Флотация – способ очистки, плюсы и минусы метода

Методы флотации

Очистка практически любого вида сточных вод методом флотации довольно распространенный сегодня способ утилизации канализационных сбросов и применяется повсеместно в тех местах, где его применение является наиболее выгодным с технической точки зрения.

Флотация (в переводе с французского языка flotter- плавать) – это метод очистки воды с использованием микрочастиц разной смачиваемости. Частицы делятся на два вида:

  • гидрофобные
  • гидрофильные

Гидрофобные – это не смачиваемые водой частицы, а гидрофильные, наоборот, смачиваемые. Суть флотации состоит в том, что при использовании данного метода пузырьки воздуха и выделяемые масляные капли быстро поднимаются к границе раздела фаз и, тем самым уносят вместе с собой гидрофобные частицы. Более того, именно этим методом и очищаются сточные воды многих современных предприятий и заводов от различных взвесей и органических веществ.

Существует ещё один метод очистки сточных вод – это метод пенной флотации. Его отличие от первого метода в том, что вначале частицы проходят обработку реагентами. Затем воздушные пузырьки выталкивают данные реагенты на поверхность воды, в результате чего образуется слой пены, который и уносит различные органические соединения. Более того, кроме реагентов производители добавляют туда ещё и пенообразователь, который повышает устойчивость пены.

Существует ещё один метод флотации – это метод импеллерной флотации, который широко используется в нефтеперерабатывающей промышленности. Данный метод отличается от всех остальных тем, что обладает низкой эффективностью, так как при его использовании во флотаторе происходит большая турбулентность потоков, в результате которой разрушаются хлопьевидной формы. Чтобы получить лучший результат при использовании импеллерной флотации, во флотатор добавляются поверхностно-активные вещества.

Флотация – способ очистки, плюсы и минусы метода

Флотация – способ очистки.

Стоки, проходящие очистку, проходят через отстойник, в котором крупные фрагменты опускаются на дно, потому что весят больше воды. В воде остаются нетонущие крупные частицы, флотация – способ очистки, помогает выделить сложные загрязнения данного типа. Способ является одной ступенью на этапе очистительного процесса нечистот.

В чем суть флотационного метода? Стоки проходят флотацию от примесей, которые легче водного состава. С английского слово флотация означает «плаванье на поверхности», похоже на русское слово флот. Цель метода является поднятие на поверхность частиц, чья плотность близка к воде, и они не тонут.


Чтобы процесс очистки происходил быстрее, надо содействовать формированию комплексов из грязи и воздуха, чтобы они всплывали на поверхность.

Химической и биологической природы

Применение механических способов образования агрегатов и всплывание их на поверхность не всегда приводит к полному выделению дисперсных частиц. В качестве дополнительного источника газовых пузырьков используются химические реагенты окислительной или карбонатной природы.

Хлорсодержащие окислители проводят обеззараживание, выделяют в пространство молекулы

  • активного хлора,
  • кислорода.

Карбонатные добавки инициируют образование углекислого газа. Образующиеся газовые пузырьки адсорбируют примеси и выносят их в поверхностный пенный слой.

Благодаря присутствию микроорганизмов биомасса в таких условиях активно бродит, выделяя газы, которые

  • проникают в пену,
  • уплотняют ее,
  • дополнительно убирают примеси из раствора.


Флотация позволяет убрать из растворов разнообразные примеси, находящиеся в дисперсном состоянии.

Электролиз

Этот способ образования пузырьков воздуха считается одним из наиболее эффективных. Схема действия метода заключается в помещении в воду специальных электродов, по которым в стоки проводят ток. В месте расположения электродов (в месте их контакта с водой) происходит формирование нужных пузырьков.

Важно: сейчас распространено использование специальных алюминиевых или железных электродов. Они, помимо функции проведения тока в воду являются еще и коагулянтами, что позволяет формировать в воде хлопья из взвешенных частиц мусора. В результате очистка становится более эффективной.

Важно: сейчас распространено использование специальных алюминиевых или железных электродов. Они, помимо функции проведения тока в воду являются еще и коагулянтами, что позволяет формировать в воде хлопья из взвешенных частиц мусора. В результате очистка становится более эффективной.

Очистка воды методом флотации

В переводе с английского флотация означает “плавание на поверхности воды”. В основе процесса флотации воды лежит явление избирательного смачивания. Молекулярные силы действуют специфически и способствуют прилипанию взвешенных веществ к пузырькам мелкодиспергированного в воде воздуха. На поверхности водного раствора образуется пенный слой, насыщенный извлекаемыми примесями.

После механической фильтрации и отстаивания сточных вод, в растворе остаются взвешенные примеси. Флотация для очистки сточных вод направлена на удаление из водных растворов таких взвесей. Кроме суспензированных твердых примесей методом флотации можно освобождать воду от продуктов нефтепереработки, масел, ПАВ и других эмульгированных жидких веществ. В некоторых случаях возможно удаление ионов, растворенных в воде, в том числе радиоактивных. В таком случае используемые реагенты должны образовывать поверхностно-активные комплексы с извлекаемыми ионами. Такая очистка носит название пенной сепарации.

Время соприкосновения ничтожно мало (0,001 – 0,002 с). Вероятность слипания определяет кинетика формирования краевого угла смачивания. Масса флотируемых частиц должна быть меньше силы их притяжения к воздушным пузырькам и силы, выталкивающей агломерат на поверхность. Подходящий размер удаляемых частичек варьируется в пределах 10 -3 – 10 -1 см. Мелкодисперсные примеси (диаметром меньше 4 – 9 мкм) плохо поддаются флотации и уменьшают степень извлечения более крупных примесей.

Этапы флотации

Процесс флотации несложен для понимания, его можно описать следующим образом:

В воду, которая подвергается очистке, подают диспергированный воздух;

  • Гидрофобные частицы устремляются к воздушным пузырькам;
  • Постепенно уменьшается и разрывается прослойка воды, разделяющая гидрофобные частицы и воздушные пузырьки. Это объясняется тем, что сила притягивающая молекулы воды друг к другу больше адгезии между водой и этими частицами;
  • Образуется флотирующий комплекс из пузырьков воздуха и гидрофобных частиц, который напоминает пену;
  • Этот флотирующий комплекс плавает на поверхности сточных вод, поскольку он легче той гетерогенной системы, в которой находится.
  • В итоге на поверхности воды образуется пенная субстанция. Полученную пену удаляют специальным приспособлением — это конечный продукт флотации или шлам.


    В итоге на поверхности воды образуется пенная субстанция. Полученную пену удаляют специальным приспособлением — это конечный продукт флотации или шлам.

    Особенности механической флотации

    Флотационных методов механической очистки сточных вод несколько:

    • Жидкость перемешивается специальным рабочим колесом с лопастями. Эта методика очищения выполняется без напора и хорошо подходит для удаления из воды крупнодисперсных и волокнистых примесей – волос, нитей, шерстинок.
    • Сточные воды выделяются в центрифугу (импеллер). Там они перемешиваются, приобретая однородную структуру. При передвижении загрязненная вода обогащается кислородом, образуются маленькие пузыри. Они способны притянуть даже остатки нефтепродуктов.
    • Стоки обогащаются воздухом с применением специальных труб, располагающихся на дне принимающей камеры. Метод именуется пневматическим. Применяется в том случае, когда требуется очищение стоков, являющихся агрессивными для обработки их в импеллере либо безнапорной установке.

    При напорной обработке уровень очищения зависит от скорости вращения импеллеров – чем она больше, тем лучше. Но нужно рассчитать точное ускорение. На определенном этапе растет потоковая турбулентность, могут разрушиться хлопья мусора, что снижает эффективность процесса.

    Очистка канализационных жидкостей в флотационных блоках механического типа используют, когда в жидкости присутствуют легкие гидрофобные примеси – жиры, остатки нефти, масла.

    Если в стоках имеются примеси, которые требуют агрегации, стоит предпочесть иной способ. Из-за значительной турбулентности происходит разрушение молекул загрязнений, и качество очищения резко уменьшается.

    Читайте также:  Что делать, если затопили натяжной потолок: как самостоятельно убрать воду

    Компромисс между механическим и напорным способом – насыщение воды кислородом с применением пористого материала. Направление потока воздуха здесь происходит через особые пластинки с прорезями. Чем тоньше щелевые отверстия в пластинке, тем меньше воздушные пузырьки и лучше очищение.


    Если в стоках имеются примеси, которые требуют агрегации, стоит предпочесть иной способ. Из-за значительной турбулентности происходит разрушение молекул загрязнений, и качество очищения резко уменьшается.

    Преимущества и недостатки очистки стоков флотацией

    Флотация является одним из самых популярных способов очистки сточных вод. Без флотационного процесса редко обходятся очистные промышленные и ливневые сооружения. Все связано с рядом преимуществ флотационной очистки стоков.

    1. Относительно небольшие затраты в процессе эксплуатации.
    2. Простота оборудования.
    3. Возможность выделения определенных загрязнителей.
    4. Скорость процесса флотационной очистки от некоторых взвесей выше скорости оседания.
    5. Возможность удаления таких загрязнителей как нефтепродукты.
    6. Продуктом флотации является шлам с не очень высоким содержанием воды.

    С особенностью самого флотационного процесса связаны и его минусы.

    1. Так как флотация зависит от гидрофобности вещества, применять ее можно для удаления не всех загрязняющих компонентов.
    2. Зачастую приходится использовать реагенты для повышения гидрофобности загрязнителей и устойчивости полученной пены.
    3. Необходимо точно производить настройку оборудования, подающего воздух с целью получения пузырьков определенного диаметра.
    1. Относительно небольшие затраты в процессе эксплуатации.
    2. Простота оборудования.
    3. Возможность выделения определенных загрязнителей.
    4. Скорость процесса флотационной очистки от некоторых взвесей выше скорости оседания.
    5. Возможность удаления таких загрязнителей как нефтепродукты.
    6. Продуктом флотации является шлам с не очень высоким содержанием воды.

    Методы флотации

    В зависимости от того, каким образом создается межфазная граница между средами, используются четыре разных способа флотации:

    • Масляная. Используется для добычи сульфидных минералов, которые смачиваются в руде маслом и всплывают на поверхность воды, в то время как порода оседает вниз.
    • Пленочная. Принцип работы этого оборудования основан на способности мелких гидрофобных частиц удерживаться на поверхности воды.
    • Пенная. В установках через смесь руды в воде пропускаются маленькие пузырьки воздуха, которые всплывают на поверхность и собираются с нее. Помимо воды, в качестве флотационной жидкости могут использоваться другие вещества.
    • Электрофлотация. Всплытие на поверхность жидкости частиц осуществляется за счет выделения электролитических газов в жидкости.
    • Масляная. Используется для добычи сульфидных минералов, которые смачиваются в руде маслом и всплывают на поверхность воды, в то время как порода оседает вниз.
    • Пленочная. Принцип работы этого оборудования основан на способности мелких гидрофобных частиц удерживаться на поверхности воды.
    • Пенная. В установках через смесь руды в воде пропускаются маленькие пузырьки воздуха, которые всплывают на поверхность и собираются с нее. Помимо воды, в качестве флотационной жидкости могут использоваться другие вещества.
    • Электрофлотация. Всплытие на поверхность жидкости частиц осуществляется за счет выделения электролитических газов в жидкости.

    Какие вещества включает флотация

    Флотацию можно назвать одним из способов, которые используются для очищения сточной воды.

    Безнапорная флотация должна выполнятся под наблюдением специалистов

    Если обратиться к словарю, то в переводе данный термин означает «плавать на поверхности», кроме того, оно отчетливо напоминает слово «флот».

    Но если говорить конкретно о данном методе очищения, то цель флотации заключается только в том, чтобы вывести на поверхность различные мелкие вещества, которые схожи с водой по плотности и не могут осесть на дно. Флотацию используют для того, чтобы очистить сточные воды от жиров, ПАВ, волокон, продуктов нефти. Кроме того, в некоторых случаях процесс может помочь удалить даже растворенные в воде элементы.

    В основе флотационного очищения лежат сложные химический и физический процессы. Здесь рассматривается каждая индивидуальная способность того или иного вещества к смачиванию. Благодаря этому определяют, как будет вести себя вещество в процессе разделения.

    Есть два вида веществ:

    1. Гидрофильный. Им присуща хорошая смачиваемость.
    2. Гидрофобный. Такие вещества не смачиваются.

    После того как будет определено вещество, его можно удалить при помощи очистки флотацией.


    Эти реагенты делят на несколько групп.

    Связанные статьи

    • Внедрение новейшего процесса обогащения
    • Какие факторы влияют на цианирование зол
    • Как обогащать рудный минерал из медных и
    • Влияние факторов на процесс флотации зол
    • Какие факторы влияют на эффекта кучного
    • Флотация : Общие вопросы о технологии фл
    • Немного о процессе замены цинкового поро
    • Специфическое введение процесса обогащен
    • Обычная технология флотации для сульфидн
    • Окончательное руководство:Метод магнитн

    Флотация : Общие вопросы о технологии флотации Ⅱ:https://miningmachines.ru/newo/18.html

    Флотационная очистка сточных вод

    Флотация – процесс молекулярного прилипания частиц флотируемого материала к поверхности раздела газа и жидкости, обусловленный избытком свободной энергии поверхностных пограничных слоев, а также поверхностными явлениями смачивания.

    Флотацию применяют для удаления из сточных вод нерастворимых коллоидно-дисперсионных примесей, которые самопроизвольно плохо отстаиваются (метод пенной флотации), а также для удаления растворенных веществ (метод пенной сепарации). Ее используют также для выделения активного ила после биохимической очистки. Флотация может быть использована вместе с флокуляцией.

    Достоинствами флотации являются непрерывность процесса, широкий диапазон применения, невысокие капитальные и эксплуатационные затраты, простая аппаратура, селективность выделения примесей, большая скорость процесса по сравнению с отстаиванием, возможность получения шлама более низкой влажности, высокая степень очистки (95. 98%), возможность рекуперации удаляемых веществ. Флотация сопровождается также аэрацией сточных вод, снижением концентрации ПАВ и легкоокисляемых веществ, бактерий и микроорганизмов.

    Процесс очистки сточных вод методом флотации заключается в образовании комплексов “частицы – пузырьки”, всплывании этих комплексов и удалении образовавшегося пенного слоя с поверхности обрабатываемой жидкости.

    Прилипание частицы к поверхности газового пузырька возможно только тогда, когда наблюдается несмачивание или плохое смачивание частицы жидкостью.

    Смачивающаяся способность жидкости зависит от ее полярности, с возрастанием которой способность жидкости смачивать твердые тела уменьшается. Внешним проявлением способности жидкости к смачиванию является величина поверхностного натяжения на границе с газовой фазой, а также разность полярностей на границе жидкой и твердой фаз. Процесс флотации идет эффективно при поверхностном натяжении воды не более 60. 65 мН/м. Степень смачиваемости водой твердых или газовых частиц, взвешенных в воде, характеризуется величиной краевого угла смачивания θ.

    Чем больше угол θ, тем больше гидрофобия поверхности частицы, т.е. увеличивается вероятность прилипания к ней и прочность удержания на ее поверхности воздушных пузырьков. Такие частицы обладают малой смачиваемостью и легко флотируются.

    На величину смачиваемости поверхности взвешенных частиц влияют адсорбционные явления и присутствие в воде примесей ПАВ, электролитов и др.

    При закреплении пузырька на частице образуется трехфазный периметр – линия, ограничивающая площадь прилипания пузырька и являющаяся границей трех фаз: твердой, жидкой и газообразной (рис. 11.3).

    Элементарный акт флотации заключается в следующем: при сближении поднимающегося в воде пузырька воздуха с твердой гидрофобной частицей разделяющая их прослойка воды прорывается при некоторой критической толщине и происходит слипание пузырька с частицей. Затем комплекс “пузырек – частица” поднимается на поверхность воды, где пузырьки собираются и возникает пенный слой с более высокой концентрацией частиц, чем в исходной сточной воде.

    Читайте также:  Эффективно ли отопление дома за счет тепла и энергии земли: анализ и советы по обустройству

    Р и с. 11.3. Схема прилипания пузырька воздуха 1 к взвешенной в воде частице 2

    Удельная свободная поверхностная энергия образования комплекса “пузырек – частица” равна

    (11.7)

    где σжг – поверхностное натяжение воды на границе с воздухом.

    Для частиц, хорошо смачиваемых водой, θ→0, a cosθ→1, следовательно, прочность прилипания для них минимальна, а для несмачиваемых частиц – максимальна.

    Вероятность образования комплекса “пузырек – частица” может быть определена по формуле:

    (11.8)

    где n – число пузырьков радиусом Rn в объеме V жидкости; rч – радиус частицы; – объемная концентрация газовой фазы.

    Скорость подъема комплекса “пузырек – частица” может быть определена из соотношения подъемной силы Архимеда образовавшегося комплекса Ак, силы тяжести частицы GЧ и силы сопротивления жидкой среды Fc при подъеме комплекса к поверхности жидкости:

    (11.9)

    где

    Здесь ρж, ρч – соответственно плотности жидкости и частицы; Vп, Vч, – соответственно объем пузырька и частицы; g – ускорение силы тяжести; ζ – суммарный коэффициент сопротивления при обтекании комплекса; – площадь поперечного (“миделева”) сечения комплекса в направлении движения; dэ – эквивалентный диаметр комплекса “пузырек – частица”; wκ – скорость подъема (всплывания) комплекса.

    Из балансового соотношения (11.9) можно получить выражение . для скорости подъема комплекса в жидкой среде:

    (11.10)

    При ламинарном режиме движения комплекса, т.е. при действии закона Стокса, когда получим

    (11.11)

    Эффект разделения флотацией зависит от размера, количества и равномерности распределения пузырьков воздуха в сточной воде. Оптимальные размеры воздушных пузырьков 15. 30, а максимальные 100. 200 мкм.

    Соотношение объемов газа в пузырьке и частицы можно определить из соотношения (11.9) при условии Fc = 0:

    (11.12)

    Размер частиц, которые хорошо флотируются, зависит от плотности материала частиц и равен 0,2. 1,5 мм.

    Учитывая соотношение размеров пузырьков и флотируемых частиц, из формулы (11.12) следует, что на одной частице может быть прикреплено несколько пузырьков малых размеров.

    Для стабилизации размеров пузырьков в процессе флотации вводят различные пенообразователи, которые уменьшают поверхностную энергию раздела фаз: сосновое масло, крезол, фенолы, алкил-сульфат натрия, обладающие собирательными и пенообразуюшими свойствами. При этом необходима высокая степень насыщения воды пузырьками, т.е. большое газосодержание. Повышение концентрации примесей увеличивает вероятность столкновения и прилипания частиц к пузырькам.

    В статических условиях образования комплекса “пузырек – частица” сила когезии (прилипания) пузырька к частице FG должна превышать вес флотируемой частицы Gч и противодействуюшее капиллярное давление газа внутри пузырька рк:

    (11.13)

    В динамических условиях всплытия комплекса наряду с весом частицы и капиллярным давлением в пузырьке силе когезии дополнительно противодействует сила сопротивления жидкой среды Fc:

    (11.14)

    Плотность флотационной среды, состоящей из воды, пузырьков воздуха и твердых частиц, равна

    (11.15)

    где ρr – плотность газа; Сч, Сг – объемная концентрация частиц и газа в воде.

    Скорость движения частиц wч и пузырьков wn относительно среды определяется по формулам:

    (11.16)

    (11.17)

    где g – ускорение свободного падения (силы тяжести); μc – динамическая вязкость флотационной среды.

    Скорость процесса выделения частиц флотацией описывается уравнением реакции первого порядка:

    (11.18)

    где kф – коэффициент скорости флотации, зависящий от динамических и конструктивных параметров.

    Наилучшие условия разделения достигаются при соотношении между твердой и газообразной фазами Gг/Gч = 0,01. 0,1. Это соотношение определяется по формуле

    (11.19)

    где G, Gч – масса воздуха и твердых частиц, г; b – растворимость воздуха в воде при атмосферном давлении и данной температуре, см 3 /л; f – степень насыщения (обычно f = 0,5. 0,8); Р – абсолютное давление, при котором вода насыщается воздухом; Q1 – количество воды, насыщенной воздухом, м 3 /ч; Q – расход сточной воды, м 3 /ч.

    От степени насыщения жидкости пузырьками воздуха определенной крупности различают следующие способы флотационной обработки сточных вод:

    флотация с выделением воздуха из раствора (вакуумные, напорные и эрлифтные флотационные установки);

    флотация с механическим диспергированием воздуха (импеллерные, безнапорные и пневматические флотационные установки); флотация с подачей воздуха через пористые материалы; электрофлотация;

    биологическая и химическая флотация.

    Флотация с выделением воздуха из раствора применяется при очистке сточных вод, содержащих очень мелкие частицы загрязнений, поскольку позволяет получать самые мелкие пузырьки воздуха. Сущность способа заключается в создании перенасыщенного раствора воздуха в сточной жидкости. Выделяющийся из такого раствора воздух образует микропузырьки, которые и флотируют содержащиеся в сточной воде загрязнения. Количество воздуха, которое должно выделиться из пересыщенного раствора и обеспечить необходимую эффективность флотации, обычно составляет 1. 5% объема обрабатываемой сточной воды.

    Напорная флотация имеет более широкий диапазон применения, поскольку позволяет регулировать степень пересыщения в соответствии с требуемой эффективностью очистки сточных вод при начальной концентрации загрязнений до 4. 5 г/л и более.

    Флотация с механическим диспергированием воздуха состоит в следующем. При перемещении струи воздуха в воде в последней создается интенсивное вихревое движение, под воздействием которого воздушная струя распадается на отдельные пузырьки. Энергичное перемешивание сточной воды во флотационных импеллерных установках создает в ней большое число мелких вихревых потоков, что позволяет получить пузырьки определенной величины. Применение импеллерных установок целесообразно при очистке сточных вод с высокой концентрацией нерастворенных загрязнений (более 2. 3 г/л) и содержащих нефть, нефтепродукты, жиры.

    Флотация с подачей воздуха через пористые материалы отличается простотой аппаратурного оформления процесса и относительно малыми расходами энергии. Воздух во флотационную камеру подается через мелкопористые фильтросные пластины, трубы, насадки, уложенные на дне камеры. Величина отверстий должна быть 4. 20 мкм, давление воздуха 0,1. 0,2 МПа, продолжительность флотации 20. 30 мин.

    Электрофлотация заключается в переносе загрязняющих частиц из жидкости на ее поверхность с помощью пузырьков газа, образующихся при электролизе сточной воды. В процессе электролиза сточной воды на катоде выделяется водород, а на аноде – кислород. Основную роль в процессе флотации частиц играют пузырьки, выделяющиеся на катоде.

    При применении растворимых электродов (обычно железных или алюминиевых) на аноде происходит анодное растворение металла, в результате чего в воду переходят катионы железа или алюминия, приводящие к образованию хлопьев гидроокисей. Одновременное образование хлопьев коагулянта и пузырьков газа создает предпосылки для надежного закрепления газовых пузырьков на хлопьях и интенсивной коагуляции загрязнений, что обеспечивает эффективность флотационного процесса. Такие установки называются электрокоа-гуляционно-флотационными.

    Биологическую и химическую флотацию применяют для уплотнения осадков сточных вод. В процессе флотации сточных вод образуется пена, имеющая различное строение, обычно пленочно-структурное, и содержащая значительное количество воды, особенно в нижних слоях; устойчивость и подвижность ее изменяются в зависимости от количества и характера флотируемых материалов. Процесс уплотнения всплывшего шлама наиболее интенсивно идет в первые 2 ч, далее он замедляется, а после 4 ч практически прекращается.

    Читайте также:  Строительные материалы для теплоизоляции

    где ρr – плотность газа; Сч, Сг – объемная концентрация частиц и газа в воде.

    Электрофлотация и ионная флотация

    Электрофлотация сточных вод – широко распространенный метод, опирающийся на электропроводность жидкости. В нее погружают электроды, подводится ток, на грани их соприкосновения с водой образуются пузырьки с газом.

    Значительный плюс электрофлотационной установки в том, что в технологиях не участвуют реагенты.

    Способ прост. В результате работы двигающих механизмов, это могут быть лопасти, центрифуги, турбины, возникают вихри, спиралевидные восходящие потоки в жидкой среде, она вспенивается. В слое пены скапливается мусор.

    Флотация

    Флотацией называется способ разделения мелких частиц различных веществ, основанный на их разной смачиваемости водой. Флотация применяется для обогащения руд полезных ископаемых. Почти 90 % добываемых руд цветных металлов обогащают именно этим способом. Также этим способом выделяют дисперсные примеси из воды при ее очистке, используя явление избирательного смачивания.

    Сущность процесса флотации заключается в действии молекулярных сил, способствующих слипанию взвешенных веществ и пузырьков тонкодиспергированного в воде воздуха, с образованием на поверхности пенного слоя, насыщенного извлекаемым веществом — концентрата.

    Элементарный акт флотации состоит в том, что при сближении в воде газового пузырька с гидрофобной поверхностью частицы разделяющий их тонкий слой жидкости становится неустойчивым и самопроизвольно разрывается при достижении некоторого критического значения. В результате пузырек воздуха слипается с поверхностью твердого тела и выносит его наверх. Для этого вес частицы не должен превышать силы прилипания ее к пузырьку воздуха и подъемной силы пузырька. Оптимальная крупность извлекаемых частиц находится в пределах 0,01—1 мм. Размер частиц извлекаемых тяжелых минералов должен быть не более 0,2—0,3 мм, легких — 1,0—1,5 мм.

    Интенсификация процесса флотации достигается гидрофобизацией поверхности дисперсных примесей с помощью реагентов, которые, избирательно сорбируясь на поверхности частиц, понижают их смачиваемость, в результате чего улучшается прилипание извлекаемых частиц к пузырькам воздуха.

    На некоторых этапах флотации может быть успешно применена ультразвуковая обработка. Воздействие ультразвуковых колебаний, введенных в пульпу или очищаемую воду, приводит к очистке поверхности извлекаемых частиц от пленок, снижающих флотационную активность. На процесс оказывают влияние несколько факторов, в том числе и специфические эффекты ультразвукового воздействия — кавитация, акустические течения и т. п.

    Механизм массообмена в ультразвуковом поле сложен и характеризуется некоторыми особенностями. Главной из них является разрушение диффузионного поля на границе жидкость — твердое тело, где перенос вещества происходит за счет диффузии и толщина которого, следовательно, существенно влияет на скорость обмена.

    Кавитация и потоки, возникающие в жидкости под действием ультразвука, уменьшают величину диффузионного слоя. Под действием кавитации происходит растрескивание поверхности твердых частичек и звуковое поле «загоняет» растворитель (флотореагент) в капиллярные каналы обрабатываемых частиц. В данном случае процесс массообмена очень похож на процесс очистки поверхности твердых тел и реализуется за счет тех же факторов.

    Для интенсификации процессов массообмена в некоторых случаях используется нагревание как фактор, повышающий скорость диффузии в приграничном слое жидкость — твердое тело. Обработка ультразвуком позволяет заменить предварительный подогрев пульпы паром с сохранением (а в некоторых случаях и увеличением) процента выхода металла в соответствующий концентрат. Этот факт доказан работами, проведенными специалистами нашего предприятия и «Казцинка» (г. Усть-Каменогорск, Казахстан) на обогатительной фабрике Зыряновского горно-обогатительного комплекса при переработке свинцово-цинковых руд Малеевского месторождения.

    Интересны результаты, полученные в результате гранулометрического анализа концентрата до и после ультразвуковой обработки. В процессе ультразвуковой обработки в пульпе уменьшается содержание крупных частиц, а преобладают частицы с крупностью менее 0,044 мм. Этот фактор способствует более полному извлечению полезного компонента с применением стандартных флотационных реагентов.

    Применение ультразвука представляет интерес для процесса приготовления флотореагентов. Многие флотореагенты плохо растворяются в воде и избыточное введение их не только экономически невыгодно, но и часто ухудшает процесс. Поэтому труднорастворимые флотореагенты используют в виде водных эмульсий, что позволяет резко снизить их расход. Получение стойких эмульсий труднорастворимых реагентов стало возможно благодаря применению ультразвука.

    Интересны результаты, полученные в результате гранулометрического анализа концентрата до и после ультразвуковой обработки. В процессе ультразвуковой обработки в пульпе уменьшается содержание крупных частиц, а преобладают частицы с крупностью менее 0,044 мм. Этот фактор способствует более полному извлечению полезного компонента с применением стандартных флотационных реагентов.

    Сточные воды: виды механической очистки

    Одним из наиболее распространённых на сегодняшний день вариантов водоочистки жидкости для промышленного и хозяйственного использования, является механическая очистка сточных вод. Само же механическое очищение можно разделить на несколько методов: фильтрование, осаждение и флотация стоков. Рассмотрим подробнее каждый из них.

    Применение механических и химических методов очистки сточных вод позволяет отделять от бытовой жидкости около 60 – 70 процентов нерастворимых вредных примесей, что показывает важную сущность механической очистки сточных вод фильтрованием и её влияние на экологию. Именно гидромеханический метод очищения Н2О применяется в качестве первого этапа очистных мероприятий, в процессе которого удаляются все крупные и практически все средние частички инородных примесей. А если речь идёт о промышленной загрязнённой жидкости, то применение этиго способа позволяет практически полностью очистить жидкость для ее дальнейшего использования. Именно поэтому так широко применяется механическая очистка производственных сточных вод на НХЗ и других промышленных предприятиях. Как и в любом другом методе водоочистки стоков, можно выделить плюсы и минусы очищения сточных вод системой механической очистки. Преимущества применяемого метода заключаются в следующем:

    1. Гидромеханическая очистка является первоначальным и незаменимым этапом в процессе восстановления свойств жидкости.
    2. Все выловленные из нее загрязняющие вещества можно в дальнейшем использовать в некоторых производственных процессах. То есть, речь идёт о выгодном безотходном производстве.
    3. Этот вид очищения применим практически везде, например, существует механическая очистка сточных вод автомоеек решетками, схему которой вы без особого труда найдете в различных тематических публикациях.
    4. Это один из самых простых и дешёвых способов водоочистки с точки зрения материальных затрат на покупку и эксплуатацию оборудования. Все сложности в эксплуатации сводятся лишь к выбору оптимальной схемы и расчету отстойников для механической очистки сточных вод. Однако, конечно же, есть и отрицательные моменты:

    • Всё же гидромеханическое очищение не способно отделить от жидкости самые мелкие растворённые частицы, которые могут нанести вред, как здоровью человека, так и любой промышленной и бытовой технике.
    • Отделённые загрязняющие частицы должны куда-то удаляться, например, из отстойника. И поэтому, некоторое их количество со временем опять попадает в окружающую среду.

    Метод флотации заключается в выводе веществ, загрязняющих жидкость, на ее поверхность с помощью пузырьков. В результате флотации образуется пена, которая содержит дополнительные частицы примесей, впоследствии удаляющиеся специальными скребками. Сами же пузырьки при использовании метода флотации получают во время работы турбин или путем электрофлотации жидкости.

    Добавить комментарий