Механическая обработка твер­дых веществ широко используется в современной промышленности. Изменение физико-химических свойств твердого вещества при механической обработке является следствием образования новой по­верхности и результатом накопле­ния в кристаллах различного рода дефектов.

Измельченный материал характе­ризуется гранулометрическим со­ставом, который задается обычно в виде функций распределения частиц по размерам, и удельной поверхно­стью порошка.

Наиболее удобна для характери­стики порошков удельная поверх­ность, так как она сравнительно легко поддается измерению различ­ными методами. Поэтому ею обычно пользуются для оценки дисперсно­сти порошков. Различия в природе дисперсных материалов, в способах их приготовления и требованиях к гранулометрическому составу, дик­туемых технологией применения порошков, определили создание разнообразных методов анализа их дисперсности. Они основаны на прямом или косвенном измерении значений свойств твердых тел, ко­торые зависят от размера частиц.

В связи с этим возникает необ­ходимость правильного выбора спо­соба определения дисперсности с учетом конкретных физико-химиче­ских свойств, условий получения и использования порошков.

Разработаны методы экспрессно­го адсорбционно-термометрическо­го анализа, которые при незначи­тельных затратах на эксперимент (Ю—30 мин) позволяют определять характеристики измельчаемого ма­териала, в том числе и изменение его дисперсности в процессе помола [1].

В данной работе исследование процесса измельчения проведено на алевролите Ирша-Бородинского угольного разреза. Алевролит пред­ставляет собой глинистую пелито - вую часть (до 20 мае. %) и песчаную с примесью угольных пород (80 мае. % и более). Исход­ное сырье подвергали помолу в шаровой мельнице с отбором проб через равные промежутки времени.

В Процессе исследования изучен минералогический состав исходного материала и измельченных порошков, проведено прогнозирование свойств керамических масс и определена дис­персность. Исследование минерало­гического типа и состава алевролита проведено по методическим указани­ям [2]. Более подробно результаты представлены в работе [3].

Анализ аналитических проб по­рошков материала показывает, что помол составляющих его минералов проходит для каждого неравномер­но. Так, с каждым последующим интервалом помола в пробах более ярко проявляется то один минерал, то другой. Эти изменения отражены в таблице.

Следует отметить, что при раз­личных условиях помола процесс диспергирования протекает по-раз­ному и методы экспресс-анализа улавливают эти изменения.

Здесь т^кже необходимо отметить следующее: при измельчении хими­ческий состав остается неизмен­ным. Сохраняется и массовая доля составляющих порошок минералов. Различное же их проявление при проведении описываемого анализа связано с кинетикой измельчения. Дисперсность различных минера­лов в процессе помола изменяется с разной скоростью, что и проявля­ется в их способности адсорбиро­вать на своей поверхности молеку­лы воды. Другими методами эти эффекты обнаружить прежде не удавалось.

Для сопоставления результатов экспресс-анализа с традиционными выполнены рентгеноструктурные и дифференциально-термические ис­следования исходного материала и порошков, полученных при обыч­ных условиях помола. Данные рен­тгеноструктурного анализа зафик­сировали некоторое расширение и увеличение пиков отдельных мине­ралов в исследуемых порошках.

Дифференциально-термический анализ молотых порошков выявил эндо - и экзогенные эффекты в области высоких температур, кото­рые отсутствуют на кривых ДТА исходного алевролита. Можно пред­полагать, что они появляются в результате механической активации в большей степени его песчаной составляющей, увеличивающей ре­акционную способность при высо­ких температурах. И действительно, с увеличением продолжительности помола эти эффекты изменяются.

Сравнение результатов проведен­ных экспериментов показывает ши­рокие возможности разработанных методов в определении минералоги­ческого состава измельчаемого мате­риала, причем при низких темпера­турах, без применения сложной ап­паратуры и источников излучения.

Таким образом, приведенные ре­зультаты исследования, частным случаем которого является опреде­ление минералогического состава алевролита разной степени диспер­сности, свидетельствуют о расши­рении возможностей адсорбцион­но-термометрических методов ана­лиза природных материалов.

Список литературы

1. Толкачев В. Я.. Бердов Г. И. Методы адсорбционно-термометрнческого анализа // Стекло и керамика. 1994 № 9—10. С. 39-40.

2. Толкачев В. Я. Методические указа­ния по определению и прогнозиро­ванию технологических свойств из­делий из глинистых материапон Красноярск, 1989. 40 с.

3. Бердов Г. И., Толкачев В. Я. Новые методы экспресс-анапиза дисперсных материалов. Красноярск, 1992. 161 с.

4. Толкачев В. Я. Методы адсорбцион - но-термометрического анализа: Экс­пресс-методы. Методическое руко­водство. Красноярск, 1995. 148 с.