Анализ известняка. Известняк - свойства, характеристики, состав, добыча и применение. Отобранную общую пробу извести подвергают испытаниям для определения показателей, предусмотренных настоящим стандартом

Известняк принадлежит к группе мономbнеральных пород. Его основной составной частью является минерал кальцит, представляющий собой как химическое соединение карбонат кальция (СаСО3).

В природе некоторые известняки действительно состоят исключительно из одного кальцита, другие же содержат, помимо него, различные количества магнезита и другие примеси. Эти примеси чаще всего состоят из окислов железа, глинистых минералов, зерен песка, включений аморфного кремнезема, битума и т. д. В так называемом чистом известняке общее содержание добавок и примесей редко когда превышает 1%, в то время как в сильно загрязненных известняках оно может достигать 15 и более весовых процентов. Такие известняки называются песчаными, глинистыми (мергелистыми), кремнистыми, доломитовыми и т. д. Если некальцитовые компоненты достигают верхнего предела, можно говорить об известковом песчанике, мергеле, известковом доломите и т. д.

Добавки и примеси оказывают значительное влияние на поведение известняка при коррозии. Поэтому покомпонентный анализ известняка может дать весьма полезную информацию о некоторых процессах при выяснении генезиса карста. Часто бывает необходимо установить:

1) соотношение карбоната и примесей в известковой породе,

2) распределение катионов (отношение Ca:Mg) ее карбонатных минералов,

3) состав и минералогический характер примесей. Карбонатная масса известняка растворяется без остатка в разбавленной соляной кислоте:

Следовательно, в целях изучения любой осадок, состоящий из некарбонатных примесей, легко может быть выделен этим простым способом.

В табл. 6 представлены химические составы некоторых типов известняка, и в частности соотношения в них добавок и примесей.

Идеально чистый известняк (кальцит) содержит 56% СаО и 44% СО2, однако известняк такого состава в природе встречается чрезвычайно редко.

Примеси в известняке, нерастворимые в разбавленной соляной кислоте, как правило, не растворяются и в грунтовых и в карстовых водах и могут поэтому аккумулироваться в виде значительных масс осадков в процессе эволюции известнякового рельефа, играя тем самым решающую контролирующую роль в процессе карстования. Различные отложения, выполняющие пещеры, также сложены в основном этими нерастворимыми осадками (Boglt, 1963/2; Lais, 1941; Kukla - Lozek, 1958).

Самым распространенным инородным включением в известняке, как видно из табл. 6. является карбонат магния, присутствия которого следует ожидать в большинстве известняков. Его количество весьма изменчиво, и в природе наблюдается постепенный переход от химически чистого известняка к химически чистому доломиту, в котором молярное отношение СаСО3 к MgCO3 равно 1:1, что соответствует в весовых процентах отношению 54,35:45,65. Следующими по распространенности компонентами являются SiO2, А12О3 и Fe2O3, но их концентрации ниже, чем концентрации MgCO3. Остальные компоненты встречаются в меньших количествах и реже.

Теоретическое предположение относительно влияния минерального состава на растворимость известняка дает двойственные результаты, как это видно из противоречивых выводов соответствующих расчетов (Ganti, 1957; Marko, 1961). Причина, по-видимому, заключается в том, что различия в составе не всегда сопровождаются различиями в особенностях кристаллического строения и структуры решетки, которые также влияют на динамику растворения. Вот почему первостепенную важность должны приобрести экспериментальные исследования, направленные на сравнение скоростей растворения известных типов известняка в близких условиях.

Из венгерских авторов следует упомянуть Т. Манди и его интересные исследования по сравнительной растворимости известняков разного геологического возраста и верхнетриасового «главного доломита» в водных растворах, насыщенных СО2 при парциальном давлении атмосферы и стекающих по поверхности породы с разным уклоном. Его экспериментальные выводы подтвердили и пролили новый свет на древний догмат практики и теории о том, что растворимость доломита намного меньше, чем растворимость любого известняка. В частности, это несоответствие тем больше, чем длительнее контакт между породой и растворителем (рис. 6).

Скорость растворения триасового «главного доломита» и различных известняков водопроводной водой, насыщенной углекислотой

Далее Т. Манди зарегистрировал большую разбросанность показателей растворимости доломитов из разных мест. К сожалению, он не опубликовал геохимические характеристики образцов известняка я доломита и тем самым затруднил какую-либо оценку причинной связи между растворимостью и составом породы.

Значительно больше по этому вопросу можно узнать у немецких исследователей А. Герштенхауэра и Д. Пфеффера (Gerstenhauer - Pfeffer, 1966), которые правели серию испытаний в лаборатории Института географии университета во Франкфурте-на-Майне с целью окончательного решения данной проблемы. На 46 образцах известняка различного возраста, отобранных в большом числе мест, они впервые провели количественный анализ содержания СаСО3 и MgCO3; затем после измельчения минимум до 2 мм они выдержали образцы в течение 28 часов в воде комнатной температуры, насыщенной СО2 из атмосферного воздуха, и после этого определили скорости растворения. Результаты, полученные со служащей примером тщательностью и с помощью самых современных химических и технических средств, приведены в табл. 7.

Для некоторых образцов А. Герштенхауэр и Д. Пфеффер построили также весьма поучительные диаграммы скорости растворения, охватывающие промежутки времени свыше 28 часов; они представлены на рис. 7.

Как из табл. 7, так и из рис. 7 видно, что контрасты в величине растворимости для разных известняков могут достигать одного порядка величины. Другое интересное наблюдение состоит в том, что сам процесс растворения, видимо, характеризуется специфическими различиями, так как перегибы на диаграммах скоростей растворения для разных образцов не коррелируются.

Чтобы внести ясность во взаимоотношение между составом породы и режимом растворения, А. Герштенхауэром была построена диаграмма зависимости количества СаСО3, находящегося в растворе в течение 28 часов, от процентного содержания СаСО3 в породе (рис. 8). Однако расположение точек, нанесенных таким способом, не обнаружило никакой скрытой закономерности:. Поэтому один из основных выводов данной серии опытов можно сформулировать следующим образом: даже если скорости растворения известняков различного состава действительно проявляют некоторую слабую зависимость от содержания СаСО3 в породе, этот факт сам по себе не способен объяснить разницу в степени растворимости.

Если же рассмотреть приведенные выше скорости растворения в зависимости от содержания в породе MgCО3, а не СаСО3 (рис. 5), то получится гораздо более правильное распределение со сравнительно узкой зоной растворения, охватывающей подавляющее большинство точек. Эта особенность еще более отчетливо видна на диаграмме, где молярное отношение СаСО3 к MgCO3 нанесено по оси абсцисс. Она позволяет сформулировать второй основной вывод из данных опытов: на растворимость известняка решающее влияние оказывает содержание в нем MgCO3, что справедливо даже при низких значениях молярного отношения.

Рис. 9 позволяет также видеть еще одну особенность, а именно то, что растворимость представляет собой обратноэкспоненциальную, а не линейную функцию содержания MgCO3. Другими словами, если при растворении в течение 28 часов концентрация раствора, находящегося в контакте с известняком, содержащим около 1% MgCO3, достигла 40 мг/л, то при содержании MgCO3 от 2 до 5% растворимость упала на половину этой величины; более высокие концентрации MgCO3 не вызывают дальнейшего значительного падения растворимости.

Для того чтобы в приведенных выше экспериментах исключить влияние на растворимость других широко распространенных химических компонентов известняков или по крайней мере объяснить это влияние, с тем чтобы однозначно определить воздействие на растворимость только карбоната магния, А. Герштенхауэр и Д. Пфеффер (Gerstenhauer - Pfeffer, 1966) провели аналогичные опыты по растворению различных смесей химически чистых порошков карбонатов кальция и магния. Заслуживающие внимания результаты этих опытов иллюстрируются рис. 10 и 11; на рис. 10 охвачен диапазон всех возможных концентраций MgCO3, а на рис. 11 более детально показан диапазон от 0 до 10%: именно такое количество MgCO3 входит в состав большей части известняков, встречающихся в природе.

Эти опыты показывают с несомненностью, что растворимость СаСО3, пли, что почти одно и то же, известняка, заметно уменьшается даже при минимальном содержании MgCO3, но что дальнейшее, более значительное, увеличение содержания MgCO3 вызывает непропорционально меньшее уменьшение растворимости.

Сравнение абсолютных значений растворимости, показанных на рис. 10 и 11, с таковыми на рис. 8 и 9 обнаруживает интересную закономерность: растворимость природных известняков, как чистых, так и тех, которые содержат магний, гораздо выше, чем растворимость порошка карбоната кальция или смеси химически чистых порошков карбонатов кальция и магния. Этот, до некоторой степени неожиданный, вывод может быть следствием одной из двух причин: либо некарбонатные примеси в природном известняке способствуют растворимости, либо результаты отражают влияние особенностей кристаллического строения и текстуры природного известняка.

Растворимость в воде при комнатной температуре и атмосферном рСО2 — CaCO3 и MgCO3

Поскольку речь идет об объективной оценке карстовых явлений, мы настоятельно заинтересованы в решении этой проблемы. Поэтому мы использовали аналитические данные А. Герштенхауэра и Д. Пфеффера, приведенные в табл. 7, с тем чтобы вычислить содержание некарбонатных примесей в 46 образцах известняка, внесли их в соответствующую колонку табл. 7 и затем изобразили зависимость растворимости (за 28 часов) от содержания примесей в форме диаграммы (рис. 12).

Значительный разброс точек на рис. 12 свидетельствует о том, что зависимость растворимости от концентрации некарбонатных составных частей не является определяющей. Очевидно, что любое изменение растворимости или каких-либо других связанных с процессом растворения характерных явлений, не обусловленное отношением Ca:Mg, нужно относить за счет другого единственно возможного фактора - влияния специфики текстуры и кристаллической структуры породы.

Имеется и другой аргумент в пользу сказанного, по крайней мере в качестве хотя бы приблизительного объяснения явления. Образцы А. Герштенхауера и Д. Пфеффера № 1, 34, 35 и 45 состоят только из СаСО3 и малого количества MgCO3. Следовательно, способность к растворению этих четырех образцов должна целиком зависеть от отношения Са: Mg, если не брать во внимание текстурные различия. Иными словами, кривые зависимости для этих образцов должны в этом случае совпадать с графиком рис. 11. Истинная ситуация показана для сравнения на рис. 13, составленном авторам настоящей книги.

Расположение четырех точек на рис. 13 ни в коем случае не может быть отнесено за счет химического состава пород, и можно лишь повторить, что, по всей видимости, специфика растворимости обусловлена исключительно воздействиями литоструктуры.

К известняковому камню, поставляемому сахарным заводам для получения извести и сатурационного газа, предъявляются определенные требования в отношении размера кусков и химического состава.
По нормативам б. Главсахара, утвержденным в марте 1957 г., известняковый камень должен доставляться на сахарные заводы в кусках размером от 80 до 180 мм (вес кусков соответственно от 1 до 3 кг) с сортировкой на фракции: 80-120 мм и 120-180 мм. Кусков камня размером более 180 мм должно быть не больше 3%. Куски камня размером менее 80 мм считаются мелочью, количество которой не должно превышать 3%. Сопоставляемый известняковый камень должен быть чистым, без примесей песка, глины и других горных пород и иметь нормальную влажность (3-5%).
Химический состав известнякового камня по техническим условиям, утвержденным б. Министерством промышленности продовольственных товаров СССР в апреле 1956 г., должен быть следующим:

Для среднеазиатских сахарных заводов допускается поставка известнякового камня с содержанием углекислого магния до 12%, но при условии, что сумма его вместе с углекислым кальцием будет не менее 96,5%.
Технические условия предусматривают следующий химический состав мела (в % к весу сухого вещества):

Содержание влаги в свежедобытом меле может достигать 15-25%. Высокая влажность мела вызывает трудности при его обжиге и должна учитываться при дозировке топлива (антрацита).
Известняки для производства строительной воздушной извести в соответствии с ГОСТом 5331-50 делятся по химическому составу на три класса - А, Б и В (табл. 49), а по размеру кусков на крупные, средние и мелкие (табл. 50).
Таким образом, известняковый камень для сахарного производства по химическому составу соответствует требованиям к известняку по классу А, а по размерам кусков относится к средним.

В соответствии с ГОСТом 5331-50 правила приемки, отбор проб и подготовка проб к анализу известняка следующие.
Размер принимаемой партии устанавливается в 100 т. Остаток более 50 т считается также партией. Остаток менее 50 т присоединяется к предыдущей по счету партии. При поставках известняка менее 100 т любое поставленное количество считается партией.
При составлении пробы отбирают из 20 различных мест партии известняка куски весом около 1 кг каждый, или отбивают куски такого веса от более крупных кусков, или отбирают лопатой равное по весу количество мелких кусков с таким расчетом, чтобы получить среднюю пробу весом не менее 20 кг.
Отобранный известняк измельчают в куски размером 10-15 мм по наибольшему измерению, тщательно перемешивают и сокращают квартованием до получения средней пробы весом около 5-6 кг. Полученную среднюю пробу делят на две равные части по 2,5-3 кг в каждой. Одну часть подвергают испытаниям, а другую, опечатанную печатью завода, хранят в течение 2 месяцев на случай арбитражных испытаний.
Пробу известняка, предназначенную для испытаний, сокращают квартованием до получения пробы весом 1 кг, измельчают в ступке до полного прохождения сквозь сито со стороной отверстия 0,75 мм, после чего подвергают дальнейшему уменьшению квартованием до получения пробы весом 100 г.
Эту пробу растирают в ступке до полного прохождения сквозь сито со стороной отверстия 0,2 мм и из указанной измельченной пробы берут навески для анализа.
При анализе известнякового камня определяют содержание влаги, SiО2 и других нерастворимых в НСl примесей, окисей железа и алюминия (Fe2О3 + Аl2О3), углекислого кальция (СаСО3), углекислого магния (MgCО3), сернокислого кальция (CaSО4), окисей калия и натрия (К2О + Na2О).
Химический состав известнякового камня некоторых месторождений приводится в табл. 51.

Состав известняка

Химический состав чистых известняков близок к кальциту, где CaO 56% и CO 2 44%. Известняк в ряде случаев включает примеси глинистых минералов , доломита , кварца , реже гипса , пирита и органических остатков, которые определяют название известняков. Доломитизированный известняк содержит от 4 до 17% MgO, мергелистый известняк — от 6 до 21% SiO 2 +R 2 О 3 . Известняк песчанистый и окремнелый имеет примеси кварца, опала и халцедона . Принято отражать в названии известняков также преобладающее присутствие органогенных остатков (мшанковый, водорослевый), либо его структуру (кристаллический, сгустковый, детритусовый), или форму породообразующих частиц (оолитовый, брекчиевидный).

Описание и виды

По структуре выделяют известняки кристаллический, органогенно-обломочный, обломочно-кристаллический (смешанной структуры) и натёчный (травертин). Среди кристаллических известняков по величине зёрен различают крупно-, мелко- и скрытокристаллический (афанитовый), по блеску на изломе — перекристаллизованный (мраморовидный) и кавернозный (травертиновый). Кристаллический известняк — массивный и плотный , слабопористый; травертиновый — кавернозный и сильнопористый. Среди органогенно-обломочного известняка в зависимости от состава и величины частиц различают: рифовый известняк; ракушечный известняк (), состоящий преимущественно из целых или дроблёных раковин, скреплённых карбонатным, глинистым или другим природным цементом; детритусовый известняк, сложенный обломками раковин и другими органогенными обломками, сцементированными кальцитовым цементом; водорослевый известняк. К органогенно-обломочным известнякам относится и белый (т.н. пишущий) . Органогенно-обломочные известняки характеризуются крупной , малой объёмной массой и легко обрабатываются (распиливаются и шлифуются). Обломочно-кристаллический известняк состоит из карбонатного разной формы и величины (комочки, сгустки и желваки тонкозернистого кальцита), с включением отдельных зёрен и обломков различных пород и минералов , линз кремней . Иногда известняк сложен оолитовыми зёрнами, ядра которых представлены обломками кварца и кремня. Характеризуются мелкими, разными по форме порами, переменной объёмной массой, малой прочностью и большим водопоглощением . Натёчный известняк (травертин, известковый туф) состоит из натёчного кальцита. Характеризуется ячеистостью, малой объёмной массой, легко обрабатывается и распиливается.

По макротекстуре и условиям залегания среди известняков различают массивные, горизонтально- и наклоннослоистые, толсто- и тонкоплитчатые, кавернозные, трещиноватые , пятнистые, комковатые, рифовые, фунтиковые, стилолитовые, подводно-оползневые и др. По происхождению выделяют органогенные (биогенные), хемогенные, обломочные и смешанные известняки. Органогенные (биогенные) известняки представляют собой скопления карбонатных остатков или целых скелетных форм морских, реже пресноводных организмов, с небольшой примесью преимущественно карбонатного цемента. Хемогенные известняки возникают в результате осаждения извести с последующей перекристаллизацией карбонатной массы осадков, преимущественно из морской воды (кристаллический известняк) или от натёков из минерализованных (травертин). Обломочные известняки образуются в результате раздробления, смыва и переотложения угловато-окатанных обломков карбонатных и других пород и скелетных остатков, преимущественно в морских бассейнах и на побережьях. Известняки смешанного происхождения представляют собой комплекс отложений, возникших в результате последовательного или параллельного наложения различных процессов образования карбонатных осадков.

Цвет известняков преимущественно белый, светло-серый, желтоватый; присутствие органических, железистых, марганцовистых и других примесей обусловливает тёмно-серую, чёрную, бурую, красноватую и зеленоватую окраску.

Известняк — одна из самых широко распространённых осадочных горных пород; она слагает различные формы рельефа Земли . Залежи известняков встречаются среди отложений всех геологических систем — от докембрийских до четвертичной; наиболее интенсивное образование известняков происходило в силуре, карбоне, юре и верхнему мелу; составляют 19-22% от всей массы осадочных пород. Мощность толщ известняков чрезвычайно изменчива: от первых сантиметров (в отдельных прослоях отложений) до 5000 м.

Свойства известняка

Физико-механические свойства известняков чрезвычайно неоднородны, но имеют прямую зависимость от их структуры и текстуры. Плотность известняков 2700-2900 кг/м 3 , колеблется в зависимости от содержания примесей доломита, кварца и других минералов. Объёмная масса известняков изменяется от 800 кг/м 3 (у ракушечников и травертина) до 2800 кг/м 3 (у кристаллических известняков). Предел прочности при сжатии известняков колеблется от 0,4 МПа (для ракушечника) до 300 МПа (для кристаллического и афанитового известняка). Во влажном состоянии прочность известняков часто снижается. Для большей части месторождений характерно наличие известняков, не однородных по прочности. Потери на износ, истирание и дробимость увеличиваются, как правило, с уменьшением объёмной массы известняков. Морозостойкость для кристаллических известняков достигает 300-400 циклов, но резко изменяется у известняков иной структуры и зависит от формы и связи пор и трещин в нём. Обрабатываемость известняков имеет прямую связь с их структурой и текстурой. Ракушечник и пористые известняки легко распиливаются и обтёсываются; кристаллические известняки хорошо полируются.

Применение известняка

Известняк имеет универсальное применение в промышленности, сельском хозяйстве и строительстве. В металлургии известняк служит флюсом. В производстве извести и цемента известняк — главный компонент. Известняк используется в химической и пищевой промышленности: как вспомогательный материал в производстве соды, карбида кальция , минеральных удобрений, стекла, сахара, бумаги. Применяется при очистке нефтепродуктов, сухой перегонке угля, в изготовлении красок, замазок, резины, пластмасс, мыла, лекарств, минеральной ваты, для очистки тканей и обработки кожи, известкования почв.

Известняк — важнейший строительный материал , из него изготовляются облицовочные

1.1. Отбор и подготовку проб для химического анализа и определения содержания влаги известняков флюсовых производят по настоящему нормативному документу.

1.2. Отбор проб известняка производят в процессе погрузки и разгрузки транспортных сосудов, при формировании штабелей, наполнении бункеров и складов или опорожнении штабелей и складов.

1.3. Контроль качества известняков флюсовых производят по результатам химического анализа объединенной пробы, отобранной от партии.

1.4. Отбор и подготовку проб для химического анализа производят от каждой партии известняка.

1.5. Минимальное количество объединенных проб, отбираемых от партии известняка, равно частному от деления массы данной партии на массу известняка, от которой одну объединенную пробу отбирают. Масса известняка, от которой отбирают одну объединенную пробу - по ОСТ 14 63-80 и ОСТ 14 64-80. Если полученное число окажется дробным, его округляют до большего целого числа.

1.6. Максимально допустимое содержание влаги в известняке и периодичность ее определения устанавливают, согласно ОСТ 14 63-80 и ОСТ 14 64-80, по соглашению изготовителя с потребителем.

1.7. Отбор проб производят равномерно от всей массы партии механизированным или ручным методами.

1.8. Обычные и усредненные доломитизированные известняки классифицируются настоящим документом как однородные по содержанию полезных и балластных компонентов (среднее квадратическое отклонение содержания данных компонентов? ? 1,3 %), a неусредненные доломитизированные известняки - как неоднородные по содержанию окиси магния (? > 1,3 %).

Расчет среднего квадратического отклонения (?) - по ГОСТ 15054-80

где x i - массовая доля компонента в i -й пробе, отобранной от партии известняка (i = 1, 2, ..., n), %;

Средняя арифметическая массовой доли компонента в партии известняка, %.

Периодичность контрольного определения неоднородности флюсовых известняков в партии по содержанию полезных и балластных компонентов - не менее одного раза в год.

1.9. Предел допускаемой погрешности опробования однородных известняков равен максимальному пределу погрешности для методики выполнения химического анализа, указанному в ОСТ 14 63-80 и ОСТ 14 64-80; при опробовании неоднородных известняков - равен удвоенной величине данного показателя.

b - ширина щели пробоотсекающего устройства, м;

V - скорость движения пробоотсекающего устройства, м/с.

2.2 Минимальную массу точечной пробы, отбираемую с поверхности остановленного конвейера (m 2) механизированным методом, вычисляют по формуле

(2)

где h - высота слоя известняка в средней части ленты, м;

2.4. Отбор точечных проб механизированным или ручным методом с конвейера производят через равные промежутки времени (t ) или после прохождения определенной массы известняка (m 3)

где М

Q - производительность потока известняка, т/ч;

n - количество точечных проб, составляющих объединенную пробу.

2.5. Минимальное количество точечных проб, отбираемых механизированным или ручным методами с конвейера, приведено в табл. 2

Таблица 2

Примечание. По соглашению изготовителя и потребителя допускается увеличение массы известняка, от которой отбирают одну объединенную пробу, т.е. масса объединенной пробы может быть отобрана от партии массой более 1500 т. При этом количество точечных проб для обычного и доломитизированного известняка увеличивается соответственно на 1 и 4 пробы на каждые 600 т сверх 1500 т.

2.6. При ручном методе отбора из железнодорожных вагонов одна точечная проба отбирается:

от обычного известняка - с каждого третьего вагона;

от доломитизированного усредненного и неусредненного известняка - от каждого вагона.

При ручном методе отбора при погрузке известняка в бункер или формировании штабеля отбирается не менее двух точечных проб в смену в точках, предусмотренных схемой контроля качества продукции.

2.7. В случае, когда обычные известняки является неоднородными по содержанию полезных и балластных компонентов (? > 1,3 %), то количество точечных проб, отбираемых с конвейера, удваивается, а также отбирается одна точечная проба с каждого вагона.

2.8. Объединенная проба из бункера или штабеля должна быть не менее 0,003 % от величины опробуемой массы известняка. При однородном вещественном составе допускается сокращение массы объединенной пробы до величины не менее 0,02 %.

2.9. Минимальное количество и масса точечных проб могут быть увеличены, но не могут быть уменьшены.

2.10. Отбор проб ручным методом с конвейера производится на перепаде при движущемся конвейере или же с остановленного.

2.11. Отбор проб ручным методом из железнодорожных вагонов производится на расстоянии не менее 0,5 м от борта вагона определенным порядком, приведенным на схеме.

Схема отбора точечных проб ручным методом из вагонов

Расположение точек отбора точечных проб от обычного известняка, расположенного в вагонах в виде конусов

Расположение точек отбора точечных проб от обычного известняка, расположенного в вагонах ровным слоем

Расположение точек отбора точечных проб от доломитизированного известняка, расположенного в вагонах в виде конусов

Расположение точек отбора точечных проб от доломитизированного известняка, расположенного в вагонах ровным слоем

2.12. При расположении известняка в вагонах в виде конусов, отбор точечных проб производится с поверхности выступающей части конуса. Точки отбора при этом по возможности располагают по образующей конуса, сдвинутой примерно на (40 ± 10)° по отношению к длинной оси вагона на высоте, не превышающей 2/3 высоты.

2.13. При отборе проб известняка во время перегрузок циклично действующими механизмами (ковшами, грейферами и др.), точечные пробы должны отбираться вручную из мест взятия или высыпания известняка без выкапывания лунок, с периодами (Ч ) через установленное число рабочих циклов погрузочного механизма, которое вычисляют по формуле

где Ч - количество циклов погрузочного механизма, после которых производится отбор одной точечной пробы, шт;

М - масса известняка, от которой отбирают одну объединенную пробу, т;

n - количество точечных проб, составляющих одну объединенную пробу, шт;

m ч - масса известняка, перемещаемая за один цикл погрузочного механизма, т.

2.14. Отбор проб из штабелей (к ним относятся известняки на складах и в речных судах) производят при невозможности опробования в процессе перегрузки.

Штабель разбивают на квадраты, в каждый из которых должно быть известняка массой не более, чем указано в ОСТ 14 63-80 и ОСТ 14 64-80.

Отбор точечных проб из штабеля известняка производится путем забора экскаватором на всю высоту черпания. Отобранный известняк откладывается на приготовленную площадку для взятия требуемой массы точечной пробы.

В случае необходимости допускается отбор проб в каждом квадрате штабеля шахматным порядком на уровне 1/3 высоты штабеля без выкапывания лунок.

Допускается отбор проб согласно п. 4.2.4. ГОСТ 15054-80.

2.15. При отборе точечных проб ручным методом осуществляется откалывание от известняка крупностью свыше 100 мм представительных кусочков размером (10 - 30) мм.

2.16. Докучаевскому флюсо-доломитному комбинату допускается отбор и подготовка проб флюсовых известняков по инструкции, утвержденной главным инженером комбината и согласованной с основным потребителем.

2.17. Отбор точечных проб при входном контроле у потребителя допускается производить из вагонов с помощью грейферного пробоотборника. Масса точечной пробы должна быть не менее величин, указанных в табл. 1.

Отбор точечной пробы производится с поверхности усеченного конуса, высота которого должна быть не менее 1/3 высоты полного конуса. Из каждого вагона отбирается не менее одной точечной пробы.

3. АППАРАТУРА

3.1. Механизмы для отбора проб флюсовых известняков должны удовлетворять следующим требованиям:

пробоотбирающее устройство должно полностью, с постоянной скоростью и в равные промежутки времени, пересекать весь поток однородного (по марке, крупности) известняка или его часть при условии, что пробоотборники являются кратными делителями;

емкость пробоотбирающего устройства должна быть достаточна для отбора всей массы точечной пробы за одну отсечку или при неполном заполнении (оптимально на 3/4 объема), а ширина щели между отсекающими краями - не менее трех диаметров максимального куска известняка;

конструкция пробоотборника должка быть доступна для очистки, проверки и регулирования.

3.2. Для ручного отбора проб применяются: совок (приложение 1 ГОСТ 15054-80), молоток, щуп (приложение 2 ГОСТ 15054-80), пробоотсекающую раму.

3.3. При подготовке проб применяют отечественное и импортное оборудование:

дробилки, мельницы и истиратели, соответствующие размерам частиц и механической прочности известняка;

набор сит с размерами отверстия сеток, соответствующими крупности дробления и измельчения;

делители механические и ручные;

шкаф сушильный, обеспечивающий температуру сушки не менее (105 ± 5) °С;

весы, обеспечивающие случайную погрешность измерения не более ±0,5 % от массы взвешиваемого груза.

3.4. Перед началом отбора проб все механизмы и пробоотборные устройства должны быть подготовлены, очищены и отрегулированы.

4. ПОДГОТОВКА ПРОБ

4.1. Объединенная проба, составленная из соответствующего числа точечных проб, нумеруется в соответствии с принятой у изготовителя системой учета и доставляется в помещение для подготовки проб, где ее подвергают немедленной обработке.

4.2. Для определения содержания влаги из объединенной пробы отбирает часть массой не менее 0,3 кг, додробленной до крупности, не превышающей (10 - 20) мм, помещают в плотно закрытый сосуд и затем направляют в лабораторию или ОТК. Время хранения данной пробы - не более 8 часов.

4.3. Остаток объединенной пробы (после отбора от нее части для определения содержания влаги) подготавливают для химического анализа.

Первичное дробление пробы осуществляется до крупности (0 - 10) мм, затем - усреднение и сокращение до получения кассы не менее 0,2 кг.

При сокращении пробы ручным способом следует применять следующие методы: конусование и квартование, сокращение и квадратование.

После сокращения проба массой не менее 0,2 кг измельчается до конечной крупности для химического анализа, составляющей не более 0,2 мм. Затем измельченная проба просеивается через сито с отверстиями, соответствующими конечной крупности, принятой на данном флюсодобывающем предприятии, но не превышающими 0,2 мм.

Металлические частицы, загрязняющие пробу, удаляются магнитом.

Из данной массы готовят две пробы, одну направляют в лабораторию, вторую хранят не менее 1 месяца на случай арбитражного анализа.

4.4. Если при дроблении, измельчении и сокращении проба залипает, то, после выделения из нее пробы для определения содержания влаги, ее необходимо высушить при температуре не выше (105 - 110) °С или (150 ± 5) °C до постоянной массы.

4.5. Детальная схема подготовки проб для химического анализа и определения содержания влаги приводится в соответствующей инструкции изготовителя флюсовых известняков, утвержденной в установленном порядке.

5. УПАКОВКА И ХРАНЕНИЕ ПРОБ

5.1. Каждую пробу для химического анализа, помещенную в пакет или банку, регистрируют в специальном журнале. На этикетке пакета или банки должны быть указаны: наименование материала и номер пробы, место и время отбора и подготовка пробы, фамилии пробоотборщиков и пробораздельщиков.

5.2. Журнал регистрации проб для химического анализа должен содержать следующие данные:

наименование известняка и номер пробы;

номер партии, от которой отобрали пробу; место и время отбора и подготовки пробы;

фамилии пробоотборщиков и пробораздельщиков;

номер настоящих методических указаний.

Настоящий руководящий нормативный документ устанавливает методы для определения химического состава известняков флюсовых.

Методы, приведенные в настоящем документе, применяются у производителя при отгрузке и у потребителя при поступлении продукции.

1. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ

1.1. Все реактивы должны иметь квалификацию не ниже ч.д.а. Дистиллированная вода для приготовления раствора реактивов и проведения анализа - по ГОСТ 6709-72 и деионированная.

1.2. Определение массовой доли элементов проводят в двух параллельных навесках, взвешенных со случайной погрешностью 0,0002 г.

1.3. Значение суммарной погрешности среднего результата анализа контролируется не реже одного раза в смену путем проведения одновременно с анализом пробы и в тех же условиях анализа стандартного образца. Для контроля выбирают стандартный образец с химическим составом, соответствующим требованиям данного документа на методику определения массовой доли элементов. Средний результат анализа стандартного образца не должен отличаться от значения массовой доли определяемого элемента более, чем на половину величины допускаемого расхождения для соответствующего интервала массовой доли элемента. В противном случае определение массовой доли элемента анализируемой пробы в стандартном образце повторяют. Результаты повторного анализа считают окончательными.

1.4. За окончательный результат анализа принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных измерений при условии, что расхождение между результатами параллельных измерений не должно превышать допускаемые при доверительной вероятности 0,95 расхождения, приведенные в табл. .

Таблица 1