Использование энергетических параметров для характеристики процесса механоактивации порошков из кирпичного боя

Abstract

Дана характеристика процесса механоактивации порошка кирпичного боя как способа повышения реакционной способности дисперсных минеральных систем. В качестве объекта исследования использован порошок кирпичного боя с истинной плотностью 2380 кг/м3 и содержанием SiO2 53,8 %. Измельчение проводилось на планетарной шаровой мельнице при продолжительности помола от 1 до 20 минут. Характеристики дисперсности определены методом газопроницаемости Козени–Кармана. Поверхностное натяжение (удельная поверхностная энергия) порошков рассчитано методом ОВРК на приборе Easy Drop с использованием двух тестовых жидкостей – декана и дистиллированной воды. Для оценки степени механоактивации применена энергетическая модель, основанная на расчёте удельной массовой энергии атомизации, поверхностной энергии, коэффициентов активности и фрактальной размерности поверхности. Установлено, что удельная массовая энергия атомизации порошка кирпичного боя составляет 114,076 МДж/кг, энергоплотность – 271,5 кДж/см3. Поверхностное натяжение возрастает с 69,26 до 71,31 мДж/м2 с увеличением продолжительности помола до 20 минут. Поверхностная энергия (Es) увеличивается с 12 до 59 Дж/кг, активность поверхности (ks) – в 4,9 раза, фрактальная размерность (Ds) изменяется в диапазоне от 2,163 до 2,261. Показано, что процесс механоактивации ограничивается временными рамками от 3 до 5 мин. Установлено, что в начальный период помола рост удельной поверхности обусловлен как диспергированием материала, так и активацией поверхности частиц.