Применение коагулянтов и флокулянтов.

а)по Геймгольцу: образованием на границе тв-ж ДЭС и появление электростатических сил отталкивания, препятствующих слипанию частиц и > быстрому осаждению. Для снижения агрегативной устойчивости в суспензии вводят реагенты-коагулянты, представляющие собой электролиты с поливалентными ионами, которые вызывают сжатие ДЭС. Сжатие ДЭС приводит к тому, что при столкновении ч-ц и отсутствия сил отталкивания происходит их слипание (агрегирование), такие агрегаты быстрее оседают под действием силы тяжести-это механизм электролитической коагуляции.

Коагуляция-слипание частиц в каллоидных и грубодисперсных системах под действием молекулярных сил сцепления( сил Ван-дер-Ваальса) в рез-те уменьшения сил отталкивания. Коагулянты: электролиты с поливалентными ионами Ca(OH₂)-гашеная известь, FeSO₄, H₂SO₄.

б) по Дерягину механизм устойчивости объясняется образованием у поверхности тв ч-ц гидратных слоев, обладающих механической упругостью. Для снижения агрегативной устойчивости применяют реагенты, гидрофобизирующие поверхность частиц, снижающие устойчивость гидратных слоев и способствующие слипанию частиц при столкновении (реагенты- собиратли-ксантогенаты, олеаты, амины, синтетические жирные кислоты).Механизм называется гидрофобной флокуляцией.

Флокуляция полимерами(мостиковая флокуляция): молекулы флокулянта-полимера содержат группы, способные адсорбироваться на поверхности частиц. Полимерные цепи связывают тонкие ч-цы в макромолекулы (флокулы), образуя м/у частицами мостики. Скорость осаждения флоккул в сотни раз выше, чем нефлокулированых частиц.

В магнит.дешламаторах и сепараторах имеет место магнитная флокуляция. Намагниченные ч-цы притягиваются др к др разноименными полюсами, образуя длинные цепочки.

Высокомолекулярные реагенты-флокулянты.

1.Природные-желатин, крахмал (С₆Н₁₀О₅)_п , дикстрин (продукт неполного гидролиза крахмала), столярный клей и др. Дороги, дефицитны, на практике не используются.

2.Синтетические-в зависимости от знака заряда получаются функциональные группы, при диссоциации подразделяются на:

- анионные («Комета», «Метас», полиакриловая кислота);

- катионные (полиэтиленамин, КОД-кубовые остатки +дихлорэтан);

- амфотерные (гидролизованый полиакриламин);

- неионогенные (полиакриламин).

Вопрос № 48.

Фильтрование. Сущность процесса, теоретические основы. Классификация способов фильтрования. Факторы, влияющие на эффективность фильтрования.

Фильтрование – это процесс разделения тв. и жидкой фаз пульпы посредством пористой перегородки под действием разности давлений Р по обеим сторонам перегородки, при этом жидкая фаза проходит через поры перегородки и собирается в виде фильтрата, а тв фаза задерживается на перегородке в виде осадка - кека. Р – движущая сила процесса.

В зависимости от способа создания разности давлений различают фильтрование:

1. под давлением гидростатического столба фильтруемой жидкости (бытовые фильтры); 2. пресс-фильтрование – фильтрование под избыточным давлением. Когда пульпа под давлением в несколько десятков атмосфер подается на пористую перегородку Р1> > Р2, Р2-атмосферное.; 3. вакуум- фильтрация –создается разряжение с внутренней стороны фильтрующей перенородки.Р2< < Р1, Р1-атмосферное; 4. возможна комбинация этих способов.

Фильтрование применяется для обезвоживания тонкодисперсных и шламистых материалов (-0, 5 мм). Породы обезвож-я после ф-ия имеют влажность: угольные шламы - W=20-25%; рудные концентраты W= 10-16% при традиционной конструкции фильтров, W=6-7(9)% при новых конструкциях.

На процесс влияют 2 группы факторов:

1.Макрофакторы: а)площадь поверхности фильтрования; б) разность давлений; в)толщина кека; г)вязкость пульпы. Эти факторы поддаются точному учету и контролю с помощью соответствующих приборов.

2. Микрофакторы: а)размер и форма пор осадка и фильтровальной перегородки; б)электрическое состояние поверхности перегородки и осадка в жидкой фазе; в) физико-химич характеристики пов-ти твердого (смачиваемость). Эти факторы не поддаются непосредственному контролю и о их величине судят косвенно, по удельному сопротивлению фильтрования.

Теоретические основы процесса фильтрования:

Скорость фильтрования - объем фильтрата выделевшегося в единицу времени с единицы фильтрующей поверхности. / , где F – площадь фильтрования, V – объем, t - время

Скорость фильтрования при ламинарном движении жидкости определяется по закону Дарли:

, где h – толщина, высота слоя, м; k_ф – коэффициент фильтрации, м/с зависит от размера и формы частиц, пористости и вязкости жидкости; - разность давлений, Па; - плотность жидкости, кг/м³.

Фильтровальные воды через слой осадка и фильтрующую поверхность можно рассмотреть так же как истечение жидкости через капилляры в осадке. Объем воды в м³/с, проходящей через сечение капилляра по закону Пуазейля выражается в следующей зависимости:

, где d- диаметр капилляра, l- длина капилляра, м, - вязкость жидкости, Па*с;

Скорость фильтрования жидкости через слой осадка зависит от разности давлений Р, толщины слоя осадка n, удельного сопротивления осадка r₀ и удельного сопротивления фильтроткани .

. Приравнивая правые части уравнений получим основное уравнение фильтрования для несжимаемых осадков: .

В процессе фильтрования различают следующие периоды (зоны):

1 зона набора осадка – под действием разности давлением происходит однофазное движение жидкости ч/з поры фильтровальной перегородки и удаляется гравитационная влага, при этом скорость фильтрования в начале периода увеличивается, достигает максимального значения во 2 половине периода, к концу периода уменьшается, что объясняется увеличением сопротивления, образованием осадка, частичной забивкой пор фильтроткани. Влажность осадка уменьшается, а его высота достигает максимальных значений.

2 зона обезвоживания и просушки осадка – начинается в тот момент, когда фильтровальная перегородка с кеком выходит выше уровня пульпы в ванне. В первой половине периода под действием разности давлений из кека удаляются остатки гравитационной влаги и начинается двухфазное движение, когда наряду с жид ч/з поры в кеке и фильтроткани движется воздух из атмосферы. При этом из кека удаляется внутрипромежуточная капиллярная влага; скорость фильтрования падает, пока не станет ровной 0. Вторая половина второго периода – зона просушки, когда увеличивается объем движущегося через поры воздуха, при этом удаляется внутрипромежуточная капиллярная влага, частично капиллярно-стыковая, капельки адгезионной влаги при > разряжении. После наступает момент, когда через слой осадка будет фильтроваться только воздух, конечное влагосодержание осадка соответствует равновесному состоянию, когда Р уравновешивается адсорбционными и капаллярными силами твердой фазы. Влажность кека минимальна.

3 зона отдувки кека и механического снятия его ножом. Подача сжатого воздуха с внутренней стороны фильтровальной перегородки производится разгрузка кека на ленточный конвейер или в бункер, одновременно осуществляется продувка пор фильтроткани сжатым воздухом. Влажность отдуваемого кека несколько повышается за счет остаточной влаги из пор фильтроткани.

4 зона регенерации фильтроткани- продувается сжатым воздухом, промывкой водой, подаваемой под давлением, с внутренней стороны перегородки.

Один цикл фильтрования включает все 4 зоны (1: 1, 6: 0, 35).

Вопрос № 49.

Методы интенсификации процессов обезвоживания.

Для удаления из продуктов обогащения избыточной влаги применяют ряд операций, называемых обезвоживанием. Избыточная влага удорожает перевозку, уменьшает сыпучесть, повышает смерзаемость. При выборе методов обезвоживания надо стремиться к снижению конечной влажности обезвоженных продуктов.

Способы интенсификации процессов дренирования:

Дренирование – процесс обезвоживания обводненных и мокрых зернистых продуктов, основанный на естественной фильтрации жидкости через слой материала и пористую перегородку под действием силы тяжести.

Прим. механические и хим способы интенсификации. Хим. методы осуществляются с помощью реагентов – обработка обезвоживаемых продуктов ПАВами (эффективен ДБ), что уменьшает силы сцепления м/у частицами, повышает их подвижность, продукт лучше уплотняется, вода удаляется > интенсивно. Мех-е: 1. грохота с горизонтальными ситами улучшают показатели по сравнению с наклонными ситами за счет большего времени нахождения материала на сите; 2. создание вакуума под грохотом. Основная масса воды выделяется в первом отсеке подситного пространства, не связанного с вакуум-системой. Дополнительное обезвоживание происходит над отсеками, подключенными к вакууму, при перемещении материала вдоль сита (снижается производительность грохота); 3. При повышении температуры вязкость жидкости снижается, т.е. при поддержании в обезвоживающих бункерах > высокой температуры скорость фильтрации воды будет возрастать (внутрь бункеров вводят трубы отопления); 4. омасливание обезвоживаемых продуктов (удорожает процесс).

Способы интенсификации процессов сгущения:

Сгущение- процесс осаждения тв частиц в суспензии (пульпе) под действием силы тяжести или центробежной силы с образованием сгущенного продукта (песков) и удалением основной массы воды в виде слива. Интенсифицировать процесс можно совершенствуя аппараты и создавая новые высокопроизводительные сгустительные аппараты. Уделяют внимание конструкции загрузочного устройства сгустителя, из-за сложности движения потоков суспензии в сгустителях. Предложены три способа подачи питания: через центральную трубу, отверстия в боковой стенке центральной трубы и трубки в чане сгустителя (переферическая загрузка). Более рациональна питания через отверстия в боковой стенке центральной трубы, т.к. улучшается осаждения частиц. Применяют различные реагенты для увеличения скорости осаждения твердой фазы суспензии: электролиты, гидрофобизаторы и синтетические высокомолекулярные флокулянты. Электролиты – эффективные коагулянты. Их концентрация в суспензии должна быть такой, при которой двойной электрический слой не препятствовал бы слипанию частиц при их столкновении. Гидрофобизирующие реагенты взаимодействуют с поверхностями частиц, разрушают гидратные оболочки и способствуют слипанию частиц (ксантогенат, амины, олеаты, и другие реагенты-собиратели). Так же применяют высокомолекулярные, водорастворимые полимерные флокулянты. В промышленных условиях - синтетические флокулянты: метасол, гипан, суперфлок и другие. Важное значение имеет способ подачи и перемешивания флокулянта с суспензией. В настоящее время на фабриках осуществляют единовременную и рассредоточенную (дробную) подачу флокулянтов. Иногда для повышения эффективности сгущения в суспензию подают воду, чем обеспечивают ее разжижение.

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. A. эксплуатируемые вручную или с применением ручного труда; без применения ручного труда (механические, автоматические и др.).
2. MS Excel 2007-2010. Применение стиля ячейки
3. Анализ кривых безразличия и их применение.
4. Архитектурно-строительные чертежи, разработанные с применением автоматизированных программ.
5. Бетонирование с применением противоморозных химических добавок.
6. Возникновение и применение свободного (конькового) стиля
7. Возникновение, развитие и первоначальное применение лыж
8. Вопрос 15 Налоговые вычеты: понятие, применение в отношении различных налогов
9. Вопрос 2. Сущность и применение товарной категории.
10. ВОПРОС 40. Применение права как особая форма его реализации.
11. ВОПРОС 40. Применение права как особая форма его реализации.
12. Вопрос 45. Применение права: понятие, стадии.