Способ контроля относительного из-менения смачиваемости поверхноститвердого тела

 

ОП ИСА НИ Е < 1842492

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскил

Социалистическин

Республик (6l ) Дополнительное к авт . свид-ву (22)Заявлено 10. 05. 79 (21) 2765668/18-25 с присоединением заявки № (5!)М. Кл.

G 01 Й 13/00

Гавуаарстввнньй квинтет

СССР. по делам изобретений н втнрнтнй (23) Приоритет

Опубликовано 30. 06, 81 Бюллетень ¹ 24

\ (53) УДК 543. 542 (088. 8) Дата опубликования описания 01 07.81 (72) Авторы изобретения

И. П. Постовалов, Е. А. Вершинин, И. И.,Ручкин, А. М. Ком

А. М. Комлев, В. Ф. Судницына, А. М. Горелов и И. В. Глызин

Научно-исследовательский и проектный институт обогащения . и механической обработки полезных ископаемых пУралмеханобр" (71) Заявитель (54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ОТНОСИТЕЛЬНОГО ИЗМЕНЕ

СМАЧИВАЕХОСТИ ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДОГО .ТЕ

Изобретение относится к технической физике, в частности к исследованиям поверхностных свойств твердых веществ, и может быть использовано в горнорудной промышленности при обогащении и окомкованни руд и материалов.

Известен способ контроля смачиваемости поверхности твердой фазы, основанный на измерении краевого угла смачивания L1 ).

Недостатки способа состоят в статическом состоянии исследуемьпс систем при измерениях, вследствие чего не мо1 дулируется в достаточной степени реальный технологический процесс, не учитываются кинетические свойства гидратных слоев, а также изменения поверхностных характеристик минеральных частиц за счет непосредственного кон- 1о такта между собой; дискретности контроля смачиваемости.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ контроля относительного изменения смачиваемости поверхности твердого те" ла, основанный на определении дйэлектрических свойств системы твердое тело — жидкость путем бесконтактного измерения потерь мощности элект-! ромагнитного поля СВЧ (21.

Однако этот способ невозможно применять для непрерывного контроля относительного изменения смачиваемости поверхности твердых частиц суспензии в динамическом режиме, соответствующем условиям реального технологического, процесса, Цель изобретения — непрерывный контроль относительного изменения смачиваемости поверхности твердой фазы суспенэии в динамическом режиме.

11оставленная цель достигается тем, что в способе контроля относительного изменения смачиваемости поверхности твердого тела, основанном на определении диэлектрических свойств системы твердое тело — жидкость путем з 842492 4 бесконтактного измерения потерь мощ- Оценку относительного изменения ноати электромагнитного поля СВЧ, из смачиваемости поверхности твердой фа . потока суспензии выделяют жидкую фазу зы производят путем расчета постоянной измеряют потери мощности электромаг- затухания граничного слоя с использонитного поля СВЧ в суспензии и в вы- ванием измеренной величины потерь

5 деленноф из нее жицкой фазе и по ве- мощности поля в суспензии и в выделичинам измеренных потерь мощности су- ленной из нее жипкости до и после дят об относительном изменении смачи- воздействия внешних факторов

2АС Х ваемости поверхности твердой фазы. Ре; = P 1 (1)

1гАэа Х

На чертеже представлено устройство 1О Р = Р 1 (2) для реализации предлагаемого способа. где Р— потери мощности поля в сусУстройство содержит СВЧ-генератор 1 пекарни; измерительные СВЧ-ячейки 2, детек- Р— потери мощности поля в жидтор 3, усилитель 4, регистрирующий кости прибор 5, систему электродов 6 для иэ. 15 Р, — начальное значение мощности мврения электродного потенциала, по- поля; тенциометр 7, шланговый насос 8, уст- х — длина измерительной ячейки:, ройство 9 для выделения жидкой фазы ,(- постоянная затухания суспенс из еуспензии и резервуар 10. зии1, 20 с"зк- постоянная затухания жидкосПредлагаемый способ основан на ис- ти. пользовании сУщественных Различий Постоянная затухания с зависит от

1 диэлектрических характеристик жидкос- «,диэлектрических характеристик и соотти в объеме и в граничном слое. Вели-, ношения объемов компонентов, составчина граничного слоя зависит от струк 25 ляющих суспенз ю туры и химического состава как пооь + 1-К о, (Ъ) верхности твердого тела, так и жидкой 0 = оь,.ь+ (-К) "ж фазы. Изменение различных внешних фак, торов. (концентрации ПАВ, рН и др.) где ц(— постоянная затухания твердой оказывает влияние на величину и даль- 3О фазы с граничным слоем1 нодействие нескомпенсированных по- К вЂ” отношение объемов твердой верхностных сил твердой фазы r4 ионно- и жидкой фаз. молекулярный состав жидкой фазы, вы- Пря изменении смачиваемости твердой зывая перераспределение жидкости меж- фазы изменяются уровни потерь мощнособъемом и гРаничным слоем. Таким . 35 TH aors K&K в суспензии, так и в жидду о

ыми значеобразом, суспенэию можно рассматри- кой фазе, определяемые новыми з вать как систему, состоящую as трех ниями постоянной затухания поля компонентов: твердой и жидкой фаз с

Ъ06о х ( объемными свойствами и граничного !

Р -P- ( слоя. Каждый из этих компонентов, об 4О 20k -Х ладающих различными диэлектрическими Р =Р В, (s)

Ж свойствами; вносит свой вклад в об(( щий уровень потерь мощности электро- сб =о т Ф (1-К).Оба (Ь) магнитного поля суспенэии. Под воздействием внешних факторов изменяю- 45 ".ъ= ть " щих смачиваемость поверхности твердой где с4 т приращение постоянной затухафазы, изменяются диэлектрические свойства только двух компон ух компонентов ния, которое отражает изменеаничного слоя В связи ние потерь мощности поля за и потерь мощности поля счет изменения величины грав суспензии вызывается только изме я олько иэмене- ничного слоя под воздействием нием ионно-молекулярного состава жидкой фазы и величины грани и ф ич ны граничного слоя тв — величина постЬянная, поскольИзмерение потерь мощности поля в сус- . ку изучаемый фактор на дипензии и выделенно из нее ой из нее жидкой фа- . электрические характеристики

S5 зе позволяет оценить в ц нить влияние внешних твердой фазы влияния не окафакторов на величину граничного слоя, являющегося меро смачи и мачиваемости по- Таким образом, изменение величины а(,характеризует относительное иэменеверхности твердой фазы.

5 8424 ние смачиваемости поверхности твердой фазы суспензии.

Величина -< вычисляется по формуле . @ 5

Потери мощности поля в жидкости (Р,„, Рж и т.д.) и в суспензии (Р,, Р и т.д.) определяются по показаниям регистрирующего прибора.

Способ осуществляется следующим об" разом.

Минеральную суспензию, циркулирующую в замкнутой системе, разделяют на два параллельных потока так, что в одном находится жидкая фаза, а во втором — суспензия с постоянным содержанием твердого. Оба потока пропускают через измерительные ячейки и регистрируют потери мощности, по которым рассчитывают изменение посто" янной затухания А по формуле (8), Это изменение служит мерой относительного изменения смачиваемости поверхности твердой фазы в суспензии.

Готовят суспензию из пирита Березовского месторождения крупностью от

-71 до +56 мкм с содержанием твердого в ней 25-ЗОХ. Затем суспензию загружают в резервуар 10, в котором установлен пиритный электрод для измерения электродного потенциала, Суспензию разделяют с помощью устройства 9 иа два потока: жидкую фазу и пульпу с постоянным содержанием твердого 3540Х. После прохождения через измерительные ячейки 2 оба потока объединяют и насосом 8 закачивают в резервуар 10 для усреднения. Изменение сма- о чиваемости поверхности твердой фазы осуществляют для пирита в водной суспензия путем изменения концентрации бутилового ксантогената калия.

Доэирование собирателя производят в 45 резервуар 10, По измеренным потерям мощности электромагнитного поля в суспензии и в жидкой фазе рассчитывают изменение величины постоянной затухания <С, вызванное дозировкой собирателя.

Анализ результатов показывает,, что увеличение концентрации ксанто геката в водно-пиритной суспенэии. со- >i провождается увеличением постоянной затухания граничного слоя. Это вызвано тем, что ксантогенат, закрепляясь на поверхности пирита и уменьшая ее

92 6 смачиваемость, вытесняет воду из граничного слоя в объемную фазу, что сопровождается увеличением потерь мощности электромагнитного поля в суспензии, поскольку вода с объемными свойствами имеет релаксационный максимум в диапазоне СВЧ.

Полученные результаты проверяются известными методами измерения электродного потенциала и флотации пирита в идентичных условиях. Результаты измерения электродного потенциала подтверждают закрепление ксантогената на поверхности пирита, а флотируемости,— уменьшение смачиваемостй с увеличением концентрации собирателя в суспензии. Постепенному увеличению флотируемости пирита (уменьшению смачиваемости ) соответствует симбатное увеличение постоянной затухания электромагнитного поля. При концентрации з ксантогената 65 г/м наблюдается минимальная смачиваемость поверхности пирита, которой соответствует макси- . мальное значение постоянной затухания.

Следовательно, увеличению (уменьшению) постоянной затухания электромагнитного поля соответствует уменьшение (увеличение) смачиваемости по- верхности твердой фазы суспенэии.

Предлагаемый способ позволяет вес" ти непрерывный бесконтактный контроль относительного изменения смачиваемости твердых частиц в высокодисперсных суспензиях в динамическом режиме под воздействием различных факторов, при этом учитываются кинетические свойства компонентов суспензии.

Предлагаемый способ используется при изучении физико-химичееких свойств минеральной суспензии с целью совер,шенствования технологии флотации.сгущения и фильтрации минерального сырья, а также для оптимизации реагентных режимов указанных процессов.

Формула изобретения

Способ контроля относительноrо изменениясмачиваемости поверхности тверд0го тела, основанный на определении диэлектрических свойств системы твердое тело — жидкость путем бес" контактного измерения потерь мощности электромагнитного поля СВЧ, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью непрерывного контроля относитель5

2. Гудков О.И. и Мецик М.С. Диэлектрическая поляризапия и диэлектрические потери на СВЧ в тонких пленках воды на кристаллах слюды. "Поверх- ностные силы в тонких пленках и устойчивость коллоидов". M. "Наука", 1974, с. 61 (прототип).

7 842492 8 ного изменения смачиваемости поверх- l. Зимон А.Д. Адгезия жидкости ности твердой фазы суспензии в дина- и смачивание. М., 1974, мическом режиме, из потока суспензии с. 165. выделяют жидкую фазу, измеряют потери мощности электромагнитного поля

СВЧ в суспензии и в выделенной из нее жидкой фазе и по величинам измеренных потерь мощности судят об относительном изменении смачиваемости поверхности твердой фазы.

Источники информации, приняТые во внимание при экспертизе

ВНИИПИ Заказ 5055/44 Тираж 907 Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная,