袋裝物料取樣代表性的研究

張代飛，畢建明

（江西華贛瑞林稀貴金屬科技有限公司，江西豐城 331100）

有色金屬冶煉行業(yè)所采購的原料主要有散裝和袋裝兩種包裝方式。對于容易造成運輸和轉(zhuǎn)運金屬損失及環(huán)境污染的原料，一般會采用袋裝包裝方式。對于袋裝物料，使用的有兩種規(guī)格。以銅精礦為例，《散裝重有色金屬浮選精礦取樣、制樣通則》（GB/T 14260）規(guī)定袋裝物料分為有50～100 kg（定義為：小袋）和1 000 kg 以上（定義為：大袋）兩種[1]。 其中，小袋包裝由于裝卸時間長、成本高，不宜采用機械操作等諸多因素，應(yīng)用得越來越少。 目前，袋裝物料絕大多數(shù)使用的都是大袋包裝。

袋裝物料一般采用探針（取樣釬）取樣。 對于袋裝1 000 kg 以上大袋精礦，應(yīng)逐袋隨機采取份樣，對于50～100 kg 的小袋精礦，可按袋數(shù)間隔抽取樣品[2]。 實踐發(fā)現(xiàn)，各種不可預(yù)知的裝袋情形對取樣代表性和真實性有根本性的影響。因此，企業(yè)在制定取樣操作規(guī)程時必須考慮各種影響因素， 降低取樣風(fēng)險。 本文擬對不同物料裝袋情形的取樣代表性進(jìn)行分析，總結(jié)出袋裝物料取樣的取樣原則，以期為相關(guān)企業(yè)制定取樣操作規(guī)程提供參考。

1 袋裝物料取樣基本要求

一般而言，在對袋裝物料進(jìn)行取樣時，如果取樣釬能穿透包裝袋取到完整的樣品， 可用取樣釬直接從袋中取樣；如果不能穿透包裝袋，則需要倒袋后取樣。 依據(jù)袋裝物料的特點，小袋容易倒袋，即使不倒袋直接用取樣釬取樣也容易穿透包裝袋取樣， 對取樣代表性和真實性都易于掌控。 而大袋包裝如果要全部倒袋取樣，不僅需要機械操作，還需在物料落地后翻堆扒平；大批量取樣時，對檢驗場地面積的要求也高。因此，現(xiàn)實情況大袋包裝基本都是采取袋中取樣。

以銅精礦為例，正常情況下，一個規(guī)格為1 000 mm高的集裝袋（大袋），內(nèi)盛裝800 mm 高的精礦，取樣時， 使用1 000 mm 取樣釬能夠從袋口下插到底部，保證取樣的代表性。 如果精礦經(jīng)運輸振動后密實度變大或超過取樣釬有效長度， 使取樣釬無法插到底部，則需要從側(cè)面往中間穿透包裝進(jìn)行取樣。由于集裝袋水平方向無法用力穿透， 一般要求取樣深度達(dá)到中心線即可[3]。 對于均勻性較好、品質(zhì)波動較小的精礦而言，無論從袋口往下還是從側(cè)面取樣，其代表性都不會有本質(zhì)上影響；相反，對于有異常裝袋情形的精礦， 如果隨意性取樣則會對取樣代表性造成不可預(yù)知的影響。

2 不同情形取樣代表性分析

2.1 單袋直接取樣

2.1.1 從袋口往下取樣

從袋口往下取樣， 如集裝袋中物料品位有上、中、下分層現(xiàn)象，則不同取樣深度對代表性的影響見圖1，分析見表1。

圖1 不同取樣深度對取樣代表性的影響示意（袋口插入）

表1 不同取樣深度對取樣代表性的影響分析（袋口插入）

由表1 可知， 當(dāng)集裝袋中物料品位存在分層現(xiàn)象時，取樣釬插入1/3 深度時代表性最差，插入2/3深度時代表性隨機性大，插入底部代表性最好。如取樣深度較淺，下部裝入低品位物料的可能性最大。

2.1.2 從袋的側(cè)面插入不同深度取樣

取樣時， 一般要求取樣釬插入深度應(yīng)到達(dá)集裝袋的中心線， 然而實際情況可能不到中心線或超過中心線（未全部穿透）。此時，當(dāng)集裝袋中物料存在中部或邊部不同品位混裝的現(xiàn)象時， 不同取樣深度對代表性的影響見圖2，分析見表2。

圖2 不同取樣深度對取樣代表性的影響示意（側(cè)面插入）

表2 不同取樣深度對取樣代表性的影響（側(cè)面插入）

由表2 可知，無論上、中、下層哪層取樣部位和不同取樣深度，取樣代表性的隨機性均較大。如取樣深度較淺，中部裝入低品位物料的可能性最大。

2.1.3 從袋的側(cè)面插入不同角度及點位取樣

從袋的側(cè)面插到中心， 如集裝袋中物料有上、中、下分層品位混裝現(xiàn)象，不同插入角度及點位對代表性的影響見圖3，分析見表3。

圖3 不同插入角度及點位對取樣代表性的影響示意

表3 不同插入角度及點位對取樣代表性的影響分析

由表3 可知， 每袋取1 個點位， 取樣沒有代表性，因此至少需要取3 個點位。如采用水平插入3 點方式，插入的3 個點只能代表樣釬插入的層面，代表不了樣釬之間更厚的層面； 如果3 點過于集中或間距大小不一，取樣代表性將會更差。如采用3 點傾斜插入的方式，只要插入角度適合，三點上下交錯高度對接得好， 取樣基本能夠代表袋子從上到下整個層面，代表性最強。例如，裝袋物料高800 mm，分為上、中、下三段，經(jīng)計算，每釬插入角度約為15°左右為宜。 如果裝袋高度低也可相應(yīng)減少點數(shù)。

2.2 車上或卸車批量取樣

如果物料供應(yīng)廠家在裝車時， 對集裝袋進(jìn)行有意識地規(guī)律擺放，使袋子靠近地方品位低，呈現(xiàn)半邊高半邊低的狀況，見圖4。 那么若采取在車上側(cè)面取樣的方式，則每袋所測得的品位都會偏高；若采用從袋口往下的取樣方式， 也只有合理布點取樣才能滿足代表性需要；若袋中物料較高，不能從袋口插入底部取樣，取樣代表性也會較差。 因此，原則上不宜采用車上直接取樣的方法。采用卸車后在袋中取樣，為了降低取樣風(fēng)險，則卸車時應(yīng)隨機旋轉(zhuǎn)，使集裝袋呈現(xiàn)沒有規(guī)律的擺放方式，見圖5。 或者也可以拉開每個集裝袋之間的距離， 此時從側(cè)面取樣或者袋口往下取樣，合理布點即可滿足代表性需要。

圖4 袋子靠近地方品位低

圖5 卸車時隨機旋轉(zhuǎn)

2.3 倒袋落地取樣

如裝袋量較多， 物料出現(xiàn)大量板結(jié)或絲狀相互纏繞不能從袋口往下取到底， 從側(cè)面也無法取到中間，且中部品位低，無法直接、完整地進(jìn)行取樣，如圖6 所示。

圖6 無法直接取樣斷面示意

由圖6 可知， 無論從袋口往下取樣還是從側(cè)面取樣，取樣品位均會偏高。 為此，一般采用沖擊錘進(jìn)行沖擊取樣，使取樣釬插入到中心線。當(dāng)出現(xiàn)大量板結(jié)或含有絲狀、相互纏繞的物料情況時，采用倒袋取樣的方式。 然而，倒袋取樣同樣存在問題，破袋落地狀態(tài)，見圖7。

圖7 破袋落地狀態(tài)示意

由圖7 可知， 由于物料出現(xiàn)大量板結(jié)或含有絲狀相互纏繞物料， 加之鏟車提升高度受限 （考慮安全因素）， 物料從袋子側(cè)面下部破袋處墜落地面時不易散開，因此袋內(nèi)物料上中下層的狀態(tài)不會有太大改變。此時從表面取樣，同樣會存在品位偏高的情況。故只能在倒袋后將物料扒平，采用布點取樣的方式進(jìn)行取樣。

3 袋中取樣水分代表性分析

袋裝含水物料受到暴曬、干燥天氣，長時間擺放和長距離運輸?shù)纫蛩氐挠绊?，水分極易揮發(fā)。袋口表面水分最容易揮發(fā)，袋的周邊揮發(fā)性相對較小，水分揮發(fā)示意見圖8。 據(jù)此判斷袋中取樣水分代表性，見圖9。

圖8 水分揮發(fā)示意

圖9 袋中取樣水分代表性示意

由圖9 可知，采用傾斜三點插入方式，從側(cè)面取到中心，水分基本能夠滿足代表性需要；采用袋口往下三點插入方式，從袋口往下取到底，水分基本能夠滿足代表性需要。

但應(yīng)該注意的是從袋口往下能夠取到底的，插入三點無論是集中或中間， 還是過于靠邊都會影響代表性，故最佳布點方式是中心、半徑的中線、靠近袋邊緣各一點。若從袋口往下取不到底，可采用從側(cè)面上中下三點取到中心， 則基本能夠表示袋子從上到下整個層面，水分代表性最強；若裝袋高度低，可相應(yīng)減少取樣點數(shù)。

4 結(jié)論

綜上所述， 若要保證袋裝物料取樣品位和水分均具有代表性，應(yīng)確定取樣原則如下：

1）如果裝袋量少，物料松散性好，取樣器能從袋口往下取到底，從側(cè)面也可插入到中間（必須傾斜插入），可以采用正常布點取樣方法，但布點的點位應(yīng)當(dāng)隨機選擇。

2）如果裝袋量較多，物料出現(xiàn)大量板結(jié)或超過取樣釬有效長度不能從袋口往下取到底， 從側(cè)面也無法取到中心，可采用沖擊錘往里沖擊取樣（有絲狀相互纏繞物料除外）。 對可能均勻性較差的來料，應(yīng)該采用破袋、鏟開、扒平、布點取樣，以降低取樣風(fēng)險。

3）不宜采用車上直接取樣的方法。 如采用卸車落地后在袋中直接取樣，則需要隨機旋轉(zhuǎn)后落地，形成沒有規(guī)律的擺放。

對采購袋裝物料的企業(yè)，可在上述取樣原則的基礎(chǔ)上，根據(jù)實際檢驗情況，有選擇地進(jìn)行比對試驗和驗證，從而得出更有針對性的結(jié)論，以此制定出本企業(yè)既能滿足取樣代表性，又能降低工作量及成本的取樣操作規(guī)程。