Гранулирование материалов

Смачиваемость порошков

Смачивание поверхности твердых тел жидкостя­ми — сложный физико-химический процесс, который протекает в гетерогенных системах и определяется ин­тенсивностью взаимодействия между поверхностью твер­дого тела и жидкостью.

Процесс смачивания играет существенную роль в основных способах гранулирования различных веществ, в том числе минеральных удобрений, поэтому изучение его приобретает большое значение для оптимизации процессов гранулирования Литературные сведения об определении смачиваемости порошкообразных мате­риалов весьма ограниченны и противоречивы.

Смачиваемость порошков Подпись: X Подпись: (1-17)

Наиболее простой способ определения угла смачи­вания 0 описан в работе [127]. Он основан на измере­нии скорости подъема жидкости в капиллярах порошка

где И. — высота подъема жидкости в порошке, см; г — эквивалент­ный радиус пор, см; о — поверхностное натяжение жидкости, Н/см; Н — вязкость, Па • с; т — время подъема жидкости, с.

Попытка прямого использования этого метода при­менительно к изучаемым нами объектам вызвала суще­ственные трудности, так как визуальное определение скорости подъема жидкости в порошке, помещенном в стеклянную трубку, оказалось затруднительным. Недо­статком способа является также невозможность строго­го определения эквивалентного радиуса пор для реаль­ной засыпки исследуемого порошка.

В работе Думнова [46] предложен метод расчета краевого угла (0, cos0) на основе формулы (1-17), по­зволяющий избежать трудностей, связанных с опреде­лением г. В этом случае вместо длины пути, пройден­ного жидкостью в пористой засыпке, определяют ско­рость впитывания смачивающей жидкости.

Чтобы исключить влияние неоднородности пористого образца, были проведены дополнительные опыты, в ко­торых определяли скорость впитывания исследуемым порошком хорошо смачивающей жидкости, например бензола, для которого принимали 0=0, т. е. происходи­ло полное смачивание поверхности твердого материала [46].

Тогда уравнение для определения угла смачивания по­верхности пористых материалов принимает вид

Подпись: (1-18)cos 0 —

где vt и о2 — соответственно скорости впитывания воды и бензола, г/мин; »]i и иг — вязкости воды и бензола, Па-с; оч и о2 — поверх­ностное натяжение воды (насыщенных водных растворов) и бен­зола, Н/см.

Метод определения смачиваемости, изложенный в работе Думнова [46], был принят для определения краевых углов порошкообразных удобрений со следую­щей корректировкой; в качестве жидкой фазы вместо дистиллированной воды использовали насыщенные рас­творы исследуемых удобрений, для того чтобы предот­вратить их растворение в воде при определении смачи­ваемости.

Краевые углы определяли на разработанной нами установке, позволяющей автоматически фиксировать массу жидкости, впитываемой исследуемым материа­лом в единицу времени (рис. 1-20). Методика определе­ния угла 0 состояла в следующем [63].

Подпись: Рис. 1-20. Схема установки для определения смачиваемости порошков.

Навеску порошковидного материала 80 г помещали в стеклянную колонку 1. В стакан 6 наливали 200 мл смачивающей жидкости; при помощи воронки 5 запол­няли соединительные трубки 4 той же жидкостью и пе­ремещали в колонку 1 так, чтобы жидкость прошла че-

Смачиваемость порошков

Рис. 1-21. Изменение количества G (г) смачивающей жидкости во времени т (мин).

рез фильтр 3 и начала смачивать исследуемый поро­шок 2. Количество впитанной жидкости замеряли на весах 7, которые имели индукционный датчик, позво­ляющий фиксировать во времени убыль массы жидко­сти в стаканчике 6 на диаграммной ленте потенциомет­ра 8. Скорость впитывания вычисляли по тангенсу угла наклона а прямой G=f(x) к оси т на прямолинейном участке (рис. 1-21). Начальный участок кривой для расчета не использовали вследствие специфических осо­бенностей смачивания порошка в придонной области колонки 1 вблизи фильтра 3 (рис. 1-20 и 1-21).

Опыты по определению скорости впитывания бензо­ла осложнялись его высокой летучестью. Поэтому сна­чала на установке определяли количество испаряюще­гося бензола за среднее время одного определения. В дальнейших опытах при определении смачиваемости исследуемых образцов бензолом учитывали эту поправ­ку на испарение бензола в установке.

Вязкость насыщенных растворов минеральных удоб­рений определили методом их истечения из капилляра; для определения поверхностного натяжения применяли метод выдавливания из капилляра в объем исследуе­мой жидкости пузырька газа. Относительная погреш­ность изложенного метода определения смачиваемости составляла ±7% для фракции +0,25—0,5 мм.

Фракция +0,25—0,5 мм составляет основу порошко­видных удобрений; использование образцов с частица­ми размером более 0,5 мм приводит к значительному увеличению погрешности измерения угла смачивания. Методику определения смачиваемости отрабатывали на модельном веществе — кварцевом песке.

Таблица 1-4. Результаты определения краевого угла О смачивания кварцевого песка

Смачивающая жидкость

VCP‘

г/мип

V2

“П.

мПа*с

О,

мН/м

cos 0

6

Бензол

0,24

0,0575

0,647

28,9

1

0

Вода

0,09

0,0081

0,96

72,8

0,083

85

Насыщенные растворы аммиачной селитры

0,046

0,0021

2,02

87,33

0,038

87

мочевины

0,071

0,0050

2,24

73,31

0,119

83

простого суперфосфата

0,079

0,0062

1,14

72,85

0,075

85

нигроаммофоса

0,087

0,0075

1,15

74,29

0,09

84

нитроаммофоски

0,117

0,0137

1,23

74,76

0,175

79

карбоаммофоски

0,065

0,0042

1,07

73,48

0,0475

87

Результаты определения краевого угла смачивания кварцевого песка фракции +0,25—0,5 мм водой, бензо­лом и насыщенными водными растворами некоторых видов удобрений приведены в табл. 1-4. Из данных этой таблицы видно, что смачиваемость кварцевого песка во­дой и насыщенными водными 'растворами удобрений с учетом относительной ошибки практически одинако­ва, т. е. присутствие в насыщенных растворах раство­ренных веществ существенно не влияет на ИХ способ-

таблица 1-5. Результаты определения угла смачивания порошкообразных материалов

Минеральные удобрения

vcp насы­щенно­го рас­твора, г/мин

V

бен­

зола,

г/мин

*1

насыщен­

ного

раствора,

мПа-с

О

насыщен­

ного

раствора,

дин/см

cos 0

0

Мочевина

0,170

0,205

2,24

73,31

0,945

19

Двойной суперфосфат

0,129

0,115

1,17

72,81

0,910

24

Простой суперфосфат

0,0654

0,065

1,145

72,85

0,715

44

Аммиачная селитра

0,104

0,146

2,02

87,33

0,525

58

Хлористый калий (ие амииироваи - ный)

0,053

0,300

1,19

75,83

0,221

77

Аммофос

0,077

0,173

1,18

73,91

0,141

81

Нитроаммофос

0,050

0,113

1,15

74,29

0,135

82

Нитроаммофоска

0,0614

0,183

1,23

74,76

0,0824

85

Карбоаммофоска

0,042

0,163

1,07

73,48

0,0432

87

Хлористый калий (амииированный)

0

0,112

1,19

75,83

0

90

ность смачивать поверхность порошкообразных веществ, поэтому в дальнейшей работе для определения смачи­ваемости порошкообразных удобрений мы применяли их насыщенные водные растворы, что позволяло в то же время исключить растворение исследуемых удобре­ний в смачивающих растворах.

Результаты определения углов смачивания некото­рых видов минеральных удобрений фракции +0,25— 0,5 мм приведены в табл. 1-5. Эти данные являются средними из трех параллельных определений. Из табл. 1-5 видно, что наименьшие краевые углы смачивания, помимо мочевины, имеют двойной и простой суперфос­фаты, а наибольший — аминированный хлористый ка­лий (0=90°).

Добавить комментарий

Гранулирование материалов

МЕТОДИКИ И ПРИМЕРЫ ИНЖЕНЕРНЫХ РАСЧЕТОВ ПРОЦЕССОВ ГРАНУЛИРОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ

Рассмотренные в предыдущих главах физические и математи­ческие модели, механизмы гранулообразования, зависимости качест­ва гранул от параметров процесса, а также практические рекомен­дации по проведению гранулирования различными методами позво­ляют разработать методики расчета процесса …

Машины для гранулирования методами таблетирования, прессования (и {формования

Таблеточные машины. Эти машины широко применя­ют в производстве катализаторов, при переработке тер­мореактивных пластмасс, в фармацевтической промыш­ленности и т. п. При таблетировании возможно получе­ние из порошка компактных гранул-таблеток определен­ных физико-механических свойств …

Разбрызгиватели и грануляционные башни

При гранулировании разбрызгиванием жидкости в инертную среду (газовую или жидкую) основным аппа­ратом, определяющим размер и форму гранул, являет­ся разбрызгиватель. От качества его работы зависит не только равномерность размеров полученных гранул, …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Партнеры МСД

Контакты для заказов шлакоблочного оборудования:

+38 096 992 9559 Инна (вайбер, вацап, телеграм)
Эл. почта: inna@msd.com.ua