Приготовление тонкодисперсных суспензий с использованием бисерных мельниц

Цели. Изучение закономерностей изменения основных физических свойств суспензий после их измельчения в бисерных мельницах с перспективой оптимизации технологии приготовления и распространения полученных результатов на другие дисперсионные фазы.

Методы. Размеры частиц определяли с помощью лазерной дифракции Фраунгофера. Полученные данные по дисперсному составу суспензий качественно проверяли оптической микроскопией. Для оценки реологических свойств полученных суспензий использовали метод определения кажущейся динамической вязкости по Брукфильду. Плотность полученных суспензий измеряли навесным методом с помощью калиброванного пикнометра.

Результаты. Установлены зависимости изменения дисперсного состава после измельчения суспензий в бисерной мельнице. Было обнаружено увеличение вязкости суспензий после процесса размола. Установлены общие закономерности изменения плотности рассматриваемых суспензий.

Выводы. Проведенные исследования показали, что на физико-механические свойства суспензий влияют вид и степень загрузки используемого бисера, время пребывания суспензии в размольной камере, количество операций измельчения, конструкции мельницы.

1. Stehr N. Zerkleinerung und Materialtransport in einer Rührwerkskugelmühle. Dissertation. Braunschweig: Techn. Univ.; 1982. 199 p.

2. Островский Г.М. Новый справочник химика и технолога. Процессы и аппараты химических технологий. СПб.: АНО НПО «Профессионал»; 2004. Ч.1. 848 с.

3. Schwedes J., Bunge F. Comminution and transport behaviour in agitated ball mills. Adv. Powder Technol. 1992;3(1):55–70. https://doi.org/10.1016/s0921-8831(08)60689-5

4. Аксенов А.В., Васильев А.А., Швец А.А., Охотин В.Н. Применение ультратонкого измельчения при переработке минерального сырья. Izvestiya Vuzov. Tsvetnaya Metallurgiya. 2014;2:20–25. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2014-2-20-25

5. Kwade A., Schwedes J. Breaking characteristics of different materials and their effect on stress intensity and stress number in stirred media mills. Powder Technol. 2002;122(2–3):109–121. https://doi.org/10.1016/s0032-5910(01)00406-5

6. Blecher L., Kwade A., Schwedes J. Motion and stress intensity of grinding beads in a stirred media mill. Part 1: Energy density distribution and motion of single grinding beads. Powder Technol. 1996;86(1):59–68. https://doi.org/10.1016/0032-5910(95)03038-7

7. Kwade A. Determination of the most important grinding mechanism in stirred media mills by calculating stress intensity and stress number. Powder Technol. 1999;105(1–3):382–388. https://doi.org/10.1016/s0032-5910(99)00162-x

8. Weit H., Schwedes J. Scale-up of power consumption in agitated ball mills. Chem. Eng. Technol. 1987;10(1):398–404. https://doi.org/10.1002/ceat.270100149

9. Austin L.G. Understanding Ball Mill Sizing. Ind. Eng. Chem. Process Des. Dev. 1973;12(2):121–129. https://doi.org/10.1021/i260046a001

10. Kwade А., Schwedes J. Chapter 6. Wet Grinding in Stirred Media Mills. Handbook of Powder Technology. 2007;12:251–382. https://doi.org/10.1016/S0167-3785(07)12009-1

11. Sterling D., Breitung-Faes S., Kwade A. Experimental evaluation of the energy transfer within wet operated stirred media mills. Powder Technol. 2023;425:118579. https://doi.org/10.1016/j.powtec.2023.118579

12. Böttcher A.-C., Schilde C., Kwade A. Experimental assessment of grinding bead velocity distributions and stressing conditions in stirred media mills. Adv. Powder Technol. 2021;32(2):413–423. https://doi.org/10.1016/j.apt.2020.12.022

13. Nöske M., Müller J., Nowak C., Li K., Xu X., Breitung-Faes S., Kwade A. Multicomponent Comminution within a Stirred Media Mill and Its Application for Processing a LithiumIon Battery Slurry. Processes. 2022;10(11):2309. https://doi.org/10.3390/pr10112309

14. Fragnière G., Naumann A., Schrader M., Kwade A., Schilde C. Grinding Media Motion and Collisions in Different Zones of Stirred Media Mills. Minerals. 2021;11(2):185. https://doi.org/10.3390/min11020185

15. Rawle A. Basic of principles of particle-size analysis. Surf.Coatings Int. Part A: Coatings J. 2003;86(2):58–65