Способ определения плотности твердых тел Советский патент 1991 года по МПК G01N9/00 

Изобретение относится к физико-химическим измерениям.

Известен способ определения плотности твердых тел по скорости падения в вязкой среде.

Основным недостатком этого способа является небольшая точность ( ± 0,5 г/см3). что не позволяет использовать полученные данные для достаточно надежной диагностики минералов.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ определения плотности твердых тел небольшого размера (от 1 до 0,2 мм) по скорости падения в бромоформе (тяжелая жидкость с плотностью 2,89 г/см , вязкостью 2,2 сПз). Предварительно под биноку- ляром замеряются три поперечника частицы, что позволяет рассчитать ее средний диаметр и степень анизометричности. Скорость падения замеряют в длинной (0,5- 1 м) стеклянной трубке, время падения засекается секундомером. Плотность частицы рассчитывают по формуле, учитывающей ее диаметр, скорость падения в бромоформе, степень анизометричности, степень окатан- ности.

Недостатком известного способа является невысокая точность определения.

Цель изобретения - повышение точности определения плотности.

Способ осуществляется следующим образом.

Размеры частицы замеряют по трем поперечникам (А, В и С) под бинокуляром с точностью до 0,01 мм.

Рассчитывают средний диаметр частицы по формуле

о ю

00 ч|

о

ел

dcD

A -+ В + С

Jcp3

Измерение скоростей падения в жидкостях проводится в стеклянной трубке с открытым суженым концом, на который надевается резиновый шланг с зажимом, или мензурке.

На фиг. 1 представлена схема устройства для замера скорости погружения тела в трубке; на фиг. 2 - номограмма для определения плотности тел.

Устройство для замера скорости паде- ния в трубке содержит стеклянную трубку 1, рискм 2, воронку 3, резиновый шланг 4 с зажимом, приемный стакан 5, воронку 6 с фильтром, штатив 7, держатели 8 трубки, основание 9, глицерин 10, жидкость Клеричи 11, граница слоев глицерина и жидкости Клеричи 12.

Сначала в сосуд заливают жидкость Клеричи плотностью 4,27 г/см3 и вязкостью 50 спз, (жидкость обладает как высокой плотностью, так и повышенной вязкостью). 8 связи с этим высота рабочего столба жидкости, необходимая для точного замера времени падения, может быть сравнительно невелика. Эксперименты показали, что оптимальной является высота столба, равная 10см.

Выше столба жидкости Клеричи осторожно заливают глицерин. Глицерин при невысокой плотности (0,9 г/см3) отличается значительной вязкостью (до 850 сПз). Высота столба также составляет 10 см, что отмечается соответствующими рисками. Между второй м третьей рисками по вертикали расстояние составляет 4-5 см. Чтобы исключить касание стенок при падении зерна, на верхний конец трубки (мензурки) помещают воронку. Зерно переносят в согнутый уголком пакетик из кальки и опускают через воронку в глицерин. После прохождения зерном верхней риски включают секундомер, при пересечении уровня нижней риски секундомер выключают. Записывают показание секундомера. Он снова включается при пересечении зерном верхней риски столба жидкости Клеричи и т.д.

Скорости падения зерна рассчитывают по формуле

у- Ю t (см/с) где t - время падения в секундах.

Далее рассчитывают безразмерный коэффициент

V™

К

V

гл

где /кл - скорость падения зерна в жидкости Клеричи;

/гл - скорость падения зерна в глицерине,

По значениям dCp и К определяют плот0 ность зерна по номограмме (фиг, 2). Номог- . рамма построена на основе аналогичных экспериментов с шарообразными зернами- эталонами свинца, олова, касситерита и магнетита. Средняя плотность зерен - эта5 локов определена пикнометрическим способом, Общее число определений, использованных для построения графика, составило 83 (для свинца - 19, олова - 14, касситерита - 19, магнита - 12 (см. таблицу).

0 Линии на номограмме, соответствующие определенным размером зерен-эталонов, расчитаны по методу наименьших квадратов, остальные - интерполяцией.

Пример. Изучена плотность зерен

5 хромшпинелидов одной из россыпей. Основная часть этих зерен представлена микрозернистыми агрегатами, плотность которых обычно не превышает 4,40 г/см3. Редко встречаются хорошо образованные

0 кристаллы в форме октаэдров, плотность которых достигает 4,48 г/см3. Низкие значения плотности хромитов свидетельствуют о высоком содержании в их химическом составе алюминия и магния при пониженных

5 содержаниях хрома и железа, что можно учесть при выборе схемы технологической переработки сырья.

Формула изобретения Способ определения плотности теер-.

0 дых тел, заключающийся в том, что исследуемое тело погружают в сосуд с жидкой средой и плотностью, меньшей плотности исследуемого тела, предварительно определив его средний диаметр по значениям трех

5 измерений его поперечника, и измеряют скорость погружения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, в качестве жидкой среды используют жидкость Клеричи и расположенный над

0 ней глицерин, причем скорость погружения измеряют дли каждой жидкости отдельно в пределах 0,1 м по глубине и по измеренным скоростям судят о плотности тела.

10

Изобретение относится к физико-химическим измерениям, в частности к способам определения плотности мелких минеральных зерен, сплавов, металлов при их диагностике, изучении технологических свойств, дисперсии плотности и т.д. Цель изобретения - повышение точности определения. Измеряют поперечники частиц с последующим расчетом среднего диаметра и осаждением их в столбе жидкости с замером времени падения. В сосуд заливают жидкость Клеричи и глицерин, находят отношение скоростей падения в двух средах и по значениям среднего диаметра определяют плотность зерна по номограмме, построенной на основе аналогичных измерений с зернами эталонами: свинца, олова, касситерита и магнетита. 2 ил., 1 табл. со

ЦЗиг.1

« tfnST2F SFT /

Плотность Фие. 2