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-2 – D_ш = 0.5 см, М_ш = 200 г, М_в = 10 г, энергонапряженность 19.1 вт/г; ЭИ-150´2 – см. табл. 24; АПФ – D_ш = 0.8 см, М_ш = 1000 г,
М_в = 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 М_в = 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 W_корп = 705 и W_пест = 945 об/мин.

^б) Вращение пестика со скоростью W_пест = 945 об/мин при отсутствии вращения корпуса W_корп = 0;

^в) Вращение корпуса и пестика в одну сторону со скоростью W_корп = 705 и W_пест = 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].