Пиши Дома Нужные Работы

Обратная связь

Изучение кинетики уплотнения осадка суспензии каолина

Цель работы: изучить закономерности формирования осадков из флокул и уплотнения осадка суспензии каолина полиэлектролитами различной природы.

Реактивы и оборудование.

Реактивы: Полимер из ряда: поли-1,2-ДМ-5-ВПМС, поли-ДМАЭМА*ДМС, поли-ДМАЭМА*БХ, по заданию преподавателя, каолин марки КСД, дистиллированная вода.

Оборудование: технические и аналитические весы (точность 0,0001 г), набор разновесов, узкий градуированный цилиндр на 100 см3 – 6 шт, стеклянная градуированная пипетка на 1 мл – 1 шт, химический стакан на 50 мл – 1 шт, колба мерная на 50 мл – 1 шт, магнитная мешалка с магнитным элементом.

 

Порядок выполнения работы

В ходе выполнения работы необходимо выполнить следующие операции:

Ø приготовить суспензию каолина;

Ø приготовить раствор полимера;

Ø изучить кинетику уплотнения осадка.

Приготовление исходной суспензии каолина. В качестве модельной дисперсной системы готовят 0,8%-ную суспензию каолина (rкаолина= 2200 кг/мз). Для этого в цилиндр вносят 0,8 г каолина, взвешенного на технических весах, и дистиллированной водой доводят до 100 см3.

Приготовление раствора полимера. Взвешенную на аналитических весах с точностью 0,0001 г. навеску полимера в количестве 0,0250 г вносят в стеклянный стакан, и растворяют в 50 см3 дистиллированной воды в количестве. Получается 0,05%-ный раствор полимера.

Далее в стакан помещают магнитный элемент, для предотвращения испарения воды стакан накрывают полиэтиленовой пленкой с резиновым кольцом. Стакан ставят на магнитную мешалку, перемешивание производят в течение 1,5-2 ч при 200 – 300 об/мин.

Порядок проведения эксперимента. Суспензию в цилиндре объемом 100 см3 перемешивают десятикратным переворачиванием цилиндра для равномерного распределения частиц каолина. После этого вводят необходимое количество раствора полимера и аналогично осторожно перемешивают.



Кинетику уплотнения осадка изучают по изменению границы раздела между осветленной и неосветленной частями суспензии. Для этого через определенные промежутки времени в течение 20-30 мин фиксируют значения объема осадка. Обработку результатов проводят следующим образом. Сначала строят зависимость изменения объема осадка от времени для разных концентраций флокулянта и по графику определяют время, соответствующее выпадению 1/3 общего объема осадка (Q=0,3 Qмах)

Скорость осаждения для фиксированной степени осаждения определяют по уравнению:

, (4.8)

Константы уплотнения осадка g при каждой концентрации полимера определяют по уравнению:

, (4.9),

где Vос - объем осадка, см3.

По уравнению (4.9) строят зависимости ln(Vос-Vосmax)=f(t) и по тангенсу угла наклона определяют константы уплотнения осадка γ.

Определяют количество воды в осадке из отношения:

, (4.10)

Полученные и обработанные с учетом формул (4.3), (4.5) (4.7-4.10) результаты записывают в таблицу 4.1.

Таблица 4.1

Результаты кинетики уплотнения осадка суспензии каолина в присутствии полиэлектролитов

№ п/п Конц-ция флок-та Сф, мг/л Времяt, с Объем осадка, см3 VS, D λ, ρS, γ, mH2O,
м/с   л/мг кг/м3 с-1 г
0,1 0,3 0,5 1,0 2,0                

 

Задание:написать формулу полимера, рассчитать характеристики суспензии каолина, определить зависимость изменения объема осадка во времени и влияние концентрации флокулянта на характеристики дисперсии.

Отчет должен содержать таблицу с полученными и рассчитанными данными, графики зависимостей VS=f(t), D=f(Сф), ρS=f(Сф), вывод о флокулирующем действии полимера, скорости формирования осадка и его плотности.

 

Лабораторная работа № 7

 

Изучение гранулометрического состава суспензии методом оптической микроскопии

Цель работы: выявить особенности процессов образования флокул в присутствии полиэлектролитов различной природы; оценить размеры и форму частиц суспензии, а также неоднородность дисперсной системы.

Реактивы и оборудование

Реактивы: Полимер из ряда: поли-1,2-ДМ-5-ВПМС, поли-ДМАЭМА*ДМС, поли-ДМАЭМА*БХ, по заданию преподавателя, каолин марки КСД (или охра “золотистая”), дистилированная вода.

Оборудование: технические и аналитические весы, набор разновесов, узкий градуированный цилиндр на 100 см3 – 6 шт, стеклянная градуированная пипетка на 1 мл – 1 шт, химический стакан на 50 мл – 1 шт, колба мерная на 50 мл – 1 шт, магнитная мешалка с магнитным элементом, микроскоп МБС-10.

 

Порядок выполнения работы.

В ходе выполнения работы необходимо выполнить следующие операции:

Ø приготовить суспензию каолина (приготовление осуществляется анологично, описанному в работе 6);

Ø приготовить раствор полимера (приготовление осуществляется анологично, описанному в работе 6);

Ø исследовать гранулометрический состав суспензии.

Порядок проведения эксперимента. В цилиндр с суспензией объемом 100 см3 вводят необходимое количество раствора полимера и в течение 2-х мин с умеренной скоростью осторожно перемешивают систему дисковой мешалкой, не допуская попадания воздуха. После перемешивания из середины объема суспензии пипеткой с широким носиком аккуратно берется несколько капель и наносится на предметное стекло. Визуально при помощи микроскопа определяются размеры и форма частиц, подсчитывается их количество по фракциям (параллельно в 5-10 изолированных полях, от 20 до 40 частиц в каждом поле). Для каждой фракции рассчитывается средний радиус частиц:

, (4.11)

где x - цена деления микрометрической сетки микроскопа,

m - целое число делений для данной фракции.

Цена деления микрометрической сетки микроскопа выбирается в зависимости от округленных значений увеличений, нанесенных на рукоятках барабана.

округленные значения увеличений, нанесенные на рукоятках барабана, крат 0,6
сторона квадрата 1 мм (соответствует величине на объекте) 1,7 1,0 0,5 0,25 0,14

 

Для каждого опыта (для каждой концентрации) заполняется таблица вида:

размер фракции номер поля  
 
деления Ri, м  
               

 

После этого по уравнениям (4.12 - 4.15) рассчитываются средние радиусы частиц и коэффициент полидисперсности системы. Способы усреднения могут быть различными, в зависимости от того, какие параметры полидисперсной системы и заменяющей ее монодисперсной системы предполагаются одинаковыми (число частиц, поверхность, масса или объем). Наиболее часто используют следующие виды усреднения:

Ø среднечисленный радиус Rn (одинаковое число частиц)

, (4.12)

Ø среднеповерхностный Rs (одинаковая суммарная поверхность)

, (4.13)

Ø среднемассовый Rm (одинаковая общая масса или объем частиц)

, (4.14)

где ni - число частиц данной фракции с радиусом Ri;

åni - суммарное число частиц в системе.

Отношение:

(4.15)

называется коэффициентом полидисперсности. Чем больше разброс частиц по размерам, тем меньше kп.

Затем рассчитываются и строятся интегральные и дифференциальные кривые распределения частиц по числу, поверхности и массе.

Для нахождения функций распределения по размерам определяется процентное содержание числа частиц каждой фракции по отношению:

Ø к общему количеству частиц:

, (4.16)

Ø к их общей поверхности:

, (4.17)

Ø к их общему объму (массе):

(4.18)

Зависимости Qn = f(r), Qs = f(r), Qm = f(r) являются интегральными кривыми численного, поверхностного и массового распределения частиц по размерам. Каждая точка интегральной кривой характеризует процентное содержание (поверхность, объем) частиц, обладающих размерами данного и больших радиусов. Дифференциальные кривые численного, поверхностного и массового распределения представляют собой зависимости плотности распределения частиц по размерам: dQn / dr = f(r), dQs / dr = f(r), dQm / dr = f(r). Для получения этих зависимостей графически дифференцируют интегральные кривые распределения.

Степень агрегации частиц αn определяется по формуле (4.1). Также рассчитываются коэффициент формы флокул y по формуле (4.6).

Полученные данные вносят в таблицу 4.2.

Таблица 4.2

Результаты гранулометрического анализа суспензии

каолина полимерными флокулянтами

№ п/п Концентрация флокулянта Сф, мг/л Rn·105, м RS·105, м Rm·105, м Kп αn y  
 
0,1 0,3 0,5 1,0 2,0              

 

Задание:написать формулу полимера, рассчитать гранулометрические характеристики суспензии, определить их зависимость от концентрации флокулянта.

Отчет должен содержать таблицу с полученными и рассчитанными данными, графики зависимостей Rn=f(Сф), Кп=f(Сф), а также рассчитанные интегральные и дифференциальные кривые численного распределения, сделать вывод о флокулирующем действии полимера.

 

 

Лабораторная работа № 8

 






ТОП 5 статей:
Экономическая сущность инвестиций - Экономическая сущность инвестиций – долгосрочные вложения экономических ресурсов сроком более 1 года для получения прибыли путем...
Тема: Федеральный закон от 26.07.2006 N 135-ФЗ - На основании изучения ФЗ № 135, дайте максимально короткое определение следующих понятий с указанием статей и пунктов закона...
Сущность, функции и виды управления в телекоммуникациях - Цели достигаются с помощью различных принципов, функций и методов социально-экономического менеджмента...
Схема построения базисных индексов - Индекс (лат. INDEX – указатель, показатель) - относительная величина, показывающая, во сколько раз уровень изучаемого явления...
Тема 11. Международное космическое право - Правовой режим космического пространства и небесных тел. Принципы деятельности государств по исследованию...



©2015- 2017 pdnr.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.