Суспензии, их свойства, причины устойчивости их и пути снижения устойчивости.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

Сусп. по крупности взвешенных частиц можно разделить на грубые, содержащие частицы крупностью > 100 мкм; тонкие – от 0, 5 до 100 мкм, мутности – от 0, 1 до 0, 5 мкм, коллоидные растворы – размером < 0, 1 мкм. Ч-цы груб. сусп. быстро осаждаются под действием силы тяжести, ч-цы тонких сусп. осаждаются весьма медленно в спокойной среде, так как самые тонкие ч-цы нах-ся в броуновском движении, мешающем осаждению их. В мутностях ч-цы полностью нах-ся в броуновском движении и в обычных условиях не осаждаются. Частицы коллоидных раст-в вообще не осаждаются без применения соот-х реаг-в. Сусп., поступающие на обезв-е, обладают св-ми коллоидов: 1) высокоразвитая пов-ть, след-но, большая адсорбционная способность; 2) наличие электрохим. и электрокинет. потенциала; 3) обладает абсолютной устойчивостью, которая подразделяется на агрегативную (способность сохранять агрегаты, не укрупняться) и кинетическую (находиться во взвешенном состоянии); 4) гидратация пов-ти частиц; 5) сольватация пов-ти (образуются сольватные слои в рез-те сильного хим. вз-вия слоев с поверхностью частиц или вз-я сильных водородных связей). Основная причина уст-ти сусп. – ДЭС (при помещении частиц в воду происходит частичное растворение, пов-ть приобретает отр. заряд, образуется внутренняя и внеш. обкладка, на границе м/д пов-ми обкладок возникает разность потенциалов – ζ – потенциал, чем больше его значение, тем более размыт двойной электрический слой, который яв-ся препятствием для укрупнения частиц). Т.ж укрупнению частиц препятствует энергетический барьер. Если кинетическая энергия 2-х движущихся частиц больше энергетического барьера, то частицы укрупняются.

Сгущение, показатели процесса, интенсификация и стабилизация его.

Сгущением называют процесс осаждения Т.ф и выделения ж.ф из пульпы, происходящий в рез-те оседания в ней тв. ч-ц под действием силы тяжести или центробежных сил (получение уплотненного конечного продукта). Процесс сгущения сопровождается процессом осветления, т.е. получением свободной от твердой фазы жидкости – слива. Сгущение обычно применяется для пульп, содержащих тв. ф в виде мелких ч-ц размером < 0, 5 мм. Сгущенный продукт содержит твердого 40-50% (70%). Слив считается идеально чистым, допускаются потери со сливом крупностью 3-5 мкм. Основными показателями работы сгустителя являются: 1) сод-е тв. в сгущенном продукте; 2) чистота слива. Агрегатное осаждение – более интенсивное. Агрегация осуществляется способами: коагуляция электролитами, флокуляция полимерами. Коагуляция – укрупнение ч-ц под действием электролитов (известь, железный купорос, серная кислота). Флокуляция - укрупнение частиц под действием полиэлектролитов или синтетических флокулянтов (полиакриламид, «Комета»). Различают флокуляцию гидрофобную (под действием флотационных реагентов) и мостиковую (используются мостики м/у частицами). Пептизация – явление, обратное коагуляции и флокуляции, вызывает диспергирование и стабилизацию суспензии (жидкое стекло, сода). Интенсифицировать процесс сгущения можно путем: 1) магнитной обработки пульпы; 2) ультразвуковой обраб.; 3) взрывоимпульсной обработки пульпы.

Обезвоживание с использованием центробежной силы. Область применения. Применяемые аппараты. Показатели их работы и стабилизация.

Центрифугирование – операции обезв-я мелких мокрых продуктов об-я и разделения суспензии на ж и тв фазы под действием центробежных сил. Различают центробежную фильтрацию и осадительное центрифугирование. При центр. фил-ции обезвоживаемый мат-л загружается в перфорированный ротор центрифуги и совершает вместе с ним вращательное движение. Под действием центроб-ых сил – принудительная фильтрация воды ч/з осадок твердых частиц и ситчатую пов-ть ротора. Прошедшая ч/з ситч. пов-ть жид-ть наз-ся фугатом, тв. фаза – осадком. Фильтрующие центр-ги по способу удаления продуктов делятся на: инерционные с разгрузкой продуктов обезв-я при помощи центробежных сил; шнековые (разгрузка шнеками) и вибрационные (разгрузка при помощи вибраций ротора). Осадительное центрифугирование осущ-ся в центрифугах со сплошным ротором, вода удаляется ч/з сливные окна ротора. Осадок шнеком перемещается в конец ротора и удаляется из него ч/з отверстия. Область применения: 1) в горной пром-ти для обезв-я прод-тов мокрого об-я, осветления моечных вод, об-я. в тяжелых жидкостях и суспензиях; 2) в хим. пром-ти для отделения жидкой фазы от твердой и для разделения жид-тей на отдельные фракции по плотности. Центрифуги широко используются (кр-ть от 13 мм до флотац-ой) в обезвоживании сероугольных продуктов, неметалл. п.и. Сод-е в исх. питании твердого м.б. 20-50%, в осадке (в зависимости от гран. состава)- 8, 9, 10, 12% влаги. Содержание твердого в фугатах составляет 4-5% или 10-20 мг/л. Центрифугирование шламов в осадительных центрифугах с применением полиакриламида позволяет увеличить степень осветления воды с 30% без применения флокулянта до 98% при использовании его. Большой расход ПАМ (600-800 г/т) оказывает отрицательное влияние на интенсификацию центрифугирования.

Фильтрование. Вакуум – фильтры, условия их применения: направления совершенствования процесса.

Фильтрование – разделение ж. и тв. фаз пульпы с помощью пористой перегородки под действием разности давлений, создаваемой разрежением воздуха или избыточным давлением. Ж. фаза проходит через поры перегородки и собирается в виде фильтрата, а тв. задерживается на поверхности в виде осадка (кек). Процесс фильтрования вкл.: подачу пульпы на фильтрующую пов-ть, накопление осадка, просушку его и удаление. Фильт-е применяется для обезвоживания тонкозернистых и шламистых материалов. Продукты обезвоживания после фильтрования содержат влаги (для угольных шламов W = 20-25%, для руд W = 10%), при этом влажность продуктов зависит от крупности частиц, структуры осадка, конструкции фильтра и его параметров, применения интенсифицирующих средств при фильтрации. Вакуум-фильтры бывают: дисковые, барабанные (с внешней фильтрующей пов-тью, с внутренней –«-, с восходящим полотном), ленточные. Дисковые вакуум-фильтры предназначены для обезвоживания угольных и рудных суспензий, содержащие тв. частицы, осаждающиеся со скоростью не более 18 мм/с. Дисковые вак.фил. отлич-ся развитой пов-тью фильтрования, занимают небольшую площадь, просты в обслуживании. Для их интенсификации иногда используют подогрев кека. Барабанные вак.фил. применяют для обезвоживания рудных суспензий. Конструктивно они проще других. Бараб. вак.фил. с внутренней фильтрующей пов-тью применяются для неоднородных по составу и быстроосаждающихся суспензий. Осаждаясь быстрее, крупные частицы образуют у фильтроткани дренирующий слой, что повышает произв-ть фильтра и улучшает процесс обезв-я. Со сходящим полотном применяются для обезвоживания суспензий, быстро забивающих ткань. Ленточные вакуум-фильтры применяются для обезвоживания крупнозернистых и быстроосаждающихся суспензий.

Установки вакуум-фильтров. Основные элементы, основы выбора и условия их работы.

Компоновка фильтровальных установок класс-ся по способу удаления фильтрата: 1) удаление фильтрата насосами (принудительно); 2) самотечное удаление фильтрата. 1) Осн. элементы: фильтр; ресивер (приемная емкость, где под деств. центробеж. или гравитационных сил фильтрат разделяется на воду и воздух. Дств гравит-ых сил проявляется в том случае, если подача радиальная, и под дств центробежных сил, если подача по касательной); влагоуловитель, барометрическая труба и гидрозатвор (препятствуют попаданию фильтрата в вакуум-насос, конец трубы не д.б. оголен, иначе нарушится вакуум-процесс); фильтратный насос для откачки фильтрата (располагают ниже уровня ресивера); воздуходувка (служит для подачи сжатого воздуха). Необх. контроль уровня фильтрата в ресивере. 2) Ресивер и влагоуловитель в одном лице, меньше труб и соединений. Гидрозатвор забивается тв. частицами. Необходимо правильно подобрать диаметр труб. Неустойчивая работа из-за того, что насосы рассчитаны на чистую воду.

⇐ Предыдущая 12