錳砂濾料是選用塊狀錳礦和天然砂作原料,經(jīng)破碎篩選加工而成。外觀粗糙、呈褐色,具有良好的除錳除鐵功能,是給水排水行業(yè)理想的產(chǎn)品。天然錳砂中含有MnO2,它是Fe2+氧化成Fe3+的良好催化劑,含錳量(以MnO2計,下同)不小于35%的天然錳砂濾料,既可用于地下水除鐵,又可用于地下水除錳;含錳量為 20%~30%的天然錳砂濾料,只宜用于地下水除鐵,含錳量低于20%的則不宜采用。
目前,對使用天然MnO2礦砂除鐵,其原理有二種:一種是以所謂濾膜的作用,錳砂表面有一層較強的氧化作用。另一種是錳礦砂本身反鐵催化作用,將水中的二價鐵催化成三價鐵,再把三價鐵千周附著在錳礦砂顆粒表面從而起到除鐵的目的。
天然錳砂濾料的檢驗方法
A.1 總則
A.1.1 本檢驗方法適用于天然錳砂濾料和錳砂承托料。
A.1.2 稱取天然錳砂濾料和錳礦承托料樣品時應(yīng)準(zhǔn)確至所稱樣品質(zhì)量的0.1%。樣品用量與測定步驟,應(yīng)按照本方法的規(guī)定進行。
A.1.3 本方法所用的容量器皿,應(yīng)進行校正。
A.1.4 本方法在進行篩分、破碎率和磨損率檢驗時用的試驗篩、應(yīng)符合GB6003的規(guī)定。
A.2 取樣
A.2.1 堆積天然錳砂濾料的取樣。
在濾料堆上取樣時,應(yīng)將濾料堆表面劃分成若干個面積相同的方形塊,于每一方塊的中心點用采樣器伸入到濾料表面150mm以下采取。然后將從所有方塊中取出的等量(以下取樣均為等量合并)樣品置于一塊潔凈、光滑的塑料布上,充分混勻,攤平成一正方形,在正方形上劃對角線,分為四塊,取相對的二塊混勻作為一份樣品(即四分法取樣),裝入一個潔凈容器內(nèi)。樣品采取量應(yīng)不少于4kg。
A.2.2 袋裝天然錳砂濾料的取樣。
取袋裝濾料樣品時,由每批產(chǎn)品總袋數(shù)的5%中取樣,批量小時不少于3袋。用取樣器從袋口中心垂直插入二分之一深度處采取。然后將從每袋中取出的等量樣品合并,充分混勻,用四分法縮減至4kg,裝入一個潔凈容器內(nèi)。
錳礦承托料的取樣量可根據(jù)測定項目計算。
A.2.3 試驗室樣品的制備。試驗室收到天然錳砂濾料試樣后,根據(jù)試驗?zāi)康暮鸵筮M行篩選和縮分。然后在105~110℃的干燥箱中干燥至恒量,置于磨口瓶中保存。
A.3 檢驗方法
A.3.1 含錳量
用作天然錳砂濾料和承托層的錳礦石,其含錳的測定可按GB 1506的有關(guān)規(guī)定執(zhí)行。
A.3.2 密度
向李氏比重瓶中加入煮沸并冷卻至約20℃的蒸餾水至零刻度,塞緊瓶蓋。在20±℃的恒溫水槽中靜置1h后,調(diào)整水面準(zhǔn)確對準(zhǔn)零刻度,擦干瓶頸內(nèi)壁附著水,通過長頸玻璃漏斗慢慢加入洗凈干燥的濾料樣品或粒徑小于4mm的錳礦承托料樣品100g,邊加邊向上提升漏斗,避免漏斗附著水及瓶頸內(nèi)壁粘附樣品顆粒,旋轉(zhuǎn)并用手輕拍比重瓶,以驅(qū)除氣泡。塞緊瓶蓋,在20±1℃的恒溫水槽中靜置1h后,再用手輕拍比重瓶,以驅(qū)除氣泡,記錄瓶中水面刻度體積。
樣品的密度按式(A1)計算。
p=m/V (A1)
式中 p——樣品的密度,g/cm3;
m——樣品的質(zhì)量,g
V——加樣品后瓶中水面刻度體積,cm3。
A.3.3 鹽酸可溶率
將濾料樣品用蒸餾水洗凈,在105~110℃的干燥箱中干燥至恒量。稱取樣品50g,置于500mL燒杯中,加入(1+1)160mL使樣品完全浸沒,在室溫下靜置,偶作攪拌,待停止發(fā)泡30min后,傾出溶液,用蒸餾水反復(fù)洗滌樣品,直至用pH試紙檢查洗凈水呈中性為止。把洗凈后的樣品移入已恒量的稱量瓶中,在105~110℃的干燥箱中干燥至恒量。
鹽酸可溶率按式(A2)計算。
鹽酸可溶率(%)=(m-m1)/m ×100 (A2)
式中:m——加前樣品的質(zhì)量,g;
m1——加后樣品的質(zhì)量,g;
A.3.4 破碎率和磨損率
濾料樣品經(jīng)洗凈干燥并通過篩選,取粒徑為0.5~1.0mm的樣品50g,置于內(nèi)徑50mm、高150mm的金屬圓筒內(nèi),加入6顆直徑8mm的軸承鋼珠,蓋緊筒蓋,在行程為140mm、頻率150次/min的振蕩機上振蕩150min。取出樣品,分別稱量通過篩孔徑0.5mm而截留于孔徑0.25mm篩上的樣品質(zhì)量和通過篩孔徑0.25mm的樣品質(zhì)量。
破碎率和磨損率分別按式(A3)和式(A4)計算。
破碎率(%)=m1/m ×100 (A3)
磨損率(%)=m2/m ×100 (A4)
式中:m——樣品的總質(zhì)量,g;
m1——通過篩孔徑0.5mm而截留于孔徑0.25mm篩上的樣品質(zhì)量,g;
m2——通過篩孔徑0.25mm的樣品質(zhì)量,g。
A.3.5 含泥量
稱取干燥濾料樣品500g,置于1000mL洗料筒中,加入清水,充分?jǐn)嚢?min,浸泡2h,然后在水中攪拌淘洗樣品,約1min后,把渾水慢慢倒入孔徑為0.08mm的篩中。測定前篩的兩面先用水濕潤。在整個操作過程中,應(yīng)避免砂粒損失。再向筒中加入清水,重復(fù)上述操作,直至筒中的水清澈為止。用水沖洗截留在篩上的顆粒,并將篩放在水中來回?fù)u動,以充分洗除小于0.08mm顆粒。然后將篩上截留的顆粒和筒中洗凈的樣品一并倒入搪瓷盤中,置于105~110°C的干燥箱中干燥至恒量。
含泥量按式(A5)計算。
含泥量(%)=(m-m1)/m×100 (A5)
式中:m——淘洗前樣品的質(zhì)量,g;
m1——淘洗后樣品的質(zhì)量,g。
A.3.6 篩分
稱取干燥的濾料樣品100g,置于一組試驗篩(按篩孔由大至小的順序從上到下套在一起)的上一只篩上,底盤放在下部。然后蓋上頂蓋,在行程140mm、頻率150 次/min的振蕩機上振蕩20min,以每分鐘內(nèi)通過篩的樣品質(zhì)量小于樣品總質(zhì)量的0.1%作為篩分終點。然后稱出每只篩上截留的濾料質(zhì)量,按表A1填寫和計算所得結(jié)果,并以表A1中篩的孔徑為橫坐標(biāo),以通過該篩孔樣品的百分?jǐn)?shù)為縱坐標(biāo)繪制篩分曲線。根據(jù)篩分曲線評定天然錳砂濾料的粒徑是否符合要求,或確定濾料的有效粒徑和不均勻系數(shù)。
A.3.7 錳礦承托料的密度
錳礦承托料密度,按照錳礦承托料的鋪料層次及粒徑范圍分組測定。測定前將樣品洗凈和干燥至恒量,并按下述步驟分別測定。
粒徑4~8mm或8~16mm的樣品,稱取300g,慢慢加入盛有250mL(V1)煮沸并冷卻至20℃左右的水的500mL量筒中,旋轉(zhuǎn)及用手輕拍量筒,以驅(qū)除氣泡。在20±1℃的恒溫水槽中靜置1h后,再用手輕拍量筒,以驅(qū)除氣泡,記錄量筒中水面刻度體積(V2)。
錳礦承托料的密度按式(A6)計算。
p=m/ (V2-V1) (A6)
式中 p——樣品的密度,g/cm3;
m——樣品的質(zhì)量,g;
V1——加樣品前量筒中水面刻度體積,cm3;
V2——加樣品后量筒中水面刻度體積,cm3。
A.3.8 錳礦承托料的含泥量
將樣品在105~110℃的干燥箱中干燥至恒量,并按表規(guī)定分別測定。
稱取上表中規(guī)定的樣品質(zhì)量,置于搪瓷盆中并加入清水浸泡2h后,在水中攪拌淘洗樣品。以下操作按照本檢驗方法A.3.5條作。其含泥量按式(A5)計算。