Механохимические аппараты и методы оценки их эффективности: Учебное пособие, страница 27

Динамика изменения функции Кубелки–Мунка, рассчитанная для полос поглощения с максимумами при l₁ = 430 и l₂ = 608 нм в зависимости от времени МО рабочей смеси в трех мельницах, представлена на рис. 11.

Видно, что кривые при определенном времени механической обработки всегда пересекаются, т. е. . Визуально при этом образцы имеют один и тот же оттенок зеленого цвета. Назовем этот оттенок (при ) стандартным цветом. Из рис. 11 видно, что стандартный цвет быстрее всего достигается при МО в АГО-2 (через 1 мин). В ЭИ-150´2 пересечение кривых для l₁ и l₂ наблюдается после 3 мин МО. Медленнее всего достижение стандартного цвета происходит в АПФ – после МО в течение 7 мин. В данном случае наблюдается не только смещение точки пересечения в сторону больших времен МО, но и появление участка с возрастанием . Назовем величину, обратную времени достижения точки пересечения кривых  и , скоростью достижения стандартного цвета –  (t_c – время достижения стандартного цвета).

На рис. 12 представлена зависимость величины скорости достижения стандартного цвета от условий МО.

Видно, что при увеличении диаметра шаров D_ш и массы загрузки исследуемой смеси М_в (рис. 12, а, в, кривые 1) скорость достижения стандартного цвета падает, а увеличение центробежного ускорения, выраженного в g-единицах, и массы шаров М_ш приводит к ее росту (рис. 12, б, г, кривые 1). Здесь же (рис. 12, кривые 2) приведены для сравнения литературные данные [76] по влиянию условий МО
на скорость измельчения обрабатываемого материала. Кривая 2 на рис. 12, а описывает зависимость достигаемого минимального среднего размера частиц при МО от диаметра шаров. Видно, что уменьшение диаметра шаров от 8 до 1 мм приводит к уменьшению величины c₅₀ (c₅₀ – некоторый предельный размер частиц порошка, когда 50 % частиц имеют размер, меньший этого значения) от 2.2 до 0.2 мкм, причем скорость достижения этой предельной величины падает от 11.1×10^-3 до 2×10^-5 с^-1. На рис. 12, б (кривая 2) приведена зависимость скорости достижения предела измельчения (c₅₀ = 1.2 мкм) от центробежного ускорения, с увеличением которого повышается и скорость. Влияние массы загрузки обрабатываемого вещества на скорость измельчения показано на рис. 12, в (кривая 2). Видно, что с увеличением массы загрузки материала скорость достижения предела измельчения (c₅₀ = 1.5 мкм) значительно падает с 4.2×10^-3 до 1.7×10^-3 с^-1. На рис. 12, г (кривая 2) показана зависимость величины удельной поверхности обрабатываемого материала от массы шаров, которая имеет явно выраженный максимум [76].

   а                          б                   в                     г

Рис. 12.Влияние условий МО на скорости достижения стандартного цвета (1) в ЭИ-150´2 (20 g, М_ш = 200 г, М_в = 5.2 г, D_ш = 8 мм) и измельчения (2) (данные [158])

В табл. 17 приведены экспериментальные значения скоростей достижения стандартного цвета (u) в четырех типах мельниц (ЭИ-150´2, АГО-2, АПФ, МС-1) с указанием условий МО. Здесь же даны значения скоростей достижения максимального значения функции Кубелки– Мунка F_l (R): V = . В данном случае t – характерное время достижения , которое вычисляется из кинетического уравнения, описывающего изменение этой функции, аналогичного уравнению (1):

                                ,                          (78)

где F_max = F_l(R), t – время МО (для l = 430 нм оказалось возможным вычислить скорость V₁ только для АПФ). Видно, что значения u и V₁, V₂ близки по величине. Дана сравнительная эффективность всех используемых мельниц по отношению к АГО-2, в которой величина скорости оказалась максимальной.

Таблица 17

Скорость достижения стандартного цвета (u) и максимального значения функции Кубелки–Мунка (V) в системе NaF + Co(SCN)₂ в различных мельницах

Параметр	Мельница
	ЭИ-150´2а)	АГО-2а	АПФб)	МС-1в)
V1×10-3, c-1	–	–	2.2±0.2	–
V2×10-3, c-1	8.9±0.9	20.0±2.0	2.5±0.3	1.8±0.2
u×10-3, c-1	9.3±0.9	16.7±1.7	2.4±0.2	1.5±0.2
сравнительная эффективность	0.56	1	0.14	0.09