n="justify"> З погляду кінетики збільшення температури сприятливо впливає на хід процесу. При підвищенні температури швидкість хімічної взаємодії речовин, зменшується в'язкість розчину. Отже створюються більш сприятливі умови для утворення і росту кристалів.
Осадження необхідно вести при безперервному перемішуванні, оскільки це покращує умови утворення опадів (, (або)) і сприяє росту кристалів.
Процес також доцільно проводити при незначному пересиченні розчину, що досягається повільним введенням реагентів, а не миттєвим їх змішуванні. В результаті виходять більш крупнокрісталліческіе опади, які краще фільтруються.
У процесі гранулювання формується дисперсна структура, яка характеризується певною пористістю зерна, щільністю упаковки кристалічних блоків, концентрацією і міцністю фазових контактів між ними, кількістю і видом дефектів окремих блоків гранули в цілому.
Підвищення якості флотаційного хлористого калію пов'язано з поліпшенням його фізико-механічних і фізико-хімічних властивостей. Це поліпшення може досягатися гранулюванням продукту, висушуванням, модифицированием. Структура сформувалася гранули визначає її механічну міцність, гігроскопічність, злежуваність. Грануліруемость добрива поліпшується збільшенням пластичності вихідного матеріалу.
Пластична деформація твердого тіла завжди супроводжується його зміцненням, характеризується коефіцієнтом зміцнення:
, (2.2.3.)
де Е п - модуль нормальної пластичності;
Р - напруга;
- величина пластичної деформації.
Гранулювання порошків слід вести при максимальному значенні пластичної міцності, тобто в області верхньої межі пластичності. У дисперсних структурах велику роль відіграють прикордонне ковзання часток щодо один одного.
Тут можливі види взаємодій між первинними зернами, які беруть участь в гранулюванні матеріалу:
молекулярне - під дією сил Ван-дер-Ваальса;
осмотичний - підлога дією капілярних сил.
Грунтуючись на квантово-механічної історії молекулярних сил можна розрахувати сили тяжіння Ван-дер-Ваальса для двох плоских плит площею Sпл, що знаходяться на відстані х:
, (2.2.4.)
де А=10 - 19 Дж.
Гранулювання пресуванням і таблетированием використовується для сухих порошкових матеріалів, у тому числі для хлориду калію.
Структура гранул, отриманих методом пресування, відносяться до типу С2 - пориста зерниста структура, представлена ??друзами більш дрібних частинок (утворюється при обдаванню зволоженою суміші). С3 щільна зерниста структура, що формується при пресуванні порошків.
Виникнення досить міцних фазових контактів можливо під великим тиском. Міцне молекулярне зчеплення може виникнути і в тому випадку, коли площа контактів збільшується на кілька порядків і сила зчеплення розраховується по рівнянню (2.2.4.). Якщо прийняти, що площа взаємодії двох частинок становить приблизно 0,01 мм 2, а відстань між ними 10 - 6 мм, то сила молекулярного взаємодії по цьому рівнянню складе приблизно 0,01н (0,3-0,5МПа), що приблизно на порядок менше фактичної міцності пресованих гранул. Це свідчить про те, що поряд з молекулярним взаємодією частинок виникають фазові контакти, міцно зв'язують елементи первинної структури.
Таким чином, на певній стадії ущільнення порошку із зростанням зовнішнього тиску відбувається деформація первинних кристалічних блоків, аж до повного руйнування кристалів, при цьому можуть виникати фазові контакти між частинками порошку і щільна структура типу С3.
Очевидно, що чим більше енергія кристалічної гратки, тим вище має бути тиск пресування і тим більше енергетичні витрати в процесі. У зв'язку з цим пресування хлористого калію (що має високу енергію кристалічної решітки Е=690кДж/моль) є технологічно важким і енергоємним процесом. Внесення у грануліруемий матеріал різних добавок може знизити енергетичні витрати, не змінюючи міцності гранул.
В умовах лабораторії гранулювання досліджуваних сумішей проводили методом таблетування. Механізм пресування, що відбувається в замкнутому об'ємі, застосуємо для пояснення процесів, що відбуваються при таблетуванні порошків, так як фізико-хімічні та фізико-механічні основи процесів збігаються. Так, сипучий зразок, поміщений у посудину (прес-форму) з жорсткими стінками, виключає можливість бокового розширення, то при збільшенні тиску на поверхню матеріалу він ущільнюється, тобто зменшується його пористість. Зв'язок між тиском стиснення Рт (таблетування) і коефіцієнтом пористості матеріалу о...
