Способ определения суммарной площади поверхности раздробленного твердого материала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1 И 15/08 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ким методам исслРод, а именно к поверхностей ра горной породы ил использовано пр ания горных по определен дробленно ади массиважет быт и угля, и м вычислении нерго- оемкос оитериал Цель изобретености измерений я - повышение точммарной площади,бленного твердого оверхности разатериала. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОЧНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Институт горного дела им, А.А.Скочинского(56) Авторское свидетельство СССР У 643745, кл, С 01 В 7/32, 1979.Авторское свидетельство СССР В 773267, кл. Е 21 С 39/00, 1980. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУММАРНОЙ ПЛОЩАДИ ПОВЕРХНОСТИ РАЗДРОБЛЕННОГО ТВЕРДОГО МАТЕРИАЛА(57) Изобретение относится к методам определения площади поверхности раздробленного твердого материала. Цель изобретения - повышение точности измерений суммарной площади раэдробленИзобретение относится к Аизичес затрат с целью снижения энети процесса его дробления втельстве, машиностроении и,ведении. 80147452 ного твердого материала. Способ определения состоит в погружении пробыматериала в реагент до образованияна пробе адсорбированного слоя материала и измерении его объема с последующим помещением образца в нейтрализующую жидкость. В качестве реагента и нейтрализующей жидкости используют активаты, полученные приэлектрохимической активации воды.Определяют объемные концентрации зарядов исходных активатов, затем пробу материала последовательно помещаютв первый активат и измеряют объемактивата, захваченного поверхностьюпробы. Затем погружают пробу во второй активат повторно и измеряют егообъемную концентрацию, Полученныеданные используют для вычисления суммарной площади поверхности материала. 1 ил ., 1 табл . На чертеже изображен участок по" верхности твердого тела, извлеченного из реагента, сечение.Твердые тела при погружении в реагент обладают способностью самопроизвольно поглощать (адсорбировать) своим поверхностным слоем молекулы, атомы или ионы, находящиеся в реагенте, что приводит к уменьшению изобарного потенциала поверхности 1 и при извлечении твердого тела 2 иэ реагента приводит к захвату некоторого количества реагента 3 толщиной Н.После извлечения тела 2 из реагента 3 силы поверхностного натяжения, 147452 1возникающие на границе 4 (реагент - воздух), сжимают захваченный слой Н и продолжают удерживать его у поверхности 1 твердого тела 2.При прочих равных условиях для данного тела и данного реагента объем реагента, адсорбированного поверхностным слоем Ь твердого тела 2, вследствие постоянства его толщины, обусловленной степенью насыщенности валентных сил атомов, расположенных на различной глубине поверхностного слоя Ь, пропорционален истинной площади поверхности тела 2, 15Точность измерения площади поверхности при получении информации по объему реагента, адсорбированному поверхностным слоем Ь, значительно выше точности измерения площади поверхности при получении информации по . объему реагента в захваченном слое Н, так как объем этого слоя изменяетсяочень мало при напичии на поверхности мельчайших пор 5, открытых трещин 25 6 и пустот 7. Способ осуществляют следующим образом.До начала измерений с помощью при- ЗОбора рН-метра определяют водородныепоказатели анолита и католита, а поним рассчитывают исходные съемныеконцентрации зарядов активатов - анолита и католита,Э 5Пробу раздробленного массива горной породы погружают в предварительно взвешенный сосуд из диэлектрика, взвешивают и заливают одним изактиватов, например анолитом, энер Огично перемешивают и дают отстояться до оседания всех мелких фракций.После этого из, сосуда аккуратновыливают избыток первого актквата,неадсорбированный и не захваченныйпробой горной породы, и вновь взвешивают, а по разности весов смоченной и сухой пробы горной породы сучетом удельного веса первого активата (анолита) .определяют объем первого активата, адсорбированного поверхностным слоем Ь пробы горной породы и захваченного ею слоя Н (в данном случае Ч).Затем пробу горной породы заливают в сосуде предварительно отмеренным объемом Ч другого активата (католита), вновь перемешивают и выдерживают до полной дезактивации перво го активата, как захваченного слоемН, так и оставшегося между отдельными кусками и частицами пробы горнойпороды в местах их соприкосновения.В дальнейшем будем считать, чтопервый активат, оставшийся между отдельными кусками и частицами пробыгорной породы, входит.в объем захваченного слоя Н первого активата.Так как силы ионного притяжениямежду ионами, расположенными в по"верхностном слое материала, и ионамипервого активата значительно превьпвают силы притяжения ионов первого активата .и дезактивирующих ионов второго активата, при дезактивации слой Ьне дезактивируется.Это положение подтвердилось проведенными экспериментами.После дезактивации первого активата (слой Н) вновь определяют объемнуюконцентрацию зарядов второго активата (католита),Далее по величине предварительногоотмеренного объема Ч и уменьшениюобъемной концентрации зарядов второгоактивата от значения С , до значенияС вычисляют, какой объем второгоактивата израсходован на дезактивациюпервого активата в захваченном слое.Исходя из равенства количества полосжительных ионов К и отрицательныхионов ОН , принимающих участие в дезактивации, вычисляют объем первогоэктивата в захваченном слое Ь.Объем первого активата, адсорбированного поверхностным слоем пробыгорной породы, определяется вычитанием объема первого активата в захваченном слое Н из ранее определенногообъема первого активата, адсорбиро" -.ванного и захваченного пробой горнойпороды.При определении площади поверхностей излома образца горной породы приего разрушении или площади поверхностей тупиковых трещин после их создания образец горной породы произвольной формы помещают вначале в реагент, а затем в нейтрализующее вещество, после этого осуществляют раскол,. например, стандартными клиньямиили создают в этом образце любым известным способом тупиковые трещины.Площадь полученных поверхностей излома или тупиковых трещин определяется при помощи описанных приемов иопераций,Ч, см Ч; смз р а) рНк РН к Б см Ч+,см Ь,см 3,5 147При этом поверхность образца, пред варительно помещенная в реагент, а затем в нейтрализующее вещество, остается нечувствительной к повторным операциям, так как на неи остался недезактнвированный слой первого уеагента Ь, а захваченный слой первого реагента при повторном проведении операций полностью дезактивируется вторым активатом,П р и м е р. В результате дробления образцов песчаника получены четыре фракции крупностью зерен: (-7)- (+5); (-5)-(+3); (-3) -(+2,5) и (-2,5)-(+2) мм. По предлагаемому способу определяют исходные параметры: Ч - объем нейтрализующего вещества; Ч - объем реагента, захваченного раздробленным веществом рН, ю РНа для каждой из фракций. В таблице приведены величины 8 площащей поверхностей фракций, рассчитанные по формуле, применяемой при ситовом анализе, а также Ь+ объем реагента, адсорбированикй единицей площади гладкой поверхности песчаника; Ч - объем реагента (первого активата), адсорбированного слоями проб Ч+, Я , - площадь поЧн+верхности, равная 1и н+В Из таблицы следует, что площадиповерхностей Б постоянно превышаютаналогичные значения Б . Это связанос тем, что в первом случае учитыва 4521 бется площадь всей поверхности частиц, а во втором берется усредненная величина площади, определяемая, навример, из предположения, что все частицы имеют форму шара. Формула изобретения Способ определения суммарной площади поверхности раздробленного твердого материала, предусматривающийпогружение пробы материала в реагентс выдерживаннем в нем до образованияна поверхности адсорбирова;.ного слояреагента и измерение его объема с последующим погружением пробы в нейтралнзующую жидкость, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше ния точности измерений суммарной площади поверхности раздробленного твердого материала при одновременном расширении его диапазона и сокращениивремени определения, в качестве реа гента и нейтрализующей жидкости применяют активаты, полученные при электрической активации воды, определяютобъемные концентрации зарядов исходных активатов, последовательно поЗ 0 гружают материал в первый активат,измеряют объем данного активата,захваченного поверхностью материала,погружают его во второй активат повторно, измеряют объемную концентра цию второго активата и по полученнымданным вычисляют суммарную площадь поверхности материала.1474521 Ч. Свеяниковадюкова Корректор и ктор Н.Тупиц Заказ 1885/40 Тираж 788 ВНИИПИ Государственного комитета по изо 113035, Москва, Ж, Ризводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101 Составитель Техред Л.С Подписноетениям и открытиям при ГКНТ СССская .наб., д. 4/5