рошо измельчаются хрупкие материалы, тогда как измельчение пластичных материалов идет лишь с трудом. По степени измельчения (диспергирования) материала обычно различают дробление (грубое измельчение до частиц размером в несколько сантиметров или миллиметров), измельчение (до десятков микрометров) и тонкое измельчение. При дроблении обычно соблюдается эмпирическое правило Кирпичева — Кика, согласно которому работа» измельчения WmM пропорциональна объему измельченного материала V. При тонком измельчении обычно выполняется правило Риттинге-ра — пропорциональность между работой измельчения и поверхностью образовавшегося порошка AS. В общем случае, по Ребиндеру, работа измельчения определяется соотношением

W^ = c*AS+kV,

где а* — удельная работа измельчения, которая может на несколько порядков превосходить поверхностную энергию твердого тела ст. Вместе с тем для ряда материалов наблюдается пропорциональность величин а* и а.

Важную роль в интенсификации процессов диспергирования и уменьшения энергетических затрат на эти процессы играет введение различных по природе и механизму действия поверхностно-активных сред. Подобные среды способны, с одной стороны, облегчить измельчение за счет действия эффекта адсорбционного понижения прочности (эффект Ребиндера; см. IX.4), а с другой — предотвратить сцепление (агрегирование) образующихся при измельчении частиц (см. VII).

Например, для измельчения гидрофильных материалов, широко используемых в строительстве, производстве керамических масс, катализаторов, сорбентов и носителей, в качестве жидкой дисперсионной среды при помоле обычно применяют воду. Разумеется, ее использование определяется не только адсорбционной активностью по отношению к гидрофильным материалам и эффективностью воздействия на их прочность, но и легкодоступностью и дешевизной; последнее обстоятельство играет важную роль, если учесть масштабы указанных производств.

Однако сравнительно высокое поверхностное натяжение воды (а ~ 73 мДж/м2) вызывает появление больших капиллярных стягивающих сил (см. 1.5.1) в процессе удаления ее после помола и вследствие этого агрегирование частиц на стадии сушки, так что может возникнуть необходимость дополнительной операции — дезагрегации уже измельченного материала. Введение в воду ПАВ снижает величину капиллярных стягивающих сил, предотвращает агрегирование частиц и позволяет провести процесс помола до его завершающей стадии в оптимальных условиях.

Изучение роли жидких сред в интенсификации измельчения твердых тел составляет одну из задач физико-химической механики (см. гл. IX). Столь же существенна роль ПАВ в эмульгировании и вспенивании жидкостей, процессах, используемых в технологии многих производств в пищевой, фармацевтической, химической промышленности.

Высокодисперсные золи металлов и сплавов в самых различных дисперсионных средах могут быть получены методом электрораспыления, промежуточным по своей физико-химической природе между диспергированием и конденсацией. Наиболее эффективно осуществляется электрораспыление порошков в непроводящих средах с применением высокочастотных разрядов высокого напряжения. Этот метод, разработанный Т. Бредигом и Т. Сведбергом, позволяет получать разнообразные золи, например такие экзотические, как золи щелочных металлов в органических растворителях. Можно также получать золи со сложными по составу частицами дисперсной фазы в результате электрораспыления сплава заданного состава.

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию