ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Унифицированный ряд аппаратов кипящего слоя ЛенНИИУсловия масштабирования из "Промышленное обезвоживание в кипящем слое" Разнообразие прочности размеров и внешнего вида гранул, получаемых при обезвоживании различных растворов в КС, обусловлено, несомненно, разнообразием адгезионных явлений при построении твердых конгломератов. [c.75] До настоящего времени, насколько нам известно, образование гранул не рассматривалось в зависимости от физико-химических процессов, протекающих при формировании гранулы. Попытка подхода к этой проблеме предпринимается нами впервые, как некоторое приближение к пониманию основных положений, определяющих природу образования гранул различных солей. При этом имеется в виду оценка возможности прогнозирования новых процессов, особенно когда в растворе присутствует несколько солей, что часто встречается при создании бессточных технологических схем производства. [c.75] Согласно современным представленям адгезию определяют как поверхностное явление, заключающееся в возникновении физического и химического взаимодействия между конденсированными фазами при их молекулярном контакте. Приведенное определение свидетельствует, что общим условием образования гранулы в КС должно быть сближение частиц, их стесненность, обусловливающая уменьшение расстояния между кристалликами соли до размера, при котором возможно проявление сил молекулярного воздействия. [c.75] В свете сказанного становится понятным то обстоятельство, что гранулы не образуются прн обезвоживании разбавленных растворов — повышенное содержание молекул воды, приходящихся на молекулу соли, как бы раздвигает зону контакта твердой фазы до расстояний, при которых проявление сил взаимодействия становится весьма слабым (свыше 10 нм). Характерный радиус ориентированного взаимодействия молекул воды оценивается в десять молекулярных расстояний. [c.75] Таким образом, при построении твердых композиций проявляются как диполь-дипольные взаимодействия, так и ион-диполь-ные. Следовательно, адгезионный контакт имеет выраженную электрическую природу. Построение новообразований протекает по схеме смачивание и адсорбция жидкой фазы, ее структурирование, эпитаксиальные явления (кристаллизация из раствора), образование адгезионных контактов на макроуровне за счет сближения гндратных оболочек. [c.76] Эти явления протекают под влиянием сил поляризации. В результате эпитаксиального наращивания прочность контакта определяется молекулярными силами и при определенных условиях — валентными. В целом, процесс адгезионного взаимодействия в солевых системах представлен последовательными адгезионноадсорбционными контактами с участием структурированных слоев воды. Рост прочности происходит при превращении когезионноадгезионных сил в валентные кристаллические контакты, что возможно при уменьшении прослойки адсорбированной воды до толщины порядка 0,2—10 нм. [c.76] В зависимости от комбинации аниона и катиона степень адгезионного взаимодействия и прочность камня изменяется, как это следует из данных табл. П1.1 и рис. П1.14. [c.78] Особое положение среди неорганических цементов и клеев занимают композиции на основе фосфатов и силикатов. Фосфатные цементы составляют отдельный класс, характеризуемый высокой прочностью камня ж 80—90 мПа, при этом, согласно Сычеву, прочность камня возрастает при переходе от щелочных фосфатов к кислым формам. [c.78] В соответствии с предсказанием теории неорганических адгезивов прочность и размер гранул возрастают с уменьшением стерического фактора — отношение Гк/Га. Стерический фактор, по Сычеву, для Na l и КС1 составляет 1,18, грануляция для этих солей не наблюдается стерический фактор для Na2S04, ZnS04, Mg la изменяется в последовательности 1,0 0,77 0,58, в том же порядке возрастает рост гранул. [c.78] Сравнение специфики образования гранул при обезвоживании растворов и плавов кристаллогидратов также указывает на особую роль поэтапного построения гранулы на основе структурированной пленки воды. [c.79] При обезвоживании в КС плавов карбамида с концентрацией 67—70% (масс.) грануляции не происходит, а образуется тонко-дисперсный материал, выносимый из слоя [35, с. 131 45]. В то же время, охлаждение в КС плава (без испарения воды) сопровождается четкой грануляцией с образованием весьма прочных гранул с прочностью от 10 до 30 МПа. [c.79] Согласно приведенной классификации ионов следовало ожидать выраженной грануляции при обезвоживании плава А12(504)з- 18Н2О, однако, так же, как при обезвоживании карбамида, получался чрезвычайно мелкий продукт аморфного строения. При аморфном состоянии твердого агрегирования мелких частиц не происходит. [c.79] Специфика процессов обезвоживания плавов связана, возможно, с проскакиванием этапа адсорбции воды и ее структурирования на поверхности твердых частиц скорость (интенсивность) испарения влаги из нлава оказывается более высокой, чем скорость перестройки аморфных частиц в кристаллические. Конечно, это предположение нуждается в проверке и дальнейшем изучении. [c.79] Адгезионная природа образования гранул выявлена при разработке технологии обезвоживания растворов хлорида магния. Как было ранее показано, процесс образования гранул хлорида магния в интервале температур слоя, обеспечивающих оптимальные технологические показатели, сопровождается нестабилизированным ростом гранул. Ввод рецикла для стабилизации гранулометрического состава оказался нецелесообразным из-за повышенного содержания мелких фракций в продукте. Стабилизация гранулометрического состава была обеспечена вводом в раствор ПАВ способных подавлять силы взаимодействия, участвующие при построении гранулы [33] роль пленки структурированной воды при этом проявляется довольно четко. Выбор ПАВ подсказан аналогией с процессом флотации солевых минералов, где разделение происходит в насыщенном солевом растворе, при наличии веществ, избирательно снижающих смачиваемость поверхности частиц (мерой смачиваемости является, как известно, краевой угол, образованный касательной к контуру капли жидкости). Для флотации хлорида калия применяют хлорид или ацетат доде-циламина для стабилизации роста гранул при обезвоживании растворов хлорида магния использовали в основном ацетат. [c.80] Снижение смачиваемости, а следовательно ухудшение условий образования структурированной пленки воды при построении гранул хлорида магния, привело к уменьшению прочности контактов, частичному механическому разрушению агломератов, в результате чего была достигнута стабилизация гранулометрического состава продукта. [c.80] Таким образом, действие сил адгезии при построении гранулы проявляется достаточно четко повторим, что в солевых системах силы адгезии зависят от степени поляризованности частиц, участвующих в построении новообразования. [c.80] Естественно, наряду с общностью проявляются зависимости иного характера. Например, вяжущих свойств не обнаружено у нитратов калия и натрия, но обезвоживание растворов этих солей сопровождается грануляцией. Отсутствие вяжущих свойств у нитратов может быть объяснено разрушающим влиянием нитратного иона на структуру воды [44], а образование гранул в слое обусловлено в данном случае доминирующим влиянием высокой растворимости соли. [c.80] Обобщение имеющихся данных по процессам образования гранул при обезвоживании солевых растворов позволяет выделить три основные группы веществ. [c.81] Вернуться к основной статье