Probenahme & Siebanalyse: Methoden und Verfahren

Zweck der Probenahme

Der Zweck ist die Entnahme eines kleinen Teils als Stichprobe aus einer viel größeren Masse. Zur Entnahme werden die folgenden Probenahmemethoden verwendet:

Methoden der Probenahme

1. Systematische Probenahme

   Diese Methode besteht darin, kleine Einheiten der jeweiligen Charge oder Population in bestimmten Zeitabständen (bezogen auf Masse, Zeit und Raum) entweder manuell oder mechanisch zu entnehmen.

   Bei der systematischen Probenahme wird die erste Einheit zufällig ausgewählt, und die folgenden Einheiten werden in regelmäßigen Abständen nach der ersten ausgewählten Einheit bestimmt. Wenn eine Charge aus zufällig verteilten Einheiten besteht, unterscheidet sich die Wirkung der systematischen Probenahme kaum von der Zufallsprobenahme. Wenn die Charge jedoch bestimmte Tendenzen aufweist, ist die Wirkung bei beiden Probenahmetypen unterschiedlich.

2. Einfache Stichprobenahme

   Diese Methode ist die einfachste, aber am wenigsten genaue. Sie besteht darin, eine kleine, gleich große Menge aus einer Charge oder Ladung mit einem sehr einfachen Werkzeug wie einer Schaufel zu entnehmen.

   Die Vorteile dieser Methode sind ihre Wirtschaftlichkeit und die Geschwindigkeit, mit der sie durchgeführt wird.

   Das größte Problem bzw. die größte Schwierigkeit besteht darin, sicherzustellen, dass alle Komponenten wirklich repräsentiert sind, wenn nur kleine Mengen entnommen werden, d.h. wenn die Partikelgröße nicht einheitlich ist.

3. Geschichtete Probenahme

   Bei dieser Methode wird eine Charge oder Population in mehrere Schichten oder Unterkategorien unterteilt.

4. Mehrstufige Probenahme

   Diese Methode besteht darin, in einem ersten Schritt eine zufällige Auswahl einer bestimmten Charge vorzunehmen. Die Proben werden anschließend durch einen kontrollierten Vorgang erneut beprobt, um kleine Probeneinheiten mit einem höheren Grad an Repräsentativität für die ursprüngliche Population zu erhalten.

Arten der Probenahme

• Manuelle Probenahme

  Wird von einer Person mit einfachen Werkzeugen durchgeführt. Diese Methode kann bei großen Materialmengen aufwendig sein. Sie wird in Bergwerken, auf Mülldeponien und bei LKW-Ladungen angewendet.

  Probenahme im Bergbau

  Kann durch Rutschen oder Bohrmaschinen erfolgen.

  Probenahme von Güterwagen

  Ein Gitter oder Netz wird auf die Oberfläche des Minerals gelegt und die Probe aus dem Kern des Gitters entnommen.

  Probenahme an Förderbändern

  Die Probenahme kann an einem bestimmten Punkt auf dem Band oder beim Abwurf erfolgen. Die Proben werden nach einem kombinierten Probenahmeverfahren (regelmäßig, systematisch und zufällig) entnommen.

  Probenahme von Erzhalden

  Nach der Entnahme wird die Rohprobe durch die Methode des Kegelns und Viertelns oder durch Schläge unterteilt, um den gewünschten Teil zu erhalten.

  Probenahme von Flüssigkeiten (Teich oder Kesselwagen)

  Diese Art der Probenahme wird nach der Flaschen- oder Pipettenmethode durchgeführt.

• Mechanische Probenahme

  Diese Methode ist vorteilhaft, wenn große Materialmengen vorhanden sind. Es ist wichtig, zu bestimmten Zeiten einen Teil des Materials zu entnehmen. Mechanische Probennehmer müssen so angeordnet werden, dass sie die gesamte Charge erfassen.

  Variablen bei der mechanischen Probenahme

  • Öffnungszeit des Schneiders: Hängt von der Materialmenge ab. Die Öffnung des Schneiders muss so bemessen sein, dass auch größere Partikel der Charge erfasst werden können.
  • Schnittfrequenz: Diese Variable hängt von der Art des Materials und einem gleichmäßigeren Erzfluss ab.

Die Bedeutung der Siebanalyse in der Industrie

Sie ist eine Voraussetzung, um das Verhalten eines bestimmten Systems zu quantifizieren.

Siebanalyse in einem Mahlkreislauf

Diese Charakterisierung dient zur Bestimmung der Mahlqualität und unterstützt die Beurteilung des Befreiungsgrades wertvoller Partikel aus den Erzen.

Methode zur Analyse der Partikelgröße

Die Methode zur Analyse der Partikelgröße und die Auswertung müssen sachlich richtig sein, da die Ergebnisse der Labortests zu großen Veränderungen im Betrieb der Anlage führen können.

Ungefähre Form der Partikel

• Nadelform: Nadelförmig.
• Winkelform: Eckig.
• Kristallform: Geometrische Form.
• Dendritisch: Verzweigung in kristalliner Form.
• Faserig: Regelmäßig oder unregelmäßig.
• Schuppig: In Blatt- oder Blattform.
• Granulat: Dimensional unregelmäßige Form.
• Modular: Form unregelmäßig geöffnet.
• Kugelförmig: Kugelform.

Ausrüstung für die Siebanalyse

• Siebserien

  • ISO, in Kraft seit 1967.
  • ASTM, 1-70, in Kraft seit 1970, USA und Kanada.
  • Tyler, USA.

  Jedes Sieb besteht aus einem Metallrahmen, der aus rostfreiem Stahl oder Messing gefertigt sein kann, und einem Siebgewebe, das den Boden des Rahmens verschließt.

• Schüttler

  Verursachen Vibrationen in der Siebsäule.

  • Ro-TAP: Bewirkt exzentrische horizontale Drehbewegungen und plötzliche Stöße auf die Partikel.

Bestimmung der Partikelgröße

Bestimmung der Größe des Materials, das in einem Konzentrator behandelt wird.

Merkmale der Partikelgrößenbestimmung

• Es ist schwierig, da es in der Regel eine Vielfalt an Partikelgrößen gibt.
• Die Größe eines Teilchens ist eine Dimension, die eine bestimmte Ausdehnung beschreibt.
• Die Nennweite wird in der Regel durch einen Prozess namens Sieben (Screening) bestimmt.

Siebnormen

• Tyler
• Mast
• B6-410
• Afonor
• DIN 4188

Das im Süden angewendete Siebsystem unterscheidet sich von Tyler.

Die älteste Analysemethode.

Das Sieben erfolgt, indem eine Reihe von Sieben mit abnehmender Maschenweite von oben nach unten angeordnet wird.

Siebverfahren

1. Eine repräsentative Erzprobe von 200 bis 300 Gramm entnehmen.
2. Die Siebsäule in ein Schüttelgerät (z.B. Ro-TAP) einsetzen.
3. Das Gewicht des auf jedem Sieb zurückgehaltenen Materials bestimmen und vorsichtig entfernen.
4. Mit einer Waage mit einer Genauigkeit von 0,1 Gramm oder besser wiegen.