Оценка степени диспергирования материалов

При измельчении и диспергировании твердое тело под действием внешних сил делится на части с образованием новых поверхностей. Важными характеристиками измельчаемого материала является форма и размер частиц, а самого процесса диспергирования – степень диспергирования (или измельчения).

Для оценки получаемой смеси частиц необходимо знать средний размер частиц диспергируемой фазы, а также дисперсию среднего размера частиц и объемного содержания диспергируемой фазы по объему смеси. Информация о размерах диспергируемой фазы получают различными методами дисперсионного анализа (таблица 2.1)

В зависимости от размеров наиболее крупных кусков исходного и частиц измельченного

материала различают следующие виды измельчения (таблица 2.2).

Таблица 2.1 – Методы дисперсионного анализа

Метод анализа	Размер частиц, м (граница применимости)
Ситовой Сендиметационный Кондуктометрический Микроскопии Фильтрования Центрифугирования Ультрамикроскопии Нефелометрии Элетронной микроскопии	10-2 ÷ 10-4 10-4 ÷ 10-6 10-4 ÷ 10-6 10-4 ÷ 10-7 10-5 ÷ 10-7 10-6 ÷ 10-8 10-7 ÷ 10-9 10-7 ÷ 10-9 10-7 ÷ 10-9

Таблица 2.2 – Классификация измельчения материалов

Класс измельчения	Размер кусков исходного материала (Dc), мм	Размер кусков измельченного материала (dc), мм
Дробление: - крупное - среднее - мелкое Помол: - грубый - средний - тонкий - коллоидный	1÷5 0,1÷0,04 0,1÷0,04 <0,1	1÷5   0,1÷-0,04 0,015÷0,005 0,0050,001 <0,001

Наиболее широко используется ситовой анализ и микроскопия (последняя в виде пленок и микроатомных срезов). При ситовом анализе в практике широко распространено измерение частиц по минимальному диаметру круглого отверстия, через которое может пройти частица. На практике исходный материал и продукт измельчения представляет собой смесь, состоящую из частиц размерами от d_min до d_max . Размер максимальной частицы, принимают равными размеру отверстий сита, на котором не остается материала, а минимальный размер – размером отверстий сита, на котором данная фракция остается.

Средневзвешенный размер частиц d_св продукта измельчения вычисляют по уравнению:

, (2.1)

где d_i - среднее арифметическое размеров частиц узкой фракции; x_i – выход (содержание) фракции, %.

При проведении ситового анализа размеры ячейки сита, суммарный остаток на котором равен 5 % (d₅), в ряде случаев является более достоверным показателем, чем максимальный размер d_max.. Другим важным показателем является размер ячейки сита остаток, на котором равен 50% по массе (d₅₀).

Результаты измельчения материала можно оценивать разными показателями. Основным из них является степень измельчения:

, (2.2)

где D_cв и d_cв – средневзвешенный размер частиц материала соответственно до и после проведения процесса измельчения.

Иногда в качестве показателя степени диспергирования применяется изменение удельной поверхности частиц до и после процесса:

, (2.3)