Пенное фракционирование и пенная флотация

Пенным фракционированием

называется выделение из растворов растворенных в них веществ [1].

При пенном фракционировании (рис.1.2.1) гидрофобная часть поверхностно-активных молекул веществ перемещается к поверхности раздела газа и жидкости, и молекулы принимают устойчивое положение относительно пузырька воздуха. Гидрофильные концы молекул остаются в водной фазе, а гидрофобные проникают в газовую фазу. При непрерывном процессе пузырьки всплывают на поверхность жидкости и образуют слой пены. Растворенные вещества с низкой способностью к образованию пены могут быть подвергнуты пенному фракционированию путем добавления в жидкость пенообразующего агента. В качестве пенообразующих веществ используют масла, жирные кислоты и их соли, дитиокарбонаты, алкилсульфаты, амины и другие соединения.

Рис.1.2.1 Механизм пенного фракционирования:

1 - водная фаза; 2 - поверхность раздела; 3 - пузырек воздуха; 4 - гидрофильный конец молекулы; 5 - гидрофобный конец молекулы

Фракционирование пеной используется для очистки промышленных и бытовых сточных вод. Оно находит применение и при обработке промышленных отходов для удаления некоторых ПАВ. Метод может быть использован при очистке отходов пищевых и текстильных предприятий, а так же сточных вод целлюлозно-бумажного производства.

Пенной флотацией

называется выделение нерастворимых веществ из дисперсных систем.

Удаление нерастворенного взвешенного вещества методом пенной флотации происходит следующим образом (рис.1.2.2). Мельчайшие пузырьки воздуха, образующиеся при его подачи в жидкость в сжатом состоянии, скапливают вокруг себя гидрофобные взвешенные частицы. Благодаря разницы плотностей эта агрегация частиц и пузырька устремляется к поверхности жидкости, и взвешенное вещество концентрируется в слое пены. Затем пена вместе с взвешенными частицами удаляется.

Рис.1.2.2 Механизм пенной флотации:

- смесь жидкости и твердых частиц; 2 - воздушный пузырек; 3 - гидрофобные частицы; 4 - гидрофильные частицы

Пенная флотация применяется для обработки загрязненных металлом сточных вод (очистка смазывающе-охлаждающих жидкостей), улавливание масел из отходов нефтепереработки, при очистке воды, используемой для мойки автомобилей, и в других целях.

Процесс флотации можно регулировать, воздействуя на поверхность частиц различными веществами, делающими ее более гидрофильной или гидрофобной, усиливающими устойчивость пены, меняющими другие свойства системы. В зависимости от выполняемых функций эти вещества (флотационные реагенты) делят на собиратели, пенообразователи, депрессоры, активаторы и регуляторы.

Собиратели действуют на границе раздела минеральная частица - вода, повышая гидрофобность твердой поверхности. Они делятся на анионные (ксантогенаты), катионные (высшие алифатические амины) и аполярные (масляные). Аполярные собиратели в настоящее время имеют ограниченное применение, но используются в качестве пенообразователей [4].

Пенообразователи действуют на границе раздела жидкость-воздух и относятся к поверхностно-активным веществам (ПАВ), уменьшающим поверхностное натяжение, что облегчает образование более мелких воздушных пузырьков в пульпе, замедляет их слияние в более крупные, т.е. способствует образованию прочной и устойчивой пены. Наиболее распространены масляные пенообразователи (сосновое и пихтовое масло) и высшие алифатические спирты.

Перейти на страницу: 1 2

Другие статьи по теме

Ограниченность водных ресурсов Казахстана
Состояние водных ресурсов Казахстана оценивается общей недостаточностью, продолжающимся их загрязнением и истощением. Экологические кризисы по характеру протекания можно разделить на две гр ...

Автоматизированные системы контроля загрязнения воздушного бассейна
Окружающий нас воздух (атмосфера) является важнейшим фактором обеспечения нашей жизни. Стоит прекратить поступление воздуха в организм через органы дыхания, как уже через короткое время нас ...

Основные технические решения
Проект разработан, исходя из принципа блочной и комплектной поставки на строительную площадку котельной оборудования серийного заводского изготовления, оборудования изготавливаемого монтажными орга ...

Разделы