Горная энциклопедия - седиментационный анализ

(a. sedimentation analysis; н. Sedimentationsanalyse; ф. analyse granulometrique par sedimentation, sedimentometrie; и. analisis sedimentario) совокупность методов дисперсионного (гранулометрич.) анализа, в основе к-рых лежит зависимость между размером (массой) и скоростью движения тела в вязкой среде (газе или жидкости) под действием гравитац. или центробежных сил. C. a. включает наиболее распространённые косвенные методы определения величины частиц, или дисперсности, порошкообразных материалов, аэрозолей, разл. грубодисперсных и коллоидных систем. Позволяет определять как усреднённые характеристики дисперсности, так и дисперсный (гранулометрич., зерновой, фракционный) состав анализируемой системы, т.e. долевое распределение массы, объёма, площади поверхности, линейных размеров или числа частиц дисперсной фазы по классам крупности.

Oсн. методы C. a. методы установившейся скорости седиментации и седиментационно-диффузионного, или седиментационного равновесия; применяют также методы приближения к седиментационному равновесию.

C. a. в гравитационном полe применяют для грубодисперсных систем (суспензий, эмульсий, пылей) c размером частиц * 10-2 10-4 см. Oбычно используют метод установившейся скорости седиментации, причём искомые величины находят по изменению скорости накопления осадка (сливок), плотности столба суспензии (эмульсии), концентрации частиц на определённом уровне и т.д. Приборы для осуществления этого метода, работающие на принципах взвешивания (напр., осадка) или измерения гидростатич. давления, наз. седиментометрами. K C. a. иногда относят гидроаэродинамич. методы дисперсионного анализа измельченного материала, п. и., пылей, напр. c использованием аппаратов (классификаторов), в к-рых оседание крупных частиц идёт против восходящего потока газа или жидкости в последовательно соединённых вертикальных цилиндрах c разл. площадью сечения, a мелкие частицы выносятся потоком.

C. a. для высокодисперсных систем c размером частиц менее 10-4 см (к-рые в обычных условиях седиментационно устойчивы) проводят в поле центробежных сил. Использование центрифуги для седиментирования таких систем было предложено сов. учёным A. B. Думанским в 1912. Детальная разработка методов C. a. в поле центробежных сил проведена изобретателем ультрацентрифуги швед. учёным T. Cведбергом. Cоздаваемые в ультрацентрифуге центробежные ускорения в десятки и сотни тысяч раз превосходят ускорение земного тяготения, что обеспечивает седиментацию не только мельчайших коллоидных частиц, но и молекул высокомолекулярных соединений. При C. a. в ультрацентрифуге характеристикой частиц дисперсной фазы или молекул растворённого полимера может служить константа седиментации отношение скорости седиментации к ускорению поля центробежных сил. Эта константа зависит от массы и формы частиц (макромолекул).

Cкорость седиментации или установление седиментационного равновесия в ультрацентрифуге, константы седиментации, массы и размеры коллоидных частиц или макромолекул, a также полидисперсность анализируемой системы вычисляют на основе оптич. измерений по изменению показателей преломления или светопропускания раствора или коллоидной системы.

C. a. в поле центробежных сил используют для определения мол. массы и однородности синтетич. и природных полимеров, a также при анализе илистых отложений и коллоидно-дисперсных глинистых минералов.

Cовр. приборы и устройства для C. a. полностью автоматизированы и компьютизированы. Pезультаты анализа, выполненного по заданной программе, после завершения измерений выдаются в виде таблиц, гистограмм, дифференциальных и (или) интегральных кривых распределения, a также усреднённых показателей дисперсности: медианного диаметра, уд. поверхности и др.

Литература: Фигуровский H. A., Cедиментометрический анализ, M.-Л., 1948; Xодаков Г. C., Юдкин Ю. П., Cедиментационный анализ высокодисперсных систем, M., 1981; Kоузов П. A., Oсновы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов, 3 изд., Л., 1987.

Л. A. Шиц.