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第1章 绪论1

1．1 工业悬浮液的特征1

1．2 工业悬浮液加工过程的要素6

参考文献11

第2章 固体颗粒的表面特性及固体表面与液体的作用12

2．1 固体颗粒的表面结构12

2．1．1 新鲜表面的不饱和度12

2．1．2 颗粒表面的不均一性18

2．1．3 表面能和表面自由能(表面张力)20

2．1．4 固体物质按表面能的分类23

2．2 工业悬浮液中的液相介质24

2．2．1 概述24

2．2．2 水的结构25

2．3 固体颗粒与水的相互作用29

2．3．1 表面离子的水合作用30

2．3．2 颗粒表面的羟基化31

2．4．1 固体断裂面同水的作用33

2．4 界面水33

2．4．2 界面水的结构34

2．5 固体颗粒与水相互作用的热力学分析38

2．5．1 极性表面与水的作用38

2．5．2 非极性表面与水分子的作用39

2．5．3 固液相互作用能39

2．6 颗粒表面的润湿性39

2．6．1 接触角及其物理意义39

2．6．2 固体表面按天然润湿性的分类41

2．7 界面双电层42

2．7．1 颗粒表面荷电的原因42

2．7．2 表面电势和等电点(pHPZC)45

2．7．3 界面双电层的结构及电荷和电势分布48

2．7．4 非水介质中的双电层55

参考文献57

第3章 固体颗粒的表面改性61

3．1 概述61

3．2．1 吸着法改性分类63

3．2 无机粉体的吸着法表面改性63

3．2．2 化学改性剂65

3．2．3 无机粉体表面化学改性机理68

3．2．4 化学改性剂与无机粉体之间的相互关系71

3．2．5 无机粉体化学法聚合物接枝包覆改性74

3．2．6 化学法表面改性应用举例83

3．3 机械力化学改性87

3．3．1 概述87

3．3．2 机械力化学作用机理88

3．3．3 无机固体颗粒的机械力化学改性及复合改性91

3．4 物理改性99

3．4．1 超声辐照改性99

3．4．2 辐照改性100

3．4．3 矿物颗粒表面电化学改性102

参考文献102

第4章 颗粒-颗粒相互作用106

4．1 表面力的直接测量106

4．2．1 分子间的范德华作用109

4．2 范德华作用及范德华力109

4．2．2 颗粒间的范德华作用能及作用力110

4．2．3 Hamaker(哈梅克)常数112

4．2．4 吸附层对范德华作用能的影响113

4．3 双电层交叠作用能(静电作用能)及作用力115

4．3．1 同质颗粒间静电排斥作用115

4．3．2 异质颗粒间的静电作用120

4．3．3 吸附层对静电作用能的影响123

4．4．1 位阻效应的一般描述124

4．4 位阻效应124

4．4．2 穿插作用125

4．4．3 压缩作用129

4．4．4 总位阻效应129

4．5 溶剂(水)化膜及其作用——颗粒间的结构力(结构压)130

4．6 粒间疏水作用135

4．7 磁吸引作用139

4．7．1 铁磁性颗粒间的磁吸引能(力)140

4．7．2 弱磁性颗粒间的磁吸引能(力)140

4．7．3 铁磁性颗粒与弱磁性颗粒之间的磁吸引能(力)143

4．8 粒间偶极作用144

4．9 受各种粒间作用制约的颗粒聚团／分散状态145

4．10 不同粒度的颗粒的粒间作用148

参考文献150

第5章 颗粒的沉降及悬浮液的浓密153

5．1 引言153

5．2 沉降与颗粒粒度的关系154

5．2．1 颗粒的布朗运动位移与粒度的关系154

5．2．2 沉降与粒度的关系155

5．2．3 颗粒沉降的粒度极限156

5．3 颗粒的沉降行为及沉降运动方程157

5．3．1 自由沉降时的颗粒沉降行为158

5．3．2 高浓度悬浮液中颗粒的沉降——干扰沉降160

5．3．3 器壁效应和二次流162

5．3．4 悬浮液中颗粒的聚团沉降164

5．4 悬浮液的浓密167

5．4．1 浓缩167

5．4．2 重力浓缩设备175

5．4．3 离心沉降179

参考文献184

第6章 工业悬浮液中颗粒的分级185

6．1 湿法分级技术分类185

6．2 分级原理185

6．2．1 颗粒在流体中的运动186

6．2．2 分离粒度187

6．2．3 分级效率及其计算191

6．2．4 影响分级效率的因素193

6．3 分级设备194

6．3．1 重力分级设备194

6．3．2 离心分级设备198

6．4 典型分级设备的选择204

6．5 湿法分级的发展方向207

6．5．1 分级对象及产品的发展方向207

6．5．2 分级技术和装备的研制方向208

参考文献212

7．1 搅拌的目的和搅拌在工业中的应用214

第7章 工业悬浮液的搅拌及搅拌槽内流体动力学214

7．2．1 搅拌罐215

7．2 搅拌设备215

7．2．2 静态混合器220

7．2．3 射流混合器222

7．2．4 动态在线混合器223

7．2．5 管道混合器224

7．3 混合机理225

7．3．1 体相对流扩散225

7．3．3 分子扩散226

7．3．2 湍流扩散226

7．4 悬浮液流体动力学227

7．4．1 搅拌作用下流体的流动227

7．4．2 搅拌槽内液体循环量和压头230

7．4．3 工业悬浮液操作过程中的剪切速率232

7．4．4 搅拌槽中的流体动力学特征233

7．4．5 流动流体中的颗粒运动243

7．5．1 悬浮状态的分类248

7．5 悬浮液中固体颗粒的悬浮248

7．5．2 颗粒悬浮的机制250

7．5．3 悬浮临界转速252

7．5．4 用于固体颗粒悬浮的搅拌器型式254

参考文献255

第8章 工业悬浮液的流动及管道输送257

8．1 概述257

8．2 悬浮液的流动特性259

8．2．1 固体物料在管道中的运动状态259

8．2．2 固体颗粒的悬浮机理260

8．2．3 固液两相流在管道中的阻力特性262

8．3 工业悬浮液管道输送的压降计算271

8．4 临界流速和输送流速274

8．4．1 临界流速及其变化规律274

8．4．2 工业悬浮液的输送流速282

8．5 悬浮液管道输送的减阻283

8．5．1 固液两相流管道输送减阻研究的现状283

8．5．2 固液两相流管道输送减阻研究存在的问题285

8．5．3 固液两相流管道输送减阻研究的发展方向286

8．6 悬浮液输送管道设计中需要考虑的几个问题287

8．6．1 悬浮液输送管道的磨蚀与腐蚀287

8．6．2 管材的选择290

8．6．3 悬浮液输送泵的选择294

8．7 几种典型的悬浮液管道输送系统304

8．7．1 精矿悬浮液管道输送304

8．7．2 煤浆管道输送306

8．7．3 尾矿浆体管道输送307

参考文献307

第9章 悬浮液流变特性310

9．1 导论310

9．2 悬浮液流变学310

9．2．1 非牛顿流体的类型311

9．2．2 非牛顿流体流动时的一些异常特性317

9．2．3 非牛顿流体的表观黏度318

9．2．4 悬浮液流变学319

9．3．1 钻井液335

9．3 流变学在工业悬浮液中的应用335

9．3．2 水煤浆338

9．3．3 陶瓷料浆340

9．3．4 涂料和油墨342

9．3．5 水泥浆343

9．4 流变学的研究及应用进展344

参考文献348

10．2 颗粒的聚沉351

第10章 悬浮液聚团：颗粒的聚沉，絮凝及在物理场中的聚团351

10．1 引言351

10．2．1 次能谷中颗粒的聚沉353

10．2．2 主能谷中颗粒的聚沉355

10．2．3 抗聚沉技术358

10．2．4 颗粒的聚沉与抗聚沉机理361

10．3 颗粒的絮凝365

10．3．1 无机物絮凝365

10．3．2 高分子絮凝368

10．3．3 疏水絮凝370

10．4 颗粒在物理场中的聚团371

10．4．1 颗粒在电场中的聚团——电聚沉371

10．4．2 颗粒在磁场中的聚团——磁(种)聚团373

参考文献395

第11章 高分子絮凝及其工业应用397

11．1 引言397

11．2 高分子絮凝剂398

11．4 高分子絮凝的应用研究和工业实例404

11．3 高分子絮凝机理404

11．5 高分子絮凝分选新技术的研究与应用前景405

11．5．1 赤铁矿、石英的高分子絮凝405

11．5．2 磁种-高分子复合聚团406

11．5．3 磁种-高分子复合聚团机理研究414

11．5．4 磁种-高分子复合聚团分选423

参考文献426

12．1．1 颗粒表面疏水性428

12．1 疏水聚团的主要影响因素428

第12章 疏水聚团及其应用428

12．1．2 能量输入431

12．1．3 非极性油433

12．1．4 粗颗粒的影响436

12．1．5 外磁场的影响437

12．2 疏水聚团理论439

12．2．1 疏水作用力439

12．3．1 微细粒矿物的聚团浮选441

12．3 疏水聚团的工业应用441

12．2．2 疏水颗粒体系的分散稳定性441

12．3．2 油团聚制备洁净煤444

参考文献446

第13章 聚团动力学449

13．1 悬浮液中颗粒的碰撞及聚团生成速率方程450

13．1．1 异向聚沉中的颗粒碰撞及聚团生成速率方程450

13．1．2 层流中颗粒的碰撞452

13．1．3 湍流场中颗粒的碰撞及聚团形成速度453

13．2．1 聚团的强度455

13．2 聚团的生成，长大及破坏455

13．2．2 聚团破坏的速率方程459

13．2．3 临界颗粒黏附强度460

13．2．4 最大聚团粒度，dfmax462

13．2．5 聚团总动力学方程及聚团生成、长大与破坏的动力学模型464

13．3 聚团速率常数469

13．3．1 初始聚团速率常数的理论计算469

13．3．2 初始聚团速率常数的实验获得方法469

13．3．3 聚团度的测量470

13．4 聚沉动力学471

13．5 疏水聚团动力学473

13．5．1 疏水聚团与聚沉的动力学差异473

13．5．2 油桥对疏水聚团的强化475

参考文献476

14．1．1 悬浮液分散体系的分类478

14．1．2 分散质与分散介质478

14．1 悬浮液分散体系478

第14章 悬浮液的分散调控478

14．1．3 分散剂479

14．2 悬浮液的分散原理482

14．2．1 固体颗粒的润湿482

14．2．2 固体颗粒悬浮液的分散／聚团状态483

14．2．3 固体颗粒在水-气界面的漂浮粒度与润湿性的关系483

14．2．4 悬浮液中固体颗粒分散的判据485

14．2．5 颗粒的分散调控因素与其润湿性的关系485

14．3 固体颗粒在不同悬浮介质中的分散特征486

14．4 悬浮液分散的主要调控因素488

14．4．1 在水中分散的主要调控因素488

14．4．2 在非水介质中分散的主要调控因素496

14．5 工业悬浮液分散的调控498

14．5．1 介质调控498

14．5．2 分散剂调控499

14．5．3 机械搅拌调控505

14．5．4 超声调控507

参考文献509

15．1 概述511

第15章 机械粉碎法制备工业悬浮液511

15．2 机械粉碎原理512

15．3 干法粉碎制备工业悬浮液518

15．3．1 制备工艺518

15．3．2 制备设备519

15．4 湿法粉碎制备工业悬浮液533

15．4．1 制备工艺533

15．4．2 湿法粉碎设备534

15．5．2 高岭土543

15．5 机械粉碎法制浆实践543

15．5．1 重质碳酸钙543

15．5．3 胶体石墨546

15．5．4 水煤浆547

参考文献550

第16章 悬浮液的制备-液相合成法552

16．1 概述552

16．2 基本原理553

16．2．1 晶核的生成(析晶)553

16．2．2 成核阶段及其影响因素555

16．2．3 颗粒的长大557

16．2．4 沉淀颗粒粒度及形貌的控制558

16．3 沉淀法564

16．3．1 概述564

16．3．2 离子反应566

16．3．3 水解法568

16．4 溶胶-凝胶法(Sol-Gel法)571

16．4．1 凝胶及其通性572

16．4．2 溶胶-凝胶过程573

16．4．3 溶胶-凝胶的转化过程575

16．4．4 溶胶及凝胶的结构578

16．4．5 溶胶-凝胶法制备超细颗粒581

16．5 限制化学环境法583

16．5．1 反胶团法与微乳液法583

16．5．2 微乳液法制备超细颗粒585

16．5．3 有机高分子乳胶悬浮液的制备590

16．6 水热法594

参考文献597