石蜡的样品完全浸入有容积刻度水的容器内，但 不能接触器壁，称其重量为 w3,测量浸入试样后的小 体重增量为 V1,则可按阿基米德原理以密度公式要求 算其体重。 ρ=m/v 式中：ρ为密度，m为样品质量，v为样品体积。 2 实验部分 选 6块适合作小体重实验的石块，编号一次为 1、 2、3、4、5、6。将样品扎上细线，并称其在空气中的重量 为 410 g，219 g，247 g，217 g，410 g，139 g。 然后将样品依次浸入溶化的石蜡中，取出凝结后 称其重量，并由此可算出粘附在样品上石蜡的体积，见 1。 2.1 体积法 选一有精确刻度的 1 000 mL广口的锥形量筒,注 入大约 800 mL清水，将浸过石蜡的样品放入量筒中， 样品不能碰触量筒壁但要完全没入水中，使样品悬浮 于量筒中，记下此时的加入样品时的量筒中的水的刻 编 号 1 2 3 4 5 6 加石蜡的 样品质量（g） 414 226 256 228 420 145 石蜡质量（g） 4 7 9 11 10 6 石蜡体积（mL） 4.4 7.8 10 12.2 11.1 6.7 表 1 注：石蜡密度为 0.86~0.94 g/cm3(按其平均密度0.9 g/cm3算) 55 第 5期 5555555555555555555555555555555555555555555555 紫金铜业 20万吨铜冶炼闪速炉正式砌炉 7月 11日，紫金铜业年产 20万吨铜冶炼项目在熔炼主厂房举行闪速炉砌炉开工仪式。在爆竹声和热烈的 掌声中，中国四冶的砌炉师傅们手法娴熟，有条不紊的将一块块耐火砖砌入池底，整个闪速炉砌砖工作将持续 40天左右。 据了解，火法铜冶炼是一种高温作业，尤其是对于高富氧浓度、高冰铜品位、高投料量、高热强度等“四高” 的闪速熔炼，熔体温度可以达到 1 240多度，耐火砖就是起到保护闪速炉本体钢结构的作用，其的砌筑质量，将 直接关系着闪速炉的生产效率和使用寿命。 来源：紫金矿业 2011年 7月 度，用笔在此时的水位处画一横线作为标记，取出石 块，取一精确刻度的 200 mL的直筒量筒，把量筒中注 入清水至 200 mL处，用量筒往刚才作测量石块体积的 锥形量筒中注水，使水刚好到所标记的横线处，记下此 时直筒量筒中所减少的水量即为所放入量筒中加石蜡 石块的体积。由此体积减去石蜡的体积而得到样品体 积并按公式计算样品的小体重,见表 2。 2.2 重量法 2.2.1 台秤法 取一量程为 5 000 g，分度值为 1 g的台秤放在水平 实验台上，调水平，在台秤上放上一个 1 000 mL的烧 杯，注入大约 600~700 mL清水，此时把台秤调零，然后 把样品放入烧杯内的水中，使样品静止悬浮于水中（样 品不能碰触烧杯内壁），记录下此时台秤的数值，根据 阿基米德原理可知现在台秤增加的重量即为样品排出 水的质量，由此可算出排出水的体积，此体积即为浸过 石蜡的样品体积，并按公式计算样品小体重,见表 3。 2.2.2 便携式电子秤法 把样品挂在电子秤的挂钩下面，称量其质量，记录 此时的样品质量为W1, 然后把样品完全浸入清水中， 使样品静止悬浮于水中，称量此时样品的质量为W2， 根据阿基米德原理两次称量之差即为样品排出水的质 量，由此可算出样品排出水的体积即为浸过石蜡的样 品体积，得到样品体积就可以算出样品的密度，见表 4。 3 结 论 由以上 3种方法得知，体积法测量样品小体重的 方法最直观，易于理解,但是由于量筒的口径太大，观 察刻度时容易造成较大的误差，所以操作要求较严 格，操作时间较长，测量小体重的效率也较低。而台秤 法即重量法作小体重测量时，操作方便、快速、准确， 计算也不复杂，所以最适合实验室测量小体重的方 法，而弹簧式电子秤的方法的优点在于方便携带，只 要有水的地方就可以就地测量，能够得到样品的大概 密度值,但是由于此种类的称量精度一般较差，所以得 不到精确的结果。 收稿：2011- 03- 29 编 号 1 2 3 4 5 6 石蜡样品 体积（V1/mL） 161 94 117 95 174 65 样品体积 （V2/mL） 56.6 86.2 107 82.8 162.9 58.3 样品密度 （g/cm3） 2.62 2.54 2.30 2.62 2.51 2.38 表 2 编 号 1 2 3 4 5 6 质量（g） 162 93 111 96 170 64 密度（g/cm3） 2.60 2.57 2.39 2.55 2.56 2.39 注：水的密度按近似于 1 g/mL来计算。 表 3 编 号 1 2 3 4 5 6 空气中质量（kg） 0.42 0.23 0.25 0.20 0.41 0.15 水中质量（kg） 0.26 0.13 0.14 0.09 0.23 0.08 质量之差（kg） 0.16 0.1 0.11 0.11 0.18 0.07 石蜡样体积（mL） 160 92.2 100 110 169 63.3 样品密度（g/cm3） 2.70 2.49 2.50 2.04 2.42 2.36 注：由于此便携式电子秤的精度太差，导致称量有较大偏 差，如果能找到精度更高的弹簧式电子秤，称量结果会有很大 的改善。 表 4 常学东:测量小体重的几种方法的分析56