Осаждение полидисперсных суспензий

При разделении путем осаждения полидисперсных суспензий крупные частицы опережают более мелкие. При этом частицы раз- [c.228]

Осаждение полидисперсных суспензий.- Если суспензия содержит твердые частицы различных размеров, то взаимодействие между жидкой и твердой фазами приобретает очень сложный характер [10], так как концентрация и скорость осаждения непрерывно изменяются по высоте слоя осаждающейся суспензии. [c.132]

Рис. 85. Кривая осаждения полидисперсной суспензии.

Кинетика осаждения полидисперсной взвеси представлена на рис. 15. Если в прозрачный цилиндр налить полидисперсную взвесь, то процесс ее осаждения будет происходить следующим образом. Через некоторый промежуток времени в верхней части сосуда появится граница между осветленной водой и взвесью. Наряду с осветленной водой / и свободным осаждением II на дне сосуда образуется осадок IV, в котором идет медленное уплотнение частиц. Над осадком возникает слой сгущенной суспензии, в которой твердые частицы расположены настолько тесно, что дальнейшее уплотнение возможно только путем вытеснения жидкости из пространства между частицами. Это и есть стесненное осаждение III. Процесс отстаивания заканчивается, когда исчезают свободное II и стесненное III осаждения. [c.43]

В соответствии с этим для скорости коллективного осаждения полидисперсных суспензий в поле тяжести получаем следующее выражение [c.82]

При осаждении полидисперсных суспензий взаимодействие между жидкой и твердой фазами приобретает очень сложный характер [106], так как концентрация твердой фазы и скорость осаждения непрерывно изменяются по высоте слоя (рис. 3-8). [c.106]

В общем случае скорость осаждения полидисперсной суспензии можно определить, вводя следующие поправки в уравнение Стокса (3.19) [106] [c.106]

Осаждение полидисперсных суспензий по сравнению с осаждением монодисперсных суспензий представляет собой более сложный процесс, поскольку концентрация твердой фазы и скорость осаждения непрерывно изменяются по высоте слоя разделяемой суспензии В этом случае для описания кинетики осаждения необходимо пользоваться экспериментальными кривыми отстаивания (см., например, рис. 9.5). Экспериментальные кинетические [c.252]

Отстойники целесообразно применять в тех случаях, когда суспензия состоит из легко и быстро оседающих частиц твердой фазы. Полидисперсные суспензии также целесообразно предварительно сгущать, так как, чем концентрированнее суспензия, тем более эффективно применение высокопроизводительных фильтров на последующей стадии фильтрования. В катализаторных производствах отстойники часто устанавливают и для очистки сточных вод. В зависимости от свойств суспензии и технологических требований применяют периодически и непрерывно действующие отстойники. При периодическом процессе используют обычные сборники с коническим днищем и перемешивающим устройством. После разделения осветленную жидкость сливают, а сгущенную часть или осадок периодически выгружают. Наиболее часто такие отстойники используют, когда осаждению предшествует другой процесс, осуществляемый в тех же аппаратах. Отстойники применяют при скоростях осаждения твердой фазы не менее 0,05 м/ч, что соответствует размеру зерен 5—10 мкм. Отличительной особенностью отстойников непрерывного действия является наличие специального гребкового устройства, при помощи которого шлам перемещается к разгрузочному патрубку, расположенному в центре конусного днища. [c.209]

Задачи работы изучить скорость осаждения частиц полидисперсной суспензии методом непрерывного гидростатического взвешивания осадка построить кривую распределения частиц по радиусам. [c.209]

Разумеется, более точные значения скоростей осаждения для конкретных полидисперсных суспензий могут быть получены из эксперимента. [c.381]

Быстрое осаждение грубых частиц в случае полидисперсных суспензий.затрудняет применение фильтрующих полуавтоматических центрифуг. При подаче суспензии в центрифугу с постоянной скоростью, соответствующей скорости фильтрования, грубые частицы, осаждаясь в подающих трубопроводах, забивают последние, [c.84]

Процесс осаждения сильно усложняется в случае полидисперсной твердой фазы, так как крупные частицы оседают быстрее мелких, концентрируясь в донной части отстойника, по высоте которого порозность слоя разделяемой суспензии возрастает снизу вверх. Соответственно различным размерам и концентрациям твердых частиц изменяются закономерности осаждения по высоте отстойника. Скорость осветления жидкой фазы полидисперсной суспензии (скорость полного осаждения) рекомендуется определять экспериментальным путем, а ее приближенное значение можно найти, ориентируясь на размеры и объемную концентрацию самых мелких частиц. [c.201]

Точный теоретический расчет процесса центрифугального разделения полидисперсных суспензий вызывает большие затруднения. С некоторым приближением расчет возможен по приведенным выше формулам с учетом минимального диаметра частиц йа в осадке и скорости их стесненного осаждения. Зная йа, можно определить по кривой распределения суммарную долю твердых частиц, уносимых фугатом. [c.213]

Фильтры второй группы целесообразно применять для разделения значительно расслаивающихся суспензий, поскольку их разделение на фильтрах первой группы связано с необходимостью интенсивного перемешивания суспензии во избежание осаждения твердых частиц под действием силы тяжести. В особенности целесообразно использовать фильтры рассматриваемой группы для разделения расслаивающихся полидисперсных суспензий, так как в этом случае на фильтровальной перегородке будет образовываться в первую очередь осадок, состоящий из относительно крупных твердых частиц и отличающийся пониженным удельным сопротивлением. [c.339]

Барабанные вакуум-фильтры с внутренней поверхностью фильтрования применяют для разделения полидисперсных суспензий с большой скоростью осаждения твердых частиц (более 12 мм-сек ) С1 орость образования осадка — не менее 6 мм за время не более 3 мин промывки осадка не требуется осадок при обезвоживании не растрескивается. [c.387]

Чем концентрированнее суспензия, тем более закономерности ее осаждения приближаются к закономерностям стесненного осаждения (см. гл. 1). Осаждение грубых частиц замедляется, и все указанные выше явления, наблюдающиеся при фильтровании полидисперсных суспензий, проявляются в меньшей степени. В связи с этим полидисперсные суспензии целесообразно предварительно сгущать оптимальным аппаратурным оформлением является двухстадийное на первой стадии — отстойное оборудование или фильтры-сгустители, на второй — фильтры или центрифуги с выгрузкой отжатого осадка. [c.85]

Барабанные вакуум-фильтры в катализаторных производствах применяют для фильтрования и обезвоживания хорошо фильтрую-Ш.ИХСЯ суспензий с концентрацией твердой фазы от 50 до 500 г/л и размером частиц 5—100 мкм. При работе с сильно разбавленными или полидисперсными суспензиями, содержащими частицы с большой скоростью осаждения, эффективность использования барабанных фильтров недостаточна. Выпускают фильтры с площадью поверхности фильтрования от 1 до 85 м . Главным рабочим элементом фильтра (рис. 89) является ячейковый барабан 1, на перфорированную поверхность которого последовательно натянуты и закреплены слои крупной и мелкой сеток. На поверхность последней укладывают фильтрующую ткань 2. Для фильтров в кислотостойком исполнении вместо проволочных сеток используют специальные [c.229]

При осаждении концентрированных полидисперсных суспензий имеют место два явления [c.147]

Пока не существует еще теоретических зависимостей, удовлетворительно описывающих процесс осаждения концентрированных полидисперсных суспензий. [c.147]

Из последнего уравнения следует, что в процессе осаждения твердой фазы суспензии в поле центробежных сил уменьшается ее концентрация. Выше было показано, что уменьшение концентрации твердой фазы в суспензии, при прочих равных условиях, сопровождается увеличением скорости коллективного осаждения. Зависимость последней от концентрации для полидисперсных суспензий характеризуется приведенным выше уравнением (2) [c.90]

Приведенные выше зависимости строго справедливы только при осаждении сферической частицы в безграничной жидкой среде. Реальные условия осаждения технических суспензий как в поле тяжести, так и в центробежном поле могут существенно отличаться от условий, в которых была получена кривая зависимости ф = = / (Ре ). Такими отличительными особенностями являются главным образом следующие а) отклонение формы реальных частиц от сферической формы б) влияние физико-химических свойств твердой и жидкой фаз в) влияние объемной концентрации и характеристики полидисперсности суспензии г) влияние турбулентного потока жидкости. [c.79]

Иная картина наблюдается при разделении полидисперсных суспензий с частицами, размер которых имеет широкий интервал значений. В этом случае осаждение сопровождается взаимодействием между частицами разного размера. Это явление приводит к значительному перераспределению скоростей частиц и к так называемой ортокинетической коагуляции. [c.80]

В настоящее время еще не разработана строгая теория процесса осаждения концентрированных полидисперсных суспензий, хотя работы в этом направлении ведутся [3, 103, 104]. [c.81]

При правильном выборе типа сепаратора и режима его работы основной этап процесса разделения должен происходить в тонкослойном потоке между тарелками. Если же в подаваемой на сепаратор полидисперсной суспензии неизбежно присутствие какой-то доли грубодисперсных частиц, то необходимо предусмотреть их полное осаждение в шламовом пространстве. [c.52]

Поскольку расчет скорости осаждения в полидисперсных суспензиях по приведенным выше формулам не может быть выполнен с достаточной точностью, необходимо проведение модельных экспериментов. [c.217]

Кинетика осаждения полидисперсной взвеси в цилиндре представлена на рис. 4.1. Через некоторый промежуток времени в верхней части сосуда появляется граница между осветленной водой и взвесью. Наряду с образованием области осветленной воды (/) и области свободного осаждения (//), на дне сосуда образуется область осадка (/V), в котором идет медленное уплотнение частиц. В очень разбавленных взвесях граница осветленной воды становится четкой только через значительный промежуток времени. Над осадком образуется слой сгущенной суспензии, в которой твердые частицы расположены настолько тесно, что дальнейшее уплотнение возможно только путем вытеснения жидкости из пространства [c.47]

Рассмотрим разделение полидисперсных суспензий в режиме осадительного центрифугирования. Целью такого разделения часто является осаждение на стенку ротора частиц больше определенного размера. Однако во многих случаях центрифугальное [c.331]

Эффективным средством улучшения осаждения и фильтрации тонкодисперсных и полидисперсных суспензий является применение специальных веществ, вызывающих коагуляцию осадка, в результате чего осаждение хлопьев и фильтрация их значительно облегчается. Большой интерес представляют синтетические высокомолекулярные поверхностноактивные вещества. Молекулы таких веществ, представляющие собой длинные цепи, адсорбируются своими концами на частицах шлама, скрепляя их в агрегат. В Советском Союзе синтезировано одно из таких высокомолекулярных веществ — полиакриламид. Его структурная формула [c.84]

Отстойник полунепрерывного действия для суспензий (рис. У-1, б) представляет собою длинный желоб прямоугольного сечения с торцевыми стенками разной высоты, причем передняя (справа) несколько ниже и служит порогом водослива. Суспензия поступает непрерывно до тех пор, пока не накопится определенный слой осадка, после чего ее подача прекращается для выгрузки осадка. В случае полидисперсного осадка по мере движения суспензии оседают все более мелкие частицы, так что наряду с осаждением твердых частиц происходит их частичная классификация. [c.198]

Барабанные фильтры со степенью погружения менее 0,5 используют главным образом для разделения малорасслаивающихся суспензий, так как в этих случаях необходимо лишь слабое перемешивание суспензии для предотвращения осаждения твердых частиц под действием силы тяжести. Эти фильтры менее пригодны для разделения полидисперсных суспензий, содержащих твердые частицы различных размеров, которые осаждаются под действием силы тяжести с разной скоростью. В таких случаях возможно образование на фильтровальной перегородке первоначального слоя осадка, состоящего из частиц небольшого размера и обладающего повышенным удельным сопротивлением. [c.324]

Ряд исследователей,пришел к выводу, что в то.м случае, когда концентрация суспензий такова, что осаждение осуществляется сплошным слоем и частицы при осаждении касаются одна другой, процесс в большей степени подчиняется закономерностям фильтрования, чем осажденкя. Скорость осаждения более крупных частиц замедляется за счет сопротивления, оказывае.мого их движению более мелкими частицами, скорость осаждения кото-)ых значительно меньше скорости осаждения крупн1.1х частиц. 3 связи с этим в случае полидисперсных суспензий нецелесообразно рассматривать осаждение частиц определенного диаметра й, правильнее за определяющую характеристику размера принять эквивалентный диаметр Тогда, если условно принять все частицы сферическими, средняя удельная поверхность их, отнесенная к объему твердой фазы, будет 5 6/У (при иесферических частицах 5 == б/фй ). Движущей силой процесса будет не разность удельных весов Ут — Тж> [c.34]

Суспензии в производстве пигментов являются полидисперс-ными системами, твердая фаза которых состоит из зерен весьма тонких классов. Например, метатитановая кислота и литопон состоят в основном из первичных частиц крупностью 0,2—1 мк, а свинцовые и цинковые крона — из частиц крупностью 2—5 мк. В полидисперсных суспензиях с частицами твердой фазы таких размеров в зоне их свободного падения должна получаться нечеткая линия раздела между твердой и жидкой фазами и скорость осаждения частиц, содержащихся в этих суспензиях, должна была бы составлять примерно от 0,00002 до 0,005 м1час для метатитано-вой кислоты и литопона и от 0,02 до 0,15 м/час для кронов. Фактически скорость осаждения в зоне свободного оседания составляет 0,1 — 1 м час. Объясняется это тем, что первичные частицы агрегированы и скорость оседания зависит от размера образовавшихся хлопьев. [c.13]

Если применить предложенный для иизкомолекулярных соединений критерий чистоты (стр. 128) к высокомолекулярным вен ествам, то оказывается, что и при многократно повторяющихся операциях очистки, например фракционированном осаждении, при смене растворителей и осадителей, всегда получаются фракции, которые отличаются друг от друга по свойствам. Каждую фракцию можно снова разделить на фракции, которые имеют, например, различные вязкости растворов при одинаковой концентрации. Сколько бы ни проводилось операций очистки, не удается получить продукт, который бы обнаруживал такое постоянство свойств, как чистое низкомолекулярное соединение. Такое поведение характерно для высокомолекулярных веществ. Это приводит к определенному выводу, что такие вещества с точки зрения органической химии низкомолекулярных соединений не индивидуальны, что они, следовательно, не состоят из молекул индивидуального строения и величины, а представляют собой смеси [918]. Такие смеси называют полимолекулярными , а само явление — полимолекулярностью [922]. Полимолекуляриость — это свойство вещества, а не состояние. Следует различать полимолекуляриость и полидисперсность. Полимолекулярное вещество в твердом виде не полидисперсно. Растворение полимолеку-лярного вещества в растворителе — это диспергирование в таком же смысле, как и растворение индивидуального, низкомолекулярного вещества. Суспензии высокомолекулярных веществ, например природные и искусственные латексы, одновременно нолимолекулярны и полидис-персны в них высокомолекулярное вещество находится в полидисперс-ном состоянии. Из высокомолекулярного вещества, индивидуального по величине молекул, вообще говоря, можно получить полидисперсную суспензию, однако вещество от этого не станет полимолекулярньш. Возможности разделения органических молекул вообще тем лучше, чем больше физические и химические различия, которые могут быть использованы для разделения. Различия в физических свойствах у высокомо- [c.130]

Формулы получены приравниванием нулю межфазной силы Лю (поскольку движение установившееся) при одновременном равенстве нулю средней скорости смеси ъи = -Ь ахЮх. Такой же подход позволяет изучать и влияние полидисперсности суспензии на скорость осаждения различных фракций. Так в [157] показано, что для бидисперсной суспензии равноплотных частиц седиментация независимо от их размера замедляется по сравнению с монодисперсной суспензией с той же самой общей объемной концентрацией. В [167] рассмотрены задачи массообмена в суспензии как в среде с эффективной вязкостью. [c.240]

Способы седиментациоппого анализа порошков с применением суспензий требуют большой затраты времени, поэтому в настоящее время они уступают место более быстрым методам отмучивапия порошков. Эти методы основаны на пропускании восходящего потока жидкости или газа через стационарный слой полидисперсных порошков и избирательном выделении (отмучивании) частиц, скорость осаждения (парения) которых в данной Среде меньше скорости самого потока. [c.27]

Типичная кривая седиментации реальной полидисперсной системы представлена иа рис. IV. 1о. Эту кривую можно представить как ломаную линию, отвечающую бесконечно большому числу фракций. Кривая седиментации, представленная на рис. IV. 1 в разделена на четыре участка, соответствующих выбранным временам полного осаждения фракций (т н, то, Тмакс)- Такое разделение кривой лучше проводить после предварительного определения времени осаждения самой крупной и самой мелкой фракций. Полному осаладению самой крупной фракции отвечает Тмин. Время осаждения самой мелкой фракции соответствует времени окончания накопления осадка Тыакс В точках кривой, отвечающих моментам окончания осаждения фракций (В, С, О, Е) проводят касательные до пересечения с осью ординат, на которой получают отрезки, соответствующие массам фракции частиц. Зная высоту столба суспензии и время полного осаждения фракций, можно по формуле (IV. 20) определить скорость осаждения и по формулам (1 .8) или (IV. 22) рассчитать радиус частиц каждой фракции. Очевидно, что применительно к полидисперсным системам этот радиус является граничным для соседних фракций, а средний радиус фракции тем ближе отражает истинное значение, чем на большее число фракций разделена полидисперсная система. [c.197]

График седиментации полидисперсной системы (рис, 2Г1, в) представляет собой плавную кривую с бесконечно большим числом изломов. Для количественного анализа полидисперсной системы ось абсцисс графика седиментации разбивают на участки, соответствующие времени осаждения различных фракций. Чем большее число фракций будет выбрано для исследования, тем точнее будет полученная кривая распределения полидисперсной системы. Из точек кривой А, В, С, О и Е, соответствующих моментам полного осаждения фракций, проводят касательные к кривой до их пересечения с осью ординат (рис. 22.1, в). Полученные отрезки ординат показывают массы выбранных фракций. Например, фракция, радиус частиц которой может быть рассчитан по времени ее полного осаждения имеет массу Ш1 и т. д. Определив массы отдельных фракций, а также массу осадка на чашке после полного осаждения суспензии Шкакс, рассчитывают процентное содержание отдельных фракций [c.210]

Полидисперсная твердая фаза суспензии может образовать на фильтровальной перегородке осадки разной структуры в зависимости от того, совпадают или не совпадают направления сил тяжести осаждающихся частиц и движения фильтрата. На наливных фильтрах совпадают оба эти направления, и в соответствии с разными значениями скоростей осаждения на фильтровальной перегородке прежде всего осаждаются крупные кристаллы, затем мелкие и, наконец, тонкодисперсные и шламовидные. Структура осадка с уменьшением размера частиц по высоте его слоя наиболее благоприятна для обеспечения высоких скоростей фильтрования исходной жидкой фазы (маточного раствора после кристаллизации). В этом случае сопротивление осадка достигает максимального значения лишь к моменту окончания основного фильтрования. Однако при промывке осадка такая его структура обусловливает уменьшение скорости фильтрования промывной жидкости по сравнению со скоростью отделения исходного раствора, в отдельных случаях — разрушение верхнего слоя тонкодисперсных частиц, а также репульпа-цию осадка в промывной жидкости с последующим вторичным фильтрованием образующейся суспензии. [c.267]

По мнению автора, одним из достаточно удачных решений задачи ограничения движения пластовых вод в промытых пропластках неоднородного пласта является метод закачки в обводненные пропластки полидисперсных систем, предложенный д-ром техн. наук А. Ш. Газизовым [47]. Основными компонентами этой системы являются ионогенные полимеры с флокулирующими свойствами и дисперсные частицы глины. Путем выбора концентрации полимера и глины в глинистой суспензии создаются условия для полного связывания полимера (флокуляции), в результате чего образуются глинополимерные комплексы с новыми физическими свойствами, устойчивыми к размыву потоком. Коллоидные частицы глин под влиянием броуновского движения стремятся равномерно распределяться по объему жидкости. Для осаждения этих частиц необходимо их укрупнение под влиянием кинетической энергии или же уменьшения потенциала у коллоидных частиц Значение его не постоянно, оно изменяется в зависимости от pH среды, температуры, химического состава и степени дисперсности глинистых частиц. Одним из путей снижения -потенциала является добавление в воду полимера. Закономерности флокуляции в жидких дисперсных системах, изложенные в трудах С. С. Воюцкого, Ю. И. Вайнера, Д. Н. Минца, К. С. Ахмедова, А. Ш. Газизова и других исследователей, показывают, что оптимальная доза полимера, обеспечивающая образование наиболее крупных хлопьев и быструю седиментацию, обратно пропорциональна квадрату ради- [c.56]

КЛАССИФИКАЦИЯ ГИДРАВЛЙЧЕСКАЯ, разделение твердых полидисперсных систем или суспензий (в т. ч. пульп) на фракции по крупности или плотности частиц с близкой скоростью движения в горизонтальном либо восходящем потоке жидкости (обычно воды). К. г. подчиняется общим законам осаждения твердых тел (см. Осаждение) и осуществляется в спец. аппаратах-классификаторах. В последних характер и скорость движения твердых частиц определяются соотношением сил гравитации, центробежной, подъемной (архимедовой), гидравлич. сопротивлеши и сил мех. взаимодействия частиц при их контакте. Движение наз. свободным при объемном содержании твердой фазы менее 5%, стесненным - при более высоком (в данном случае скорость движения меньше). К. г. применяют для разделения частиц с преимуществ, размером менее 2-3 мм (реже до 13 мм). [c.399]

СУСПЕНЗИИ (от позднелат. suspensio-подвешивание), дисперсные системы, в к-рых твердые частицы дисперсной фазы-находятся во взвешенном состоянии в жидкой дисперсионной среде (другой часто применяемый термин-взвеси). Интервал размеров частиц-от десятых долей мм до 10" м. С. с меньшими частицами (<10 м) относят к дисперсным системам, верх, предел размеров частиц ограничен быстрым оседанием частиц в гравитац. поле (см. Осаждение). Иногда С. подразделяют на грубодисперсные собственно С. (размер частиц >10 м) и тонкие взвеси-системы с промежут. дисперсностью (10 -10 м). Частицы грубодисперсных С. не проходят через бумажные фильтры, видимы в оптич. микроскоп, нрактически не участвуют в броуновском движении и диффузии. Размеры частиц С. могут быть определены методами микроскопич., ситового и седиментационного анализа (см. Дисперсионный анализ), а также на основании данных по адсорбции. Отдельные узкие фракции м. б. выделены из полидисперсной системы с помощью сит, восходящего потока (на конусах) и отмучивания. [c.480]

Мы расматривали до сих пор процесс осаждения монодисперс-ных осадков, встречающихся на практике сравнительно редко. Значительно чаще подвергаются разделению суспензии, содержащие полидисперсные смеси твердых частиц, которые характеризуются интегральными или дифференциальными кривыми распределения числа, объема или массы частиц по размерам. При построении интегральной кривой по оси абсцисс откладывают диаметр частиц ё, а по оси ординат —массу (или %) всех частиц меньше или больше данного размера. Считая й величиной непрерывной, такую функцию распределения Ф (й) изображают в координатах Ф—кривой (рис. У-4, б), имеющей непрерывную производную Ф [c.212]