Диспергациялық әдістер

Коллоидтық жү йелерді алудың диспергациялық ә дістері макро- жә не микрогетерогендік бө лшектерді коллоидты бө лшектердің ө лшеміндей етіп (ұ сақ тауғ а, майдалауғ а) диспергациялауғ а негізделген. Ә рине бө лшектер ұ сақ талғ анда оларды меншікті беттері, оларғ а сә йкес беттік энергиялары артады, яғ ни ол ө здігінен жү ретін ү деріс емес, керісінше ол ү шін кө п жұ мыс жасау керек немесе сырттан кө п энергия жұ мсау керек. Ендеше конденсациялық ә дістерге қ арағ анда диспергациялық ә дістер энергетикалық тұ рғ ыдан тиімсіз екен. Сонысына қ арамастан бұ л ә дістерде кө п қ олданылады. Мысалы, кендерді майдалау, ұ н жә не т.б. тамақ ө німдерін, цемент, бояуларды жә не т.б. алу негіздерінде осы ә дістер кең қ олданылады. Диспергациялық ә дістерге механикалық диспергілеу, электрлік диспергілеу, ультрадыбыстық тербелуді қ олдану сияқ ты ә дістер жатады.

Механикалық диспергілеу дегеніміз ірірек бө лшектерді соқ пақ тар, шарикті диірмендер, коллоидтық диірмендер, бояу ү ккіштер жә не т.б. ә ртү рлі қ ұ рал-саймандармен қ осымша майдалау. Ондай аппараттарда ірі бө лшектер тек майдаланып қ ана қ оймай дисперсиялық ортада болатын стабилизатор арқ асында салыстырмалы тү рде тұ рақ ты, жоғ ары дисперстік жү йелер тү зеді.

Шарикті диірмендердің жұ мыс істеу принципі жартылай бос айналатын цилиндрді ауыр металл немесе фарфор шариктермен біршама толтырып, оғ ан ірі бө лшектері бар дисперсияларды салып, стабилизаторы бар дисперсиялық ортада жайлап айналдыруғ а негізделген. Ортадан тепкіш кү штің ә серінен біраз шариктер биіктікке кө теріліп, содан соң тө менгі шариктерге тү седі. Сол кезде олардың арасындағ ы дисперстік фаза бө лшектері қ ысылып майдаланады. Диспергілеу жақ сы жү ру ү шін шариктердің кө лемі диірменнің 1/3 –нен, ал ұ сатылатын дисперцияның кө лемі диірмен кө лемінің 1/5тен аспау керек.

Шарикті диірменнің басқ а қ ұ рал-аспаптардан артық шылығ ы сол жоғ ары дисперстік жү йелерді алу ү шін майдалау жабық кең істікте жү реді де еріткіш жоғ алмайды, ә сіресе ол ұ шқ ыш еріткіштер ү шін тиімді. Оның ү стіне майдалау ү дерісін қ ажетті майдалау дә режесіне дейін жү ргізуге болады жә не диірменмен жұ мыс істеудің ешқ андай кү рделілігі жоқ. Сонысына қ арамастан шарикті диірмендердің кемшіліктері бар. Олар: жұ мыс кезінде шариктердің ө здері де мү жілуі мү мкін, соның нә тижесінде алынғ ан дисперсия (кірне) таза болмайды жә не ең бек ө німділігі аз болады.

Қ атты дененің сұ йық тық та ұ сақ тағ анда дисперстіліктің ең кө п дә режесін коллоидтық диірменде алуғ а болады. Алғ ашқ ы коллоидтық диірменді Плаусон жасады. Қ азіргі кезде кө п тарағ ан коллоидтық диірменнің сұ лбасы 1.1 суретте кө рсетілген. Бұ л диірмен конустық диск 1 болып келген валғ а орналастырылғ ан ротордан жә не статордан 3 тұ рады. Ротордың айналуы арнайы вертикаль орналасқ ан мотор арқ ылы болады, ол минутына шамамен тоғ ыз мың айналым жасайды. Ротор мен статордың жұ мыстық беті 4 бір – бірімен ыспаланып жасалғ ан, олардың арасындағ ы саң ылаудың қ алың дығ ы шамамен 0.05 мм. Дө рекі суспензия диірменге ротордың айналу нә тижесінде дамитын орталық тан тепкіш кү ш арқ ылы тү тікпен 5 беріледі, саң ылау арқ ылы итеріледі жә не содан соң диірменнен тү тік 6 арқ ылы шығ арылады. Алынатын жү йенің дисперстігі саң ылаудың қ алың дығ ына жә не ротордың айналу жылдамдығ ына байланысты болады. Саң ылаудың қ алың дығ ы аз, ротордың жылдамдығ ы кө п болғ ан сайын жү йенің дисперстілігі жоғ ары болады.

Сурет.

Коллоидтық диірмендердің бірқ атар конструкциялары бар. Алайда олардың ең жетілгенінің ө зінде де конденсациялық ә дістерінен алынғ ан жү йенің дисперстілігіндей дисперстілікті жү йе алынбайды.

Ультрадыбыстық тербеліс кө мегімен де, яғ ни тербеліс жиілігі секундына 20000-нан асатын тербелістермен дисперстік фазаны ұ сақ тауғ а болады. Бұ л диспергіленетін фазаның мық тылығ ы аз болғ анда қ олданылады. Ондай денелерге шайырлар, кү кірт, графит, гипс сияқ тылар жатады. Ультрадыбысты пайдаланып жең іл металдар мен олардың қ орытпаларының органикалық сұ йық тық тардағ ы кірнелерін алуғ а болады. Жаң адан даярланғ ан тұ нбаларды пептизациялау кезінде де ультрадыбысты пайдалану тиімді болып табылады.

Кірнелерді алудың диспергациялық ә дістеріне дисперсиялық ортағ а батырылғ ан металдық электродтары вольт доғ асымен электрлік тозаң дату арқ ылы кірнелерді алуды жатқ ызуғ а болады. Бұ л ә дісті диспергациялық ә дістерге жатқ ызу себебіміз дисперстік фаза металдың тікелей диспергіленуінен пайда болады да, ортағ а тү сіп лиокірнелер тү зіледі. Кейбір ғ алымдар бұ л ә діс конденсациялық ә дістерге де жатқ ызады. Ө йткені доғ аның жоғ ары температурасында электрод металы буғ а айналады, ол қ оршағ ан ортамен жанасып суыйды, конденсацияланады, солайша коллоидтық бө лшектер тү зеді.

Электр тозаң дату ә дісін алғ аш 1898 жылы Бредиг ұ сынғ ан болатын. Оның ұ сынғ ан қ ұ ралының сұ лбасы 1.2 - суретте кө рсетілген.