ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влняиие уменьшения размеров частиц и деструкции их поверхностных слоев на растворимость порошков из "Физика измельчения" При выводе формулы (5.4) величина заряда на поверхности частицы принята постоянной. Па самом деле с уменьшением размеров частиц напряженность электрического поля сферического конденсатора растет и заряд будет стекать с частицы. Вследствие этого зависимость растворимости от размеров кристаллов по уравнению (5.5) имеет максимум и две (а не одну) области устойчивого равновесия — для крупных и очень мелких частиц (рис. 52). Частицы, размеры которых соответствуют области А, будут находиться в равновесии с более крупными как угодно долго. [c.184] Отсутствие прямой связи между дисперсностью и реакционной способностью твердых тел особенно наглядно ироявляется при очень длительном помоле. В этом случае наступает предел измельчения или даже некоторое уменьшение (после значительного роста) дисперсности, (Которое происходит в результате очень плотной агрега- ции высокодисперсных частиц. Вместе с тем удельная реакционная способность с увеличением продолжительности измельчения, как показал Грег на примере каолина, непрерывно возрастает (163]. После 1000 час помола (рис. 53) степень растворения каолина в 0,75 Л -соляной кислоте за 48 часов достигала 58%, тогда как растворение немолотого каолина в тех же условиях незначительно. Аналогично этому понижается температура, при которой начинается удаление конституционной воды (после 1000 час с 820 до 520° К). Снижается и теплота удаления этой воды. Все зто указывает на глубокие изменения структуры твердых тел, происходящие в процессе измельчения. [c.189] Растворимость аморфизованного слоя снижается после тепловой обработки порошков. Увеличение температуры и длительности обогрева п1)иводит к соответствующему понижению растворимости. Этот эффект объясняется изменением состояния аморфного слоя, молекулы которого при обогреве получают возможность занять места с меньшими значениями свободной энергии (166]. [c.191] На рис. 54 приведены кривые кинетики растворения в воде образцов кварцевого песка, полученных измельчением сухим способом в эксцентриковой вибромельпице. Продолжительность помолов равнялась 2, 4, 8 и 16 мин при частоте колебаний 50 гц и амплитуде 5 мм. Вид кинетических кривых подтверждает образование истинных, а не коллоидных растворов. В противном случае можно было бы ожидать уменьшения измеряемых величин растворимости со временем после окончания перемешивания. [c.192] Растворимость тонкоизмельченного кварца в воде прн комнатной температуре по нашим данным достигает в некоторых случаях 120—140 мг/л, что в 20 раз превосходит растворимость кристаллического кварца. Расчеты но формуле Кельвина, произведенные при условии независимости поверхностного натяжения границы раздела кварц— вода от размеров частиц в исследуемой области дисперсности, показывают, что такие большие значения растворимости не могут быть получены только за счет высокой дисперсности частиц кварца. Значения растворимости, вычисленные по этой формуле с помощью измеренных величин удельных поверхностей, и значения, 1шблюдаемые экспериментально, отличаются между собой в 16 раз. Если же учесть наличие неизбежных электрических зарядов на поверхности частиц, то эта разница еще более возрастает. [c.194] Величины растворимости и константы скорости растворения кварцевого песка в воде характеризуют свойства лишь его поверхностных слоев, составляющих до 0,2% веса зерен. Представляло интерес изучить свойства глубоко лежащих слоев и то количество вещества, которое способно переходить в раствор и вступать в соединения с другилш растворенными веществами. С этой целью нами был исследован процесс растворения кварцевых порога-ков, измельченных в различных условиях в 20%-ном растворе едкой щелочи, при взаимодействии с которой в водной среде кремневая кислота образует хорошо растворимые соли. Количество щелочи в растворах было взято заведомо большим того, которое способно связать весь кремнезем, переходящий в раствор. [c.198] Вследствие этого скорость перехода в раствор новых ионов с твердой поверхности при прочих равных условиях обусловлена, в основном, свойствами слоев, а не явлением насыщения. Тот факт, что молекулы кремнекислоты в растворе КаОН не оказывали заметного влияния на растворение, подтверждается контрольными опытами, в которых образцы кварцевого порошка содержались в растворе щелочи при 100° С в течение двух часов, после чего определялась концентрация кремнезема в жидкой фазе. Хранение таких проб в течение нескольких суток при комнатной температуре приводило к уменьшению концентрации кремнекислоты в растворе. Величина концентрации после кипячения равнялась 2 г/л и более, что много больше ее значений, получаемых в щелочной среде при комнатной температуре за продолжительное время. В случае заметного влияния насыщения следовало бы ожидать уменьшения концентрации кремнекислоты, как это наблюдалось в опытах с водой.. [c.198] В опытах по изучению растворения порошков в щелочной среде при 100° С следует отметить факт перехода, в раствор такого количества кремнезема, которое заметно превосходит содержание аморфной фазы. Это особенно наглядно проявляется для грубодисперсиых порошков со сравнительно небольшим содержанием аморфной фазы. Вместе с тем при кипячении в щелочной среде немолотого кварцевого песка даже в продолжение многих часов в раствор переходит крайне незначительное количество кремнезема. [c.200] Кинетика растворения кварца в 20%-ном растворе КаОН при 100° С. [c.200] Интересно отметить, что осадок, полученный выпариванием на водяной бане отцентрифугированного раствора кремнезема, содержит, помимо аморфной фазы, заметное количество кристаллов. Рентгенографическое исследование такого осадка позволяет отождествить эти кристаллы с кристаллами кристобалита или кварца. Узкие неразмытые линии и наличие рефлексов свидетельствуют о значительной величине кристаллов, превосходящей по крайней мере 200 А. Этот результат указывает на возможность получения кристаллических форм кремнезема из малокоп-центрированных водных растворов при нормальном давлении и невысоких температурах. [c.202] Величина растворимости твердого в жидком характеризует при прочих равных условиях прочность связи молекул твердого тела со своими соседями, ослабевающей при увеличении среднего расстояния между атомами. Последовательные механические воздействия па поверхностный слой в процессе измельчения изменяют его плотность, которая приближается к величине, являющейся равновесной при данном способе измельчения. В результате этого процесса прочность связей уменьшается, что и объясняет рост растворимости с увеличением продолжитель-пости помолов. [c.202] Стекольный песок Люберецкого месторождения (содержащий не менее 98% кристаллического кварца) измельчали в герметичных барабанах вибромельииц стальными шарами. Свободное пространство барабанов заполняли сухими газами или влажным воздухом, а также водой, ацетоном и этиловым спиртом. В ряде опытов изучались смесь кварца с кальцитом в воздушной среде. [c.204] а его положение на кинетической кривой соответствует примерно 45 суткам. [c.205] Вернуться к основной статье