4. Перемешивание сырьевых компонентов

Наибольшее распространение получил способ перемешивания с введением в смесь механической энергии от внешнего источника, а среди типов смесителей - роторные принудительного действия. Механическое перемешивание обычно осуществляется в два этапа: предварительное смешение сухих материалов; смешение с жидкостью, участвующей в качестве компонента смеси. Объединение компонентов может быть и без предварительного «сухого» смешения, т. е. в один этап. В обоих случаях вначале происходит смачивание поверхности твердых частиц жидкой средой. Жидкости хорошо смачивают, если они способны понизить поверхностное натяжение, что зависит от ионного состава поверхностного слоя твердого вещества. Например, если в нем превалируют гидроксильные ионы, то смачиваемость водой полная, а твердые частицы относятся к гидрофильным. Если в поверхностном слое превалируют ионы тяжелых металлов, то высокая смачиваемость обеспечивается не при контакте с водой, а с маслом; тогда твердые частицы относятся к олеофильным.При полном смачивании твердые частицы способны в той же жидкости легко растворяться. Образуются истинные растворы — системы с содержанием одной фазы, называемые гомогенными. Большое значение при перемешивании компонентов имеют адсорбция, представляющая собой самопроизвольное концентрирование и уплотнение вещества на поверхности раздела фаз, и абсорбция с поглощением вещества всем объемом при проникании молекул внутрь твердого тела. Адсорбция и абсорбция, именуемые общим термином «сорбция», могут протекать одновременно и являются проявлением поверхностной энергии. Из растворов сильнее сорбируются те вещества, которые обладают меньшей растворимостью в растворителе. Адсорбция обычно протекает одновременно с диффузным процессом, т. е. самопроизвольным перемещением молекул в объеме жидкой среды или в поверхностных слоях. Скорость диффузии тем меньше, а, следовательно, период времени движения свободных молекул к поверхности твердого вещества (адсорбента) тем больше, чем крупнее частицы в растворе. Адсорбция может сопровождаться химической реакцией на поверхности адсорбента, которая называется хемосорбцией.На процессы сорбции и диффузии влияют температурные факторы. При перемешивании смеси средняя температура не остается постоянной, так как химические реакции, адсорбция и смачивание сопровождаются выделением теплоты, а процессы растворения и испарения исходных веществ или новообразований — поглощением теплоты. Скорость диффузии несколько возрастает с повышением температуры , особенно если при этом понижается вязкость среды. Повышение температуры и понижение давления способствуют десорбции, т. е. удалению с поверхности ранее адсорбированного вещества.Адсорбционные слои вокруг частиц твердой фазы приводят к понижению поверхностного натяжения на границах раздела фаз, увеличению устойчивости системы с приближением к адсорбционному насыщению. Об эффективности перемешивания судят по качественным изменениям исходных компонентов, концентрации новообразований, однородности смеси.