Спосіб очищення колоїдних розчинів

Спосіб очищення колоїдних розчинів, що включає іонізацію повітря з отриманням іонів з однойменними зарядами, введення іонізованого повітря у флотаційну камеру з розчином, що очищається, і видаленням продуктів розділення, який відрізняється тим, що іонізації піддають повітря, попередньо змішане з високодисперсними частинками поверхнево-активної речовини, які розчиняються у розчині, що очищається. (19) (21) u201013483 (22) 15.11.2010 (24) 25.06.2011 (46) 25.06.2011, Бюл.№ 12, 2011 р. (72) ЛОПАТЕНКО СЕРГІЙ ВАСИЛЬОВИЧ, ЛОПАТЕНКО ЛІЛІЯ МИХАЙЛІВНА (73) КІРОВОГРАДСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ 3 внутрішню поверхню бульбашки. Якщо розчин має великий електричний опір, то заряди накопичуються на межі розділу бульбашка - розчин і радіус дії електростатичного поля за збігом часу практично не змінюється. У разі електропровідних розчинів заряди на поверхні не накопичуються, частинки ПАР, що осіли, розряджаються і розчинюються, нейтральні молекули ПАР залишаються на поверхні і впливають на його природний заряд залежно від їх типу і концентрації. Шар (іоногенних і дипольних) молекул ПАР на межі бульбашка - розчин і залишковий об'ємний заряд в бульбашках сприяють підвищенню ефективності зіткнення часток з бульбашкою за рахунок штучного створеного електростатичного поля і підвищують ефективність захоплення поверхнею бульбашки частинок. Внаслідок збільшення ефективного радіуса бульбашок зменшується тривалість флотації і збільшується ступінь очищення розчинів від частинок. Як ПАР використовують іоногені (аніонні, катіонні і амфолітні) поверхнево-активні речовини, які розчинюються в розчині, що очищається. Змішування повітря з частинками ПАР здійснюють з оптимальної умови заповнення поверхневого шару бульбашка - розчин молекулами ПАР, тобто з умови утворення мономолекулярного шару. На співвідношення повітря і частинок ПАР впливає тип ПАР, ефективність осадження частинок на внутрішню поверхню бульбашки, розміри частинок і ступінь їх розчинності в розчині, що очищується. Бульбашки можна наповнювати будь-яким газом, але найбільш доступним для практичного застосування є повітря. Час перебування бульбашки у флотаторі визначається висотою стовпа рідини і розміром бульбашок, яким можна управляти, змінюючи пористість пластинки і тиск в системі. На кресленні зображена схема пристрою для реалізації запропонованого способу. Пристрій для здійснення способу складається з кювети 1 для дисперсного розчину, в дно якої вмонтована пориста пластинка 2 (система капілярів) для продування суміші і створення бульбашок газу. Для формування бульбашок і суміші частинок і повітря використовують компресор 3, ємність 4 з високодисперсним порошком (пудрою) ПАР і ємність 5 для уніполярної іонізації частинок ПАР і молекул повітря з системою тонких електродів 6, на які подається високий потенціал від джерела постійної напруги 7. Об'ємний заряд, що надходить в бульбашки, контролюють аспіраційним конденсатором 8. Приклад. Перевірку ефективності очищення колоїдних розчинів від дисперсних частинок - ртуть змістовних сублатів (сублати - важкорозчинні з'єднання, отримані заздалегідь при взаємодії неорганічної солі ртуті і ПАР) проводили за допомогою одной 60534 4 менно заряджених бульбашок. В ємність 4 поміщали високодисперсний порошок катіонного ПАВ гексадецилпіридиній хлорид з ефективним діамет-6 ром (2-3)10 м. Розмір витягуваних частинок рту-7 тьвмісних сублатів складав (3-7)10 м. Розчини в процесі флотації періодично аналізували на зміст в них ртуті по стандартній методиці. Ефективність розділення визначали по ступеню витягання частинок з розчину, яку розраховували по формулі C C  0 100 % , C0 де С0 і С - концентрація ртуті в розчині відповідно до і після флотації. Досліди проводили на лабораторній установці з об'ємом циліндрової кювети 1 0,25 л. Дно кювети -5 - пориста пластинка з розміром пор (3-4) 10 м. З метою усунення забивання пор крупними частинками ПАР їх розмір перевищував ефективний діаметр частинок ПАР. Електрокінетичний потенціал частинок вимірювали мікроелектрофо-ретично, а заряд бульбашок - по ступеню їх відхилення в однорідному електростатичному полі, що накладається на кювету 1. Пінку з поверхні розчину видаляли механічно. Час обробки дисперсних рідин бульбашками в усіх дослідах складав п'ять хвилин. За пропонованим способом повітря від компресора 3 під надмірним тиском 0,4 атм подавали в ємність 4, в яку заздалегідь засипали 0,1 кг ПАР у вигляді пудри. Висока дисперсність пудри ПАВ дозволяє створювати стійку аерозольну систему. Після змішування частинок ПАР з повітрям в співвідношенні по масі 1:40 отриману аерозольну суміш подають в ємність 5 для уніполярної іонізації часток ПАР і молекул повітря. Для цього, на систему гострих електродів подавали високу постійну напругу 5000 В від джерела 7. Продуктивність джерела іонів регулювали, змінюючи величину напруги, прикладену до коронуючих електродів 6. Пропонований спосіб очищення розчинів від частинок порівнювали з відомим способом очищення за допомогою однойменних заряджених бульбашок повітря. У всіх дослідах ступінь очищення підвищувалася на 18-20 % в порівнянні з очищенням з використанням іонізованого повітря, але без частинок ПАР. Спосіб, що пропонується, дозволяє: - підвищити ступінь флотаційної очистки; - зменшити час обробки розчинів, штучно змінюючи знак і величину заряду бульбашок залежно від знаку і величини заряду витягуваних частинок; - не вносити до дисперсної рідини надлишкової концентрації ПАР, які залишаються в розчині після флотації, тобто поліпшити якість стічних вод, що очищаються; - витягувати частинки розміром менші, ніж -5 10 м незалежно від їх природи. 5 Комп’ютерна верстка Л.Литвиненко 60534 6 Підписне Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601