Влияние числа импульсов генератора на свойства растворов

Суспензия	Число импульсов	СНС, 1/10 Д	Вязкость, Т.с	Водоотдача, мл/30 мин
Бентонит (3%) + КМЦ (1%)	0 200 400 600	0/0 5/9 11/17 15/22	16 18 20 22	18 10 7 7
Бентонит (6%) + КМЦ (1%)	0 200 400 600	11/22 77/113 101/164 131/194	26 35 58 82	8,5 7 6 5
Палыгорскит(5%) + КМЦ (1%)	0 200 400 600	3/5 18/24 22/38 25/45	20 26 28 30	9,5 8 7 6
Палыгорскит (8% ) + КМЦ (1%)	0 200 400 600	25/55 65/108 80/120 89/129	36 80 104 108	8,5 6 5 4

Позднее эти сотрудники проводили исследования [16] по выявлению более эффективного способа обработки глинистых суспензий. На рис. 3.5 кривыми 1,2 показана зависимость предела текучести 6%-й суспензии монтмориллонита и 8%-й суспензии палыгорскита от удельного расхода энергии на обработку раствора электрострикционным способом, а кривыми 1,2 показана зависимость этого параметра от времени обработки суспензии ультразвуковым способом.

Из сопоставления этих графиков видно, что эффективность обработки методом электрострикции существенно выше эффективности обработки ультразвуковым методом. Однако первый способ требует больших затрат энергии, труда и денежных средств и ещё слабо изучен: не изучена зависимость эффективности диспергирования от мощности генератора, частоты импульсов, типа промывочной жидкости и т.д.

Рис.3.5. Зависимость предела текучести глинистого раствора, обработанного методом электрострикции от удельного расхода энергии (1, 2) и обработанного ультразвуком от времени обработки (1¹, 2¹): 1, 1¹ – для монтмориллонитового раствора; 2, 2¹ – для палыгорскитового раствора.

Не разработана промышленная установка для диспергирования суспензий. Поэтому этот способ пока не нашел широкого практического применения и требует дальнейшего более тщательного, изучения.

Химический метод диспергирования (пептизация) твердой фазы заключается в расщеплении ее частиц за счет удаления сшивающих частица обменных поливалентных катионов Ca²⁺, Mg²⁺ или реагентов, способствующих деструкции сложных структур.

Для возможности удаления ионов Ca²⁺ и Мg²⁺ необходимо, чтобы пептизатор хорошо растворялся в воде; хорошо взаимодействовал с ионами Са²⁺ и Мg²⁺ и при взаимодействии образовывал нераcтворимые или малорастворимые соли, выпадающие в осадок из раствора. К таким пептизаторам относят щелочи, соли одновалентных металлов: угольной, фосфорной и кремниевой кислот.

На рис. 3.6 показаны результаты экспериментальных исследований И.Н. Резниченко и Н.Е. Шептало по определению влияния различных реагентов на коллоидальность и пептизацию глинистого раствора.

Рис. 3.6. Зависимость коэффициента коллоидальности бентонитового раствора от концентрации различных электролитов: 1 – NaPO₄; 2 – Na₂CO₃; 3 – MgCl₂; 4 – MgO; 5 – NaOH; 6 – NaCl; 7 – Na₂SO₄; 8 – CaSO₄H₂O; 9 – NaNO₃; 10 – Al₂(SO₄)₃18 H₂O; 11 – Ca(OH)₂CaCl₂; 12 – Ca(OH)₂;

На рисунке видно, что эффективная пептизация глин наблюдается щелочными электролитами NaРО₄, Na₂CO₃, NaOH, при их небольшой концентрации (до 1%). При больших концентрациях щелочных электролитов наблюдается обратный процесс - сшивание глинистых частиц.

Химический способ диспергирования лигнина заключается в термоокислителъной деструкции сетчатой структуры полимера под воздействием горячих кислот: азотной, серной и др. Известно, что у разветвленных полимеров связи между боковыми цепями и главной цепью менее прочна, чем в главной цепи. Поэтому разветвленные полимеры (в том числе гидролизный лигнин) при химическом диспергировании (термоокислительной деструкции) расщепляются на отдельные фрагменты, способные к активации и растворению в воде.

Химическое диспергирование (расщепление) ассоциатов полимеров и повышение растворимости в воде производят посредством их гидролиза (полиакрилнитрил), активации (КМЦ) или частичной дезактивации (ММЦ), о чём будет сказано ниже

Химический способ диспергирования имеет также ряд недостатков. Главные из них два: 1) невозможно вводить значительное количество щелочи, вследствие чего степень диспергирования частиц невелика, 2) прочность структуры не повышается, а понижается.