Hidrológiai Közlöny 1954 (34. évfolyam)

7-8. szám - Ungár Tibor–Vargáné Csuri Ilona: Nátriummetaszilikát-stabilizátor használata szemcseösszetételi elemzéseknél

Ungár—Csűri: Stabilizátor szemcseösszetételi elemzésnél Hidrológiai Közlöny. 34. évf. 1954. 7—8. sz. 311 töménységtől lényegesen eltérő töménység mellett is. A próbaanyag 1,374 sűrűségű (39,2 Bé°-ú), eléggé tiszta kereskedelmi vízüvegoldat volt, amelyet a viszkozitásmérések előtt hígítva, jénai szűrőn szűrünk. A mérések Ostwald-féle viszkoziméterrel vízfürdő-termosztátban 21 C°-on történtek, ötször ismételve. Ezenkívül mértük az oldatok sűrűségét. A mérések eredményeit az 1. táblázat és az 1. ábra tünteti fel. A fenti adatokból megállapítható, hogy a viszkozitás 1 cm

3/liter töménységig alig, de még 5 cm

3/liter töménységig is csak kevéssé változik, ezentúl azonban rohamosan emelkedik. A sűrűség 2 cm

3/liter értékig igen kevéssé változik. 1. ábra. ű5 to zo 5.o no mo C/TH keresk vizúveg-oldal/í Nátriumetaszilikát-oldatok viszkozitása és sűrűsége a töménység függvényében. A viszkozitás- és sűrűségmérések alapján a $<ofces-féle ülepedési egyenlettel kiszámítottuk a különböző átmérőjű, 2,7 fajsúlyú szemcsék ülepedési sebességét és a 10 cm út megtételéhez szükséges időt. Az eredményeket a H. Gessner által közölt (6), W. Ostwald-féle nomogrammal ellenőriztük. Az eredményeket a 2. táblázat és a 2. ábra tünteti fel. Utóbbin mindkét tengely logaritmikus beosztású. Ilyen ábrázolás mellett a Stokes-féle egyenlet egyenesként adódik. A 0,5 ; 1,0 ; 2,0 és 5,0 cm

3/liter töménységű oldatokra vonatkozó adatok a grafikonon nincsenek feltüntetve, mivel a választott mértékben ezeket ábrázolni nem lehetett. A 2. táblázat adatai alapján megállapítható, hogy az esési sebesség és esési idő a szokásos 1 cm

3/liter töménységig igen kis mértékben változik meg. Ennek szemléltetésére a következő példa szolgáljon. 0,002 mm átmérőjű, 2,7 fajsúlyú szemcsék ülepedési sebessége 21 C°-ú desztillált vízben 3,76-10~

4 cm/sec, 1 cm

3/liter vízüveget tartalmazó oldatban ugyanezen hőmérsékleten 3,69 -10"

4 cm/sec a különbség 0,07• 10~

4 cm/sec. A 3,76.~

4 cm/sec, 21 C°-ra vonatkozó ülepedési sebességgel szemben 22 C°-on az ülepedési sebesség 3,85-lO"

4 cm/sec, az eltérés 0,09-10~

4 cm/sec. Ez esetben tehát az 1 cm

3 vízüveg által okozott sebességeltérés kb. akkora, mint amekkorát a szuszpenzió ±0,5 C" (abszolút értékben 1,0 C°) hőmérséklet változása idézne elő. A szemcseösszetételi elemzéseket a gyakorlatban jóformán sohasem végzik termosztátban, tehát ezt az értéket lényegesen meghaladó hőmérsékletváltozás is lehetséges iszapolás közben. Megállapítható tehát, hogy a nátriummetaszilikátstabilizátor a szokásos 1 cm

3/liter töménységben alkalmazva a diszpergáló közeg viszkozitását és sűrűségét oly kevéssé változtatja meg, hogy az előálló hiba a szemcseösszetételi elemzések egyéb, pl. hőmérsékletingadozásból származó hibaforrása mellett elenyésző. Ezeket a számítás útján nyert eredményeket teljesen alátámasztja az a kísérlet, amelynél ugyanazt a mintát különböző mennyiségű vízüvegoldat hozzáadásával vizsgáltuk. Vizsgálati anyagul homokos iszapmintát használtunk, amelyet 1, 2, 5, 10 és 20 cm

3/liter töménységű vízüvegoldatban areométeres módszerrel vizsgáltunk. Az eloszlásgörbéket a 3. ábra tünteti fel. Megállapítható, hogy az 1 és 2 cm

3 vízüveggel stabilizált szuszpenzió szemcseeloszlása közt különbség nem mutatkozik, illetőleg csak akkora, amekkora a módszer reprodukálhatóságának határán belül van. 2 cm

3nél több vízüveget használva, rohamosan emelkedő eltérés mutatkozik, ami már a vízüveg viszkozitásés sűrűségnövelő hatásától származik. A különböző vízüvegoldatok közti különbség vizsgálatára megmértük néhány kereskedelmi vízüvegoldat sűrűségét (3. táblázat). 2. táblázat mérő 0.005 mm-ben Esési sebesség cm/sec 2,36-103** 2,33 .103 2,33.103 2,31 .10~

3 2,29 .10"

3 2.21 .103 2,10 • 10

—3 1.99.103 1,60 .103 9,72 .10

—

4 Esési idő 10 cm-re 0,01 Esési sebesség cm/sec 11'* \\ 12' xh 1

2, 12' 1

A 13' 15' 19' \

h 26' \

h 44' 2

f

t 51' 9.42 • IO3** 8,88 • 10~

3 8.88.103 8,80-103 8,84-103 8,81 -103 8,58.103 8,20-103 7.46 -103 3,23 .103 Esési idő 10 cm-re 17' 44"** 18' 46" 18' 46" 18' 46" 18' 50" 18' 55" 19' 02" 20' 20" 22' 22" 51, 35" 0,02 Esési sebesség 1 Esési idő cm/sec 10 cm-re 0,05 Esési sebesség cm/sec 3,86-10" 3,74-103,73-10" 3,69-10" 3,64-103,53-10" 3,37.103,11 • 102,57-10" 1,50-10" 4' 4' 4' 4' " 4' 4' 4' 5' 6' 11' 24"** 27" 28" 31" 34" 43" 56" 21" 29" 06" 0,231** 0,228 0,226 0,222 0,222 0.215 0,206 0,188 0,160 0,0967 Esési idő 10 cm-re 43'3"** 43' 8" 44' 2" 45' 0" 45' 0" 46' 5" 48' 5" 53' 2" 62' 5" 43' 4" ** Irodalmi érték, Köhn-féle táblázat alapján számítva. (Átvéve : Vendl Jl/. rozó módszerek. Sopron, 1935.). Kőzet-, szén- és ércmeghatá-