Газодинамическая технология диспергирования материалов

Измельчение материалов является одной из самых распространенных технологических операций в промышленности, сельском хозяйстве, медицине. Особый практический интерес представляют материалы с субмикронными частицами размер которых менее 10 мкм. Задача получения материалов с частицами, размер которых лежит в пределах 1 мм – 40 мкм, вполне решаются с помощью мельниц с механическими рабочими органами (шаровые, стержневые, роторные, молотковые, механические дезинтеграторы и т. п.) Однако, для получения новой продукции с качественно новыми свойствами, на которые ориентируются многие современные технологии, необходимы порошки с размерами частиц менее 5 мкм, или с частицами, размер которых определяется в заранее заданном узком диапазоне и лежит в пределах десятков и сотен микрон. Производство таких порошков на традиционных измельчительных установках (молотковых, шаровых, вибрационных и т.п.) представляет технически трудно разрешимую проблему, а в экономическом плане – чрезвычайно затратным процессом.. nike air max 90 femme Грубодисперсные материалы крайне плохо поддаются сушке, термохимической и другим видам обработки, поскольку имеют неразвитую поверхность межфазного контакта, а тонкомолотые – обладают свойством образовывать крупные агломераты, окатыши и налипать на стенки технологических аппаратов.

 В частичном решении этих проблем плодотворной оказалась идея совмещения процессов сушки и механической обработки в одном рабочем объеме. В основу большинства аппаратов для этих целей были положены штифтовой измельчитель с горизонтальным или вертикальным валом (дезинтегратор) или барабанная мельница с мелющими телами в виде шаров или стержней. 

Механотермическая обработка дисперсных материалов как комплексного воздействия на обрабатываемый материал механическими и тепловыми полями, формируется на фоне комплексных процессов сушки, измельчения, нагрева и охлаждения материалов. Проблемы сушки и измельчения как хрупких дисперсных, так и пластичных вязкоупругих материалов решаются в аппаратах с механическими ударными элементами и в аппаратах со встречно-соударяющимися струями газовзвеси.Среди аппаратов для механотермической обработки высоковлажных дисперсных материалов эффективными оказались аппараты со встречно-движущимися потоками газовзвеси и их разновидность – газодинамические дезинтеграторы. Конструктивно аппараты со встречно движущимися потоками оснащаются газогенераторами – источниками рабочего тела, пылеосадительными и пылеулавливающими устройствами, а газодинамические дезинтеграторы, дополнительно, классифицирующими устройствами. Сравнительная оценка эффективности аппаратов различного конструктивного исполнения с другими аппаратами такого же назначения (например, с аппаратом кипящего слоя) производится . по показателю влагоэнергетическoй эффективности E = ((W/Vап) (1/(Q+N)), где W/Vап - влагонапряженность рабочего объема, выраженнаячерез отношение производительности по испаренной влаге W к рабочему объему аппарата Vап; Q - затраты тепла на сушку; N -мощность, потребляемая на транспорт теплоносителя, включая рециркуляцию части отработанного рабочего тела и механическое взвешивание влажного материала. 

 Разработанный показатель влагоэнергетической эффективности позволил обобщить накопившийся опыт промышленной эксплуатации и новых проектных решений сушилок взвешенного слоя в различных отраслях промышленности и провести глубокий 

сравнительный анализ их применения. 

 Анализ графиков зависимости показателя влагоэнергетической эффективности от производительности сушилки по испаренной влаге показывает, что функция E = f ( W ) может быть аппроксимирована простой зависимостью E = A W-1, где A - 

константа, зависящая от типа сушилки, ее типоразмера и температурного режима сушки. 

Накоплены данные, касающиеся значения коэффициента A для различных аппаратов взвешенного слоя: ВСП, вихревые сушилки ВНИВИ, вихревые сушилки и трубы-сушилки ИИХИММАШ, трубы-сушилки НПО "Крахмалопродуктов", аэрофонтанные сушилки, сушилки кипящего слоя ВНИВИ, НИИХИММАШ, комбинированные и барабанные сушилки НИИХИММАШ и ПКБ ММП. 

 Анализ полученных данных показывает: 1) применение аппаратов ВСП позволяет в десятки раз поднять производительность сушильной установки при высокой эффективности использования энергии; 2) основным направлением создания аппаратов с закрученными потоками большой единичной мощности, способных конкурировать по производительности с барабанными сушилками, является модульный принцип компоновки установки из параллельно работающих единичных секций малого диаметра. 

 Высокая интенсивность работы аппаратов ВСП обусловлена большой относительной скоростью движения потоков, непрерывным ударным скалыванием высохшего слоя, постоянным увеличением поверхности обрабатываемого материала и его полным контактом с рабочим телом (энергоносителем). Это позволяет эффективно использовать низкотемпературные энергоносители для сушки и измельчения термолабильных продуктов. 

Статья депонирована в ВИНИТИ 17.03.97, рег. N 818-В97. 

Новая разработка – газодинамический дезинтегратор, принцип действия которого основан на использовании энергии газа для разрушения материала, дает возможность получать в массовых количествах особо мелкодисперсные порошки с заданной влажностью из практически любых материалов органического и минерального происхождения. Основными преимуществами газодинамического дезинтегратора перед всеми известными типами измельчителей являются: ^: — высокая удельная (на 1 м³ объема) мощность, которая в сотни раз выше, чем у лучших образцов механических дезинтеграторов; — возможность получения порошков любой требуемой крупности (от 1 мкм); — высокая стабильность режима помола: выход однократно измельченной фракции крупностью менее 10 мкм составляет до 80 % общего объема измельченного материала, в сравнении с 10 — 15 % у лучших образцов механических, например вибрационных, дезинтеграторов; — возможность длительной непрерывной работы с поточным характером загрузки; — чрезвычайно низкая энергоемкость процесса; расход электроэнергии на производство 1 тонны измельченного продукта крупностью менее 10 мкм составляет 150 – 200 кВт^.ч, по сравнению с 700- 1000 кВт.ч. у других типов измельчителей; — высокое качество получаемого измельченного материала поскольку измельчение в струях газа исключает его засорение продуктами износа измельчительного оборудования; К этому следует добавить такие уникальные качества газодинамического дезинтегратора, как универсальность и многофункциональность. Универсальность заключается в способности газодинамического дезинтегратора измельчать материалы любой твердости, в любом агрегатном состоянии (сухие, влажные) и в любой очередности, а также возможность совмещения процессов измельчения, сушки и химической обработки материалов в одном аппарате. Переход от измельчения одного вида сырья к другому не требует переналадки дезинтегратора, а состоит в простой продувке его системы сжатым воздухом. Многофункциональность заключается в особенностях конструктивного решения, газодинамического дезинтегратора, позволяющих использовать энергию газа (воздуха) для измельчения, сушки, химической обработки, а также транспортировки обрабатываемого и готового к производству материала. В конструктивном отношении газодинамический дезинтегратор представляет компактное устройство, простое в эксплуатации и в обслуживании. Для работы дезинтегратора требуется сжатый воздух с начальным давлением 3 кг/см² и, в случае необходимости термической обработки материала (сушка, обжиг рудного сырья и т. п., требуется источник тепловой энергии (камеры сгорания, электронагреватели, плазменные генераторы и т. п.). Высокоэффективным источником горячего энергоносителя может служить турбореактивный двигатель, отработавший свой летный ресурс. На основные элементы дезинтегратора получены авторские свидетельства СССР, патенты Украины, США и Германии. В настоящее время ведутся работы по патентованию ряда технологий на основе газодинамического дезинтегратора.

Области применения газодинамических дезинтеграторов.

Лабораторными и промышленными испытаниями газодинамического дезинтегратора показали возможность эффективного измельчения таких материалов, как стали быстрорежущих сплавов, цементного клинкера, доменных шлаков, органических и минеральных пигментов, древесины, пшеницы, овса, ячменя, проса, соломы и другого сырья. В результате измельчения получали тонкодисперсный материал с высокой активностью и новыми свойствами, качественно отличными от свойств исходного сырья. Эффективность технологии подтверждена результатами промышленной её эксплуатации на ряде предприятий России, Украины, Белоруссии, Башкирии, Грузии, а также опытно-промышленными испытаниями в технологиях ряде отраслей промышленности, сельского хозяйства, медицины. Металлургическая промышленность – производство высокоактивных торкретсмесей для торкретирования сталеплавильных конверторов, производство высокодисперсных порошков циркониевого концентрата; измельчение с одновременной сушкой глины, известняка в производстве металлургических окатышей; получение высокодисперсных флюсующих добавок в производстве стали. nike kwazi soldes Теплоэнергетика – газодинамическое диспергирование каменных, бурых углей, сланца, торфа в системах пылеприготовления топлива к сжиганию на тепловых электростанциях и в котельных промышленных предприятий, обеспечивающее повышение эффективности производства тепловой энергии. Тенденция к уменьшению крупности помола является повсеместной и сейчас считается необходимым измельчать уголь до фракции 0,1 мм и менее. Помимо того, что с уменьшением крупности частиц обеспечиваются условия для максимальной полноты сжигания угля, повышается износостойкость пылепроводов и улучшаются характеристики пылевдувающих систем. Процесс газодинамического диспергирования угля сопровождается уменьшением атомного отношения с/н и ростом образования летучих веществ. Удельная поверхность и удельное электрическое сопротивление в результате измельчения возрастают, плотность частиц угля снижается. При сверхтонком измельчении угля наблюдается образование СО₂ и СО, сравнительная простота утилизации которых (в частности, СО₂ ), при газодинамической технологии, может служить источником дополнительного дохода, а также средством сокращения дефицита в этом продукте (СО₂) предприятий пищевой промышленности, нефтеперерабатывающих заводов и т. п. Химическая промышленность – производство химически чистой высокодисперсной электролитической двуокиси марганца, используемой в производстве электрических источников питания; подготовка шихты на основе тонкомолотых сырьевых компонентов в производстве стекловолокна; в сепарационном процессе извлечения немагнитных металлов (например, окиси алюминия, меди) путем известково-содового спекания смеси немагнитной части летучей золы с тонкомолотым известняком и концентрированным раствором соды. Горно-обогатительная промышленность – рудоподготовка перед обогащением минерального сырья, подготовка сырьевых материалов гидрометаллургии и, порошковой металлургии, в том числе в отмеченном выше сепарационном процессе извлечения немагнитных металлов путем предварительной обработки золы, например, известковым спеканием тонкомолотых компонентов шихты. Спекание приводит к разрыву связей в алюмосиликатной матрице золы, не расплавляя её. Это облегчает последующую обработку. После растворения золы металлы извлекаются путем экстрагирования растворителем или ионного обмена. Строительная промышленность – высокодисперсное измельчение традиционного сырья в производстве цементов, обеспечивающее повышение их марочности; переработка отходов различных отраслей промышленности (зола ТЭЦ, отходы углеобогатительных фабрик, горно-обогатительных комбинатов и получение на их основе цементов, сухих строительных смесей и т. п.); измельчение сырьевых компонентов в производстве облицовочной плитки, фарфора, фаянса и других керамических изделий. Газодинамическое диспергирование глинистых минералов, например монтмориллонита, каолинита (Al₂O_3.^. 2SiO_.2 ^.2H₂O) вызывает нарушение их кристаллической структуры и частично высвобождает глинозем и магнезит, повышает химическую активность. Частицы, измельченные в газодинамическом дезинтеграторе, использующем в качестве рабочего тела воздух, имеют значительно меньшую плотность, и, следовательно, большое количество аморфных элементов. Образование аморфного слоя в процессе измельчения увеличивает растворимость SiO₂. Газодинамическое диспергирование кварца приводит не только к образованию аморфного кварца, но и к серьезным изменениям на микроуровне – полиморфного его превращения в кремнезем. Использование полученного кремнеземистого порошка (микрокремнезема) открывают новые возможности создания эффективных суперпластификаторов и на их основе создание бетонов нового поколения, обладающих высокой прочностью (от 60 до 150 МПа, повышенной удобоукладываемостью и долговечностью. Лакокрасочная промышленность – производство пигментов и наполнителей органического и минерального происхождения с дисперсностью частиц от 10 до 0,1 мкм; производство высокодисперсных порошков с поверхностью, модифицированной поверхностно-активными веществами (гидро-, маслофобные, гидро-, маслофильные порошки), композитных порошков, пигментов и наполнителей для красок специального назначения. Обеспечиваемый газодинамическим диспергированием размер частиц, а также довольно узкий их интервал размеров, способствуют достижению максимального рассеяния света, являющегося важным показателем качества пигментов. Газодинамическое диспергирование кристаллов красителя – сернокислого кадмия изменяет цвет от желтого до темнокрасного, а измельчение в высокотемпературной среде цвет может восстанавливаться до исходного. Возможность получения газодинамическим способом высокодисперсных частиц открывает возможность прямого получения минеральных пигментов на основе железного сурика, умбры и т. д. Спектр применения газодинамического диспергирования в производстве пигментов из органического и неорганического сырья, неограничен. Парфюмерная промышленность – производство биоактивных порошков из растительного сырья, а также глин для кремов и паст. Повышенная удельная поверхность частиц, достигаемая в процессе газодинамического диспергирования материала, наряду с его природой, положительно сказывается на его свойствах: исключается повторная агломерация, способствующая повышению эффективности смешивания компонентов, повышению пластичности. Фармакологическая промышленность – получение быстрорастворимых порошков для процессов экстрагирования; получение высокодисперсных порошков органического и неорганического происхождения для производства и таблетирования лекарственных препаратов. Например, газодинамическое диспергировании каолина, применяемого в составе присыпок, примочек, мазей, значительно повышает его растворимость, ионообменную активность, а также резкое увеличение растворимости в воде и в различных растворах. Пищевая промышленность – производство муки из цельного зерна пшеницы, овса, гречихи, кукурузы, гороха, фасоли и т. chaussure air max п. chaussures nike air max с добавками (сахар, перец, соль, тмин) и без них; производство сухих порошков картофеля, моркови, свеклы, яблок и т.п.; производство высокодисперсных быстрорастворимых пищевых добавок и красителей для продуктов питания (кондитерских изделий, безалкогольной и алкогольной продукции. Возможность регулирования температурного и динамического режимов газодинамического диспергирования обеспечивает возможность совмещения в одном аппарате операций измельчения и сушки при сохранении биологической ценности растительного сырья. Кондитерская промышленность – производство тонкомолотых порошков ядра какао бобов с содержанием какао масла в количестве равном его количеству в исходном сырье (до 54%); производство тонкомолотых порошков оболочки какао бобов – какао-веллы с высоким содержанием минеральных веществ; производство сахарной пудры и других тонкомолотых добавок в кондитерские изделия. Производство гранулированных и таблетированных грубых комбикормов на основе соломы различных зерновых злаков, шляпок, и стеблей подсолнечника, шелухи семечек, стеблей и початков кукурузы, камыша, осоки и др. растений, является важным резервом кормовой базы. Низкая вскармливаемость грубых комбикормов, в частности соломы, связана с незначительной питательной их ценностью. Существующие способы обработки соломы – грубое измельчение, смачивание, запаривание, улучшают, в основном, органолептические свойства (вкус, запах), механические показатели, способствуя её поедаемости, не повышая её питательной ценности. Это ведет к удорожанию животноводческой продукции. С целью повышения эффективности процесса подготовки соломы к вскармливанию вырабатывают такой режим её разваривания, при котором разрушается клеточная структура сырья и обеспечивается переход крахмала и инструктирующих веществ в растворимое состояние. Температура и продолжительность разваривания сырья в значительной мере зависит от дисперсности продукта и способа его приготовления. Весомую роль в этом комплексе мероприятий играет измельчение, с помощью, которого можно обеспечить хороший доступ ферментов к крахмалу и другим сложным веществам. При этом необходимо обеспечить такой режим измельчения, при котором разрушается клеточная структура сырья и обеспечивается переход в растворимое состояние крахмала, межклеточных инструктирующих веществ. Вторая группа способов, спообствующих изменению химической структуры соломы — барометрический (обработкой в автоклавах), биологический способ (обработка химическими реагентами ослабления связей лигнино-целлюлозного комплекса, характеризуется высокой энергоемкость, сложностью их реализации и высокой стоимостью. Разработанная технология обеспечивает повышение кормовой ценности и концентрацию энергии соломы и других грубых кормов (подсолнечника, початков кукурузы), путем микрокристаллизации целлюлозы в процессе тонкого измельчения. При этом обеспечивается её способность образовывать стабильный коллоидный гель или дисперсию. Поглощая влагу, такая микроцеллюлоза сорбирует минеральные и органические компоненты пищи и продукты её метаболизма (обмена веществ). Тем самым обеспечивается достижение наибольшего эффекта повышения концентрации энергии и поедаемости соломы не только за счет микрокристаллизации целлюлозы, а также за счет возможности её химической обработки в процессе газодинамического диспергирования с последующей грануляцией или брикетированием. Солома измельченная и расщепленная вдоль волокон в газодинамическом дезинтеграторе становится более мягкой и охотно поедается животными. Сдабривание путем смешивания соломы с другими добавками, а также её запаривание в газодинамическом дезинтеграторе, повышает её питательную ценность и гранулируемость. Установлено, что кормление гранулами, в которых содержится 50 – 55% соломы, она поедается лучше в 1,5 – 2 раза. Технология получения технического мела в газодинамическом дезинтеграторе — одно из перспективных направлений решения задачи обеспечения различных отраслей промышленности, сельского хозяйства, медицины этим продуктом. Основными потребителями технического мела являются: лакокрасочная, резинотехническая, кабельная, пищевая, а также целлюлозно-бумажная промышленности, использующие его в качестве наполнителя. Нельзя обойтись без мела в производстве комбикормов и строительных материалов. Основным требованием к техническому мелу, используемому в качестве наполнителя, является высокая дисперсность его частиц. Так, стандарт США 725-1 регламентирует остаток на сите с сеткой № 004 не более 0,5%. Мел, выпускаемый английской фирмой (марки «Смоукол»), имеет размеры частиц от 2 до25 мкм. В странах СНГ, согласно ГОСТ 17498-72, регламентируется остаток на сите с сеткой №014 не более 0,4%, а на сите с сеткой № 0045 – не более 1%. Газодинамическая технология обеспечивает получение мела с частицами любого из указанных размеров, а при необходимости, и меньших, с одновременной сушкой, обеспечивающей влажность конечного продукта менее 1% , без предварительной его сушки. Интерес к тонкодисперсному мелу и продукции с его применением в мире никогда не угасал, а сегодня он вспыхнул с новой силой, что обусловлено тем, что и сегодня тонкодисперсный мел удовлетворяет самым строгим критериям, предъявляемым к тонкомолотым наполнителям Как высококачественный наполнитель мел применяется в производстве резины, искусственных кожи и кабельной промышленности, обладает упрочняющим действием, значительно улучшает обрабатываемость резиновых изделий и не вулканизированных резин, применяется в качестве опудривателя для тонкостенной резины, предотвращает слипание изделий, служит нейтрализатором слабокислых растворов. Применяется в качестве усиливающего наполнителя синтетических и полимерных материалов в шинной и химической промышленности, находит широкое применение в производстве пластмасс, полиэтилена, полипропилена, линолеума В бумажной промышленности служит в качестве пигмента, а так же* наполнителем папиросной бумаги, кальки и калькоподобной бумаги. Широко применяется в сельском хозяйстве при производстве кормовых добавок для скота, химических средств защиты растений, в качестве известкового удобрения, нейтрализации кислотности почв, усиливает жизнедеятельность полезных почвенных микроорганизмов, повышает эффективность органических и минеральных удобрений, а, следовательно, и урожайность полей, так же используется в виноделии. Мел широко используется в строительной отрасли промышленности: для изготовления цемента, оконного стекла, стекловолокна, силикатного кирпича, извести, оконной замазки, применяется в качестве наполнителя в производстве сухих смесей и в лакокрасочной промышленности. В целом мел так или иначе используется во многих отраслях промышленности. Крупными производителями мела в РФ являются ОАО «Мелстром», СП «Руслайм», ОАО «Стойленский ГОК» и др., производство мела на этих предприятиях осуществляется по дизинтеграторной технологии, разработанной НИПИсиликатобетоном, производство мела на этих предприятиях осуществляется по дизинтеграторной технологии, разработанной НИПИсиликатобетоном. Технология газоструйной мельницы предлагаемая в данном коммерческом предложении имеет ряд преимуществ в сравнении с существующими, в том числе с дезинтеграторной, это и низкая себестоимость, быстрая окупаемость, простота эксплуатации, отсутствие трущихся частей, а значит минимальный износ элементов установки и отсутствие намола металла в готовую продукцию. Применение этой технологии так же позволяет снизить трудозатраты и удельные расходы энергоресурсов на производство тонкодисперсного мела. Основные технологические процессы производства тонкодисперсного мела на базе газоструйной мельницы осуществляются в следующей последовательности: 1. Мел предварительно дробленый крупностью 0-20 мм подаемся тельфером в приемный бункер (1) (см. Схему технологические линии производства тонкодисперсного мела). 2. Из бункера через вибрационный питатель мел поступает в помольную камеру (2) газоструйной мельницы, где происходит сушка и измельчение в потоке подогретого сжатого воздуха за счет соударения частиц исходного сырья, а так же за счет ударов частиц о стенки камеры. 3. Над мельницей установлен центробежный сепаратор (3) в котором происходит разделение частиц на тонкодисперсную и крупную фракций. Крупные частицы по течкам поступают в помольную камеру на повторное измельчение. 4. Измельченный мел поступает по пылепроводу сепаратора в циклоны (4) и фильтры, в которых происходит отделение мела от воздуха. 5. Тонкодисперсный мел выделенный из отработавшего воздуха в циклонах и фильтрах, осаждается в бункере готовой продукции (6). 6. Из бункера готовой продукции мел поступает в фасовочную машину (7) для затаривания его в мешки и отправки на склад готовой продукции по ленточному транспортеру (8). Для организации производства тонкодисперсного мела на базе газодинамического дезинтегратора производительностью 5 т/ч по готовому продукту необходимо иметь: 1) Производственное помещение. 2) Источник сжатого до 2,5 — 3 кг/см² воздуха, производительность 6,0 тыс. м³/ч. 3) Газопровод среднего давления, расход газа 100 м^/час. 4) Источник электроснабжения напряжением 220/380 В. Установленная мощность потребителей электрической энергии технологической линии 120 кВт. 5) Комплект нестандартного оборудования газодинамического диспергирования, изготовляемого по разработанным чертежам. ugg australia 6) Комплект стандартного оборудования заводского изготовления с техническими паспортами. 7) Исходное сырье — дробленый мел 0 — 20мм. Стоимость основных производственных фондов

Режим работы технологической линии 300 дней в год при шестидневной рабочей неделе и двухсменной работе по 8 часов в смену. Объем выпускаемой продукции: 5 тонны в час , 40 тонн в смену, 80 тонны в сутки, 24000 тонн в год, ^{; ;} Годовой объем продаж, выручка от реализации при цене 960 руб. за тонну без НДС, составит — 23040 тыс. руб. без НДС. В основу коммерческого предложения положены следующие предпосылки: стоимость готовой прдукции 960 руб. без НДС. Цены на сырье и готовую продукцию (при расчетах затрат и доходов) взяты с учетом конъюнктуры соответствующих рынков.

Объем выручки от реализации мела (без НДС) составит: 960×24000 = 23040000 руб, Валовая прибыль составит: 23040000-6644760= 16395240 руб Налог на прибыль составит: 30% От 16395240 = 4918572 руб. Чистая прибыль 16395240 — 4918572 = 11476668руб. Рентабельность составляет (960 — 276,87) : 276,87 х 100 = 246,73%, Срок окупаемости 11 месяцев. , Долгосрочная цель и задача производства тонкодисперсного мела заключается не только в создании самого производства но и в создании других производств на базе производства тонкодисперсного мела Данной цели хорошо отвечают такие производства как производство сухих строительных смесей, лакокрасочное производство и производство комбикормов Наиболее приближенным является производство сухих строительных смесей на такой же газоструйной мельнице, что и для производства тонкодисперсного мела, она позволяет производить широкий спектр видов сухих строительных смесей ( шпатлевки, штукатурки, клеи…), в том числе на основе импортных: модифицированных химических добавок. Производство малогабаритно, высоко рентабельно, имеет хороший устойчивый спрос на продукцию и, что не маловажно, имеет быстрый срок окупаемости. ₍ *, Коммерческое предложение по организации производства древесной муки мощностью 10 000 тонн в год I. Общие сведения о древесной муке. Древесная мука представляет собой продукт сухого механического измельчения древесины По физико-механическим свойствам муку подразделяют на восемь марок 140,180, Ф, Т, 250, 400, 560, 1250, и три сорта высший, первый, второй, по породному составу на три группы хвойную, лиственную и смешанную (ГОСТ 1361-87) Основным показателем муки, определяющим ее марку, а, следовательно, технологические качества и область применения, является ее дисперсность, характеризуемая гранулометрическим составом Сырьем для производства древесной муки служат сыпучие отходы (опилки и стружка) деревообрабатывающих предприятий II. Потребители древесной муки. Древесная мука используется при производстве: 1 Фенопластов 2 Пигментной двуокиси титана 3 Алкидного линолеума 4 Взрывчатых веществ 5 Фильтрующих элементов фильтров тонкой очистки 6 Форм в литейном производстве 7 Клеев 8 Электродов 9 Аммиака, метанола, технического водорода и защитных газовых сред на предприятиях азотной промышленности

1. В сельском хозяйстве при дражировании семян

По проведенным маркетинговым исследованиям определены потребители древесной муки (таблица) Таблица

Сущность технологического процесса производства древесной муки заключается в следующем. Исходное влажное сырье (опилки, щепа, стружка после предварительного дробления до крупности 0-20 мм.) поступает в бункер исходного сырья. Из бункера сырье винтовым конвейером подается в измельчитель специальной конструкции, в котором происходит его помол. Измельченное сырье с измельчителя поступает в воздушно-центробежный классификатор, а затем в батарейный циклон и фильтры, в которых происходит разделение древесной муки по крупности. В процессе измельчения и сепарации происходит сушка древесной муки. Из батарейного циклона мука поступает в бункер готового продукта, а затем на фасовочную машину, где затаривается в мешки и по ленточному транспортеру подается на склад готовой продукции. Схема технологического процесса производства древесной муки Основные технико-экономические показатели производства древесной муки производительностью 10 000 т. в год, в ценах на 15 июня 2004

Дисперсные порошки для покрытий поверхности

Дисперсные порошки некоторых минеральных и органических материалов используются в качестве пигментов для покрытий поверхностей, требующих защиты от внешних воздействий агрессивных сред; они определенным образом влияют на свойства таких покрытий, как краски, эмали, литографические краски и т. п. Пигменты – красящие вещества, высокодисперсные окислы или соли поливалентных металлов (неорганические пигменты) или же синтетические (органические) красители, нерастворимые в воде и обладающие определенным цветом. nike air max 2012 Неорганические пигменты – высокодисперсные окрашенные порошки, нерастворимые в воде и пленкообразующих веществах и имеющие высокий показатель преломления (обычно >1,55). Делятся на: природные, или минеральные, и синтетические; по цвету – на ахроматические (белые, серые , черные) и хроматические (цветные); по назначению – на декоративные, защитные (противокоррозионные), целевого назначения (противообрастающие, светящиеся, бактерицидные, и др.) В качестве пигментов используются оксиды (соединения элементов с кислородом — основные: Na₂O, CaO, FeO; кислотные или ангидриды : CO₂, P₂O₅, SO₃ и амфотерные: ZnO, Al₂O₃), сульфиды (неорганические – соединения S c металлами, а также с более электроположительными , чем S, неметаллами) и соли переходных металлов (Fe, Co, Cr и др.), компмлексные соединения, порошки цветных металлов (Al, Cu, Zn, Fe, Ni) и сплавов (бронзы, латуни), сажа. Основные характеристики пигментов:

1. укрывистость (кроющая способность) – свойство пигментов делать невидимыми (перекрывать) цвет закрашиваемой поверхности; оценивается количеством пигмента в граммах, необходимым для получения на стеклянной пластинке площадью 1 м² непрозрачного слоя краски;
2. красящая способность (интенсивность) – свойство передавть свой цвет другим пигментам, с которым и он тщательно перемешан; оценивается в % по отношению к красящей способности эталона (для белых пигментов аналогично оценивается разбеливающая способность);
3. маслоемкость – минимальное количество пленкообразующего (обычно льняного масла) в граммах, необходимое для превращения 100 г сухого пигмента в однородное пастообразное состояние;
4. диспергируемость – способность измельчаться и распределяться в дисперсионной среде;
5. светостойкость – способность сохранять свой цвет при воздействии естественного и искусственного дневного света.

Получают неорганические пигменты: — путем измельчения природного сырья, например, в производстве железного сурика, умбры; — химическим осаждением из водных растворов (например, литопон); — реакцией в паровой или газовой фазе с последующей конденсацией продуктов реакции (ZnO из Zn, TiO₂ из TiCl₄, сажа из природного газа и т. д.); — прокаливание (Cr₂O₃ из хромпика, красные железоокисные пигменты из железного купороса, ультрамарин – из каолина и серы); К природным пигментам относится также охра. Основные компоненты охры – гидроксиды Fe (неорганические соединения, содержащие одну или несколько групп ОН) c примесью алюмосиликатов. По цвету охры делят на светло-желтые (содержат 12 – 25 % Fe в пересчете на Fe₂O₃, средне-желтые (25- 40%), золотисто-желтые (40 – 75%). Изумрудная зелень – пигмент, получаемый прокаливанием смеси хромпика с H₃BO₃. Содержит 91 — 99% Сr₂O₃*nH₂O, где n=1-2; остальное – B₂O₃. Отличается высокой атмосферо- и химстойкостью, однако менее термостойка, чем Сr₂O₃. Глауконит – минерал зеленого цвета, водный алюмосиликат железа, магния и калия; твердость 2 – 3, уд. вес 2,2 – 2,8. Применяется для изготовления краски, для уменьшения жесткости подземных вод и как калийное удобрение; месторождения в Украине, в Курской, Орловской, Московской и кировской областях России. В некоторых случаях для лучшей диспергируемости пигменты обрабатывают ПАВ. Применяются пигменты для изготовления лакокрасочных материалов (грунтовок, красок, эмалей) и полиграфических красок; крашение в массе неорганических стройматериалов, пластмасс, химических волокон, резин, клеёнки, бумаги, кожзаменителей. Некоторые пигменты токсичны. В СНГ запрещено использование свинцовых белил 2PbCO_3* Pb(OH)₂, медномышьяковистых зеленей Cu(AsO₂)_2*nCu(OH)_*mH₂O(n=1 – 3), ртутных пигментов; ограничено применение свинцовых кронов (пигменты, окраска которых обусловлена присутствием иона CrO²₄^—) . При сравнительном описании дисперсных порошков упор делается на свойства первичных частиц – их размеры, форму и т. д. Не менее важным является анализ свойств дисперсных порошков, оцениваемых с позиций их применимости, и достигаемых путем соответствующей их обработки, например путем распределения его в матрице, спекания, обработки их поверхности и т. д. и т. п. Такая классификация является несколько произвольной, но позволяет рассмотреть вопросы применения дисперсных порошков отдельно от тех их свойств, которые обычно называют «химико-технологическими». Так, определенные химические свойства пигмента позволяют определять его пригодность в красках для наружных покрытий, а физические свойства играют роль при определении блеска, текстуры, стойкости и толщины покрытия. Любая химическая реакция или физический процесс, в которой принимает участие твердое тело, протекает на поверхности раздела. Механизм, кинетика и другие характеристики подобных реакций могут исследоваться на массивных образцах или тонких пленках. Доступная при этом площадь поверхности мала, концентрация сорбированных объектов или продуктов реакции на поверхности тоже низка. При использовании дисперсного порошка с большой удельной поверхностью объемное соотношение концентраций может быть увеличено. Повышенная удельная поверхность влияет на скорость реакции, протекающей на поверхности. Для многих реакций, таких, как разбавление и растворение, скорость приблизительно пропорциональна площади доступной поверхности. Свободная поверхностная энергия (избыток энергии поверхностного слоя на границе раздела фаз, обусловленной различием межмолекулярных взаимодействий в обеих фазах) дисперсного порошка может быть значительной. Например, в случае частиц железного порошка диаметром несколько нанометров (сотен Å), свободная поверхностная энергия составляет несколько сотен калорий на моль. Эта энергия связана с дефектами структуры твердого тела, отклонениями от стехиометрии (соотношения между количествами вступающих в реакцию реагентов и образующихся продуктов) и т. д., неотделимая от поверхности; она обычно снижается за счет адсорбции (концентрирование вещества – адсорбата, из объема фаз на поверхности раздела), происходящей на поверхности. Свободная поверхностная энергия линейно уменьшается с ростом температуры. Эта энергия оказывает настолько кардинальное влияние на свойства дисперсного порошка, что свойства поверхности раздела становятся идентичными свойствам дисперсного порошка. Так, при армировании эластомеров (каучук, резина) размеры частиц оказываются более существенными, чем их природа, независимо от того, представляют они собой уголь, окись кремния карбонат кальция и т.д. Другие свойства (например, регулирование вязкости путем образования суспензии окиси кремния) в гораздо большей степени зависят от природы частицы и от её поверхности. Эта поверхность всегда чем-то покрыта; характер связи между поверхностью и её покрытием зависит от энергетики поверхности, которая является отражением природы частицы.

Химическая природа поверхности частиц

Суммарная свободная поверхностная энергия твердого тела уменьшается при адсорбции на поверхности как жидкостей, так и газов. Это может быть отображено как использование «разорванных связей», существование которых, как можно полагать, обусловлено разрывным характером поверхности твердого тела. Прочность связи между адсорбатом (поглощаемым веществом) и адсорбентом (поглощающим веществом – твердое тело) непрерывно изменяется от слабой физической адсорбции инертного газа, наблюдающейся только при низких температурах, до хемосорбции, скрытая теплота которой обычно превышает 40 ккал/моль, а сила связи сравнима с силой обычной химической связи. Десорбция ( удаление адсорбированного вещества с поверхности адсорбента) хемсорбированного вещества часто сопровождается химическими изменениями, так что хемсорбция непрерывно переходит в химическую реакцию. Когда эта связь слабая, адсорбат может быть заменен другим, который связан более сильно и дополнительно снижает свободную поверхностную энергию. Так, окисленные поверхности, будучи вынесенными на воздух, покрываются слоями воды, а не азотом. Поверхности адсорбентов энергетически неоднородны, что обусловлено поверхностной топографией, а также положением атомов на поверхности и вблизи неё. Поэтому могут существовать центры адсорбции, различающиеся между собой по силе и реактивности, так, что в зависимости от конкретных условий молекулы адсорбата оказываются связанными с определенными атомами поверхности или же могут обладать какой-то степенью подвижности на ней. Большинство окислов обладает полупроводниковыми свойствами, обусловленными малыми отклонениями от стехиометрии (соотношения между количествами вступающих в реакцию реагентов и образующхся продуктов). Однако для описания того, что происходит на поверхности окисла, вообще не обязательно использовать полупроводниковые свойства. Например, влияние хемсорбции кислорода, водорода и т. д. на стехиометрию окиси цинка отражается в изменениях проводимости порошка, которые могут быть измерены на дисперсных порошках. Пленка краски, имеющей хорошую укрывистость имеет толщину порядка 20 мкм, поэтому все частицы пигмента должны быть еще меньше и изменяться от 10 мкм, и, по-видимому до 0,01 мкм В текстах книг или литографической печати пленка краски имеет толщину менее 3 мкм, поэтому верхний предел для размеров частиц еще более ограничен. При чем этот верхний предел ограничивает не только размер частиц, но и любых агломератов из этих частиц, образовавшимися в процессе нанесения покрытия. Итак, пигменты являются одним из двух наиболее масштабных применений субмикронных порошков. Краткий анализ влияния пигмента на свойства поверхностного покрытия позволит выявить те свойства пигмента, которые играют здесь определяющую роль.

Физические свойства окрашенной поверхности

Тиксотропия (обратимые изменения физико-механических свойств полимерных и дисперсных систем при механическом воздействии в изотермических условиях) и вязкость поверхности Суспензии в жидкостях многих частиц примерно одинаковых размеров, таких как зерно, уголь, руда, цемент и т. д., обладают так называемыми бингамовскими свойствами пластичности. Свойства такого рода могут быть интерпретированы как обусловленные образованием в суспензии взаимосвязанной структуры, способной противостоять силам, меньшим предела текучести. Подобные материалы могут использоваться для увеличения вязкости путем образования густых суспензий, однако получающееся при этом относительное увеличение вязкости невелико. Тиксотропия – это снижение вязкости при непрерывном сдвиге; её часто проявляют суспензии размерно анизотропных частиц, имеющих вид дисков, пластинок и так далее. Тиксотропия рассматривается как результат стремления частиц к комкованию или к образованию определённых структурных связей. Одним из возможных механизмов этого явления обусловлено водородной связью. Преимущественной поверхностной группой на oкиси кремния, алюминия и окиси титана, контактирующих с воздухом является гидроксил (ОН). Гидроксильные группы стремятся образовать связи с другими гидроксильными группами; можно, предполагать, что начала такие связей ответственно отчасти за высокую степень комкования дисперных порошков. Итак, когда дисперсный порошок такого гидроксилированиого типа погружают в жидкость, его свойства начинают зависеть от полярности этой жидкости. В полярной жидкости, которая сама свособна к образованию водородных связей, частицы порошка будут окружены жидкостью и связаны с ней. После диспергирования в такой жидкости частицы опять будут стремиться связываться друг с другом. Межчастичная связь вызывает гораздо больший рост вязкости, чем связь частицы с жидкой средой. Оба типа связи легко paзрываются при сдвиге и восстанавливаются при отталкивании.

Факторы, определяющие блеск и текстуру (высокий объем) пленки

Блеск возникает при отражении в определенном направлении, на поверхность пучка света, падающего на поверхность. Блеск создается гладкостью поверхности, мера которой гораздо больше длины волны света (длина в. св. в вакууме от 400 до 760 нм (40 -70 Å). 10^-1 нм = 10^-4 мкм =10^-8 см =10^-10 м = 1Å Как непрозрачность, так и блеск значительно улучшаются при использовании глины в качестве наполнителя и покрывающего материала. Если частицы глины имеют в диаметре менее 2 мкм, они имеют вид гексагональных пластинок. Подобные частицы ложатся своей плоской частью на поверхность бумаги и это дает сравнительно непроницаемую, блестящую и непоглощающую поверхностную пленку. Поверхность такого рода обеспечивает более яркие цвета печати. В отсутствие анизотропной (зависимость физико-мех св-в в-ва от направления) морфологии глин дисперсные порошки придают бумаге более матовый окончательный вид, но позволяют осуществлять довольно тщательное регулирование реологии покрытия. Это особенно важно тогда, когда покрытие наносится валиком. Тиксотропная покрывающая смесь (смесь, обладающая обратимостью изменения физико –механических свойств при механических воздействиях при изотермических условиях) обеспечивает меньшую шероховатость поверхности. Тиксотропия обусловлена обратимыми изменениями структуры материала, например разрушением надмолекулярной структуры полимеров или коагуляцией (слипанием) контактов в дисперсных системах. Тиксотропными св-вами обладают строительные растворы, лакокрасочные материалы, мн. пищевые продукты.

Влияние на реологию поверхности покрытия

Деформационные свойства реальных тел (реология) оказывает огромное влияние на качество поверхностных покрытий. Пигмент окажется совершенно бесполезным, если он обеспечит достаточную прозрачность только при таких концентрациях, что покрытие окажется слишком густым для нанесения. Этого можно избежать, используя пигмент с высокой забивающей способностью или с сильным окрашивающим действием. В противоположном случае, когда покрытие оказывается слишком тонким для легкого нанесения, добавка наполнителя увеличивает «тело». adidas hamburg Наполнителями служат дешёвые материалы с меньшим показателем преломления, чем у пигментов, в последнее время для улучшения густоты покрытия начали использовать дисперсные порошки, особенно окись кремния. Подобные дисперсные порошки в смеси с соответствующими органическими веществами характеризуются определенной степенью тиксотропии , что положительно сказывается на свойствах как обычных, так и на типографских красках.

Технические пигменты для поверхностных покрытий

Для поверхностных покрытий могут использоваться как неорганические, так и органические пигменты. Органические цветные пигменты характеризуются более устойчивыми цветами по сравнению с неорганическими. Однако, поскольку последние часто оказываются дешевле, такие материалы, как различные формы окиси железа, по-видимому будут использоваться и в дальнейшем (с.74 — перевод) …. Интенсивное диспергирование твердой фазы с одновременной активацией частиц, характерное для газодинамического диспергирования, может быть использовано в производстве лаков и красок. Железоокисные пигменты, например, диспергируются до размеров менее 20 мкм в течение нескольких секунд, в то время, как в шаровых мельницах время помола составляет несколько часов. В процессе измельчения пигментов идет одновременно и измельчение с поверхности самих ферромагнитных частиц. Для белых и светлых красок это неприменимо. Однако для красок разных цветов добавка металла не только не ухудшает свойств, но зачастую даже значительно их улучшает. Не исключена возможность получения высокоэффективных водоэмульсионных красок, в состав которых входят мел, тальк, двуокись титана, ультрамарин

Медь порошковая

МЕДЬ (Cuprum) Сu, химический элемент I группы периодической системы, атомный вес 29, атомная масса 63,546. В природе 2 стабильных изотопа ⁶³Со и ⁶⁵Cu. Содержание в земной коpe 4,7-10^-3 % по массе. Основные минералы: халькопирит CuFeS₂, халькозин Cu₂S, ковеллин CuS, малахит Cu₂(OH)₂(CO)₃, лазурит Cu₃ (OH)₂(CO₃)2. Пластичный красный металл; кристаллич. решетка гранецентрированная кубическая; плотя. 8,94 г/см’; t_пл 1084,5 ⁰С, t_кип 2540 ⁰С; С_р 24,4 Дж(моль.К,); ÎН_пл 12,97 кДж/моль, ÎН_исп 302 кДж/молъ; S⁰₂₉₈ 33,1 Дж/(моль-К). Степень окисления +1 и +2. В сухом воздухе при комнатной температуре почта не окисляется, в присутствии влаги и СО₂ на поверхности металла образуется зеленая пленка CuHCO₃, при нагревании на воздухе окисляется до СuО и Cu₂O, взаимодействует с галогенами, S, Se, HNO₃ и H₂SO₄ образует комплексное соединение с NH₃, цианидами и др. Получают: плавка сульфидного концентрата с последующим окислением образовавшегося медного штейна до черновой меди, которую рафинируют огневым и электролитическим методом; гидрометаллургический метод— выщелачивание Сu из медьсодержащих минералов серной кислотой (или раствором NH₃) с последующим осаждением, цементацией, электролизом и извлечением экстракцией или ионным обменом. Применяется: для изготовления кабелей, токопроводящих частей элекгрических установок, теплообменников; компонент сплавов (латуней, бронзы, медно-никелевых и др.). Производство за рубежом около 11 млн. т/год. ( В. Я. Зайцев, В. М. Белов Химия. Энциклопедия.) Металл химически мало активен; легко растворяется в азотной кислоте, в в разбавленных соляной и серной – только в присутствии окислителя (кислорода). Широко применяется в сплавах. Медь содержится в крови (около 0, 14мг%) участвует как катализатор в образовании гемоглобина. Соединения меди, сернокислая и лимоннокислая медь, применяются в виде капель и мазей для лечения конъюктивитов.

ПРОИЗВОДСТВО МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОРОШКОВ И ИХ СВОЙСТВА Классификация методов получения порошков

Производство порошка — первая технологическая операция порошковой металлургии. Необходимость изменения свойств порошков для различных технологий обусловило развитие целого ряда способов их получения. Это, в свою очередь, делает возможным придание изделиям из порошка требуемых физических, механических и других специальных свойств. Кроме того, метод изготовления порошка в значительной мере определяет его качество и себестоимость. Порошки металлов получают механическим и физико-химическим способами. Механические методы обеспечивают превращение исходного материала в порошок без заметного изменения его химического состава. Чаше всего используют измельчение¹ твердых материалов в мельницах различных конструкций, диспергирование расплавов, обработки металлов резанием. К физико-хилшческим методам относят технологические процессы производства порошков, связанные с физико-химическим диспергированием исходного сырья, обеспечивающего не только сокращение размеров, но и изменение химического состава перерабатываемого материала.

Механические методы получения порошков меди.

К основным механическим методам получения порошков металлов относятся: дробление и размол металла, диспергирование расплава металла, грануляция расплава металла. 1..Измельчение стружки, обрезков и компактных материалов проводят в шаровы: вихревых, молотковых и других мельницах, к.п.д. которых сравнительно невел Получают порошки Fe, Сu, Мg, латуни, бронзы, хрома, алюминия, сталей, меди. 2.Струю расплавленного металла диспергируют механическим способом (воздействием центробежных сил и др.) или действуя на нее потоком энергоносителя (газа ил, жидкости). Таким образом получают порошки алюминия, свинца, цинка, бронзы, латуни, железа, стали, меди. 3 В процессе грануляции расплава порошок образуется при сливании расплавленного металла в жидкость (например, в воду). Получают крупные порошки железа, меди, свинца, олова, цинка. 4. В процессе обработки металлов резанием подбирают такой режим резания, который обеспечивает образование частиц, а не стружки. Таким образом получают порошки стали, стали, латуни, бронзы, магния, меди. В широко распространенных измельчительных установках – шаровых мельницах реализуются такие механизмы разрушения, как раздавливание и удар, в случае необходимости получения крупных частиц; истирание и удар, обеспечивающих получение высокодисперсных частиц. При измельчении до крупной фракции комбинируют раздавливание и удар при тонком измельчении организуют удар и истирание. При дроблении затрачиваемая энергия расходуется на упругую и пластическую деформацию, на теплоту и на образование новых поверхностей:. sÎS +KÎV, где (1) sÎS – энергия, расходуемая на образование новых поверхностей при разрушении твердого тела; s — удельная поверхностная энергия; ÎS – приращение поверхности, образуемое в процессе измельчения; KÎV – энергия деформации; К- работа упругой и пластической деформации на единицу объема твердого тела; ÎV –деформированная часть объеа твердого тела.. Поскольку при крупном дроблении вновь образующаяся поверхность невелика, в указанном соотношении имеет место неравенство: sÎS«KÎV. При этом расход энергии на разрушение приблизительно пропорционален объему разрушаемого тела. При тонком измельчении вновь образующаяся поверхность очень велика, при этом имеет место неравенство: sÎS » KÎV, а расход энергии на образование новой поверхности приблизительно пропорционален величине вновь образующейся поверхности. Среди методов получения крупнодисперсных металлических порошков наибольшее распрстранение получил метод обработки металлов резанием с последующей обработкой мелкой стружки в шаровых, вихревых, молотковых и других типах мельниц, а также газодинамическое и ультразвуковое диспергирование. незначительно. Эту скорость называют критической скоростью вращения. Шаровая мельница, представляющая цилиндрический барабан, заполняемый измельчающими (рабочими) телами — твердосплавными шарами является наиболее распространенным аппаратом, применяемым для измельчения различных материалов, в том числе и металлов. Эффективность измельчения в шаровых мельницах определяется коэффициентом заполнения барабана шарами f, массой шаров и её отношением к массе измельчаемого материала. Обычно в мельницу загружают 1,7 – 1,8 кг стальных шаров на 1 литр объема мельницы. При этом величину коэффициента заполнения f=0,4 – 0,5 полагают оптимальной. Соотношение между массой рабочих тел (шарами) и массой измельчаемого материала принимают равным 2,5 -3, а с целью интенсификации процесса это отношение увеличивают до 6 – 12 и выше., Отношение между дробящим и истирающим действием рабочих тел зависит от отношения диаметра цилиндра D к длине цилиндра L мельницы при одинаковом её объеме. При D:L>3 преобладает дробящее действие размольных тел (предпочтительно для хрупких тел), при D:L<3 — истирающее действие (более эффективное для пластичных материалов). На интенсивность и механизм размола оказывают сильное влияние скорость (частота) вращения барабана мельницы, число и размер размольных тел, масса измельчаемого материала, продолжительность и среда размола. С увеличением скорости вращения мельницы размольные тела падают с большей высоты, производя преимущественно дробящее действие. При дальнейшем увеличении скорости вращения барабана размольные тела будут вращаться с барабаном и материал будет измельчаться Pcosa При этом коэффициент заполнения ф барабана мельницы является оптимальным, и составляет 0,4 — 0,5. При больших значениях <р шары сталкш другом, теряя энергию, и не производят достаточно эффективного измельчай действия, а при меньшей загрузке шаров резко снижается производительное! измельчающего устройства. Количество (масса) загружаемого для размола м; должно быть таким, чтобы после начала измельчения его объем не превышал пустот (зазоров) между размольными телами. Если материала будет больше, не вмещающаяся в зазоры, измельчается менее интенсивно. Обычно соотношение между массой размольных тел и массой измельчаемого материала составляет 2,5-3, интенсивном измельчении это соотношение увеличивается до 6 — 12 и даже более. Размер размольных тел (диаметр шаров) также оказывает влияние на процесс Размер размольных тел должно быть в пределах 5 — 6% внугреннего диаметра мельницы. Лучше применять набор размольных тел по размерам (например, i соотношении 4:2:1). Для интенсификации процесса размола его проводят в жидкой среде, что препятствует распылению материала. Кроме того, проникая в микрогрещины частиц, жидк большое капиллярное давление, способствуя измельчению. Жидкость также ] трение как между размольными телами, гак и между частицами обрабатываем материала. Жидкой средой обычно служат спирт, ацетон, вода, некоторые углеводороды и пр. Длительность размола составляет от нескольких часов до нескольких суток. Для шаровых мельниц соотношение средних размеров частиц до и после измельчения, называемое степенью измельчения (степенью сокращения), составляет 50 — 100. uggs pas cher < частиц, получаемая в результате размола в шаровых мельницах осколочная, т.е. неправильная, с острыми гранями, а шероховатость их поверхности невелика.. Для получения частиц крупностью менее 20 мкм размол материала путем разрушения его частиц в шаровой мельнице становится не эффективным. Длительность размола в таких случаях составляет от нескольких часов до нескольких суток. Кроме вращающихся мельниц используют также вибрационные, планетатарные,| центробежные и гироскопические мельницы (вращаются относительно горизонтальных и вертикальных осей), мельницы с магнитно-индукционным вращателем (для ферромагнитных материалов), вихревые мельницы (измельчение за счет с вихревых потоков, создаваемых двумя пропеллерами, расположенных друг против друга); молотковые мельницы и др. Сущность получения металлических порошков из расплава заключается в нарушении сплошности его потока (струи или пленки) под действием различных источников возмущений, способствующих образованию дисперсных частиц. Диспергирование расплавленного металла струей предварительно сжатого газа, жидкости или его распыление механическим способом, является другим распространенным способом получения металлических порошков. Метод распылении широко используют для получения не только порошков железа, сталей и других сплавов на основ6 железа, но и порошков алюминия, меди, свинца, цинка, тугоплавких металлов (титана, вольфрама и др.),а также сплавов на основе этих металлов. Распыление весьма эффективно при получении порошков многокомпонентных сплавов, обеспечивая объемную равномерность химического состава, оптимальную структуру каждой образующейся частицы. Это обусловлено перегревом расплава перед его диспергированием, способствующего повышению его однородности на атомарном уровне из-за полного разрушения наследственной структуры, интенсивного перемешивания и кристаллизацией дисперсных частиц в процессе высокоскоростного охлаждения – от 10³ — 10⁴ и выше градусов в секунду. По виду используемой энергии методы диспергирования металлического расплава различаются в зависимости от способа нагрева металла (индукционный или косвенный, электродуговой, электронный плазменный и др.), в зависимости от вида силового воздействия на расплав при диспергировании (механическое воздействие, энергия газовых и водяных потоков, силы гравитации, центробежные, ультразвуковые воздействия и др.), а также по типу параметрам среды, в которой происходит диспергирование (восстановительная, окислительная, инертная или другая с заданным составом, вакуум давление и т. п.). Диспергирование расплавленного металла или сплава струей сжатого газа механическим способом характеризуется высокими производительностью, технологичностью, легкостью автомагизации, сравнительно низкой энергоемкостью, экологичностью. Центробежное распыление представляет собой одной из разновидностей диспергирования расплава (рисунок 5) По виду вращающегося электрода распыление происходит в момент формирования расплава под действием энергии электрической дуга, электронного луча или другие источники энергии. Образовавшаяся на торце расходуемого, вращающегося со скоростью 2000-20000 об/мин, электрода пленка расплава толщиной 10 – 30 мкм под действием центробежных сил перемещается к его периферии и срывается с его кромки в виде частиц-капель преимущественно размером 100-200 мкм. Увеличение диамегра расходуемою элекгрода и скорости его вращения приводит к уменьшению размера частиц-капель. Кристаллизация капель со скоростью охлаждения пор) 10⁴ °С/сек происходит в атмосфере инертною газа.     Рисунок 6 — Схема диспергирования при автономной подаче жидкого металла При других схемах диспергирования (Рисунок 6) плавление металла проводят вне зоны распыления. Когда струю расплава подают на вращающийся со скор 24000 об/мин диск, на его вогнутой поверхности образуется пленка жидкого n которой затем отрываются капли-частицы преимущественно размером <100 м кристаллизуются в атмосфере инертного газа со скоростью 10⁵ — 10⁶ °С/сек. В последнее время активно развиваются методы распыления расплавов, обеспечивающие очень высокие скорости охлаждения частиц. Один из вариантов, обеспечиваю затвердевание жидкой капли со скоростью 10⁷ — 10⁸ °С/с, позволяет получать называемые распыленные и быстрозакаленные порошки (РИБЗ). Конструктивно способ реализуется установкой на пути летящей капли охлаждаемого экрана, расположенного под углом 15- 45° к направлению ее движения. При ударе об экран капля перемещается по его поверхности и, охлаждаясь, кристаллизуется в виде частицы пластинчатой формы. Высокоскоростное затвердевание расплава обеспечивает извлечение малых объемов металла кромкой быстровращающегося (2000 5000 об/мин) в вертикально^ лиска из высокотеплопроволного материала (Рисунок 6, б). При контакте с кромке диска затвердевает некоторый слой металла, затем он выходит из р; охлаждается, после чего частица отделяется от кромки диска (скорость охл, 10⁸°С/с). В любом случае методы распыления при кристаллизации капли расплава со скоростью более 10⁶ °С/с приводят к получению порошков, частицы которых имеют а структуру, придающую им чрезвычайно специфические свойства, позволяй уникальные материалы для различных отраслей техники.

Физико-химические способы получения порошков

Среди физико-химических методов получения порошков практическое применение находят: химическое восстановление,. электролиз водных растворов или расплавленных солей различных металлов, диссоциация карбонатов, термодиффузионное насыщение, испарение и конденсация, межкристаллитная коррозия. 1. Химическое восстановление: а — восстановление происходит из оксидов и других твердых соединений металлов Этот способ является одним из наиболее распространенных и экономичных. В общем случае простейшую реакцию восстановления можно представить как MeA+X<*Me+XA±Q (3) где Me — любой металл, порошок которого хотят получать; А — неметалличе составляющая восстанавливаемого соединения МеА (кислород, хлор, фтор, остаток и др.); Х- восстановитель; Q- тепловой эффект реакции. Восстановителями служат газы (водород, конвертированный природный газ: твердый углерод (кокс, сажа и др.) и металлы (натрий, кальций и др.). Исходным материалом являются окисленные руды, рудные концентраты, отходы и побочные продукты металлургического производства (например, прокатная окалина), а также различные химические соединения металлов. Таким путем получают порошки Fe, Cu, Ni, Co, W, Mo, Ti, Та, Zr, U и других их сплавов, а также соединений с неметаллами (карбиды, бориды и др.) б — химическое восстановление различных соединений металлов из водных растворов Этот способ также является одним из экономичных и позволяет получать высококачественные металлические порошки. Исходное сырье –сернокислые или аммиачные растворы солей соответствующих металлов. Восстановитель — водород или окись углерода. Выделение меди как из кислых, так из щелочных растворов осуществляют восстановлением водородом. Обычно используют раствор сульфата меди или медноаммиачной комплексной соли. Реакции восстановления имеют вид: CuSO₄ + Н₂ = Cu + H₂SO₄ (4) [Cu(NН₃)₄]SO₄ + H₂ + 2Н₂O = Cu +(NH₄)₂SO₄ + 2NН ₄ OH (5) Восстановление проводят при суммарном давлении газа 2,4-3,5 или 3,5-4,5 при температуре 140 -170 или 180 -200°С, соответственно. Извлечение меди восстановлением составляет около 99%. Скорость процесса восстановления возрастает с увел] количество субсидированной меди. Химическая чистота порошков, полученных таким способом, высокая (99,7-<0, 1 %О₂, <0,0 1 %Fe), а себестоимость меньше себестоимости электролитиче порошков меди. Форма частиц может быть самой разнообразной: дендритнс др. Таким путем получаю! порошки Cu, Ni, Co, Ag, Au. в — химическое восстановление газообразных соединений металлов. Порошки металлов высокой чистоты можно получить из низкокипящих хлор| фторидов вольфрама, молибдена, рения, ниобия или тантала по реакции: МеГ_х+ 0,5хН₂ = Ме + хПГ (6) где Г — хлор или фтор. Для получения высокодисперсных порошков металлов или их соединений (нитридов и др.) перспективны плазмохимические методы. Восстановителем водород или углеводороды и конвертированный природный газ. Низкотемпературную (4000-10000°С) плазму создают в плазмотроне электрической дугой высокой интенсивности, через которую пропускают какой-либо газ или смесь газов. В восстановительной струе происходит превращение исходных материалов в конденсированную дисперсную фазу. Метод используется для получения пс тугоплавких металлов W, Mo, Ni. 2. Электролиз водных растворов или расплавленных солей различных метал На катоде под действием электрического тока осаждают из водных растворе расплавов солей чистые порошки практически любых металлов. Стоимость высока из-за больших затрат электроэнергии и сравнительно низкой произвс электролизеров. Таким путем получают из водных растворов — порошки Си, из расплавленных сред — порошки Та, Ti, Zr, Fe. 3. Диссоциация карбонилов. Карбонилами называют соединения элементов с СО общей формулы Ме_а(С(. Карбонилы являются легколетучими, образуются при сравнительно небольи В первой фазе по реакции (7) исходное сырье MeJ>b, содержащее металл Me в ( с балластным веществом />’, взаимодействует с СО, образуя промежуточный ир (карбонил). Во второй фазе карбон ил металла при нагреве разлагается по реак! металл и СО. Реакция (7) образования карбонила идет везде, где СО соприкасается с поверх! металла в исходном сырье: снаружи твердого тела, в его трещинах и порах. В ь случаях возможно образование нескольких карбонилов. Термическая диссоциация карбонила на металл и СО в большинстве случаев hj при невысокой температуре. В первый момент появляются атомы металла и га молекулы СО. Частицы порошка формируются в результате кристаллизации парообразною металла в два этапа: сначала образуются зародыши, а зачем из ь вырастают собственно порошинки различной формы, что является результатол паров меч алла на поверхности каждого из зародышей. Расширение производства карбонильных порошков существенно сдерживаете* высокой стоимостью, так как они в десятки раз дороже восстановленных nopoi аналогичных металлов. 4. Термодиффузионное насыщение. Чередующиеся слои или смесь порошков разнородных металлов нагревают до температуры, обеспечивающей их активное взаимодействие. Получают порош сплавов на основе хрома, высоколегированных сталей. 5. Испарение и конденсация. Для получения порошка металл испаряют и затем конденсируют его пары на xi поверхности. Порошок является тонкодисперсным, но содержит большое коли оксидов. Получают порошки Zn, Cd и других металлов с невысокой температу] испарения. 6. Межкристаллитная коррозия. В компактном (литом) металле или сплаве при помощи химического гравителя межкристаллитные прослойки. Получают порошки коррозионностойких и хромоникелевых сталей.

Вихревой способ измельчения

Специалистами АО НТИ ТТР разработан типоряд вихревых измельчителей (ВМ) — помольных комплексов, предназначенных для тонкого и сверхтонкого измельчения различных материалов, таких как: глинозем, циркон, кварц, мел, кальций, отходы меди, латуни, цинка, губчатого железа, твердых сплавов типа ТК и ВК, базальтового волокна, резины, сахара, какао порошка, сухого молока и др. Достигнуты уникальные по тонине помола результаты при измельчении таких материалов, как (в скобках указаны максимальные размеры частиц в мкм в выходной фракции): стеклосодержащие пластмассы (<2), металлы и их окислы (<1,5), керамика (<2), стекло (<2), присадки к техническим маслам (<2), растительные отходы (<2). При этом разбос размеров частиц выходной фракции лежит в пределах ±10% от заданного для 90-92% суммарного по массе выхода. Особенностью процесса измельчения в вихревой мельнице является поверхностное разрушение вследствие механических воздействий частиц в турбулентных закрученных потоках. canada goose victoria Следствием механического воздействия друг на друга служит изменение структурного состояния и последующее разрушение твердых материалов. Для ВМ применяются две основные компоновочные схемы. timberland homme Назначение первой из них («открытый» цикл) — измельчение материалов в атмосферной среде, второй («замкнутый» цикл) — измельчение материалов в среде специальных газов, например инертных. chaussure air jordan Необходимость применения «замкнутого» цикла измельчения возникает, в частности, в тех случаях, когда · материал в измельченном состоянии становится взрывоопасным, в процессе измельчения необходимо предотвратить окисление материала. Так тонкое измельчение таких ценных металлов, как медь и ее сплавы, алюминий и его сплавы целесообразно осуществлять в среде азота или гелия, которые в «замкнутом» цикле измельчения используются в качестве рабочего тела. Само определение цикла, как «замкнутого», отражает в данном случае цикл использования рабочего тела. В ряде случаев, например при получении высокоактивного тонкодисперсного порошка меди, механический способ, в сравнении с традиционным, является предпочтительным по таким основным показателям, как себестоимость и форма поверхности частиц порошка. Порошки, получаемые при измельчении в ВМ, имеют характерную «ежеобразную» близкую к сферической форму. adidas zx 500 Применение подобных порошков, частицы которых имеют развитую поверхность, в частности для производства контактных пар позволяет повысить технический ресурс электротехнического оборудования. Себестоимость помола большинства из указанных материалов, при организации крупнотоннажного производства лежит в пределах от 0,2 до 2 $ USА. ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

24. БУТЯГИН П.Ю. О критическом состоянии вещества в механохимических превращениях. // ДАН. — 1993. -Т. 331, № 3. — С. 311-314. 25. ДОРОХОВ И.Н., АРУТЮНОВ С.Ю., ЭСКИН Д.И. bottes ugg pour homme Математическое описание процессов струйного измельчения. // Теорет. основы хим. технологии. — 1993. — Т. 27, № 5,.С.