Механохимические аппараты и методы оценки их эффективности: Учебное пособие, страница 30

Таблица 19

Скорость окрашивания (u) в системе   (Al2O3 + 1 % фенолфталеина) в различных мельницах* и сравнительная эффективность мельниц по отношению к АГО-2

Параметр

Мельница

АГО-2

ЭИ-150´2

АПФ

u×10-2, с-1

5.7±0.6

3.2±0.3

2.4±0.2

сравнительная

эффективность

1

0.6

0.4

Примечание

* Режим работы мельниц: АГО-2Dш = 0.5 см, Мш = 200 г, Мв = 10 г, энергонапряженность 19.1 вт/г; ЭИ-150´2 – см. табл. 24; АПФDш = 0.8 см, Мш = 1000 г,
Мв = 100 г.

В табл. 20 приведены величины скорости окрашивания в мельнице МС-1, полученные при различных режимах ее работы, и дана сравнительная эффективность при каждом режиме по отношению к АГО-2.

Таблица 20

Скорость окрашивания (u) и сравнительная эффективность по отношению к АГО-2 мельницы МС-1 при различных режимах работы. Потребляемая мощность 1.85 кВт, масса загрузки вещества Мв = 208 г

Параметр

Ширина зазора, мкм

70

80

u×10-2, с-1

4.1±0.4а)

0.75±0.08а)

2.4±0.2б)

0.59±0.06в)

Сравнительная
эффективность

0.72а , 0.42б)

0.13а, 0.10в)

Примечание

а) Вращение корпуса и пестика в разные стороны со скоростью Wкорп = 705 и Wпест = 945 об/мин.

б) Вращение пестика со скоростью Wпест = 945 об/мин при отсутствии вращения корпуса Wкорп = 0;

в) Вращение корпуса и пестика в одну сторону со скоростью Wкорп = 705 и Wпест = 945 об/мин.

Полученные экспериментальные данные подтверждают возможность использования скорости окрашивания поверхности оксида алюминия продуктом реакции фенолфталеина с поверхностными ОН-груп­пировками в качестве критерия оценки эффективности мельниц. Из табл. 18, например, видно, что по величине скорости окрашивания можно определить оптимальный режим работы ЭИ-150´2. Аналогичные оценки можно сделать и для всех остальных аппаратов.

При сравнении мельниц между собой по скорости окрашивания можно заметить, что самой эффективной является АГО-2. Именно здесь можно добиться (подобрав оптимальные условия МО) максимального значения u. Однако с учетом массы загрузки обрабатываемого материала самой производительной из четырех указанных типов мельниц является МС-1 (табл. 18–20). При потребляемой мощности 1.85 кВт (сравнимой с АГО-2 и на порядок меньшей, чем у АПФ) масса загрузки вещества в МС-1 в 20 раз превышает таковую в АГО-2, в 40 раз – в ЭИ-150´2 и в 2 раза – в АПФ.

Появление розовой окраски смеси (оксид алюминия + фенолфталеин) в результате МО свидетельствует о наличии взаимодействия между этими веществами во время МО. В данном случае можно предположить два возможных механизма этого взаимодействия.

Известно [77], что на поверхности оксида алюминия имеются семь типов гидроксильных групп различной основности. Фенолфталеин также имеет в своей структуре гидроксильные группы, благодаря которым он является весьма слабой кислотой [78]. Вероятно, во время совместной МО этих двух веществ происходит взаимодействие «кислого» протона молекулы фенолфталеина и одной из основных гидроксильных групп с поверхности оксида алюминия, в результате чего образуется хинольная форма [79], имеющая красный цвет. Очевидно, что интенсивность окраски зависит от количества образованных молекул этой формы. Существует и другое объяснение появления розовой окраски механически обработанной смеси. Возможно, это обусловлено появлением полосы с переносом заряда (ППЗ), которая возникает в результате образования водородной связи между одной из гидроксильных групп с поверхности оксида алюминия и протоном молекулы фенолфталеина [80].