第二章固体物料分
第二章 试样的采取,制备
23:06
小结：熔剂------坩埚
1. Na2CO3（或K2CO3）作熔剂---------铂坩埚（碱性熔剂）
Al2O 3 2 SiO 2 2 H 2O + 3 Na 2CO 3 = 2 Na2SiO 3 + Na2O Al2O 3 + 3 CO 2 + 2 H 2O
2.NaOH（KOH）作熔剂--------银坩埚（碱性熔剂）
了解采样的目的和要求
提供和被分析物料整体的平均组成一致的试样。
掌握采样量及采样单元数的确定方法。
Q = Kda
了解固体、液体及气体物料的采样方法。
23:06
2-3 试样采集方法 2-3-1固态物料的采样
1 从物料流中采样:采用舌形铲人工采样 2 从物料堆上取样：
3 从运输工具中采样： 三点采样法、四点采样法、五点采样法
2-3-4 生物试样
其组成因部位和时季不同而有较大差异； 采样应根据需要选取适当部位和生长发育阶段进行， 除应注意有群体代表性外，还应有适时性和部位典型性； 鲜样分析的样品，应立即进行处理和分析，生物试样中 的酚、亚硝酸、有机农药、维生素、氨基酸等在生物体内 易发生转化、降解或者不稳定的成分，一般应采用新鲜样 品进行分析。
例子---碱熔法： 1、Na2CO3（或K2CO3）作熔剂，铂金坩埚熔样
无水Na2CO3是分解硅酸盐样品及其它矿石最常 用的的熔剂之一。
（1）方法简介 Na2CO3 mp = 851 ˚C 铂金坩埚熔融 通常：熔样温度 950 ~ 1000 ˚C 熔融时间 30 ~ 40分 熔剂用量 6 ~ 8倍（为试样的） 难熔 8 ~ 10倍 时间可长些
23:06
如水稻样品的采集
水 稻 籽 实
固体废物处理与资源化技术课后题答案
第二章固体废物性质分析1、简述调研生活垃圾物理组成数据的技术意义。
答：物理组成对由可之别的不同组分混合构成的固体废物有意义，适用于描述生活垃圾、加工工业废物（工业垃圾）和电子设备类废物的性状，尤其对生活垃圾处理的意义最为显著。
我国习惯按有机垃圾、无机垃圾和废品三大类来描述生活垃圾的物理组成。
其中，有机垃圾组分主要受生活习俗影响，无机垃圾受燃料结构和气候等影响，废品类垃圾则与消费水平关联度较大。
2、简述废物的粒径与含水率对其压缩性能和容积密度的影响。
答：废物的容积密度指的是一定体积空间中所能容纳废物的质量，通常以kg/m³为单位。
废物的容积密度与废物的粒径和含水率有关，粒径小且潮湿的废物容积密度较高。
废物的可压缩性一般定义为一定质量废物在压缩前后的体积变化率。
废物的粒径越大越干燥，可压缩性越好。
3、试分析田间持水量与极限含水率在概念和测试方法上的区别。
答：田间持水量是在不会因重力作用而产生失水的条件下，一定量的样品所能持有的水分量。
其测试方法为：取混合样品按装样要求（压实度）堆积于下部可观察滴水情况的容器中，先用水饱和整个样品，然后进行重力排水（同时应控制会发失水），排水平衡后测定样品的含水率。
极限含水率是当废物颗粒的内部空隙，包括溶胀性的空隙，全部被水所饱和后废物的含水率。
其测试方法为：将废物样品在清水中浸没一段时间后取出，在水分饱和的空气中沥干一段时间，以沥出样品表面的滞留水分，然后将样品按含水率定义方法测定其含水率。
4、试辨别水分、可燃分、不可燃分、挥发分、固定碳和灰分的异同，并简述其测试方法。
答：参考课本25,26页。
5、为什么要测试固体废物的浸出特性？固体废物浸出测试方法如何分类？答：测定固体废物的浸出特性可以用于（1）分析废物中水或其他溶液可溶的污染物量，判断固体废物在不同环境条件下的污染物释放潜力；（2）废物中有机污染物的全量分析；（3）提供废物生物监测的样品，保证样品组分的生物可利用性。
第二章 试样的采取、制备和分解
§2—1 试样的采集
1、采样数量
数量要求：
1）至少满足三次重复检测的需要；2）有需要时必 须满足备考样品的需要；3）满足样品制备的需要。 数量过多——造成浪费 数量过少——不能满足代表性要求
在满足需要的前提下，样品数量越少越好。一般根 据经验公式计算最低采样量。
§2—1 试样的采集
四、采样记录和样品保存
采样时应记录被采物料的状况和采样操作， 如物料的名称、来源、编号、数量、包装情 况、存放环境、采样部位、所采样品数量、 采样日期、采样人等。 样品采集好后应包装，贴上标签，送至制样 室，如不能及时分析，一般只能存放6个月， 特殊样品另当别论。
冷冻干燥法 样品放在冷冻干燥室内，抽真空至 1.3-6.5bar（10-50mmHg),水变成冰，2-3天后冰 全部升华。 用于水样的浓缩，植物、动物血清和其它含有易 挥发组分的干燥
NBS的果叶、牛肝、菠菜叶、松针、米粉、面粉、 河沉积物等标准物质用冷冻干燥技术，未发现易 挥发的As,Hg等损失，I有明显损失，Br在酸性溶 液中有损失。
0.2
9.03 2.26 0.80
0.3
13.55 3.39 1.20
0.5
22.6 5.65 2.00
1.0
45.2 11.3 4.00
20
40 60 80
0.83
0.42 0.25 0.177
0.069
0.018 0.006 0.003
0.14
0.035 0.013 0.006
0.21
0.053 0.019 0.0将表面刮去0.1m，深入0.3m 挖取一 个子样的物料量，每个子样的最小质量不小于5kg。最后合并 所采集的子样。
第二章.固体废物的预处理
思考题：固体废物选择破碎机类型时应考虑哪些因素？ 所需要的破碎能力； 固体废物的性质（如破碎特性、硬度、密度、形 状、含水率等）和颗粒的大小； 对破碎产品粒径大小，粒度组成、形状的要求；
供料方式；
安装操作场所情况等。
五、破碎比、破碎段与破碎流程 （1） 破碎比 破碎比=原废物粒度／破碎后废物粒度 破碎比表示废物粒度在破碎过程中减小的倍数 表示方法有两种： 极限破碎比（在工程上常用）
低温破碎流程
液 氮 废物 预冷装置 液 氮 浸没冷却装置
分 选
皮带运输机
高速冲击破碎
低温破碎工艺流程图
低温破碎的优点 1、破碎后的同一种物料均匀，尺寸大体一致， 形状好，便于分离利用； 2、复合材料经过低温破碎后，分离性能好，资 源的回收率和回收的材质的纯度都比较高；并且 很容易分离出混在其中的非塑料物质； 3、使用的冷媒一般采用无毒无味无爆炸性液氮， 并且原料易得到； 4、对于极难破碎的并且塑性极高的氟塑料废物， 采用液氮低温破碎，能够获得碎块和高分散度的 粉末。
i i1i2i3in
破碎段数越多，破碎流程就越复杂，工程投资相对增 加，因此，在可能的条件下，应尽量采用一段或两段 破碎流程。
环境工程原理-环境工程原理课后思考题解答2流体与固体颗粒分离
5、颗粒和流体的哪些性质会影响到颗粒所受到的流体阻力，怎样影响？
答：由于
阻力 Fd
A
u 2 2
而
f (Ret )
Re t
dut
所以影响颗粒所受到的阻力，主要包括如下几个方面： (1) 颗粒特性：颗粒密度、尺寸、及形状； (2) 流体性质：主要指流体的密度和粘度。
6、简要分析颗粒在重力沉降过程中的受力情况。
层流区：
24 Ret
Re t
dut
湍流区： 0.44
由上式可知：在层流区，由流体粘度引起的表面摩擦力占主要地位，流体粘度与阻力系数成 正比；在湍流区，流体粘性对沉降速度已无影响，由流体在颗粒后半部出现的边界层分离所 引起的形体阻力占主要地位。
9、流体温度对颗粒沉降的主要影响是什么？ 答：通常，但颗粒在液体中沉降时，升温使液体粘度下降，可提高沉降速度。对气体，升高 温度，粘度增大，不利于沉降
18、分析说明决定降尘室除尘能力的主要因素。
答：单层降尘室的生产能力：Vs blut
生产能力只与沉降面积 bl 和颗粒的沉降速度 ut 有关，与降尘室高度 H 无关。
19、通过重力沉降过程可以测定颗粒和流体的哪些物性参数，请你设计一些测定方法。
答：根据颗粒沉降原理，可测定液体的粘度。
d
2(s )g 18ut
第二章 流体与固体颗粒分离
1、 简述沉降分离的原理、类型和各类型的主要特征。 答：沉降发生的前提条件是：分散相和连续相之间存在密度差，同时存在外力场的作用，以 造成两相的相对运动。
实现沉降操作的作用力可以分为重力或离心力，因此，沉降过程有重力沉降和离心沉降 两种方式。
第二章 提取分离及检识方法
第三章植物化学成分的提取所谓提取，就是用适当的溶剂或适当的方法将植物的化学成分从植物中抽提出来的过程。
任何一种溶剂或任何一种方法提取得到的提取液和提取物，是包含多种化学成分的混合物称为总提取物，尚待进一步分离和精制。
那么，传统的提取方法有哪些呢：溶剂提取法、水蒸气蒸馏法、超临界流体提取法、升华法等。
本节重点掌握：溶剂提取法的原理，化学成分的极性、常用溶剂、极性大小顺序及提取溶剂的选择；常见的提取方法及应用范围。
重点介绍溶剂提取法。
第一节传统的提取方法一、溶剂提取法溶剂提取法的提取原理：根据植物中各成分在溶剂中的溶解度的差异，选用对活性成分溶解度大，对不需要溶出的成分溶解度小的溶剂，而将有效成分从药材组织内溶解出来的方法。
这是植物化学成分提取最常用的方法。
当溶剂加到经适当粉碎的药材中时，溶剂由于溶剂由于扩散、渗透作用逐渐通过细胞壁透入到细胞内，溶解了可溶性物质，而造成细胞内外的浓度差，于是细胞内的浓溶液不断向外扩散，溶剂又不断进入药材组织细胞中，如此多次往返，直至细胞内外溶液浓度达到动态平衡时，将此饱和溶液滤出，继续多次加入新溶剂，就可以把所需要的成分近于完全溶出或大部溶出。
化学成分在某种溶剂中的溶解度大小遵循“相似相溶”的规律：即亲脂性的化学成分易溶于亲脂性的溶剂，难溶于亲水性的溶剂；反之，亲水性的化学合成分易溶于亲水性的溶剂，难溶于亲脂性的溶剂。
这种亲脂性和亲水性的强弱直接与化学成分或溶剂的分子结构相关，我们可通过其极性的大小来估计它的亲脂性或亲水性。
这也是选择提取溶剂最重要的依据。
那么，影响化学成分极性的因素有哪些呢？一般来说：(1)分子大、碳数多，极性小、亲脂性强；分子小、碳数少，极性大、亲水性强。
(2)在化合物基本母核相同或相近情况下，化合物极性大小主要取决于取代基极性大小，取代基的极性越大或数目越多，则整个分子的极性越大，亲水性越强，而亲脂性越弱；其分子非极性部分越大，则极性越小，亲脂性越强，而亲水性就越弱。
第二章粉碎
第二章粉碎第一节粉碎的基本概念一、粉碎的涵义固体物料在外力作用下，克服分子间的内聚力，使固体物料外观尺寸由大变小，物料的比表面积由小变大的过程，称之为粉碎。
将固体物料粉碎的方法有多种，通常采用机械方法。
物料的粉碎作业通常是在破碎机和粉磨机内进行的，所以，按物料粉碎的粗细程度，又划分为破碎和磨碎两个过程。
为了明确起见，通常按以下方法加以划分：粗碎—将物料破碎到100mm左右破碎中碎—将物料破碎到30mm左右细碎—将物料破碎到3mm左右粉碎粗磨—将物料粉磨到左右粉磨细磨—将物料粉磨到60m左右超细磨—将物料粉磨到5m或更小粉碎过程的实质与以下因素有关，即克服物料表面质点的表面张力和克服物料内部质点间的内聚力。
从硅酸盐物理化学分散系的基本概念出发，不难看出，当初碎时，破碎后物料的颗粒仍很大，所以，颗粒表面及表面能都较小，到目前为止，用一般的机械方法，将物料破碎到1微米以下是困难的，质点越小，表面能越高，所以就要消耗更多的确能量去克服表面能。
另外，在粉磨时，由于微粒的运动加快，质点间的碰撞机率增大，还可能产生聚结和聚沉现象。
因此，必须正确地组织粉碎过程，根据最终产物的粒度来选择粉碎方法和设备。
二、粉碎的目的和意义粉碎的目的在于减小固体物料的尺寸，使之变成颗粒体（或称粉体）。
其意义在于：1．有利于不同组分的分离，选矿及除去原料中的杂质；2．粉碎使固体物料颗粒化，将具有某些流体性质，而具有良好的流动性，因而有利于物料的输送及给料控制；3．减少固体颗粒尺寸，提高分散度，因而使之容易和流体或气体作用，有利于均匀混合，促进制品的均质化；4．把固体物料加工成为多种粒级的颗粒料，采用多级颗粒级配，可以获得紧密堆积，因而有利于提高制品的密度，而且粉碎加工可破坏封闭气孔，也有利于提高制品的密度；5．颗粒尺寸愈小，其比表面积也就愈大，表面能也愈大，因而可促进物理化学反应速度，促进陶瓷和耐火材料的烧结，提高水泥的水化活性，加速玻璃配合料的熔化速度。
第二章固相反应
2008年6月
材料科学基础-----固相反应
(2)第一活化期：约在300℃～400℃之间。试样吸湿性增大， 催化活性增强，X射线衍射强度没有明显变化，无新相形成， 此时的活化仅是表面效应，反应产物估计是分子表面膜， 且有严重缺陷，不具有化学计量产物的晶格结构，存在很 大活性
(3)第一脱活期：400℃～500℃之间。试样催化活性和吸附 能力下降，估计是先前形成的分子表面膜得到了发展和加 强，在一定程度上对质点扩散起阻碍作用
➢水热反应进行的温度可在较宽范围内调节，相应地，化学 反应速度变化较大，对整个反应过程的影响也不同。
➢按反应速度的控制因素可将水热反应分为两种情况：
（a）化学反应支配反应速度的反应。固-液相之间的化学反 应速度较慢，是整个反应进行的控制步骤，反应速度可通过 调节反应体系的温度，压力和气氛等进行控制；
实际的材料制备过程中，常用的液相物质包括（a）水溶 液，（b）部分非水溶剂，（c）熔融液相等。固体-水溶液 体系的反应是工业上最常用的反应。
2008年6月
材料科学基础-----固相反应
采用高温与加压条件下的水热（溶液）反应则是目前新材 料研究中较有特色的一种反应途径：
➢常温下受固相溶解度，反应速度等限制，有些反应不易进 行。采用高温水溶液，并施加一定压力条件的高温水热反应， 具有特殊的物理化学性质和反应活性
2008年6月
材料科学基础-----固相反应
金斯特林格等人研究发现，固相反应中，反应物 可转为气相或液相，然后通过颗粒外部扩散到另一 固相的非接触表面上进行反应，很明显，气相或液 相也可能对固相反应过程起重要作用。
对于固相反应定义，目前可普遍接受的观点：固 相反应是固体参与直接化学反应并起化学变化，同 时至少在固体内部或外部的一个过程中起控制作用 的反应
第二章 固体废物性质分析
太原市垃圾成分分析（不可降解组分）
占垃圾产生量的%
40
灰瓦
35
30
25
20
15
10
5
0
1996 1997 1998 1999 2001
年份
16
14
玻璃
12
10 8
6 4
2 0
1996 1997 1998 1999 2001
年份
占垃圾总量的%
占垃圾产生量的%
塑料
30 25 20 15 10
• 从各功能区垃圾中纸类的变化趋势可以看出，垃圾中纸类 呈现缓慢增加的趋势，其中增加较显著的是商业区，另外 高级住宅区和商业区产生的废纸在垃圾中所占的比例最大， 均达30%左右，事业区、平房区、双气区所占的比例在15% 以下；
• 不同功能区垃圾中木竹的含量经历了先增加，后下降的过 程；从织物的变化来看，总体上呈增加趋势，但产生数量 的比例以高级住宅区最高。
表示粒度特性的几个关键指标：
① D50：一个样品的累计粒度分布百分数达到 50%时所对应的粒径。它的物理意义是粒径大 于它的颗粒占50%，小于它的颗粒也占50%， D50也叫中位径或中值粒径。D50常用来表示粉 体的平均粒度。
③ 比表面积：单位重量的颗粒的表面积之和。 比表面积的单位为m2/kg或cm2/g。比表面积与 粒度有一定的关系，粒度越细，比表面积越大， 但这种关系并不一定是成正比关系。
• 高级住宅和事业区的塑料含量呈明显的降低趋势，商业区 塑料含量最大，其变化基本上呈上升趋势，双气区和平房 区的塑料含量也呈缓慢的上升趋势；各功能区的玻璃和金 属含量都在下降。
占垃圾产生量的%
太原市垃圾成分分析（可降解组分）
第二篇 固体废物的性质
城市垃圾的化学性质
挥发分 挥发性固体含量Vs 灰分 垃圾中不能燃烧也不挥发的物质 A 灰分熔点 取决于垃圾组成 TA 元素组成 C,H,O,N,S及灰分的百分含量 发热值
城市固体废物的化学性质－挥发分
反映垃圾中有机物含量近似值的指标参数。以垃圾 在600℃温度下灼烧减量作为指标。
固体废物危险特性鉴别方法
急性毒性 易燃性 反应性 浸出毒性 腐蚀性
浸出毒性测定方法
水平振荡法
取干基试样100g，置于2L的容其中，加入 1L去离子水后垂直固定在往复振荡器上，再 （110±10）次/min的频率和室温下振荡浸 取8h，静置16h后取下，经过滤得到浸出液， 测定污染物浓度。
动
植
物
物
纸塑 破金玻 张料 布属璃
固体废物污染源调查
量 质
垃圾产量
用重量表示，104t/d、104t/月、104t/a;单位 产量用kg/(人·d)或kg/(人·a)表示；常用的参 数是平均年增长率（％）。
自20世纪80年代以来，人民生活水平极大提 高，城市固体废弃物数量成指数级增长。
测定方法：用普通天平称取一定量的烘干试样W3， 装入坩埚内，置于马弗炉内，600℃下，灼烧2小时， 取出，置于干燥器内冷却至室温再称量。
计算： Vs=(W3-W4)/(W3-W1)×100％
Vs垃圾的挥发性固体含量％； W1坩埚质量 W3＝烘干垃圾质量（W2）＋坩埚质量（W1） W4=灼烧残余量＋坩埚质量。
可以根据具体情况和需要或不同理论依 据建立不同城市生活垃圾产生量的预测 模型，如数理统计模型、物流平衡模型、 灰色模型等。
固体废物处理与处置复习
固体废物处理与处置复习指导第一章绪论1、固体废物：指在生产、生活活动中产生的丧失原有利用价值，而被丢弃的固态或半固态物质。
（1）固体废物：指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。
（2）固体废物的分类按照化学性质可分为：有机固体废物和无机固体废物按照污染特性可将固体废物分为：一般固体废物、危险废物和放射性固体废物。
●根据固体废物的来源可将其分为：工矿业固体废物、生活垃圾和其他固体废物三类。
❍按照固体废物的形态可分为：固态、半固态、容器中的液态或气态（3）危险废物：是指列入国家危险废物名录或者国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的、具有危险特性的废物。
危险废物的主要特征并不在于它们的相态，而在于它们的危险特性，即具有毒性、腐蚀性、传染性、反应性、浸出毒性、易燃性、易爆性等独特性质，对环境和人体会带来危害，须加以特殊管理的物质。
2、固体废物污染带来的危害（1）对土壤环境的影响占用大量的土地，破坏地貌和植被，破坏土壤的性质和结构；杀灭土壤中的微生物使土壤丧失腐解能力；●有害物质还会在植物有机体内积蓄，通过食物链危及人体健康。
（2）对大气环境的影响堆放的固体废物中的细微颗粒、粉尘等可随风飞扬，从而对大气环境造成污染固体废物在运输和处理过程中，也能产生有害气体和粉尘。
（3）对水环境的影响固体废物随天然降水或地表径流进入河流，湖泊，或随风飘迁落入河流、湖泊、污染地面水，并随渗滤液渗透到土壤中，进入地下水，使地下水污染；废渣直接排入河流，湖泊或海洋，能造成更大的水体污染。
3、固体废物管理（1）三化原则：“减量化”“无害化”“资源化”（2）3C原则：避免产生（Clean）；综合利用（Cycle）；妥善处置（Control）（3）3R原则：减量化 Reduce；再使用 Reuse；再循环 Recycle（4）全过程管理原则：产生——收集——运输——综合利用——处理——贮存——处置第二章固体废物的收集、贮存及清运1、城市垃圾贮存方式（p20）（1）家庭贮存（2）单位贮存（3）公共贮存（4）转运站贮存2、城市垃圾的清运方式（1）连续收集系统（2）非连续收集系统3、移动容器操作方法是指将装满垃圾的容器使用垃圾运输工具运往转运站或处理场，垃圾卸空后再将容器送回原处或其他垃圾集装点，如此重复循环进行垃圾清运。
化工生产培训课件.
化工生产操作培训课件第一篇化工生产概述第二篇化工生产基本操作第一章固体物料的基本操作第二章液体物料的基本操作第三章气体物料的基本操作第四章化工生产反应器第三篇化工生产安全卫生第一章化工生产的特点及危险性第二章劳动安全管理制度及岗位职责第三章职工安全教育及人身防护第一篇化工生产概述第一章化工生产的基本概念一、化工生产的基本任务化工生产是以煤、石油、天燃气、矿石、水、空气等天然资源或农副产品为原料，经过一系列化学变化或化学处理为主要生产手段，改变物质原来的的性质、状态和组成，制成所需的产品。
化工生产的基本任务：1、研究化工生产的基本过程和反应原理2、化工生产的工艺流程和最佳工艺条件3、生产中运用的主要设备的构造、工作原理及强化生产的方法。
二、化工单元操作及其分类1、什么是化工单元操作化工企业生产中一些基本的加工过程称为化工单元操作。
如流体的输送与压缩、沉降、过滤、传热、蒸发、结晶、干燥、蒸馏、吸收、萃取、冷冻、粉碎等。
若干单元操作串联起来就构成了一个化工产品的生产过程。
2、化工单元操作的分类（1）流体动力学过程符合流体力学原理的一些单元操作，如流体的输送、过滤、离心、沉降、固体流态化等。
（2）热量传递过程符合物质间热量交换的基本规律的过程，如传热、蒸发。
（3）质理传递过程符合物质的质量从一个相传移到另一个相传质理论的的单元操作，如蒸馏、吸收、干燥等。
（4）热力学过程符合热力学原理的一些单元操作，如冷冻、深度冷冻等。
（5）机械过程符合机械力学的一些单元操作，如固体的粉碎、过筛、物料的搅拌等。
二、化工过程的基本规律1、物料的恒算。
即在一个稳定的化工生产过程中向系统或设备所投入的物料量必等于所得产品量及过程损失量之和。
2、热量恒算。
即向系统和设备内输入的热量和应等于输出的热量加上损失的热量。
3、过程的平衡关系。
在化工生产中，一些基本的操作过程都是在一定的条件下由不平衡向平衡状态转化，以达到过程进行的最大限度。
第二章 颗粒在流体中的运动
Re
d p ut
、 ——流体特性
dp、ut ——颗粒特性
2017-6-29
23
层流区
——球形 圆盘形
过渡区
湍流区
2017-6-29
24
①层流区 10－4< Re < 2 Stokes 区
24 Re
②过渡区 2< Re < 500 Allen 区
10
Re ③湍流区 500< Re < 2105 Newton 区
§1.2 筛 分
根据固体颗粒大小，用筛分器进行分离的单元操作。
如晶体砂糖、 大米、石英砂、工业原料的分级
筛分器（筛 子）
（1）标 准 筛 （2）泰勒标准筛 （3）工业 用 筛
（1）标 准 筛
网用金属丝制成正方形孔， 网面上一定长度包括的孔数有规定。
（2）泰勒标准筛
网上每英寸的孔数即为筛号，“目”数。
如工业废气的除尘，废水澄清处理，分离掉有机质、微 生物等，达到排放标准。
（4）分级或分离 利用同一物质粒子的粒径不同 或不同物质粒子的密度不同 使它们得到分离
总之：以满足工艺要求，提高产品质量，改善劳动条件， 保护环境，节约能源及提高经济效益。
§2.1 重力沉降
§2.1.1 重力沉降速度
（1）球形颗粒的自由沉降
滚筒筛
圆筒形筛,绕与水平面成5 度倾斜的轴回转，物料 送入圆筒内，筛过物从 筛筒四周排出。
§1.3 筛析与粒度分布
1.筛析操作原理
筛孔大小为序从上到下叠起，网眼最密的筛下置 一无孔的底盘。
样品加于顶端的筛上，均衡地摇动一定的时间， 将截留在每个筛面上的颗粒取出称重，每一号筛
上所截留的样品质量分率即可算出。
流变特性-1
麦克斯韦模型（Maxwell’s model） 由弹性元件和粘性元件串联而成， 如图所示。
从图中可以看出：
ε =εH +εN σ =σH =σN
1.2 Maxwell’s model的本构方程
ε =εH +εN σ =σH =σN
两边对时间微分得：
2.3 Kelvin’s model描述蠕变现象
当开尔文模型承受恒定应力时，即： t = 0 时，σ = σ 0 = 常数
有ε0 = 0，但是ε& ≠ 0
ε&
=
σ0 η
所以 Kelvin’s model的本构方程变为 ε& + E ε = σ 0 ηη
研究时，常取以上3个理想体的不同组成合建立实际物 料的流变模型。
应力与应变
¾ 应 力：作用在单位面积上的力 σ （Pa）
¾ 应 变：又称为相对变形。若物体原有尺寸为L，受力后 的变形量为 Δl ，则应变为Δl / L0 。 ε = Δl / L0
¾ 弹性模量： E = σ / ε
模量（Modulus）：is defined as the ratio of stress to strain Δl
ε =εH =εN σ =σH +σN
2.2 Kelvin’s model的本构方程
因 为：
ε =εH =εN σ =σH +σN
σ H = Eε H σ N = ηε&N
所 以：
σ = Eε +ηε&
ε&
+
E η
ε
=
σ η
这就是开尔文模型的本构方程，可以得到一定应力条
第二章试样的采取与制备答案
第二章试样的采取与制备答案1、试样的制备过程一般包括几个步骤？答：从实验室样品到分析试样的这一处理过程称为试样的制备。
试样的制备一般需要经过破碎、过筛、混合、缩分等步骤。
一、破碎破碎可分为粗碎、中碎、细碎和粉碎4个阶段。
根据实验室样品的颗粒大小、破碎的难易程度，可采用人工或机械的方法逐步破碎，直至达到规定的粒度。
由于无需将整个实验室样品都制备成分析试样，因此，在破碎的每一阶段，需要包括破碎、过筛、混匀和缩分四个步骤，直至减量成为分析试样。
应该指出，因矿石中难碎的粗粒与易碎的细粒的成分不同，为了保证试样的代表性，所有粒块均应磨碎，不应弃去难磨的部分。
破碎时还应避免引入杂质。
二、过筛物料在破碎过程中，每次磨碎后均需过筛，未通过筛孔的粗粒再磨碎，直至样品全部通过指定的筛子为止(易分解的试样过170目筛，难分解的试样过200目筛)。
试样过筛常用的筛子为标准筛，一般为铜网或不锈钢网。
筛孔径大小与筛号的关系如表2-4所示：表2-4 筛号（网目）与筛孔径大小的关系筛号(网号) 5 10 20 40 60 80 100 120 170 200筛孔mm 4.00 2.00 0.83 0.42 0.25 0.177 0.149 0.125 0.088 0.074注：网目是指１英寸（25.4mm）筛网边长上的筛孔的数目三、混匀混匀法通常有铁铲法或环锥法、掀角法。
铁铲法或环锥法常用于手工混合大量实验室样品。
如铁铲法是在光滑而干净的混凝土或木制平台上，用铁铲将物料往一中心堆积成一圆锥，然后从锥底一铲一铲将物料铲起，重新堆成另一个圆锥，来回翻倒数次。
操作时物料必须从锥堆顶部自然洒落，使样品充分混合均匀。
掀角法常用于少量细碎样品的混匀。
将样品放在光滑的塑料布上，提起塑料布的两个对角使样品在水平面上沿塑料布的对角线来回翻滚，第二次提起塑料布的另外两个对角进行翻滚，如此调换翻滚多次，直至物料混合均匀。
也可采用机械混匀器进行混匀。
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用于筛分操作的筛面，按其构造不同分为三种：栅筛、冲 孔筛、编织筛。 • 栅筛 栅筛结构简单，通常用于物料 的去杂粗筛。
• 冲孔筛
冲孔筛是由薄钢板冲孔而成，其规格直接用孔径标出。 孔的形状有圆形、长圆形和方形等几种。
筛孔最好是上小下大，稍呈锥形，这样可以减少堵塞。 筛孔多采用交错排列，以提高筛分效率。 冲孔筛优点：孔眼固定不变，分级准确，强度好，使用期 限长。
• 当物料在水平气流作用下降落 时，大的颗粒获得气流方向加 速度的能力小，落在近处，小 的颗粒被吹到远处，而更为细 小的颗粒则随气流进入后续分 离器(如布袋除尘器、旋风分 离器)被分离收集。
二、筛选机械
1．筛分原理及筛面
• 筛分机械是根据颗粒的几何形状及粒度，利用带孔筛面对 物料进行分选，具有除杂、分级两个功能。
• 圆形筛孔按谷粒宽度不同进行分离
圆形筛孔只限制谷粒的宽度，而对长 度和厚度没有限制。筛分时，谷粒必须 竖立起来才能穿过筛面。但是，当谷粒 的长度大于筛孔直径的两倍以上时，尽 管谷粒的宽度小于筛孔的直径，谷粒也 不能穿过筛面，而只能在筛面上水平运 动。这是因为谷粒的重心没有在筛孔圆 内，谷粒不能竖立起来。
分选机械：一般是利用物料的物理性状进行分选（如尺寸、 质量、形状、密度、外表颜色以及内在品质等）。
分选机械的性能指标： ①粗粒回收率ηc：（筛上成分回收率、筛上效率）
设由粗粒A和细粒B组成的二元物料体系，按照粒子的实 际大小分成Aˊ和Bˊ两组 。 则：
②细粒回收率ηf：（筛下成分回收率、筛下效率）
(e)滚动旋转筛面 ：筛面呈圆筒形或多角筒形，倾斜布置， 物料在筛筒内作翻转运动而被筛选。因物料只与部分筛面
接触，因而筛分效率较低，适用于物料的初清理。
2．典型筛选机械 （1）振动筛
物料在筛面上往复直线滑动的筛分设备叫振动筛(往复振 动筛)
工作原理：振动筛是利用速度和加速 度作周期变化的筛面，使物料在筛面 上产生相对运动，筛面配备以适当的 筛孔，同时在风道里运用适当的气流 速度，按谷物和杂质粒度大小和悬浮 速度的不同进行分离的。 特点：物料在筛面上作往复直线运动，不跳动，筛程长，
③细粒残留率ηr： ④产品中的成分含有率q：
ηr = 1－ ηf
⑤部分回收率ηp： • 若在粒径dp处的混合物质量为ma，其中的粗粒质量为mb
• 通常将ηp=50％时的粒径称为50％粒径，以dp50表示，并 将它作为分选机的实际分级点。
第二节 散粒体物料分选机械
一、气流分选机械
• 气流分选法是指根据物料颗粒的空气动力学特性 进行物料分选的方法。
(c)高速振动筛面 ：筛面在铅垂 面内作圆形、椭圆形或往复直 线运动，振动频率高而振幅小， 物料在筛面上作微小跳动，不 易堵塞筛孔，适用于流动性较 差的细颗粒或非球形多面体物 料。
(d)平面回转筛面 ：筛面在水平 面内作圆运动。物料在筛面上 作螺旋线运动，筛程最长。筛 分效率及生产率均较高。通常 为多层结构，适用于流动性差、 自动分层困难的物料，如细粉、 谷糙等。
第二章 固体物料分选机械
第一节 概述
固体物料包括： 粉体-颗粒细小 (如面粉) 散粒体-(如小麦) -尺寸较大 (如果实) 分选是指以选别和分级为目的的分离操作。 选别是将不合格个体及异杂物从食品物料中剔除的
操作。 分级一般指按照品质指标将食品物料分离成不同等
级的操作。
分选目的： • 保证产品的规格和质量指标； • 降低加工过程中原料的损耗率，提高原料利用率； • 降低产品的成本； • 提高劳动生产率，并有利于生产的连续化和自动化。
筛孔只限制谷粒的厚度，而谷粒的 长度和宽度不受限制，谷粒不需要竖 立起来即可通过筛孔，这样，筛面只 需作水平振动即可。 应用长方形筛孔时，筛孔长边应于 物料运动方向也即筛面振动方向相同。 在实际应用中，多用长方形筛孔分 离厚度与谷粒厚度相差较大的杂质， 或按厚度不同对谷粒进行分级。
筛孔长度一般为谷粒长度的2—3倍。 筛孔过长，筛面强度和刚度将被削弱。
自动分级好，筛分效率和生产率较高。 用途：适用于谷物类物料筛选与风选相结合的清理设备，
• 编织筛 编织筛又称筛网，它是由筛丝编织而成的，通常为正方形 筛孔，其规格一般用网目(即单位长度筛面上的筛孔数量) 来表示，网目数字越大，筛孔越小。
特点：
简单易造，开孔率高；
但网丝易滑动，引起筛孔变形，影响筛分的准确性。
• 物料一般由长、宽、厚三维尺寸组成，一般是长＞宽＞厚。 • 长方形筛孔按谷粒厚度不同分离
• 物料的空气动力特性常常用悬浮速度表示。 • 悬浮速度：即气流速度va =颗粒沉降速度vt
时的气流速度。 • 物料悬浮速度愈小其获得气流方向加速度的能力
愈强。因此，可以利用物料与杂质悬浮速度的不 同进行分选。
1、垂直气流清选机
用途：用于谷物与轻杂物的清选分离。 也可进行谷物大小颗粒的分级 当P<G时, 物料向下运动; • 当P=G时, 物料在气流中既不上升也不
下降,而呈悬浮状态,那么 这时的气流 速度V为该物料的悬浮速度。 • 控制气流速度大于轻杂质的悬浮速度， 而小于谷粒的悬浮速度。
• 因轻杂的悬浮速度小于气流速度而上 升，饱满谷粒则因悬浮速度大于气流
2、水平气流分选机
• 用途：适合较粗颗粒 (≥200μm)的分级，不适于具 有凝聚性的微粉的分级。
• 原理：工作气流沿水平方向流 动，颗粒在气流和自身重力的 共同作用下因着陆位置的不同 而完成分选。
在生产中，多用圆形筛孔分离比谷粒 宽度大和比谷粒长得多的大杂质；以及 比谷粒宽度小的小杂质；或按谷粒的宽 度进行分级。
(2)筛面运动形式
(a)静止倾斜筛面 ：物料靠自重 在筛面作直线滑动，小于筛 孔的颗粒通过筛孔进行分离。 这种筛子因物料相对筛面的 运动路程（筛程）较短，筛 分效率较低。
(b)往复振动筛面 ：筛面作往复 直线运动，振动频率较低、 振幅大，物料沿筛面作往复 滑动。筛程较长。可用来清 除物料中细小杂物，其筛分 效率及生产率均较高。