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天然锰砂滤料的检验方法

时间:2021/11/02点击:

锰砂滤料是选用块状锰矿和天然砂作原料,经破碎筛选加工而成。外观粗糙、呈褐色,具有良好的除锰除铁功能,是给水排水行业理想的产品。天然锰砂中含有MnO2,它是Fe2+氧化成Fe3+的良好催化剂,含锰量(以MnO2计,下同)不小于35%的天然锰砂滤料,既可用于地下水除铁,又可用于地下水除锰;含锰量为 20%~30%的天然锰砂滤料,只宜用于地下水除铁,含锰量低于20%的则不宜采用。

目前,对使用天然MnO2矿砂除铁,其原理有二种:一种是以所谓滤膜的作用,锰砂表面有一层较强的氧化作用。另一种是锰矿砂本身反铁催化作用,将水中的二价铁催化成三价铁,再把三价铁千周附着在锰矿砂颗粒表面从而起到除铁的目的。

天然锰砂滤料的检验方法

A.1 总则

A.1.1 本检验方法适用于天然锰砂滤料和锰砂承托料。

A.1.2 称取天然锰砂滤料和锰矿承托料样品时应准确至所称样品质量的0.1%。样品用量与测定步骤,应按照本方法的规定进行。

A.1.3 本方法所用的容量器皿,应进行校正。

A.1.4 本方法在进行筛分、破碎率和磨损率检验时用的试验筛、应符合GB6003的规定。

A.2 取样

A.2.1 堆积天然锰砂滤料的取样。

在滤料堆上取样时,应将滤料堆表面划分成若干个面积相同的方形块,于每一方块的中心点用采样器伸入到滤料表面150mm以下采取。然后将从所有方块中取出的等量(以下取样均为等量合并)样品置于一块洁净、光滑的塑料布上,充分混匀,摊平成一正方形,在正方形上划对角线,分为四块,取相对的二块混匀作为一份样品(即四分法取样),装入一个洁净容器内。样品采取量应不少于4kg。

A.2.2 袋装天然锰砂滤料的取样。

取袋装滤料样品时,由每批产品总袋数的5%中取样,批量小时不少于3袋。用取样器从袋口中心垂直插入二分之一深度处采取。然后将从每袋中取出的等量样品合并,充分混匀,用四分法缩减至4kg,装入一个洁净容器内。

锰矿承托料的取样量可根据测定项目计算。

A.2.3 试验室样品的制备。试验室收到天然锰砂滤料试样后,根据试验目的和要求进行筛选和缩分。然后在105~110℃的干燥箱中干燥至恒量,置于磨口瓶中保存。

A.3 检验方法

A.3.1 含锰量

用作天然锰砂滤料和承托层的锰矿石,其含锰的测定可按GB 1506的有关规定执行。

A.3.2 密度

向李氏比重瓶中加入煮沸并冷却至约20℃的蒸馏水至零刻度,塞紧瓶盖。在20±℃的恒温水槽中静置1h后,调整水面准确对准零刻度,擦干瓶颈内壁附着水,通过长颈玻璃漏斗慢慢加入洗净干燥的滤料样品或粒径小于4mm的锰矿承托料样品100g,边加边向上提升漏斗,避免漏斗附着水及瓶颈内壁粘附样品颗粒,旋转并用手轻拍比重瓶,以驱除气泡。塞紧瓶盖,在20±1℃的恒温水槽中静置1h后,再用手轻拍比重瓶,以驱除气泡,记录瓶中水面刻度体积。

样品的密度按式(A1)计算。

p=m/V (A1)

式中 p——样品的密度,g/cm3

m——样品的质量,g

V——加样品后瓶中水面刻度体积,cm3

A.3.3 盐酸可溶率

将滤料样品用蒸馏水洗净,在105~110℃的干燥箱中干燥至恒量。称取样品50g,置于500mL烧杯中,加入(1+1)160mL使样品完全浸没,在室温下静置,偶作搅拌,待停止发泡30min后,倾出溶液,用蒸馏水反复洗涤样品,直至用pH试纸检查洗净水呈中性为止。把洗净后的样品移入已恒量的称量瓶中,在105~110℃的干燥箱中干燥至恒量。

盐酸可溶率按式(A2)计算。

盐酸可溶率(%)=(m-m1)/m ×100 (A2)

式中:m——加前样品的质量,g;

m1——加后样品的质量,g;

A.3.4 破碎率和磨损率

滤料样品经洗净干燥并通过筛选,取粒径为0.5~1.0mm的样品50g,置于内径50mm、高150mm的金属圆筒内,加入6颗直径8mm的轴承钢珠,盖紧筒盖,在行程为140mm、频率150次/min的振荡机上振荡150min。取出样品,分别称量通过筛孔径0.5mm而截留于孔径0.25mm筛上的样品质量和通过筛孔径0.25mm的样品质量。

破碎率和磨损率分别按式(A3)和式(A4)计算。

破碎率(%)=m1/m ×100 (A3)

磨损率(%)=m2/m ×100 (A4)

式中:m——样品的总质量,g;

m1——通过筛孔径0.5mm而截留于孔径0.25mm筛上的样品质量,g;

m2——通过筛孔径0.25mm的样品质量,g。

A.3.5 含泥量

称取干燥滤料样品500g,置于1000mL洗料筒中,加入清水,充分搅拌5min,浸泡2h,然后在水中搅拌淘洗样品,约1min后,把浑水慢慢倒入孔径为0.08mm的筛中。测定前筛的两面先用水湿润。在整个操作过程中,应避免砂粒损失。再向筒中加入清水,重复上述操作,直至筒中的水清澈为止。用水冲洗截留在筛上的颗粒,并将筛放在水中来回摇动,以充分洗除小于0.08mm颗粒。然后将筛上截留的颗粒和筒中洗净的样品一并倒入搪瓷盘中,置于105~110°C的干燥箱中干燥至恒量。

含泥量按式(A5)计算。

含泥量(%)=(m-m1)/m×100 (A5)

式中:m——淘洗前样品的质量,g;

m1——淘洗后样品的质量,g。

A.3.6 筛分

称取干燥的滤料样品100g,置于一组试验筛(按筛孔由大至小的顺序从上到下套在一起)的上一只筛上,底盘放在下部。然后盖上顶盖,在行程140mm、频率150 次/min的振荡机上振荡20min,以每分钟内通过筛的样品质量小于样品总质量的0.1%作为筛分终点。然后称出每只筛上截留的滤料质量,按表A1填写和计算所得结果,并以表A1中筛的孔径为横坐标,以通过该筛孔样品的百分数为纵坐标绘制筛分曲线。根据筛分曲线评定天然锰砂滤料的粒径是否符合要求,或确定滤料的有效粒径和不均匀系数。

A.3.7 锰矿承托料的密度

锰矿承托料密度,按照锰矿承托料的铺料层次及粒径范围分组测定。测定前将样品洗净和干燥至恒量,并按下述步骤分别测定。

粒径4~8mm或8~16mm的样品,称取300g,慢慢加入盛有250mL(V1)煮沸并冷却至20℃左右的水的500mL量筒中,旋转及用手轻拍量筒,以驱除气泡。在20±1℃的恒温水槽中静置1h后,再用手轻拍量筒,以驱除气泡,记录量筒中水面刻度体积(V2)。

锰矿承托料的密度按式(A6)计算。

p=m/ (V2-V1) (A6)

式中 p——样品的密度,g/cm3

m——样品的质量,g;

V1——加样品前量筒中水面刻度体积,cm3

V2——加样品后量筒中水面刻度体积,cm3

A.3.8 锰矿承托料的含泥量

将样品在105~110℃的干燥箱中干燥至恒量,并按表规定分别测定。

称取上表中规定的样品质量,置于搪瓷盆中并加入清水浸泡2h后,在水中搅拌淘洗样品。以下操作按照本检验方法A.3.5条作。其含泥量按式(A5)计算。