袋装物料取样代表性的研究

张代飞，毕建明

（江西华赣瑞林稀贵金属科技有限公司，江西丰城 331100）

有色金属冶炼行业所采购的原料主要有散装和袋装两种包装方式。对于容易造成运输和转运金属损失及环境污染的原料，一般会采用袋装包装方式。对于袋装物料，使用的有两种规格。以铜精矿为例，《散装重有色金属浮选精矿取样、制样通则》（GB/T 14260）规定袋装物料分为有50～100 kg（定义为：小袋）和1 000 kg 以上（定义为：大袋）两种[1]。 其中，小袋包装由于装卸时间长、成本高，不宜采用机械操作等诸多因素，应用得越来越少。 目前，袋装物料绝大多数使用的都是大袋包装。

袋装物料一般采用探针（取样钎）取样。 对于袋装1 000 kg 以上大袋精矿，应逐袋随机采取份样，对于50～100 kg 的小袋精矿，可按袋数间隔抽取样品[2]。 实践发现，各种不可预知的装袋情形对取样代表性和真实性有根本性的影响。因此，企业在制定取样操作规程时必须考虑各种影响因素， 降低取样风险。 本文拟对不同物料装袋情形的取样代表性进行分析，总结出袋装物料取样的取样原则，以期为相关企业制定取样操作规程提供参考。

1 袋装物料取样基本要求

一般而言，在对袋装物料进行取样时，如果取样钎能穿透包装袋取到完整的样品， 可用取样钎直接从袋中取样；如果不能穿透包装袋，则需要倒袋后取样。 依据袋装物料的特点，小袋容易倒袋，即使不倒袋直接用取样钎取样也容易穿透包装袋取样， 对取样代表性和真实性都易于掌控。 而大袋包装如果要全部倒袋取样，不仅需要机械操作，还需在物料落地后翻堆扒平；大批量取样时，对检验场地面积的要求也高。因此，现实情况大袋包装基本都是采取袋中取样。

以铜精矿为例，正常情况下，一个规格为1 000 mm高的集装袋（大袋），内盛装800 mm 高的精矿，取样时， 使用1 000 mm 取样钎能够从袋口下插到底部，保证取样的代表性。 如果精矿经运输振动后密实度变大或超过取样钎有效长度， 使取样钎无法插到底部，则需要从侧面往中间穿透包装进行取样。由于集装袋水平方向无法用力穿透， 一般要求取样深度达到中心线即可[3]。 对于均匀性较好、品质波动较小的精矿而言，无论从袋口往下还是从侧面取样，其代表性都不会有本质上影响；相反，对于有异常装袋情形的精矿， 如果随意性取样则会对取样代表性造成不可预知的影响。

2 不同情形取样代表性分析

2.1 单袋直接取样

2.1.1 从袋口往下取样

从袋口往下取样， 如集装袋中物料品位有上、中、下分层现象，则不同取样深度对代表性的影响见图1，分析见表1。

图1 不同取样深度对取样代表性的影响示意（袋口插入）

表1 不同取样深度对取样代表性的影响分析（袋口插入）

由表1 可知， 当集装袋中物料品位存在分层现象时，取样钎插入1/3 深度时代表性最差，插入2/3深度时代表性随机性大，插入底部代表性最好。如取样深度较浅，下部装入低品位物料的可能性最大。

2.1.2 从袋的侧面插入不同深度取样

取样时， 一般要求取样钎插入深度应到达集装袋的中心线， 然而实际情况可能不到中心线或超过中心线（未全部穿透）。此时，当集装袋中物料存在中部或边部不同品位混装的现象时， 不同取样深度对代表性的影响见图2，分析见表2。

图2 不同取样深度对取样代表性的影响示意（侧面插入）

表2 不同取样深度对取样代表性的影响（侧面插入）

由表2 可知，无论上、中、下层哪层取样部位和不同取样深度，取样代表性的随机性均较大。如取样深度较浅，中部装入低品位物料的可能性最大。

2.1.3 从袋的侧面插入不同角度及点位取样

从袋的侧面插到中心， 如集装袋中物料有上、中、下分层品位混装现象，不同插入角度及点位对代表性的影响见图3，分析见表3。

图3 不同插入角度及点位对取样代表性的影响示意

表3 不同插入角度及点位对取样代表性的影响分析

由表3 可知， 每袋取1 个点位， 取样没有代表性，因此至少需要取3 个点位。如采用水平插入3 点方式，插入的3 个点只能代表样钎插入的层面，代表不了样钎之间更厚的层面； 如果3 点过于集中或间距大小不一，取样代表性将会更差。如采用3 点倾斜插入的方式，只要插入角度适合，三点上下交错高度对接得好， 取样基本能够代表袋子从上到下整个层面，代表性最强。例如，装袋物料高800 mm，分为上、中、下三段，经计算，每钎插入角度约为15°左右为宜。 如果装袋高度低也可相应减少点数。

2.2 车上或卸车批量取样

如果物料供应厂家在装车时， 对集装袋进行有意识地规律摆放，使袋子靠近地方品位低，呈现半边高半边低的状况，见图4。 那么若采取在车上侧面取样的方式，则每袋所测得的品位都会偏高；若采用从袋口往下的取样方式， 也只有合理布点取样才能满足代表性需要；若袋中物料较高，不能从袋口插入底部取样，取样代表性也会较差。 因此，原则上不宜采用车上直接取样的方法。采用卸车后在袋中取样，为了降低取样风险，则卸车时应随机旋转，使集装袋呈现没有规律的摆放方式，见图5。 或者也可以拉开每个集装袋之间的距离， 此时从侧面取样或者袋口往下取样，合理布点即可满足代表性需要。

图4 袋子靠近地方品位低

图5 卸车时随机旋转

2.3 倒袋落地取样

如装袋量较多， 物料出现大量板结或丝状相互缠绕不能从袋口往下取到底， 从侧面也无法取到中间，且中部品位低，无法直接、完整地进行取样，如图6 所示。

图6 无法直接取样断面示意

由图6 可知， 无论从袋口往下取样还是从侧面取样，取样品位均会偏高。 为此，一般采用冲击锤进行冲击取样，使取样钎插入到中心线。当出现大量板结或含有丝状、相互缠绕的物料情况时，采用倒袋取样的方式。 然而，倒袋取样同样存在问题，破袋落地状态，见图7。

图7 破袋落地状态示意

由图7 可知， 由于物料出现大量板结或含有丝状相互缠绕物料， 加之铲车提升高度受限 （考虑安全因素）， 物料从袋子侧面下部破袋处坠落地面时不易散开，因此袋内物料上中下层的状态不会有太大改变。此时从表面取样，同样会存在品位偏高的情况。故只能在倒袋后将物料扒平，采用布点取样的方式进行取样。

3 袋中取样水分代表性分析

袋装含水物料受到暴晒、干燥天气，长时间摆放和长距离运输等因素的影响，水分极易挥发。袋口表面水分最容易挥发，袋的周边挥发性相对较小，水分挥发示意见图8。 据此判断袋中取样水分代表性，见图9。

图8 水分挥发示意

图9 袋中取样水分代表性示意

由图9 可知，采用倾斜三点插入方式，从侧面取到中心，水分基本能够满足代表性需要；采用袋口往下三点插入方式，从袋口往下取到底，水分基本能够满足代表性需要。

但应该注意的是从袋口往下能够取到底的，插入三点无论是集中或中间， 还是过于靠边都会影响代表性，故最佳布点方式是中心、半径的中线、靠近袋边缘各一点。若从袋口往下取不到底，可采用从侧面上中下三点取到中心， 则基本能够表示袋子从上到下整个层面，水分代表性最强；若装袋高度低，可相应减少取样点数。

4 结论

综上所述， 若要保证袋装物料取样品位和水分均具有代表性，应确定取样原则如下：

1）如果装袋量少，物料松散性好，取样器能从袋口往下取到底，从侧面也可插入到中间（必须倾斜插入），可以采用正常布点取样方法，但布点的点位应当随机选择。

2）如果装袋量较多，物料出现大量板结或超过取样钎有效长度不能从袋口往下取到底， 从侧面也无法取到中心，可采用冲击锤往里冲击取样（有丝状相互缠绕物料除外）。 对可能均匀性较差的来料，应该采用破袋、铲开、扒平、布点取样，以降低取样风险。

3）不宜采用车上直接取样的方法。 如采用卸车落地后在袋中直接取样，则需要随机旋转后落地，形成没有规律的摆放。

对采购袋装物料的企业，可在上述取样原则的基础上，根据实际检验情况，有选择地进行比对试验和验证，从而得出更有针对性的结论，以此制定出本企业既能满足取样代表性，又能降低工作量及成本的取样操作规程。