Способ определения дисперсного состава материалов

(23) Приоритет Гоеударствеииый комитет СССР ио делан изебретеиий и втирктий(72) Автор изобретения У, И, Иванов Всесоюзный научно-исследовательский институт йерудных строительных материалов и гидромеханизации(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ДИСПЕРСНОГО СОСТАВАМАТЕРИАЛОВ 20 1Изобретение относится к определениюдисперсного состава суспензий и можетбыть использовано при управлении устройствами для классификации в промышленности строительных материалов, цереработке руд,Известен способ определения диспероного состава основанный на измеренИи ианализе проводимостей частиц 1 ),Недостатком способа является большая продолжительность анализа. Известен способ определения диспероного состава материалов, включающий определение проводимости 2 .Недостатком известного способа явля 15 ется длительность измеренияввиду необходимости пропускания большого чйсла .частиц через кювету.Цель изобретения - ускорение опре деления дисперсного состава материалов по граничному з ерну.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения дисперс. ного состава материалов, включающему определение проводимости, определяют проводимости частиц при напряжении граничном и пробойном для двойного алек трического слоя на частицах, определяют соотношение провддимостей частиц при граничном и пробойном напряжении и о дисперсном составе частиц материала нижеи выше граничной крупности судят о величине, обратно пропорциональной най денному соотношению проводимостей.Способ основан на зависимости про" водимости суспензии от проводимости не сущей среды и проводимости частиц вмеоте с граничной фазой(т.е. мицелл).Эффективная проводимость 2 опре деляется выражением:У 2 72 ф 1 (1 сод. 1) где Г 2 - проводимость материала част 1 ь пы. Обобщенная переменная К о 2 Е Ф 2 /О где Е" О/1, - напряженность внешнего поля, 2 - характерный размер частицы,ОЙОЙ 34 различающиеся тем, что при низких напряжениях все частицы не пробиты, при высоких все пробиты. В промежуточной области часть частиц пробита, часть нет,Чеа больше доля частиц с размером больше 0 /Е, тем выше проводимость, следовательно, ток .при заданном напряжении в этой области, т.е. Э 81 ) 362.Принципиально этой зависимости доста О точно для проведения измерений распределения размеров частиц.Дальнейшие переходы принципиальногозначения не имеют и только способствуют повышению точности и упрощению поль зования.Переход от напряжения с учетом постоянной ячейки к напряженности поля обеспечивает сравнимость данных с различныхячеек аналогично - переход от тока к 20 проводимости. Так же для удобства вводится дополнительное измерение при высоком напряжении (ЕПП) и пробитых частицах всех размеров, что обеспечиваетавтоматическое изменение масштаба при 25 изменении температуры, концентрациичастиц и подобных параметров, т.е, независимость результатсв измерения отинформационных шумов.Еще один переход вызывается удобЭо ством иметь управляющий сигнал, величина которого пропорциональна отклонениюраспределения частиц по размерам от заданного ГОСТ или ТУ. Устройство работает следующим образом.Подается напряжение с источника 1 через задатчик 2 на электроды 3, измеряется ток ( напряжение 5 на эталонном сопротивлении 6) и напряжение 7 и, используя постоянную ячейки, определяется проводимость. Определение проводится два раза: при напряжении, соответствующей граничному зерну, и при превышающем его на порядок. Таким образом определяется доля частиц выше и ниже граничного зерна.Основой измерения распределения частиц по размерам является измерение тока (напряжение О 5 на эталонном сопротивлении 6) при заданном напряжении на межэлектродном промежутке 0 7. При малых и высоких напряжениях две триви альные области постоянного наклона,3О - термодинамический потенциал частиц в данной несущей среде. Приведенныевыражения отражают, то, что при малыхнапряженностях лоля вне;зависимости отпроводимости материала частиц проводимость мицелл определяется проводимостьюграничной фазы на ней, что обычно нижепроводимости несущей среды,С ростом напряженности внешнего тляпроисходит деструктурирование граничной,фазы при падении внешнего потенциала(Е 1) сравнимом с потенциалом, обу;словленным молекулярными силами ( 0).Туннельная проводимость в граничнойфазе переходит в ионную (протонную),т,е. на несколько порядков выше. Интегральная проводимость мицеллы возраста -.ет.Таким образом, частицы с размером1 ) О / Е увеличивают проводимостьсуспензии, частйцы с размером 0(0 /Еуменьшают проводимостьсуспензйи. Гриодном и том же внешнем напряжении пробиты частицы одного и того же размера7 0 / Е, но доля их может быть различна, следовательно, различна проводимость суспензии при одинаковом напряжении в соответствии с долей частиц.На чертеже показана блок-схема устройства для осуществления способа.Устройство для определения диспероного состава включает источник напряжения 1, задатчик напряжения 2, электроды3, размещенные в емокости 4 с измеряемой средой (пульпой, суспензией), измеритель напряжения 5 на калиброванномэталонной сопротивлении 6, измерительнапряжения на электродах 7. форма задания в ТУ обычна: частиц Э 5размером более дМ до М ОЙ, или частицразмером менее дт не менее К%.Рабочий цикл измерений включает следующие операции: коммутация заданногонапряжения, запоминание тока и напряжения в ячейке, коммутация второго заданного напряжения в послепробойной области, запоминание второй пары значенийтока и напряжения, обработка результатов (деление, умножение, вычитание, нахождение значения функции), выдачу управляющего сигнала. В пусконаладочный период осуществляется подготовка измерительных блоков,т.е. выбор и задание контролируемых размеров частиц и соответствующих напряжений, программное обеспечение, т.е.алгоритмы обработки результатов первичных измерений и градуировочные функции.55Пульпа содержит 19,651 о определяемыхчастиц при 295 К и прокачивается череземкость объемом 2,73 10 + м с раоходом 1,16 . 10мЭ/с, Измерения проМбей 4 6использовании цифровых вольтметров непосредственно в коде). Своевременнаякорректировка процесса классификациипозволяет увеличить извлечение и выход е-з товарного продукта на 2,6-2,8%. Иопользование способа в лабораторной прутике позволяет существенно (примерно в о раз) снизить трудоемкость анализазернового состава,5водятся автоматическими цифровыми воль метрами, время измерения 48 с. Ниже приводятся результаты измерений пульпь с различающимися зерновыми составами частиц и постоянными остальными парам трами.Пульпа содержит частиц крупнее 1,25 мм 81,1 . Первый замер на цифр вом вольтметре 5-3,08,на вольтметре 7- 11,2;второй замер на вольтметре 5-48,62,ф на вольтметре 7-126. Соотношение после- пробойной проводимости к граничной 1,0585.Пульпа содержит частиц крупнее 1,25 им 62,4%. Первыйзамер на вольтметре 5-, 3,67, на вольтметре 7-1 1,".; второй замер на вольтметре 5-50,23, на волы- метре 7-1 25,8. Соотношение послепро бойкой проводимости к граничной 1,2185.В качестве градуировочных функций 2 ф целесообразно использовать соотношение, проводимостей минус единица или разность проводимостей, отнесенную к их сумме,Время определения зернового состава предлагаемым способом 48 с может бытьсокращено при автоматической коммутации. Время определения стандартным методом 26 мин, по прототипу 8 мин.В каждом цикле определения зернового состава (корректировка режима класси- Зй фикации) оптимальный режим поддерживается на 7 мин, больше, чем при использовании предлагаемого способа и соответственно возрастает выход продукта.Использование изобретения позволяет у существенно ускорить определение зер нового состава и своевременно выдать данные в управляющую систему (при Формула изобретения Способ определения дисперсного соотава материалов, включающий определение проводимости, о т л и ч а ю щ и. йс я тем, что, с целью ускорения определения дисперсности состава материалов по граничному зерну, .определяют проводимости частиц при йапряженин граничном и пробойном для двойного электрического слоя на частицах, определяют соотношение проводимостей частиц при граничном и пробойном напряжении и о дисперсном составе частиц материала ниже и выше граничной крупности судят йо величине, обратно пропорциональной найденному соотношению проводимостей. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Коузов П,А. Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей иизмельченных материалов, Л., "Химия,1974, с, 279,2. Авторское свидетельство СССРИо 732014, кл. В .03 В 13/02,В 03 С 9/00, (прототип).980834 Составитель Р. ГлИ, Митровка Техред М,Надь ктор О. Билак За 5/10 ВНИ 13 л ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная Гир ИПИ Государс о делам иэо 35, Москвавенного комит ретений и откЖ, Раушс Подписноетийая наб., д, 4/5