Что такое пенная сепарация

Пенная сепарация (ПС) -

физико-химический процесс, заключающийся в избирательной поверхностно-активных компонентов жидких систем на поверхности пузырьков воздуха. Пенная сепарация подразделяется на пенное фракционирование

и пенную флотацию

(п.1.2) [5].

Концентрирование суспензий или растворов этим методом основано на использовании пузырьков газа для увеличения подъемной силы, действующей на отделяемой частице. Газовые пузырьки «прилипают» к частицам, понижая при этом их эффективную плотность до величины меньшей, чем плотность воды.

Газовые пузырьки могут образовываться несколькими методами. В зависимости от способа создания пузырьков воздуха в жидкой среде пенная сепарация подразделяется на механическую и пневматическую, а так же сепарацию с выделением растворенного в жидкости воздуха за счет снижения давления.

При механической ПС образования пузырьков воздуха происходит при механическом взаимодействии воздуха и воды, создаваемом с помощью специальных турбин - импеллеров. Полученные механическим способом пузырьки воздуха имеют большие размеры, что снижает эффективность сепарации.

При пневматической ПС образование пузырьков воздуха происходит за счет диспергирования сжатого воздуха в пористых или перфорированных аэраторах. Этот способ сепарирования так же недостаточно эффективен из-за сложности получения мелких пузырьков воздуха.

Более эффективным является создание пузырьков воздуха при снижении давления. При этом способе воздух растворяется в жидкости при повышенном давлении, а пузырьки выделяются при его снижении в системе до атмосферного, так как снижение давления приводит к уменьшению растворимости воздуха. Это наиболее частый используемый способ, так как он позволяет получать большее число пузырьков малого размера (30-120 мкм). Такой способ ПС получил название напорной флотации.

На результат пенной сепарации влияют:

· факторы, определяющие равновесное распределение компонентов между раствором и поверхностным слоем, поверхностная активность компонента, температура, концентрация раствора;

· факторы, влияющие на скорость распределения компонентов между раствором и поверхностным слоем в стационарных условиях, размеры пузырьков, распределение их по размерам в растворе, газосодержание раствора, высота столба раствора и пены, величина возврата части продукта, полученного разрушением пены.

Проще говоря, эффективность пенной сепарации зависит от устойчивости и дренажной способности пены (т.е. способность к влагоотдаче). Дренажная способность зависит от содержания жидкости внутри слоя, размера пузырьков, вязкости и поверхностного натяжения стенок пузырька.

На устойчивость пены влияют концентрация водородных ионов (рН), температура, размер пузырьков, объемная концентрация растворенного вещества. Степень отделения зависит и от соотношения жидкости и газа, площади поверхности пузырька, высоты слоев жидкости и пены и её долговечности.

Пенная сепарация нашла применение сравнительно недавно, но получает все большее распространение. Это обусловлено тем, что при относительно небольших капитальных и эксплуатационных затратах, простом аппаратурном оформлении она позволяет решать весьма широкий круг задач, связанных с очисткой воды от диспергированных или растворенных примесей [5].

Другие статьи по теме

Значимость водоохранных лесов
Леса, помимо хозяйственного, имеют еще особое общественное значение, заключающееся в водоохраной, защитной и лесопарковой их роли. Водоохранное, защитное, гигиеническое и эстетическое зн ...

Математические модели почвенных процессов
Актуальность. Воздействие деятельности человека на биосферу приобрело за последнее столетие масштабный характер. Таким образом, почвы подвергаются сильнейшему антропогенному влиянию. Впослед ...

Расчет платежей за потребление природных ресурсов в условиях предприятия по добыче огнеупорной глины открытым способом разработки
Задача: определить затраты на использование природных ресурсов и возмещение ущерба окружающей среде предприятиями по добыче полезных ископаемых открытым способом разработки. Исходные да ...

Разделы