Селективна флокуляція

Селективна флокуляція — процес вибіркового агрегування у флокули частинок тільки одного з мінералів; інші мінерали повинні знаходитись у диспергованому стані.

Загальна характеристика

Флокуляція частинок високомолекулярними реагентами-полімерами являє собою злипання мінеральних частинок завдяки сорбції молекул або міцел полімеру. Молекули або міцели полімеру створюють «місток» між частинками.

Найефективнішими флокулянтами для ряду мінералів є поліелектроліти — водорозчинні лінійні полімери, які мають велику молекулярну масу та різний функціональний склад. Молекулярна маса флокулянтів, з якою пов'язана флокуляційна дія, пропорційна довжині ланцюга, тому при використанні полімерів з довгими ланцюгами зростає число активних груп і енергія флокуляції.

Відомі чотири класи полімерних флокулянтів: аніонні, катіонні, амфотерні і нейоногенні. У кожному з класів полімери розрізняються за властивостями, ступенем полімеризації, хімічним складом активних груп, ступенем дисоціації цих груп, зарядом, а також за складом та властивостями інших ланок полімерного ланцюга.

Залежно від хімічної природи флокулянти різних типів по-різному впливають на мінерали. Дію довголанцюгових флокулянтів обумовлюють в основному два різних явища:

– створення місточків між мінеральними частинками, зокрема за рахунок водневих зв'язків між частинкою і молекулою полімеру. У створенні таких зв'язків беруть участь нейонізовані водневі атоми груп типу: –Н₂; –ОН; –СООН;

– електростатична взаємодія між зарядом йонізованого полімеру і зарядом поверхні мінеральної частинки, що обумовлює зниження електрокінетичного потенціалу частинок і спонтанної флокуляції частинок по мірі приближення частинок до ізоелектричної точки.

При здійсненні селективної флокуляції великі труднощі виникають у зв'язку зі шкідливим впливом сольового складу води і пульпи. Різний вплив цих факторів створює множину варіантів взаємодії флокулянта з мінералом. Тому, хоча загальний механізм флокуляції під дією полімерів відомий, вибір відповідного флокулянта для кожного мінералу ґрунтується лише на експериментальних даних. Дія полімеру залежить від вихідної концентрації розчину. У пульпу звичайно подають розчини полімерів з концентрацією 0,05 — 0,10 %.

Дослідження процесу

Для дослідження в лабораторних умовах селективності флокуляції суміші тонкодисперсних частинок різних мінералів або шламів застосовують пристрій, показаний на рис.

У робочу камеру пристрою заливають воду таким чином, щоб повністю витиснути повітря. При повністю закритому натискному пристрої і працюючому перемішувачі засипають наважку мінералів і подають досліджувані реагенти. Після того як закінчиться обробка суспензії реагентами, встановлюють необхідну швидкість протікання суспензії через розділювальний елемент за допомогою натискного пристрою на вакуумному шлангу. Полімінеральна суспензія з крупністю мінералів — 10 мкм з камери перемішування під дією відцентрової сили, що створюється обертальним імпелером, надходить у розділювальний елемент, де флокули відділяються від дрібних частинок первинної крупності, які повертаються у камеру перемішування. Зфлокульовані частинки сповзають по нижній внутрішній стінці розділювального елементу, нахиленого до горизонту під кутом 60^о, у пробірку, де збирається осад. Інша частина суспензії (камерний продукт) також збирається у окремий збірник.

Розділювальний елемент являє собою канал прямокутного перетину, в початковій частині якого встановлена перетинка для розділення вихідної суспензії і зфлокульованого осаду. Найкраща ефективність розділення спостерігається при встановленні розділювальних елементів під кутом 60^о.

Через заданий час протікання експерименту роздільно вивантажують осад з пробірки і камерний продукт. За результатами хімічних аналізів осаду і камерного продукту розраховують селективність процесу флокуляції.

Див. також

Різновиди

Література

Сергєєв П. В., Білецький В. С. Селективна флокуляція вугільних шламів органічними реагентами. (монографія). — Донецьк: Східний видавничий дім, Донецьке відділення НТШ, «Редакція гірничої енциклопедії», 2010. — 240 с.
Сергєєв П. В. Селективна флокуляція вугілля / П. В. Сергєєв, В. С. Білецький ; ДонДТУ, Донец. від-ня Наук. т-ва ім. Т. Г. Шевченка. — Донецьк: Сх. вид. дім — 1999. — 136 с.
Сергєєв П. В. Флокуляційно–флотаційна технологія збагачення вугілля / П. В. Сергєєв, В. С. Білецький // Людина і навколишнє середовище — проблеми безперервної екологічної освіти у вузах: ма-теріали VII конф., Одеса, 12–13 верес. 2000 р. — С. 91.
Самилін В., Білецький В. Спеціальні методи збагачення корисних копалин (курс лекцій). — Донецьк: Східний видавничий дім, 2003. — 116 с. [1]