Эффективность активации оценивалась по изменению реологических параметров суспензии: пределу статической (когезионной) прочности s и показателю вязкости g. Показатель s определялся путем отрыва кварцевого кольца с площадью поверхности отрыва S = 197.8мм2 от поверхности суспензии (отрыв носит явно когезионный характер) и оценивалась по углу поворота регулятора усилия. Вязкость определялась по времени истечения 25 мл суспензии из вискозиметра с калиброванным отверстием. Полученные результаты проверялись на песчано-глинистой смеси по стандартной методике.
Экспериментальные данные представлены на рисунках 1, 2.
При рассмотрении полученного материала в первую очередь выделяется тот факт, что из двух параметров варьирования влияние частотного фактора на реологические параметры системы и процесс коагуляционнного структурообразавания является более существенным в сравнении с временными параметрами.
Анализируя данные, представленные на рис. 1, можно констатировать, что при максимально возможном для данного активатора значение энергонапряженности механического воздействия на систему (при n = 13 тыс. об/мин ) варьирования временем обработки приводит к существенным изменениям структурно-механических параметров немодифицированных суспензий в интервале t = 30 — 180 с. Увеличение вязкости и статической прочности суспензии в данном случае объясняется, очевидно диспергированием глинистого минерала вследствие механического воздействия и гидратации. Дальнейшее снижение темпа роста указанных параметров при увеличении времени обработки системы сверх 180 с свидетельствует о снижении диспергируемости материала, что является вполне очевидным по нашему мнению явлением.
Суспензия, в которой присутствовала реагентная добавка, значительно в меньшей мере подвержена влиянию длительности обработки. Как видно, в интервале t = 30 — 120 с она имеет более высокие значения вязкости и прочности суспензии в сравнении с немодифицированной.
Основную роль здесь играет химическое воздействие реагента модификатора, а механическое диспергирование выступает как интенсификатор химического взаимодействия, создавая новые позиции для закрепления реагента. Здесь необходимо отметить существенность частотного фактора (рис. 2).
Варьирование частотой (скоростью вращения лопасти активатора) вносит значительные изменения в реологические свойства обеих суспензий. Это происходит как за счет изменения дисперсности материала, так и путем интенсификации процесса гидратации (наблюдается визуально по отсутствию разделения жидкой и дисперсной фаз) и взаимодействия минерала с реагентом.
Зафиксированный в интервале частот (9 — 13 тыс. об/мин) более резкий рост вязкости и статической прочности суспензии предположительно можно объяснить резким увеличением удельной плотности энергии воздействия на систему. Поскольку при таких частотах наблюдается интенсивный захват воздуха в суспензию, что по нашему мнению уменьшает гидростатическое сопротивление системы и ведет к резкому увеличению кинетики механического взаимодействия частиц с лопастью и между собой.
Проверка результатов исследования на формовочной смеси производилась по оценке предела прочности на сжатие стандартного образца из сырой смеси. Результаты испытания образцов выявили возрастание прочностных показателей смеси по мере роста показателя статической прочности суспензии. Так например, прочность образца приготовленного на необработанной суспензии и суспензиях, обработанных в течении 7 мин. на максимальных оборотах активатора без добавки и с добавкой реагента составила соответственно 0,048 МПа, 0,060 МПа и 0,072 МПа. Приведенные данные подтверждают предположение о возможности эффективного проведения активационных процессов при обработке суспензии.
Таким образом проведенные исследования позволили установить, что определяющим фактором эффективности механоактивационных процессов и интенсивности химического взаимодействия минерала с реагентной добавкой СВП «Лигнопол» является кинетическая энергия механического взаимодействия, которая может регулироваться при помощи изменения скоростей обработки системы, а также профилирования и изменения числа лопастей активатора. При этом режимы обработки должны подбираться в соответствии с концентрацией дисперсной фазы в суспензии.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.