Експериментальна частина

Мета робот - вивчити основні закономірності процесу розмелу матеріалів.

Передбачається вивчення впливу на процес розмелу виду матеріалу, часу розмелу, вагового завантаження барабану кулями, розміру куль.

Матеріали й устаткування

1. Рольганговий кульовий млин зі змінними сталевими барабанами (3 шт.); І. Чавунна стружка з розміром вихідних частинок 0,5 - 1,5 мм - 1000 г; 2. Порошок заліза з розміром частинок 0,4 - 1,0 мм - 1000 г; 4. Сталеві кулі: Ø 8, 12, 16 мм по 2-3 кг ; 5. Терези технічні - 1; 6. Набір сит - 1;7. Волюмометр - 1; 8. Прилад для визначення текучості- 1; 9. Секундомір - 1.

Порядок виконання роботи

Для вивчення впливу часу і маси куль на процес розмелу у три барабани завантажують однакову кількість (за вказівкою викладача) чавунної стружки чи залізного порошку з розміром частинок 0,6 мм. У якості розмельних тіл використовують сталеві кулі діаметром 6 мм., які завантажують у барабан млина у кількості 1, 2, 3 кг/л,. Барабан млина щільно закривають і поміщають його на валки рольгангового млина . Швидкість обертання барабану повинна складати 80-85 % критичної. Через 30 хв. розмелу порошок розвантажують з барабана. Розвантаження млина виконують у витяжній шафі. Проводять ситовий аналіз одержаного продукту та визначають його текучість.

Потім цей же порошок завантажують у барабан і знову розмелюють протягом 30 хв. Після цього знову визначають характеристики продукту. Подібним чином проводять третій етап розмелу.

Одержані результати заносять у таблицю 2.1.

Таблиця 2.1 - Результати дослідження процесу розмелу матеріалу у кульових млинах

Матеріал	Час розмелу, хв.	Завантаження куль, кг/л	Середній розмір частинок порошку, мкм	Текучість, г/с

Обробка результатів

Для всіх партій порошків, одержаних за різними режимами розмелу розраховують середній їх розмір. По одержаним результатам будують графіки гранулометричного складу, залежності середнього розміру частинок порошку від ступеня завантаження барабану млина кулями та часу розмелу.

Отримані результати обговорюють і роблять висновки.

Контрольні питання

І. Що називають критичною швидкістю обертання барабана?

2. Які оптимальні значення коефіцієнта заповнення кульового млина?

3. Які основні особливості режимів розмолу в кульовому млині?

4. Який спосіб та режим розмелу необхідно забезпечувати при подрібненні крихких та пластичних матеріалів?

Література: [2-4]

Одержання порошків металів та сплавів відновленням їх оксидів та солей

При виробництві металевих порошків широко застосовуються методи відновлення їх оксидів та солей воднем, вуглецем або іншими більш активними металами.

У загальному виді реакцію відновлення оксиду воднем можна представити у виді рівняння:

МеО+ Н=Ме + НО

Реакція йде убік відновлення, якщо при даній температурі і тиску вивільняється вільна енергія, тобто зміна ізобарно-ізотермічного потенціалу () має негативний розмір. Для цієї реакції константа рівноваги () зв'язана зі зміною ізобарно-ізотермічного потенціалу рівнянням:

або, якщо реагенти не знаходяться в заданому стані,

де С - відношення добутків концентрацій продуктів реакції і вихідних реагентів у заданому стані.

При участі в реакції газоподібних речовин швидкість і напрямок реакцій також визначається відношенням парциальних тисків газоподібних реагентів, що рівні константі рівноваги реакції:

Чим вище значення , тим при меншому вмісті водню в газовій суміші буде відбуватися процес відновлення. Зі значень константи рівноваги реакцій також випливає, що рівновага реакції зрушиться убік утворення металу за умови безупинного видалення пару води з реакційного простору і такою ж безупинною подачою водню.

При нерівності числа молекул, що беруть участь у реакції - газу відновника і газу- продукту реакції , наприклад:

FeCl+ HFe + 2HCl

рівновага змінюється також із зміною загального тиску в системі. Підвищення тиску зрушує реакції убік зменшення загального об'єму газових реагентів.

Залежність константи рівноваги від температури виражається наближеним рівнянням

де - зміна теплоємкості при стандартних умовах.

При одержанні металевих порошків відновленням, важливий вплив на кинетику процесів мають поверхневі явища в зв'язку з великою площею поверхні вихідних з'єднань і порошків, що утворяться. До таких явищ варто віднести адсорбцію, хемосорбцию, хімічні взаємодії в адсорбованих шарах, каталітична дія розвинутих поверхонь, десорбцию газоподібних продуктів реакції, дифузійні процеси.

Сучасні уявлення про механізм відновлення оксидів металів газоподібним відновником грунтуються на адсорбційно-автокаталітичній теорії.