СЕДИМЕНТАЦІЙНИХ АНАЛІЗ

Властивості суспензій багато в чому визначаються ступенем дисперсності. Реальні суспензії, як правило, полідісперсни і містять як відносно великі частки, які осідають (спливають), так і дрібні, седиментаційно стійкі частинки.

Вивчення седиментації пов'язано з отриманням в ході експерименту даних для побудови кривих накопичення осаду в часі. Якщо в системі немає коагуляції (система агрегативно стійка), то крива накопичення має безперервний вид без перегинів, а сам осад має щільну структуру.

Знаючи швидкість седиментації з рівняння (6.4), можна розрахувати радіус осідають частинок:

На цій залежності заснований ссдіментаціонний аналіз суспензій, який дозволяє отримувати криві розподілу часток за розмірами.

У седиментационном аналізі важливо, що рівняння Стокса має ряд припущень, серед яких допущення про геометрично правильної, сферичної форми частинок (якщо частки мають неправильну форму, необхідно вводити фактор форми частинок або визначати еквівалентний радіус) і відсутності взаємодії частинок дисперсної фази з дисперсійним середовищем.

Експериментально визначається швидкість осідання частинок в системі з відомими фізико-хімічними властивостями. Насправді зручніше спостерігати за масою осаду т , що накопичується на чашечці торсіонних ваг. Зазвичай чашечку ваг опускають в скляний циліндр з добре перемішаної суспензією на висоту h від поверхні рідини. Відзначають показання ваг через певні інтервали часу. В ідеальному випадку експеримент закінчується, коли маса осаду досягає маси порошку, взятого для приготування суспензії. Реально експеримент закінчується, коли перестають змінюватися показання але шкалою ваг і маса осаду умовно вважається постійною.

Після цього будується крива седиментации т = / (г), яку обробляють методом дотичних - методом графічного диференціювання. Це складна і копітка робота, тому варто зауважити, що в даний час існують прилади і пристрої, які проводять обробку седіменаціонной кривої автоматично.

Тангенси кутів нахилу дотичних до седиментаційною кривої визначають швидкості седиментації відповідних фракцій частинок. Седіменгаціонний аналіз закінчується побудовою інтегральної, а потім диференціальної кривих розподілу часток полідисперсної системи за розмірами.

У практиці досліджень широко використовується седиментаційних аналіз різних порошків. Він полягає в тому, що досліджуваний порошок переводиться в суспензію і визначається швидкість осідання частинок йод дією сили тяжіння.

Для отримання достовірних результатів важлива правильність підготовки зразків. Підготовка порошків до аналізу включає кілька етапів.

  • 1. Відбір проб повинен проводитися з використанням квартування, щоб отримані результати були представницькими.
  • 2. Очищення від домішок. Багато мінерали повинні попередньо бути очищені. Наприклад, глини крім основного глинистого мінералу того чи іншого кристаллохимического типу містять домішки - інші мінерали, органічні, углисті, бітумінозні, гумі- нові речовини. В цьому випадку потрібне очищення, яка включає звільнення шматків мінералів, відібраних безпосередньо на родовищі, від коричневих прожилок оксидів заліза, темних зерен оксидів марганцю і інших помітних неозброєних оком домішок і включень. Подальша очищення - відмулювання, якому піддається приготована 3-5% -а водна суспензія, ретельно перемішана, звільнена від грудочок центрифугуванням.

Навіть в тих випадках, коли дослідженню підлягає мінеральний і стійкий по відношенню до води продукт, далеко не у всіх випадках вода виявляється цілком придатною для виготовлення суспензій з метою їх седиментационного дослідження. Часто змочуються здатність води по відношенню до мінеральних часток виявляється недостатньою для забезпечення їх стійкості в суспендованих стані. Втім, у багатьох випадках, а практично майже завжди, смачиваемость водою різних порошків можливо значно поліпшити. Найпростішим прийомом для поліпшення змочуваності частинок порошку обраної для досвіду дисперсійним середовищем є їх кип'ятіння, яке дозволяє подолати так званий гістерезис змочування і одночасно повністю видалити прилип до поверхні частинок бульбашки повітря, що викликають часткову флотацию дисперсної фази (тальк, графіт і ін.). Кип'ятіння рекомендується у всіх випадках, коли помітна часткова флотация частинок або тенденція до їх флокуляції з утворенням хлопьевідний агрегатів. Далеко не завжди кип'ятіння призводить до бажаних результатів. Часто виявляється необхідним прийняття інших заходів, з яких в першу чергу слід розглядати зміну кислотності середовища.

Золі мають високу ступінь дисперсності і кінетично стійкі в гравітаційному полі. Частинки золів залучаються до тепловий рух і дифузію і можуть довго (роками) не осідає, наприклад, до цих нір зберігаються золі червоного золота, приготовані Фарадеем. Для здійснення седиментации ультрамікрогетерогенних систем використовують центрифугування зі швидкістю обертання в кілька десятків тисяч обертів на хвилину.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >