火试金实验室规划方案:火试金实验室整套设备与辅助工具
火试金实验室规划方案(中型、年处理样量约5000批次,适用于贵金属检测、地质找矿、冶炼厂质检等场景)
火试金实验室规划方案：全套火试金设备与工具。为了完成火试金分析，需要使用各种火试金工具来进行样品的处理和转移，例如坩埚倾倒叉、钢模车、坩埚装载车等，还有储藏和冷却坩埚和灰皿的各种工具，例如坩埚冷却车、坩埚冷却架、灰皿冷却架等，还有清理和维护炉膛炉板的各种辅助工具，例如炉铲、炉刷、炉耙等，这些火试金辅助工具在火试金实验中发挥了重要的作用，可以帮助实验人员更加方便和安全地操作火试金熔样炉和灰吹炉。
一、总体布局与功能区
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接样/制样区:颚式破碎—盘式粉碎—120目筛分—烘样(105℃)。
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配料/混料区:电子天平(0.1 mg)—坩埚混匀机—通风柜。
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熔样区:独立耐火隔间,顶部强制排风,设叉车通道。
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灰吹区:独立耐火隔间,负压排风+洗涤塔,设观察窗。
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分金/称量区:万级净化棚,恒温20℃±1℃,放置十万分之一天平。
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试剂贮存区:易燃品防爆柜、强酸强碱柜,地坪防腐。
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辅助区:坩埚清洗、灰皿冷却、除尘机房、应急喷淋间。
二、主要设备与辅助工具部分
| 名称 | 推荐型号/规格 | 数量 | 关键性能 | 用途 |
|---|---|---|---|---|
| 火试金熔样炉 | STR-FAF25-13(25×65g坩埚,1200℃,40 kW) | 2台 | 每次25个样,≤90 min/批 | 铅扣熔炼 |
| 灰吹炉 |
STR CF100-12(100位 CUP,1300℃,15 kW) |
1台 | 同时灰吹100个铅扣 | 贵金属富集 |
| 坩埚混匀机 | 行星式28位,变频调速 | 1台 | 3 min/批,无粉尘外泄 | 样品+熔剂混匀 |
| 颚式破碎机 | 进料≤45 mm,出料≤2 mm | 1台 | 200 kg/h | 粗碎 |
| 盘式粉碎机 | 出料≤0.074 mm | 1台 | 30 kg/h | 细磨 |
| 标准筛振筛机 | 200 mm筛,≤120目 | 1套 | 筛分可更换 | 粒度控制 |
| 电热鼓风干燥箱 | 450 L,105℃ | 1台 | 控温±1℃ | 烘样 |
| 十万分之一天平 | 0.01 mg,220 g量程 | 2台 | 外校,自动浮力修正 | 贵金属称量 |
| 千分之一天平 | 1 mg,3200 g | 2台 | 配料、铅扣称量 | 快速称量 |
| 通风柜(配料) | 1800 mm,面风速0.5 m s⁻¹ | 2台 | 耐强酸,LED照明 | 配料、分金 |
| 坩埚冷却车 | 28位 | 2辆 | 耐高温滚轮 | 转运/冷却 |
| 电动坩埚叉车 | 28位,蓄电池2 h续航 | 1辆 | 升降高度1.2 m | 自动装卸炉 |
| 灰皿冷却架 | 100位,不锈钢 | 2个 | 耐高温900℃ | 灰皿暂存 |
| 坩埚倾倒叉 | 普通或气动夹持,旋转180° | 2把 | 减轻人工 | 倒模 |
| 钢模/钢模车 | 28孔,铸铁,车带振动 | 1套 | 3 s振动,快速脱模 | 铅扣成型 |
| 除尘系统 | 滤筒+活性炭,4000 m³ h⁻¹ | 1套 | 出口≤10 mg m⁻³ | 熔灰吹尾气 |
| 应急防护柜 | 镀铝隔热服、面罩、手套 | 2套 | 耐1000℃辐射 | 人员应急 |
| 空压机 | 0.6 MPa,200 L min⁻¹ | 1台 | 带冷冻干燥 | 气动门/叉 |
三、试剂与耗材(年用量按5000批估算)
| 试剂 | 规格 | 年用量 | 用途 |
|---|---|---|---|
| 氧化铅(AR) | 25 kg/袋 | 2.5 t | 灰吹捕集剂 |
| 无水碳酸钠(AR) | 25 kg/袋 | 1.2 t | 碱性熔剂 |
| 硼砂(十水,AR) | 25 kg/袋 | 1.0 t | 助熔、渣相调节 |
| 二氧化硅(AR) | 25 kg/袋 | 0.8 t | 酸性熔剂 |
| 小麦粉(还原剂) | 食品级10 kg/袋 | 0.2 t | 还原力调节 |
| 硝酸(65%) | 2.5 L/瓶 | 80 L | 分金溶解银 |
| 盐酸(36%) | 2.5 L/瓶 | 50 L | 分金洗涤 |
| 坩埚(耐火黏土) | 65 mL | 6000只 | 一次性熔样 |
| 灰皿(镁砂) | 20 mL | 6000只 | 一次性灰吹 |
| 钢模脱模剂 | 500 g/罐 | 10罐 | 防粘 |
三、主要技术参数
| 项目 | STR-FAF25-12 熔样炉 | STR CFK100-12灰吹炉 |
|---|---|---|
| 最高温度 | 1200 ℃ | 1200 ℃ |
| 额定功率 | 40 kW | 15 kW |
| 炉膛尺寸(W×D×H) | 600×570×310 mm | 1000×600×120 mm |
| 装样数量 | 25×50-65 g 坩埚 | 100×20 mL 灰皿 |
| 加热元件 | 12 根硅碳棒 | 9 根硅碳棒 |
| 炉门方式 | 气动斜开门 | 气动垂直升降门 |
| 控制 | PID+RS485 | 触摸屏+USB 记录 |
| 外壳最高温度 | ≤55 ℃ | ≤50 ℃ |
| 标配安全 | 超温、断偶、缺相、门限位 | 超温、断偶、断棒、电流不平衡 |
炉体与炉膛
炉膛有效尺寸:600 mm(W)× 570 mm(D)× 310 mm(H),可一次性放入 25 只 50-65 g 黏土坩埚,或 42 只 30-55 g 坩埚。
外壳:≥1.5 mm 镀锌钢板,表面静电喷涂耐温 200 ℃ 锤纹漆;框架为 50×50×5 mm 角钢焊接。
炉衬:工作面 40 mm 高铝砖(Al2O3 ≥ 65%),背衬 1260 级陶瓷纤维板 ≥60 mm,热面温度 1200 ℃ 时外壁 ≤ 55 ℃。
加热元件:12 根等直径 Φ20 mm 硅碳棒,横向布置,可单独更换;冷端长度 ≥ 150 mm,保证接线端子温度 ≤ 180 ℃。
温控参数
额定温度:1200 ℃(长期)/ 1250 ℃(短时 2 h 空载)。
控温精度:±1 ℃(K 型热电偶,PID 自整定,分辨率 0.1 ℃)。
温场均匀性:九点测温,最大温差 ≤ ±5 ℃(1050 ℃ 空载)。
升温速率:0-20 ℃ min?1 可设;1050 ℃ 恒温功耗 ≤ 28 kW。
电气与动力
供电:3P-380 V-50 Hz,额定功率 40 kW,推荐电缆 YJV-4×25 mm2+1×16 mm2,断路器 100 A。
炉门驱动:气缸 Φ63×300 mm,0.4-0.6 MPa 洁净压缩空气,脚踏阀控制,开门时间 ≤ 3 s。
控制柜:独立落地式,防护等级 IP54;主回路采用可控硅调压,带缺相、过流、超温、断偶报警;带 RS485 接口,支持 MODBUS-RTU 远程监控。
安全与环保
超温保护:两级独立温控表,一级报警二级切断主回路。
炉门限位:门未关到位无法启动加热;意外断电自动排气,防止炉门卡死。
表面温升:门框 ≤ 60 ℃,侧壁 ≤ 50 ℃,满足 GB 5959.1-2019。
配套清单（单台）
炉体 1 套、电控柜 1 台、K 型热电偶 2 支（1 用 1 备）、硅碳棒 12 根、脚踏阀 1 套、气缸及气管 1 套、坩埚叉 1 把、耐火垫板 2 块。
TR CF100-12火试金灰吹炉(100 位CUP)
炉体与炉膛
炉膛有效尺寸:1000 mm(W)× 600 mm(D)× 120 mm(H),可并列摆放 100 只 Φ40 mm 镁砂灰皿(20 mL)或 64 只 Φ46 mm 灰皿(30 mL)。
顶部进风:两排 Φ25 mm 可调进气孔,线性阀门控制;后墙设 200 mm×50 mm 排烟口,法兰连接洗涤塔。
炉衬:工作层 40 mm 堇青石-莫来石预制板(使用温度 1300 ℃),背衬 1260 级陶瓷纤维 ≥80 mm,外壳温升 ≤ 50 ℃。
加热元件:9 根 Φ20 mm 硅碳棒,垂直安装于炉膛两侧,可单根更换;冷端镀镍,夹持件为不锈钢 310 S。
温控参数
额定温度:1200 ℃(长期)/ 1250 ℃(短时)。
控温精度:±1 ℃;九点测温,最大温差 ≤ ±8 ℃(1100 ℃ 空载)。
升温速率:0-15 ℃ min?1 可设;1100 ℃ 恒温功耗 ≤ 15 kW。
电气与动力
供电:3P-380 V-50 Hz,额定功率 15 kW,推荐电缆 YJV-4×10 mm2,断路器 63 A。
炉门驱动:同熔样炉,气缸垂直升降,脚踏阀控制,配 0.4-0.6 MPa 压缩空气。
控制柜:7 寸彩色触摸屏,内置 5 条灰吹曲线,可预约启动;带 USB 口,可导出历史数据(时间-温度-电流-报警)。
安全与环保
超温、断偶、断棒、电流不平衡四重报警并自动断电。
炉门嵌入 300 ℃ 耐高温钢化玻璃观察窗,透射率 ≥ 80%,方便目测灰吹终点。
标配集铅盒(抽屉式,容积 2 L)可捕集 70% 以上 PbO 冷凝物,减少管道堵塞。
配套清单(单台)
炉体 1 套、电控柜 1 台、K 型热电偶 2 支、硅碳棒 9 根、脚踏阀 1 套、集铅盒 1 只、灰皿叉 1 把、耐高温手套 1 副。
选型提示
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若样品硫、砷高,需短时 1250 ℃,可选 1350 ℃ 版本(硅碳棒+高铝炉衬),功率不变,价格高约 12%。
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两炉必须分室放置,共用一台 1.1 kW 空压机即可;但压缩空气需经干燥过滤(露点 ≤ -20 ℃),避免气缸锈蚀。
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安装尺寸:熔样炉 1400×1160×1850 mm(开门 2100 mm),灰吹炉 1600×800×1700 mm(开门 1950 mm),顶部留 ≥500 mm 排风罩空间。
