Приглашаем посетить сайт

Горная энциклопедия
Диспергирование

Диспергирование

Диспергирование (от лат. dispergo - рассеиваю, рассыпаю * a. dispersion; H. Dispergierung, Dispergieren, feine Verteilung, ф. dispersion; и. dispersion) - тонкое измельчение твёрдых тел или жидкости, в результате к-рого образуются дисперсные системы: порошки, суспензии, эмульсии, аэрозоли. Д. жидкости в газовой среде наз. распылением, в др. жидкости (несмешивающейся с первой) - эмульгированием. Уд. работа, затрачиваемая на Д., зависит от когезионных характеристик и особенностей структуры измельчаемого тела, поверхностной (межфазной) энергии и степени измельчения. Введение ПАВ - диспергаторов, эмульгаторов, понизителей твёрдости - снижает энергозатраты при Д. и повышает дисперсность измельчённой фазы, т.е. величину удельной межфазной поверхности. В пром-сти Д. твёрдых тел осуществляют с помощью мельниц разл. конструкции (шаровых, вибрационных и др.). Для Д. жидкостей применяют гомогенизаторы, в к-рых жидкая смесь продавливается под высоким давлением (до 3,5·* 10⁷ Па) через узкие кольцевые щели или отверстия сечением ок. 10^-4 см²; коллоидные мельницы, в к-рых жидкость диспергируется при прохождении через конич. зазор шир. до 25 мкм между статором и ротором, вращающимся с частотой 2-10⁴ об/мин, смесители инжекционного типа и форсунки, работающие по принципу действия струйного насоса, высокоскоростные мешалки турбинного и др. типов. Применяют также акустич. и электрич. методы Д. Практич. значение имеют, напр., ультразвуковые свистки и сирены для эмульгирования, аппараты с магнито- стрикционными преобразователями для получения суспензий. Электрич. эмульгирование или распыление происходит гл. обр. под действием сил электростатич. отталкивания, возникающих в результате сообщения жидкости избытка электрич. зарядов при истечении через распылительные сопла. В случае понижения удельной свободной поверхностной энергии на границе фаз, или межфазного (поверхностного) натяжения, σ до значений ниже критич. величины σ_c, в результате действия ПАВ или повышениями темп-ры Д. может происходить самопроизвольно благодаря энергии теплового движения. Такое Д. с образованием лиофильных (термодинамич. устойчивых) дисперсных систем наблюдается близ критич. темп-ры смешения двух жидкостей, при получении смазочно-охлаждающих жидкостей из эмульсолов, при образовании водных дисперсий нек-рых гидрофильных минералов. Условие самопроизвольного Д. определяется соотношением

где β - 15-30 - безразмерный множитель; k - постоянная Больцмана; T - абс. темп-pa; α - коэфф. формы; δ - линейный размер частиц. В зависимости от состава и свойств диспергируемой фазы и дисперсионной среды, а также способа Д. ниж. граница частиц измельчённого тела может находиться в пределах от неск. десятков до неск. десятых долей мкм, при самопроизвольном Д. - неск. нм.

Д. различных твёрдых тел осуществляют с целью придания им требуемых технол. свойств изменения физ. параметров, повышения хим. активности. Д. применяют, напр., при подготовке материалов для изготовления изделий порошковой технологии, в произ-ве минеральных вяжущих веществ, пигментов, наполнителей полимерных материалов, при сжигании жидкого и твёрдого топлива, при флотации мн. видов минерального сырья. Д. происходит при разрушении г. п. в процессе бурения шпуров и скважин, при абразивном износе инструментов, деталей машин и механизмов. В природных условиях Д. сопровождает геотектонич. процессы, выветривание г. п., почвообразование.

Литература: Молчанов В. И., Юсупов Т. С, Физические и химические свойства тонкодиспергированных минералов, М., 1981; Шукин Е. Д., Перцов А. В., Амелина E. A., Коллоидная химия, М., 1982. См. также лит. при ст. Измельчение.

Л. А. Шиц.