引言

水泥生料、熟料、煤粉以及混合材等粉磨過程中，粒度檢測是決定工藝設備參數和產品質量的重要依據。有關其檢測方法，現行國家標準有比表面積法(GB/T8074)、篩析法(GB/T1345)、激光衍射法(GB/T19077.1)和液體重力沉降法(GB/T26645.1)等，其中重力沉降法在水泥行業應用不多，其余三種方法都相當普遍，基本涵蓋了粉磨全過程。但由于各方法原理、適用范圍不同，加之操作上的一些人為因素影響，不同方法的檢測結果往往偏差較大。為此，本文在可比條件下進行實測對比分析，供參考。

比表面積法、篩析法(包括水篩、負壓篩、手工篩)和激光衍射法的檢測原理及操作條件見表1。

由表1可見，比表面積用單位質量總表面積(m2/kg)表示粉體細度，測值越大即粉體越細，但不能定量反映粒徑的百分量；篩析法、激光衍射法都是用粒徑及其含量表示細度。比表面積與粒徑含量之間并無直接聯系，只具有一種定性規律，即：0~30μm含量對提升比表面積起主要作用，>60μm的顆粒基本無貢獻。

若要定量分析其含量，只有通過篩析法和激光衍射法才能得到。理論上，篩析法與激光法兩者檢測結果應該具有一定的相似性和互補性，而實際上總有偏差，有些原料甚至偏差很大。因此，通過這兩種方法的測值對比，有助于分析原因，強化規范操作，尤其對采用篩析法的企業更顯得重要。

將同一試樣粉磨至不同比表面積S，再二分法等量縮分為若干份，分別用于篩析法和激光儀檢測，其中篩析法采用標準規定的水篩、負壓篩、手工篩；激光粒度儀采用丹東百特、法國CILAS、英國MASTERSIZER 等5種不同規格型號的干/濕法檢測。每種方法均取45μm和80μm兩個測點進行對比，見表2。相似度用篩析法和激光法各自的最小值與最大值之比求得誤差系數，相同測點的誤差系數愈接近表示相似度愈好，見表3。

對比表2、表3可見：

(1)篩析法和激光法視原料不同，具有相對的一致性。篩析法以手工篩測值較大，而水篩和負壓篩更接近于激光測值；

(2)篩析法對火山灰、石灰石等吸附性好、粘性強的高細粉體測值偏大，而激光檢測對粉煤灰、礦渣一類非球形顆粒的測值偏大，兩種方法都有其局限性；

(3)激光法以45μm粒徑的相似度好于80μm，說明激光檢測適合于更細的粉體；

(4)兩種方法都能定量地反映粒徑與比表面積的關系。激光檢測還可進一步細化到0~30μm粒徑含量對比表面積的影響分析。

表2、表3表明，激光法對高細粉體的測值精準度好，但受顆粒球形度的影響較大；篩析法則更多地取決于粉體特性、篩孔質量和操作的精細與規范。

3.1 篩析法

水篩、負壓篩、手工篩的檢測成本低，方法簡單快捷，是粉磨企業的標配。水篩、負壓篩都是借助水壓或氣壓的作用，使物料在規定時間內能夠很快通過篩網，因而篩析完全，精度較好。水篩的篩上物需要烘干才能得到測值，烘干溫度和時間是其主要影響因素。負壓篩析相對更加快捷有效，表2測值大多處于水篩與手工篩之間的中位值，說明其參照性很強。缺點是水篩和負壓篩都不能收集篩下的細粉，當需要保留這部分細粉時則只能采用手工篩。現在的手工篩雖然以振篩機代替了過去完全依賴人工的操作，但篩析原理沒有改變，在拍擊、搖動篩框的過程中，粉體顆粒要在篩面上反復調整角度才能通過篩網，速度非常緩慢，特別是很多黏性大的原料糊篩嚴重，往往耗時很長而篩余總在減小，如果單純用篩析時間來控制，精度就很難把控。以篩孔徑61μm(RoI)篩余為例，不同篩析時間與測值變化見表4。

表4是按25g試樣每min篩析通過量不大于0.08g作為精度指標進行控制，等同于標準“10g試樣每min篩析通過量不大于0.03g”的規定。可見不同原料的篩析時間各不相同，如果檢測45μm(R₄s)篩余，即使耗時30~40min也未必能達到這一要求，因此，精度指標是篩析法的唯一判定依據，而且篩孔徑也不宜<45μm。負壓篩析的精度判定和標準篩孔徑的校準也是如此。

3.2 激光檢測法

激光檢測具有測點多、量程寬等特點，應用越來越廣泛，而且國產設備的經濟性和適用性完全可以與國外設備媲美。各種激光儀雖然標稱量程寬達0.01~3000μm，但精度最好的往往集中于0.01~80μm的粒級段，>120μm的粗顆粒測值并沒有篩析法可靠，因此，激光檢測的粉體粒徑分布面不宜太寬。此外，粒徑越小、比表面積越大的粉體容易起球、結團，檢測前需烘干打散進行分散，過度打散會產生新的微粉，改變其原始粒度；水硬性粉體最好用干法檢測，每次檢測后應清潔吸塵管道彎頭，防止在干/濕法轉換中堵塞硬化，清除非常困難。

總之，激光檢測是建立在量程精細、操控得當基礎之上的有效方法，經驗豐富的操作者可以弱化影響，做到更好的重現性和可比性。

(1)粒度檢測應結合原料特性、粉體細度選擇合適的方法。手工篩適宜檢測較粗的原料，水篩、負壓篩適宜檢測黏性強的較細粉體，激光法檢測對高細粉體的適應性更好，其方法便捷、結果可靠，但操作水平要求較高，實驗室投入較大。

(2)水泥行業目前尚無激光檢測標準或規范，有待加強這方面的工作。

作者：周立蕙，羅帆

所屬：中建材(合肥)粉體科技裝備有限公司

來源：《中國水泥》

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