Способ контроля относительного из-МЕНЕНия СМАчиВАЕМОСТи пОВЕРХНОСТиТВЕРдОгО ТЕлА Советский патент 1981 года по МПК G01N13/00 

бесконтактного измерения потерь мощности электромагнитного поля СВЧ, из потоку суспензии выделяют жидкую фазу изМ|рряют потери мощности электромагнитного поля СВЧ в суспензии и в выделенно$5 из нее жидкой фазе и по величинам измеренных потерь мощности ру дят об относительном изменении смачиваемости поверхности твердой фазы. На чертеже представлено устройство для реализации предлагаемого способа. Устройство содержит СВЧ-генератор измерительные СВЧ-ячейки 2, детектор 3, усилитель 4, регистрирующий прибор 5, систему электродов 6 для из мерения электродного потенциала, потенциометр 7, щланговый насос 8, устройство 9 для выделения жидкой фазы из суспензии и резервуар 10. Предлагаемый способ основан на использовании существенных различий диэлектрических характеристик жидкости в объеме и в граничном слое. Величина граничного слоя зависит от струк туры и химического состава как поверхности твердого тела, так и жидкой фазы. Изменение различных внешних фак торов (концентрации ПАВ, рН и др.) оказывает влияние на величину и дальнодействие нескомпенсированных поверхностных сил твердой фазы rf ионномолекулярный состав жидкой фазы, вызывая перераспределение жидкости между объемом и граничным слоем. Таким образом, суспензию можно рассматривать как систему, состоящую из трех компонентов: твердой и жидкой фаз с объемными I свойствами и граничного слоя. Каждый из этих компонентов, ладающих различньвли диэлектрическими свойствами, вносит свой вклад в общий уровень потерь мощности электромагнитного поля суспензии. Под воздействием внешних факторов изменяющих смач11ваемость поверхности твердой фазы, изменяются диэлектрические свойства только двух кo шoнeнтoв; жидкой фазы и граничного слоя. В связ С ЭТИМ изменение потерь мощности поля В суспензии вызывается только изменением ионно-молекулярного состава жидкой фазы и величины граничного слоя. Измерение потерь мощности поля в суспензии и вьвделенной из нее жидкой фазе позволяет оценить влияние внешних факторов на величину граничного слоя, являющегося мерой смачиваемости поверхности твердой фазы. ценку относительного изменения иваемости поверхности твердой фа- роизводят путем расчета постоянной хания граничного слоя с использоем измеренной величины потерь ости поля в суспензии и в выдеой из нее жидкости до и после ействия внешних факторов Р,. Ро-П- - (1) Р Р. . 1 (2), fg - потери мощности поля в суспензии;РЖ - потери мощности поля в кости; Ро - начальное значение мощности X - длина измерительной ячейки:, eCj - постоянная затухания суспензии;, щ постоянная затухания жидкости. остоянная затухания сСе зависит от eктpичecкиx характеристик и соот- ния объемов компонентов, составих суспензию С6 . Ст постоянная затухания твердой фазы с граничным слоем; К - отношение объемов твердой и жидкой фаз. ри изменении смачиваемости твердой изменяются уровни потерь мощносоля как в суспензии, так и в жидфазе, определяемые новыми значеи постоянной затухания поля Р-Р,, л« ;--сх; -(1-к) оС 7 приращение постоянной затухания, которое отражает измене,ние потерь мощности поля за счет изменения величины граничного слоя под воздействием ПАВ и др. веществ; величина постоянная, поскольку изучаемый фактор на диэлектрические характеристики твердой фазы влияния не оказывает. аким образом, изменение величины актеризует относительное изменение смачиваемости поверхности твердо фазы су.спеизии. Величина - вычисляется по формуле « Йотери мощности поля в жидкости (РЖ РЖи т.д.) и в суспензии (Р , и Т.Д.) определяются по показаниям регистрирующего прибора. Способ осуществляется следукнцим о разом. Минеральную суспензию, циркулирую щую в замкнутой системе, разделяют на два параллельных потока так, что в одном находится жидкая фаза, а во втором - суспензия с постоянным содержанием твердого. Оба потока пропускают через измерительные ячейки и регистрируют потери мощности, по которым рассчитывают изменение прстоянной затухания с, -по формуле (8). Эт изменение служит мерой относительног изменения смачиваемости поверхности твердой фазы в суспензии. Готовят суспензию из пирита Берез ского месторождения крупностью от -71 до +56 MicM с содержанием твердог в ней 25-30%. Затем суспензию загружают в резервуар 10, в котором установлен пиритньм электрод для измерения электродного потенциала. Суспенз разделяют с помощью устройства 9 на два потока: жидкую фазу и пульпу с постоянном содержанием твердого 3540%. После прохождения через измерительные ячейки 2 оба потока объединяют и насосом 8 закачивают в резервуар 10 для усреднения. Изменение см чиваемости поверхности твердой фазы осуществляют для пирита в водной суспензии путём изменения концентрации бутилового ксантогената калия. Дозирование собирателя производят в резервуар 10. По измеренным потерям мощности электромагнитного поля в суспензии и в жидкой фазе рассчитывают изменен величины постоянной затухания С, вызванное дозировкой собирателя. Анализ результатов показывает,, что увеличение концентрации ксанто гената в водно-пиритной суспензии, со провозвдается увеличением постоянной затухания граничного слоя. Это вызва но тем, что ксантогеиат, закрепляясь на поверхности пирита и уменьшая ее смачиваемость, вытесняет воду из граничного слоя в объемную фазу, что сопровождается увелич,е1шем потерь мощности электромагнитного поля в суспензии, поскольку вода с объемными свойствами имеет релаксационный максимум в диапазоне СВЧ. Полученные результаты проверяются известными методами измерения электродного потенциалаИ флотации пирита в идентичных условиях. Результаты измерения электродного потенциала подтверждают закрепление ксантогената на поверхности пирита, а флотируемости,уменьшение смачиваемости с увеличением концентрации собирателя в суспензгии. Постепенному увеличению флотируемости пирита (уменьшению смачиваемости ) соответствует симбатное увеличение постоянной затухания электромагнитного поля. При концентрации ксантогената 65 г/м наблюдается минимальная смачиваемость поверхности пирита, которой соответствует макси- . мальное значение постоянной затухания . Следовательно, увеличению (уменьшению) постоянной затухания электромагнитного поля соответствует уменьшение (увеличение) смачиваемости поверхности твердой фазы суспензии. Предлагаемый способ позволяет вести непрерывный бесдсонтактньй контроль относительного изменения смачиваемости твердых частиц в высокодисперсных суспензиях в динамическом режиме под воздействием различных факторов, при этом учитываются кинетические свойства компонентов суспензии. Предлагаемый способ используется при изучении физико-химических свойств минеральной суспензии с целью совершенствования технологии флотации,сгущения и фильтрации минерального сырья, а также для оптимизации реагентных режимов указанных процессов. Формула изобретения Способ контроля относительного изменения. смачиваемости поверхности тве.рдОго тела, основанный на опредеении диэлектрических свойств систеы твердое тело - жидкость путем бесконтактного измерения потерь мощности электромагнитного поля СВЧ, о тич ающийся тем, что, с цеью непрерывного контроля относитель7. ного изменения смачиваемости поверхности твердой фазы суспензии в динамическом режиме, из потока суспензии выделяют жидкую фазу, измеряют потери мощности электромагнитного поля СВЧ в суспензии и в выделенной из не жидкой фазе и по величинам измерешВДх потерь Мощности судят об относительном изменении смачиваемости поверхности твердой фазы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 2 1. Зимен А.Д. Адгезия жидкости и смачивание. М., Химия, 1974, с. 165. 2. Гудков О.И. и Мецик М.С. Диэлектрическая поляризация и диэлектрические потери на СВЧ в тонких пленках воды на кристаллах слюды. Поверхностные силы в тонких пленках и устойМ., Наука, 1974, чивость коллоидов с. 61 (прототип).