为了明确各种地质矿物的组成,通常采用光谱实验来分析其化学组成和相对含量。在进行光谱实验前,需要在实验矿粉中加入适量的粉状催化剂均匀混合后,再紧实地填充到试验用的碳棒电极中。传统的混料一般由人工搅拌或借助简易装置进行,而填料压实作业则主要由人工操作。由于样品的备料过程周期长、效率低,混、填料质量不稳定,实验数据可重复性不好,存在一定的分析误差,为了提高多组份矿粉的混合均匀度和填充紧实度,本文提出了一种基于辅助介质的振动混填料装置,并进行了相关的实验研究。主要内容包括:1.根据光谱实验的要求,创新性提出了一种基于辅助介质的振动混料与填料装置,即在密闭坩埚中加入玛瑙球作为辅助混料和填料的介质,利用振动方法来实现自动混料填料过程。2.对混料与填料过程中的矿粉微粒进行力学分析,建立了微粒力学模型,分析了仿真前处理操作的相关要求与参数设置,提出了评价混料与填料质量效果的方法。3.对混料与填料过程进行仿真研究,利用SolidWorks建立了以玛瑙球为辅助介质的振动混料与填料仿真模型,借助EDEM离散元仿真软件,对粒度为50~150μm的矿料和催化剂的混合与填充过程进行模拟,得到了振动结构和振动参数对混料与填料影响的一般规律;分析了偏转角度、振幅、频率、时间等参数对混料和填料过程的影响。4.对混料与填料过程进行实验研究,按照实验样品的要求,以粒度为50~150μm的矿料和催化剂为试样,将其放入到自制的混料填料装置中进行混料和填料实验,结果表明:本自制装置在偏转角度为15~25°,振幅为1.5mm,频率为125~150Hz,振动时间为40s时,综合混料效果最佳;振幅为1.5mm,频率为100~150Hz,时间为10s时,综合填料效果最好。结论:通过实验与仿真对比,结果基本一致,验证了仿真模型的正确性。本文所提出的基于辅助介质的二相振动混料和填料方法及装置,能高效快速的完成光谱实验的备料,也可为大批量混料和填料作业提供借鉴和参考。