Химия и Химики № 6 2014. Реактивы, химическая посуда, оборудование

Сита и измельчение

Небольшие порции веществ обычно измельчают с помощью ступок: фарфоровых, бронзовых, железных, агатовых и т.д. "Золотое правило" измельчения гласит, что измельчать вещество нужно только до того размера частиц, до которого требуется - не более ("не дроби ничего лишнего!").

Однако измельчение в ступке происходит неравномерно. Допустим, нам необходимо измельчить вещество в порошок с размером частиц 0.01 мм. При растирании в ступке измельчение происходит неравномерно. Например, одни частицы едва достигли размера в 1 мм, в то время, как другие уже диспергировались до заданного размера - 0.01 мм - и продолжают измельчаться дальше. Более крупные частицы нужно растирать, но измельчать частицы, которые уже имеют нужный размер, - сизифов труд. И это в лучшем случае: иногда присутствие более мелких частиц так же нежелательно, как и более крупных - нужны частицы заданного размера (вернее - диапазона размеров). Т.н. "пылевидная фракция" не всегда приветствуется.

В промышленности излишнее измельчение материала связано не только с возможным ухудшением качества измельченного продукта, но и с перерасходом энергии, а также - излишним износом оборудования (не говоря уже о потере рабочего времени).

Поэтому процедуру растирания твердого продукта в ступке чередуют с просеиванием этого продукта в сите: измельчение прекращают, высыпают содержимое ступки на сито и просеивают. Частицы, которые проходят, - это готовый измельченный продукт. То, что осталось в сите, возвращают в ступку и снова растирают. Часто такие манипуляции проводят несколько раз - пока весь измельченный продукт не пройдет сквозь сито. Разумеется, размер отверстий в сите должен соответствовать заданному размеру частиц измельченного продукта.

Иногда берут не одно сито, а сразу набор сит, вставленных друг в друга. Сверху - самое крупное, потом - сито помельче, ниже - еще мельче и т.д., а в самом низу - "заглушка" ("сито без отверстий" - не знаю, как оно называется правильно). В верхнем сите задерживаются самые крупные частицы, в следующем - более мелкие, в следующем - еще более мелкие и т.д. В нижнем "сите без дырок" собираются самые мелкие частицы, - которые прошли через отверстия самого мелкого сита (из тех, что вы использовали). Сита изготовлены так, что они плотно вставляются друг в друга, не оставляя зазоров.

Частицы, которые собрались в "промежуточных ситах", можно направить на повторное измельчение или использовать по назначению - если требуется фракция частиц, размеры которых изменяются в определенном интервале, например, 0.01-0.05 мм (не крупнее 0.05 мм и не мельче 0.01 мм).

Ниже показан процесс измельчения минерала в железной ступке и просеивания его в системе сит.

Смотреть Видео (30 Мб, .avi )