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采样设备的基本原理

成功进行样品分析的第一步

采样与样品制备是分析的关键环节,其质量直接决定结果的可靠性。如果没有细致和有代表性的取样,以及为满足分析要求而设计的样品制备,就获得分析结果,其意义和价值将会变得可疑。

什么是取样和制样?

取样、制样和分析是如何相互依存的?

取样时需要注意什么?

设计取制样系统时的基本原则

破碎和研磨样破碎和研磨样品时需要注意什么?

分样与均质化

取制样的相关设备

什么是取样和制样?

“取样”一词是指从待交付物料中提取一个样品所需的所有操作,使其在定性方面与总量的预期精度相对应,并且尽可能减少系统误差。

后续的“样品制备”包括所有必要的工作步骤,以使取样过程中获得的样品材料(单个样品)达到后续测试分析所需的条件。

取样时有哪些重要因素?

在取样时,应注意散装货物,特别是原材料和初级产品,它们在某些测试分析所必需的特征方面往往非常不均匀。

产品越不均匀,即采样点的产品流方差越大,采样频率就必须相应提高。这是获得具有足够精度的集体样本的唯一方法。采集大量单个样本不可避免地会导致更高的成本。因此,要采集的单个样本的数量应与要采集的货物的性质和预期的精度相适应。

取样、制样和分析是如何相互依存的?

“取样”是从将要取样的总量(=交付单位)中提取部分量(=单个样本)的过程。制样包括从取样到分析的所有步骤。

样品制备的要求,是由后续分析的要求所决定的,例如:

  • 用于粒度和强度分析的样品不得压碎,所以必须尽可能轻柔地制备。
  • 用于化学成分分析的样品,必须在粉碎和分离的几个阶段制备。
  • 用于水分测定的样品不得加热或露天储存,以尽量减少水分损失。
View of the slag heaps of an iron ore mine. The slag heaps from the mining industry can be processed and the raw materials recovered
Gravel - stones of different sizes and colors in a pile, with a few wilted leaves in between

在随后的样品制备过程中,必须确保由单个样品产生的复合样品反映了待取样物料的均匀特性。在所有工作过程中,必须确保样品的制备不会造成任何显著的特征损失(如水分流失)。

此外,由于要测试的样品数量与要评估的总数量的比率非常高,因此取制样设备的技术设计也有着很高的要求。

就要确定的特性而言,满足待测试的分析样品必须与物料相对应的要求相对容易。只需要确保在产品流的整个横截面上以足够的数量和频率采集样本。

对于静态的物料,采集代表性样品就非常困难,几乎只能在有限的情况下实现。

设计取制样系统时的基本原则

如前所述,最简单的取样方法是在正在输送中的移动的物料上——比如在传送带上或下料管中。重要的是要确保每个样品都是物料流的完整横截面。因此,必须记录物料流的整个宽度和厚度。

取样过程中产生的材料数量对取样容器的尺寸以及对下游设备的破碎、分割和收集样品材料的设计具有决定性作用。

单份样品的重量

根据以下数值方程计算单份样品的重量。

采样器的间隙宽度

间隙宽度应为物料标称最大粒径的三倍。标称最大粒径对应筛上残留≤5%。然而,即使更精细的物料,间隙宽度也不应小于30毫米。

取样设备的速度

采样设备在整个采样过程中必须保持速度恒定。从正在下落的物料流中采样时,采样器的速度应尽可能不超过0.6米/秒,否则可能导致采样器对物料粒度进行选择性采集。当直接从输送带上采样时,锤式采样器的速度至少应为皮带速度的1.5倍,以尽量减少采样器横切时产生的回流效应。

Spoon sampler / slotted vessel sampler for ore concentrate

破碎和研磨样品时需要注意什么?

根据物料粒度及后续分析的相关要求,样品需经破碎处理以便进一步分样。选择破碎设备时,需确保每个破碎阶段所用设备不会改变样品的关键质量指标。例如,测定含水率时严禁使用高速破碎设备,因其风扇效应将导致水分流失。

分样与均质化

在分样过程中,必须遵循与取样相同的原则,即每个物料颗粒进入最终样品的概率均等,否则分样将失去代表性。每次分样前都需进行破碎处理以减小物料粒度,从而进一步提升均匀性。

对流动物料进行取样,通过烧杯、研磨机和分样器制备实验室样品,经由管道系统输送样品,最后使用振动盘磨和压片机制备分析样品。

取制样的相关设备

取样系统的基本设备通常包括取样装置和制样设备。样品通常在现场直接进行破碎和缩分,以达到实验室可接受的送检量。这一过程至少需要一级破碎设备、一台分样器,以及用于长期储存样品的样品收集器。

要建立具有代表性的取制样系统,除了满足众多规范要求外,还需充分考虑物料的多样性、安装场地的具体条件以及变化范围较大的流量等因素。因此,通常需要根据以下设备配置,量身定制个性化解决方案。

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Rotary divider

分料器

我们提供多种样品分样设备,以满足各类物料的精准分样需求。

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Spoon sampler for turbidity - application area ore concentrate

悬液、浊液取样设备

湿法工艺中矿物、矿石及精矿的无压管道采样。

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Downpipe sampler - system photo

下料管取样设备

使用筛得力天马(SIEBTECHNIK TEMA)的下料管取样器,可安全实施无压管道或溜槽取样。

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输送系统取样设备

从运行中的输送机全断面截取单一样品,支持皮带中部或卸料端采样。

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破碎设备

我们提供涵盖多种粒径的全套解决方案,适用于天然原料、化学/热加工材料及高价值物料回收领域。

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Sample dryer TR 500

样品干燥机

样品干燥机用于潮湿或湿润散料的自动批次式干燥及解聚处理。

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自动化实验室制样和分析设备

我们的机器人样品制备与分析系统,将实验室从常规分析中解放出来,使员工摆脱重复性工作。

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The SIEBTECHNIK TEMA automatic grinding and pressing system combines all processes from pre-grinding of fist-sized sample materials, dividing, ultra-fine grinding and pressing of the powder into a tablet in one device.

自动研磨压片系统(AMP)

全自动研磨压片系统可将散装物料样品转化为XRF或XRD分析仪所需的测试样片。

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White world map on white textured paper

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