湿型砂化验含泥量检测自动虹吸式洗砂机

含泥量
GB/T 9442-1998《铸造用硅砂》规定型砂中大于等于20mm的颗粒为砂粒，直径小于20mm的微细颗粒为“泥分”。测定方法是采用冲洗法，根据悬浮在水中的砂和泥分的直径大小不同，其下降速度也不同的原理将泥分与砂粒分开，称量剩余砂粒的重量即可得泥分的含量。按照Stokes公式计算如水温为20℃，静置5min后，直径大于20mm密度平均值2.62 g/cm3的砂粒应沉降到距离水面100mm以下。没有沉到100 mm 以下的细粉部分则属于泥分的一部分，可用虹吸管将这部分水和悬浮的泥分吸出。经过多次反复沉降和虹吸，直到水清为止，表明砂样中泥分已洗净。
    GB/T 2684-1981规定：称取105~110℃烘干的型砂或旧砂50±0.01g，放入容量为600mL的专用洗砂杯（见图1）中，再加入390mL蒸馏水或去离子水和10mL5%浓度焦磷酸钠溶液。煮沸3~5min后，将洗砂杯置于SXW型涡旋式洗砂机上搅拌15min。取下洗砂杯，向杯中加入清水***准高度125mm处，用玻璃棒搅拌30s，静置10min，用虹吸管排除水面下100mm以上的浑水。第二次起改为加入清水*度125mm处，重复上述操作。第三次及以后的操作与上述相同，但每次静置时间为5min。反复进行岁次，直***砂杯中的水透明为止。*后一次将洗砂杯中的清水排除后，把试样和余水倒入装有定性滤纸的玻璃漏斗中过滤，待余水滤净后，将试样连同滤低置于玻璃皿中，在电烘箱中烘干***重。置入干燥器中，冷却后称量砂粒部分重量，按下列公式计算含泥量：

图1 洗砂杯

 
式中：w(泥) — 试样含泥量[%]；
  m₁ — 水洗前试样质量[g]；
m₂ — 水洗后试样质量[g]。
 
补充说明：
⑴ GB/T 2684-1981要求将型砂烘干后称取试样，但是干燥型砂*易偏析，粗粒浮在上面，细粒和粉末沉底。粗粒和细粉的含泥量会有较大区别，应当从从顶面和底面均匀取样。*好称取湿态型砂做试验，另外再取一份湿态型砂测定含水量。*后经过简单计算扣除含水量即可得干态型砂的准确含泥量。
⑵应当使用专用的600mL洗砂杯(耐热玻璃高烧杯)，不要用500mL普通玻璃烧杯。否则沉降距离不够100mm，或者水面100mm之下与沉淀砂粒距离太近，容易将砂粒吸掉。经验表明高度为180mm的800mL洗砂杯更好用，试料液体不易沸出，也便于用手搬动。
⑶开始时烧杯中加有390mL蒸馏水或去离子水，不用自来水的原因是硬度较大的自来水中含有钙和镁离子，型砂和旧砂在碱性溶液中能够生成絮状的钙盐和镁盐等固体析出物。飘浮的絮状物容易夹杂砂粒，虹吸时会被吸掉而造成测定误差。
⑷加入10mL浓度为5％的焦磷酸钠(Na₄P₂O₇×10H₂O)溶液的作用为的是分散开砂粒上包覆的泥分。
⑸为了使砂粒上的粘土膜完全分散，GB/T 2684-1981规定应当煮沸3～5min，冷却后再在涡洗式洗砂机搅拌15min。研究工作表明，搅拌作用有利于打散絮状物，但也有可能将砂粒打碎。笔者通过研究工作表明：只需将盛有型砂和分散液的洗砂杯在电热盘上煮沸5min已能使泥分脱离砂粒表面，不需要搅拌和不会打碎砂粒。洗砂烧杯的加热应当在垫有石棉 垫和装有调压器的盘式电热炉上，沸腾时应当及时降低电压和用手照料烧杯，以免澎溅和烧杯蹦跳。
  ⑹烧杯中液体冷却后，加入清洁自来水***准高度125mm处。用竹木筷子或细塑料棍搅拌均匀，不必使用玻璃棒搅拌，以免操作不慎而捅漏玻璃烧杯。搅拌时应注意不断改变筷子的旋转方向，注意液面不可形成漩涡，并尽量使沉淀下的砂层平坦无凸起处，否则砂粒在杯底中心积聚成突起的角锥形，虹吸时可能被吸掉部分砂粒。笔者常用猛开自来水***的方法，在加水的同时靠水流的冲击力使砂样均匀分散悬浮于水中，不需要搅拌，砂粒沉降时自动平铺在杯底。静置10min后用虹吸管吸出距水面下100mm以上的混水。吸水时*好使虹吸管的入口端紧贴烧杯内壁逐渐下降，以便监察下降深度。不可将虹吸管一下插到底，以免水流过猛而吸出砂粒。如此重复操作一次后，从第三次起改为静置5min，直到洗砂杯中水质清澈为止。