专利名称：熟矾土快速分级分等、估验均匀度化学组份的方法和标本的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种矾土快速分级分等、估验均匀度、化学组份含量的方法，尤其涉及一种对熟矾土快速分级分等、估验均匀度、化学组份等的方法和标本。
矾土矿石是冶炼工业、化工工业、建材工业中必不可少的原料，在上述各种工业中当其制作不同的产品时，所需的熟矾土的化学成份不同，因此熟矾土必须按其Al2O3含量不同而分等分级，以满足工业之需要和出口要求。
中国的铝矾土储藏量、出口量均居世界之前列，矾土出口量大的国家可为国家创造很大财富和外汇收入。但是由于矾土种类繁多，分级分等的工作极为复杂，所以至今还缺乏一套完整的科学分级分等的方法，通常还处于由人工凭经验目测来分级分等，因此，随机性很大，产品混级现象严重，其结果不仅使优质矾土未能得到优用，浪费了资源和人力，而且使生产工艺不得稳定，影响生产产品的质量和生产效率。尤其在出口贸易中分级分等所出误差，常常会影响出口国的信誉，甚至造成经济赔偿。熟矾土是铝矾土中最为常见的一种，其分级分等也存在上述缺陷，目前在熟矾土组份含量的确定中，往往采用化学分析方法来测定，所以必须有一套分析设备，这样不仅操作较麻烦，而且不能在现场快速估算，使矾土的检验、贸易工作很受影响。由此可见，无论从经济、生产效率、产品质量哪一方面来说，均需要一种规范而科学的熟矾土分级分等、化学组份估验的方法，以确保熟矾土分级分等、商检等工作，能高效率、高质量的在现场实施。
本发明的目的在于提供一种对熟矾土快速分级分等、估验均匀度，化学组份的方法及其所用的标本，以使熟矾土的生产、营销、商检工作人员能在现场快速、准确、高效地对熟矾土进行分级和评估。
本发明目的是本申请单位课题组的发明人经过六年不懈努力的结晶，是在大量的研究、测试、化验和反复设计、计算等工作的基础上总结而得，且行之有效。本发明采用以五度分级(即以Al2O3含量相差5％为一级)制作的至少三十块熟矾土矿石标本，并配以制作的“外观文字描述表”、“化学组份含量、物理参数表”及“化学量之间或化学量——物理量之间的相关图”(所有这些图、表均是研究总结而制得)，与所需分级分等的熟矾土对照就可于现场实现对散装熟矾土矿石的定性定量(归于相应等级)科学的分级分等，同时用已编制好的计算程序的计算器，可对已分好等级的整批熟矾土进行现场快速的均匀度和组份含量估验。有关上述的方法、和所用整套专用标本及其制作将在下面一一说明之。
一、整套专用标本的制作(一)制作矿石标本1、采集矿石(1)对外观差别大的熟矾土采集至少30块，并洗净、晾干、编号分袋储存，2、制作成拳头大小的矿石标本块(1)用带有金钢石锯片的切岩机将较大原块(约180×160×140)在保持自然面的前提下锯开裂缝，形成平坦、光滑的切断面，此切断面作标记面用，(2)选用木锤或包有白布的铁锤，按着与自然面或切割面成垂直方向锤击，使其出现断口，而得断口面，(3)用小工具进一步加工，使每块矾土为尺寸小于80×50×35的具有自然面、切割面、断口面的熟矾石标本块3、将标本块分级分等由Al2O3含量按五度分级法将熟矾土分成四级，即特级、一级、二级、三级4、作标记，在切断面上作标记称为标记面，其中前四位数字为主颜色部分的Al2O3含量，后面字母代表品种的颜色，其中C为熟矾土符号，B-黑色，W-白色，Y-黄色(二)制物理参数，化学组份含量表1、取样、组份分析(对每一块矾土样品)(1)取样要求样品中80％以上为心部部分的矿石，以确保测试准确。
(2)化学组份分析①按照ZBQ25004-25009-90及《矾土检验》所规定方法测定Al2O3、Fe2O3、TiO2、SiO2成份②用X射线荧光光谱法测定K2O、Na2O、CaO、MgO、MnO、P2O5、SO3、V2O5、Cr2O3、ZnO、AS2O3、PbO的成份2、物理参数测定(1)体积密度(BD)的测定采用称量重量差换算总体积真空法逐块进行体积密度的测定，当样品为由矿石一块破成几块成品时，以重量作权重求平均值方法求体积密度，(2)硬度测定①在实验室 用标准矿物摩氏硬度计来测定②在现场用指甲、回形针或足刀划印所呈深浅现象来判断(3)按GB-69001-81测烧失量(LOI)3、由1、2测定值列出熟矾土化学组份含量、物理参数表(三)作岩石外观文字描述表用“岩石学及岸矿野外鉴定方法”中所提供方法对标本中每块熟矾土矿石的颜色、光泽、硬度、解理、断口、结构、孔隙度、拈重、脆性、触感、裂纹、吸水性等12项进行描述并汇成表格。
(四)制相关图利用LOTUS程序按Y＝ax＋b公式求出相关系数r，此公式中X为一种化学组份含量的横座标，Y为另一化学组份含量或其物理量纵座标，a为斜率，b为截距；并按成份分析所得化学组份含量及物理参数表中有关数据制作Al2O3-TiO2、Al2O3-SiO2、SiO2-TiO2、SiO2-BD四张相关图。
二、熟矾土整套专用标本产品用上述方法所制得的熟矾土整套专用标本包含1、按五级分类的至少30块包含不同Al2O3组份的各种熟矾土矿石块一套，其中每块矿石均有标记面、自然面、断口面，2、整套矿石块的化学组份含量、物理参数表包括Al2O3、SiO2、TiO2、Fe2O3、K2O、Na2O、CaO、MgO、MnO、P2O5、SO3、V2O5、Cr2O3、ZnO、AS2O3、PbO的化学组份量体积密度、硬度、烧失量物理量，3、整套矿石块的外观文字描述表包括颜色、光泽、硬度、解理、断口、结构、孔隙度、拈重、脆性、触感、裂纹、吸水性12项描述。
4、相关图4张。
Al2O3-SiO2、SiO2-TiO2、Al2O3-TiO2、SiO2-BD三、用专用标本进行快速正确分级分等和鉴定熟矾土均匀度，化学组份的方法(一)分级分等1、将制成的熟矾土标本以Al2O3含量由高至低顺序排列作为母标本，2、挑选货堆上与母标本外观描述表相同或相似的熟矾土作为子标本，并标记等级编号，3、取散装堆上的熟矾土矿石块或被检的熟矾土块与熟矾土矿石标本及外观描述表中12项，对照比较，即可确定其定级；(二)整批矾土分级检验均匀度快速估验1、首先按GB2009-80《散装矾土取样方法》的规定确定所需估算均匀度的这一整批矾土中所应取的份样数目，和每份份样的重量(公斤)2、除去所取熟矾土份样的表面尘土记下取样量的总重量(公斤)3、将份样熟矾土每块称重量，并与标本比较由外观文字描述表及化学组份含量表确定其Al2O3含量和等级，然后将其结果填入表中4、将份样中的本级矾土块重量相加其和为W本，将各级品和杂质重量相加其和为W非5、整批矾土的均匀度(本级品率)为本级品(％)＝(W本/W本＋W非)·100％当本级品百分率＞85％为均匀，75-80为中均匀，＜60％为不均匀6、当一批熟矾土为不均匀时，必须重新分级分等，直到中均匀度，方可拣样使用；(三)对整批熟矾土化学组份含量的快速估验1、由上述均匀度估算中的3，可直接得到本批熟矾土的Al2O3含量估验值，2、由标本中的相关图，用Al2O3含量可迅速直接地求出TiO2含量，SiO2含量的估验值，BD值，3、用化学组份表来估验整批熟矾土中某一组份的含量(1)将整批熟矾土中的每块份样的重量Wj及其某一组份含量Ci及其乘积Si＝WjCi填入表中，(2)求出Si值之和SASA=Σi=1nSi]]>
(3)求整批熟矾土的某一组份的含量估验值AA(％)＝SA/W·100％其中W为整批熟矾土全部份样块的重量之和。
上述的所有计算式，若用计算机编程来算，此时只需输入相应的每块熟矾土份样的重量，化学组份，就可很快算出整批熟矾土的均匀度和组份含量估值。
由本发明制作方法所制得的熟矾土的标本及图、表可使熟矾土分级分等准确度高，速度快，尤其在矾土货场，可直接用标本及图、表就可快速、高效的判别熟矾土的分级分等的正确性，并配用计算器或计算机就可正确地对整批熟矾土的均匀度、化学组份含量进行较为准确快速的估算，从而为现场的分级分等、检验、商检等工作提供了简易而快速的使用工具，并且其准确度之高，科学性之强，速度之快是本领域所前所未有的，因此本发明在该领域具有独创性和非常良好的经济效果。
实施例，对中国河南、山西两省所采的熟矾土矿石在现场进行快速分级分等和均匀度、化学组份含量估算。
在说明该实施例的方法前，我们首先要说明的是，我们所采用的整套专用标本是由中国商检研究所矿产品检验研究中心按“本发明标本制作方法”所制的。
一、整套专用标本，其包括有1、采中国河南、山西出产的熟矾土所制作的熟矾土矿石40块标本一套，其Al2O3含量与块数的分布为Al2O3含量(％) 90-95 85-90 80-85 75-80 70-75 65-70 60-65块数126 7 4 8 2 1
2、熟矾土40块标本的物理参数和化学组份含量表4页，见表1～1-1～43、熟矾土4 0块标本的外观文字描述表6页，见表2～1-2～64、熟矾土40块标本的相关图四张(1)Al2O3-SiO2相关 图见
图1(2)SiO2-TiO2相关 图见图2(3)Al2O3-TiO2相关 图见图3(4)SiO2-BD 相关 图见图4二、采用上述专用标本对山西、河南的熟矾土矿石快速分级分等和均匀度、化学组份估验方法的实施。
(一)用上述产品对散装熟矾土矿石进行快速、高效分级分等选用15块熟矾土，按熟矾上标本或子标本及外观描述表对每块熟矾土的自然面、断口面进行观察并对比，实现快速分级分等(见表1)，其准确度达到95％，(二)整批矾土分级检验均匀度快速估验1、选择-500T熟矾土，按GB2009-80规定，选其最大粒度为30-50mm的份样数10份，且其每份样重量为5公斤左右，份样为25块2、将上述25份样块逐块与标本及外观文字描述表相比较并确定等级及Al2O3含量，并称重为Wj，和将每块的结果填入表2中
3、由表2求出本级熟矾土重量和W本、非本级熟矾土重量和W非。(取样中有山皮、粘土度未名块的重量计入W非)，4、由下列公式用表2所示值求出均匀度本级品(％)为 =37.6944.03·100%=85.6%]]>属均匀5、由表2还可得知本批量的Al2O3组份含量为ΣSj/ΣWj=44.0350·100%=88.06%]]>(三)成份估验1、由上述5可直接得知其Al2O3组份含量为88.06％2、由相关1、2、3可直接快速求得TiO2、SiO2的组份含量和体积密度为TiO23.5％ SiO26.2％体积密度BD 3.03g/cm33、将表2所示的Fe2O3组份含量及各样品块重量列于表3，用下列公式即可求得Fe2O3组份的估验值为(见表3)Fe2O3(%)=(ΣSj/ΣWj)·100%=0.48850·100%=0.98%]]>
4、其他化学组份，如K2O、Na2O、CaO等含量的求法同3。
由上述实施例可见，采用本发明的方法可以快速正确而简便地于现场对散装熟矾土矿石进行分级分等，对整批熟矾土矿石的均匀度、化学组份、物理参数进行估算，从而为熟矾土矿石的分级分等、均匀度、化学组份估算工作、商检工作提供了一套高速度、高质量、高效率的好方法。
表1 熟矾土分级分等
表2 熟矾土均匀度估验 表3 熟矾土主成份和体积密度的估验
表2-3 熟矾土外观文字描述
表2-4熟矾土外观文字描述
表1-1熟矾土物理参数和化学组份含量
表1-2熟矾土物理参数和化学组份含量
表1-3熟矾土物理参数和化学组份含量
表1-4熟矾土物理参数和化学组份含量
表2-1熟矾土外观文字描述
注颜色按主要颜色、次要颜色、再次要颜色……排列，与通常岩石学颜色命名法顺序相反。
表2-2熟矾土外观文字描述
表2-5熟矾土外观文字描述
表2-6熟矾土外观文字描述
权利要求
1.一种熟矾土快速分级分等估验均匀度化学组份的方法其特征在于采用一套特制的整套标本，其方法为(一)对散装熟矾土的分级分等1、将制成的熟矾土标本以Al2O3含量由高至低顺序排列作为母标本，2、挑选货堆上与母标本外观描述表相同或相似的熟矾土作为子标本，并标记等级编号，3、取散装堆上的熟矾土矿石块或被检的熟矾土块与熟矾土矿石子标本及外观描述表中12项对照比较，即可确定其定级；(二)对整批矾土分级检验均匀度快速估验1、首先按国家标准GB2009-80《散装矾土取样制样方法》的规定确定所需估算均匀度的这一整批矾土中所应取的份样数目，和每份份样的重量(公斤)，2、除去所取熟矾土份样的表面尘土记下取样量的总重量W(公斤)，3、将份样熟矾土每块称重量，并与标本比较由外观文字描述表及化学组份含量表确定其Al2O3含量和等级，然后将其结果填入表中，4、将份样中的本级矾土块重量相加其和为W本，将各级品和杂质重量相加其和为W非，5、整批矾土的均匀度(本级品率)为 当本级品百分率＞85％为均匀，75-80为中均匀，＜60％为不均匀，6、当一批熟矾土为不均匀时，必须重新分级分等，直到中均匀度，方可拣样使用；(三)对整批熟矾土化学组份含量的快速估验1、由上述均匀度估算中的3可直接得到此整批熟矾土的Al2O3含量估验值，2、由标本中的相关图，用Al2O3含量可迅速直接地求出SiO2含量、BD值、LOI值的估验值，3、用化学组份表来估验整批熟矾土中某一组份的含量(1)将整批熟矾土中的每块份样的重量Wj及其某一组份含量Ci及其乘积Si＝WjCi填入表中(2)求出Si值之和SASA=Σi=1nSi]]>(3)求整批熟矾土的某一组份的含量估验值AA(％)＝(SA/W)·100％其中W为整批熟矾土全部份样块的重量之和，即上述(二)2中的W。
2.一种用于熟矾土分级分等和快速估验均匀度、化学组份含量的整套标本，其特征在于它包含有(1)按五级分类的至少40块包含不同Al2O3组份的各种熟矾土矿石块一套，其中每块矿石均有标记面、自然面、断口面，(2)整套矿石块的化学组份含量表、物理参数表包括Al2O3、SiO2、TiO2、Fe2O3、K2O、Na2O、CaO、MgO、MnO、P2O5、SO3、V2O5、Cr2O3、ZnO、AS2O3、PbO的化学组份量及体积密度，硬度、烧失量，(3)整套矿石块的外观文字描述表包括颜色、光泽、硬度、解理、断口、结构、孔隙度、拈重、脆性、触感、裂纹、吸水性12项描述，(4)相关图4张Al2O3-SiO2、Al2O3-BD、SiO2-BD、Al2O3-LOI各一张。
3.按权利要求2所述的整套标本，其特征在于熟矾土的一套标本块为由中国山西、河南所出产的40块所组成。
全文摘要
本发明涉及一种对熟矾土快速正确分级分等、均匀度估验、化学组分估验的方法，其主要特征是采用一套特别的整套标本和计算来实现，此整套标本包括有一套熟矾土矿石标本、此标本矿石的化学组分含量和物理参数表及其相互间相关图。本方法的优点是快速，准确，不需要复杂的分析仪器，特别适用于现场的检验和商检工作。
文档编号G01N33/00GK1146555SQ9511545
公开日1997年4月2日 申请日期1995年9月8日 优先权日1995年9月8日
发明者孟兰香, 孙建一, 边化民, 张青, 刘瑜, 刘圣麟 申请人:中国进出口商品检验技术研究所