Измельчение горных пород - наиболее перспективный путь продвижения «сверху – вниз» к микро- и нанодисперсным материалам, которые широко используются и в быту, и в промышленности. Так, технические дисперсные системы нашли применение в производстве строительных материалов (кирпича, бетона, цемента, керамики и др.), в качестве сырья и вспомогательных материалов для некоторых отраслей промышленности (сорбенты, катализаторы, наполнители полимеров, пигменты эмалей и красок, активные добавки в минеральные вяжущие вещества и др.). Наиболее эффективное измельчение происходит при мокром помоле сырья, при котором можно получать высококонцентрированные суспензии различного гранулометрического состава твердой фазы, вплоть до получения золей и гелей при введении в суспензию соответствующих активаторов. В настоящее время данным способом получают бесцементное высококонцентрированное вяжущее контактного твердения из кварцевого песка, который раскрывает возможности получения самоотверждающихся каменных геоматериалов из горных пород.
Все поверхностные явления в дисперсных системах можно разделить на две группы: первая из них связана с уменьшением поверхности раздела фаз (укрупнением частиц дисперсной фазы – агрегация, коагуляция и др.) и с механической работой, вторая обусловлена снижением поверхностного натяжения (контактные взаимодействия и структурообразование, адгезия, адсорбция, механические, электрические и тепловые явления и др.). Таким образом, измельчение придаёт дисперсным материалам и системам новые, а иногда необычные качества и ведет к интенсификации химических, физических и других процессов.
1. Какими простыми способами можно установить наличие ультрадисперстности, нанодисперстности твердой фазы в дисперсной системе? (2 балла)
2. Как меняются оптические свойства при измельчении материалов и горных пород, в частности, в области 100 … 10 нм? (2 балла).
3. Как будет изменяться поверхностное натяжение твердой фазы с уменьшением размера d частиц в области нанометрового диапазона d ≤ 100 нм? (3 балла).
4. Каким типом течения при деформации обладают высококонцентрированные суспензии, золи и гели, полученные мокрым измельчением кварцевого песка в слабощелочной среде? (2 балла). Какие реологические состояния проходит зернистое сырье при его сухом механическом измельчении? (2 балла).
Условия задачи можно скачать в виде файла.
