固体颗粒分散于液体中,因布朗运动而不能很快下沉,此时固体分散相与液体的混合物称悬浮液。
溶质大小:悬浮液中的固体颗粒的粒径大于100nm,大于胶体。
性质:泥沙是由微小的泥土粒子悬浮在水中而成的悬胶(体)。悬胶(体)与溶胶不同,其中分散相的粒子较大,稳定性较小,容易沉淀分出。制备悬浮液时通常可加入分散剂,使悬浮稳定。分散剂的作用多半为调节介质黏度或界面膜性质,阻碍粒子接近粘并。[1]
(1)悬浮液的多分散性:悬浮液中固体颗粒的粒度分布决定了它既有胶体的鲜明特征,又不同于真胶体。因此,Williams将这样的悬浮液称为胶态—非胶态混合悬浮液。
悬浮液中所有颗粒,无沦粒度大小,都受到液体分子热运动的无序碰撞而产生扩散位移,又称布朗位移。颗粒的布朗位移速度随着颗粒质量的减小而增大。颗粒粒度越小,颗粒的扩散位移越大。另一方面,所有悬浮颗粒都受到重力的作用,而重力沉降位移却随粒度减小而减小。因此,扩散位移和沉降位移随粒度的变化有一个交叉点,位于颗粒粒度1~2μm颗粒粒径大于这一范围,颗粒的重力沉降;反之,粒径小于1~2 μm。布朗运动有着决定性的作用。
(2)悬浮液中固体颗粒之间的相互作用:悬浮液中固体颗粒之间的相互作用不容忽视,甚至起主导作用。对于弥散于液体中的微细颗粒,它们之间的相互作用主要是表面力,表面力以及流体动力的综合作用导致颗粒相互吸引聚集成团;或者相互排斥,稳定分散。因此,悬浮液中吲体颗粒不能看成是彼此孤立的、隔断的,也不能看作一个稳定的体系。
(3)悬浮液的流体动力学状态。
(4)悬浮液的独特的流变行为:在液相介质与固体颗粒组成的悬浮液中,除存在液体分子间的相互作用外,还存在颗粒之间及颗粒与液相互作用。因此,悬浮液的流变行为比均质液相复杂得多。[1]
就重介质选煤而言,悬浮液的稳定性是指悬浮液在分选设备中各点的密度在一定时间内保持不变的能力。悬浮液的稳定性不仪与加重质和加重剂的性质有关,而且与悬浮液所处的状态(静止还是流动)有关。因此,必须区分静态稳定性和动态稳定性两个概念。
在一定条件下,动态稳定性和静态稳定性是成正比的。但是同一悬浮液的静态稳定性和动态稳定性指标可能相差很大。例如,当悬浮液按一定方向和速度流动时,可以使静态稳定性很差的悬浮液变为动态稳定的悬浮液。悬浮液在分选设备中能否保持动态稳定,是衡量悬浮液能否用于分选的主要指标,因为它直接影响分选效果。静态稳定性指标只能作为参考,用来比较不同悬浮液的性质。[1]
悬浮液稳定性的影响因素
下图反映了固体容积浓度、加重质的密度、加重质的粒度与悬浮液流变黏度及稳定性的关系。影响悬浮液稳定性的因素很多,当悬浮液的容积浓度增加、悬浮液的密度增加、悬浮液的非磁性物含量增加时,悬浮液的稳定性都要变好,但流变黏度却要增加。悬浮液中固体的粒度越细,形状越不规则,稳定性越好,但流变黏度越大。加重质密度增加,容积浓度减小,悬浮液黏度下降,稳定性会变差。易于泥化的黏土矿物加入悬浮液将会增加悬浮液的流变黏度。对于同一种悬浮液,黏度越大则稳定性越好,反之黏度越小稳定性越差。[1]