Кристаллизация из растворов в химической промышленности - Лебедев И.В.
Скачать (прямая ссылка):
* В Советском Союзе номер сита характеризует либо линейный размер отверстия, либо число меш (т. е. число отверстий) иа 1 погонный дюйм (25,4 мм) сетки. В американских стандартных ситах Тейлера и в английских «Бритиш стэидарт» номер сита также характеризуется в мешах, а в немецких 0^ ситах D. I. N. — числом отверстий, приходящихся иа 1 см.
и ориентировочно может быть принято из следующих соотношений [4]:
Размер частиц, мм <1,2 1,2—3,0 >3,0
Навеска, г 25 50 100
Набор сит и пробу материала помещают в специальное механическое рассевное устройство марки 028, которое после включения одновременно выполняет операции встряхивания, вращения в горизонтальной плоскости и постукивания по крышке молотком с прокладкой из резины. Время рассева составляет 10 мин, после чего фракции, оставшиеся на каждом сите и поддоне, собирают и взвешивают.
Результаты ситового анализа кристаллов NaN03, полученных в кристаллизаторе с мешалкой, представлены в табл. 3.
Данные табл. 3 нагляднее представить графически в виде дифференциальной кривой распределения, показывающей процентное содержание отдельных фракций в материале, либо в виде интегральной кривой распределения, изображающей суммарное процентное содержание всех фракций меньше (или больше) данного размера.
На рис. 53 приведены результаты ситового анализа по данным табл. 3. Ломаная 1 (рис. 53, а) изображена в осях: размер
ТАБЛИЦА 3
Результаты ситового анализа кристаллов
Номер сита Размер отверстий мм Средний размер зерна на сите мм Содержание кристаллов во фракции % Интегральн рис количество кристаллов, оставшихся на сите % ые характе-гики количество кристаллов, прошедших через сито %
2,5 2,50 .
1,6 1,60 2,05 5,4 5,4 94,6
1 1,00 1,30 25,4 30,8 69,2
063 0,630 0,815 28,7 59,5 40,5
04 0,400 0,515 21,2 80,7 19,3
0315 0,315 0,357 9,5 90,2 9,8
02 0,200 0,257 4,9 95,1 4,9
016 0,160 0,180 2,4 97,5 2,5
01 0,100 0,130 1,5 99,0 1,0
0063 0,063 0,081 0,5 99,5 0,5
005 0,05 0,056 0,3 99,8 0,2
Поддон <0,05 — 0,2* —
Итого 100,0
* Включая потери во время испытания.
8
25
го
15
10
5 -----------------------
ULLLJJ——J————d>
u Of 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5
a 6
Рис. 53. Результаты ситового анализа, представленные в арифметических координатах:
а — дифференциальная кривая распределения; 6 — гистограмма.
частиц (d) — содержание фракции, масс. % (в) и, как правило, имеет ясно выраженный максимум. Каждая фракция, изображенная на графике точкой, обозначает средний размер зерна в ней, определенный как среднеарифметическое между размерами отверстий двух соседних сит (через одно отверстие данная фракция прошла, на другом она задержалась; см. третью колонку в табл. 3). Отметим, что линии, соединяющие точки на таком графике, никакого самостоятельного значения не имеют и служат лишь для облегчения чтения диаграммы. На рис. 53,6 данные того же ситового анализа представлены в виде гистограммы, на которой отдельные точки, соответствующие той или иной фракции, изображены в виде столбиков определенной высоты. По оси абсцисс здесь отложены диаметры отверстий сит d'.
Иногда [4, 5] кривую 1 (рис. 53, а) изображают в координатах размер отверстий сит — содержание материала (в масс. %), оставшегося на нем, чго для нашего случая может быть представлено кривой 2. Однако нам думается, что подобного изображения результатов ситового анализа следует избегать, поскольку кривая 2 имеет менее определенный физический смысл.
На рис. 54 представлены интегральные кривые распределения частиц меньше данного размера (кривая проходов 1) и больше данного размера (кривая остатков 2). Эти кривые обычно имеют S-образную форму и на совмещенном графике представляют зеркальное отражение друг друга. Интегральные кривые распределения имеют прямой физический смысл и позволяют определять составы, находящиеся между размерами сит. Процентное содержание какой-либо фракции по этим кривым определяется как разность ординат граничных размеров этой 6 фракции.
Рис. 54. Результаты ситового анализа, В
представленные в арифметических коор- ЮО динатах в виде интегральных кривых распределения: дд
/ — кривая проходов; 2 — кривая остатков.
60
U0
20
и 0,5 1,0 1,5 ZJL7“
Недостатком графиков в арифметической системе координат является очень близкое расположение точек в интервале мелких фракций. Этот недостаток устраняется при использовании полулогарифмических координат: размер зерен (или отверстий сит) наносится по логарифмической шкале, а содержание фракций (в масс. %) по обычной арифметической шкале (рис. 55).
В таких же полулогарифмических координатах может быть построена и гистограмма.
Некоторые авторы [6, 7] нашли, что гранулометрический состав кристаллов, получаемых в промышленных условиях (например, при кристаллизации сахара), иногда следует закону арифметической вероятности. Если результаты ситового анализа представить графически в системе координат: диаметр отверстий сит, на котором задержалась данная фракция, — суммарное количество остатка (в масс. %), изображенное на арифметической вероятностной шкале, то на графике между 10 и 90% получается практически прямая линия (рис. 56). На этом основании было предложено [6] значительно упростить методику
