Одной из характеристик порошковых материалов является их удельная поверхность, то есть суммарная поверхность частиц, приходящаяся на единицу массы порошка. С повышением дисперсности порошка его удельная поверхность возрастает.

Уравнение кинетики измельчения S = f ( t ), где S — суммарная площадь поверхностей частиц единицы массы порошка; t –– время измельчения, определяется из условия:

, (3) где S_max — максимально достижимая для данного материала поверхность.

Разделяя переменные, получаем:

Решая это уравнение, имеем:

Постоянную интегрирования С определяем из граничных условий. Пусть при t = 0 S = 0. Тогда оказывается, что lnS_max = C, и предыдущее уравнение принимает вид: ,

откуда имеем: .

Тогда уравнение кинетики измельчения принимает вид:

(4)

Зависимость (4) показана кривой 2 на рис. 7. Кинетика и механизм измельчения существенно изменяются при введении поверхностно активных веществ (ПАВ) (кривая 1 на рис. 7).

При отсутствии ПАВ может также наблюдаться агрегирование измельчаемых частиц (кривая 3 на рис. 7) за счет слипания ранее образовавшихся частиц.

Сепарация на ситах (ситовый анализ)

Если зернистость порошка превышает 40 мкм, то сепарация производится на ситах. Сепарация производится для выделения требуемых фракций порошка. Применяют сита специальной конструкции (рис. 14, а), которая позволяет собирать их в пакет, т.е. создавать набор сит.

Ситовый анализ заключается в том, что на платформу 1 (рис. 14, б) вибростенда, содержащего источник вибрации –– неуравновешенный двигатель (дебаланс) 2, устанавливают набор сит 3 с уменьшением размера ячеек сверху вниз.

Анализируемый порошок засыпают на верхнее сито и подвергают вибрации.

В итоге на каждом из сит остается только та часть порошка, которая соответствует диапазону зернистости определенной фракции.

80. Сепарация в спокойном слое жидкости

Рис. 15. Схема сепарации в спокойном слое

Водную суспензию 1 (рис. 15) подлежащего разделению на фракции порошка заливают в сосуд 2 на высоту Н. При помощи мешалки 3 производится перемешивание суспензии до ее однородности.

Затем мешалку 3 выключают и через определенное, заранее задаваемое время производят отбор всей суспензии на глубину 1/3Н при помощи шланга 4, связанного с вакуумной системой.

Вакуумная система включает баллон 5, внутренняя часть которого подвергается вакуумированию. Баллон имеет крышку 6, герметизирующую шланг 4 и корпус 5. Между крышкой и корпусом баллона находится перфорированная пластина 7, на которую уложена фильтровальная бумага 8.

Выделенная фракция порошка остается на фильтровальной бумаге в виде осадка 9. Для более полного извлечения фракции в сосуд доливают воды до высоты Н, и процедуру повторяют.