Агынды сууларды тазалоо маселеси ондогон жылдар бою актуалдуу болуп келген. Кыйынчылык ыкмалардын жана жабдуулардын эскиргендигинде, ошондой эле турмуш-тиричилик химиясында жана өндүрүштө жаңы химиялык заттардын пайда болушунда, аларды саркынды суулардан чыгарууга таптакыр жаңы ыкмаларды талап кылууда. Агын сууларды тазалоонун универсалдуу ыкмаларынын бири флотация болуп саналат. Булгоочу заттын өзгөчөлүктөрүнө жараша ал реагенттерди алмаштырууну жана процесс шарттарын оңдоону гана талап кылат.
Агынды сууларды тазалоо
Бул ыкма курамында була, мунай продуктылары, майлар жана майлар жана сууда начар эрүүчү башка заттар бар агынды сууларды тазалоо үчүн ийгиликтүү колдонулууда. Саркынды суулар адегенде атайын заттардын жардамы менен суспензияга жана эмульсияга өткөрүлөт.
Флотация процесси газ көбүкчөлөрүнүн бөлүкчөлөргө жабышып, суюктуктун бетине калкып чыгуусуна жардам берет.
Усулдун жалпы принциптери
Флотациянын эң жөнөкөй актысы - тиркемеэрибеген бөлүкчөлөр (мисалы, минералдык, май же башка) аба көбүкчөлөрү. Тазалоонун ийгилиги бөлүкчө менен көбүктөрдүн ортосундагы байланыштын ылдамдыгына, бул байланыштын күчүнө жана бул комплекстин бар болуу мөөнөтүнө көз каранды. Бул өз кезегинде бөлүкчөлөрдүн табияты, суу менен нымдоо тенденциясы жана реагенттер менен өз ара аракеттенүү өзгөчөлүктөрү менен аныкталат. Ошентип, флотация көптөгөн факторлорго көз каранды процесс.
Элементардык акт төмөнкү механизмдердин бири аркылуу жүргүзүлүшү мүмкүн:
- көбүктөр токтоосуз бөлүкчөлөрүндө дароо пайда болот;
- Аспензия бөлүкчөлөрү кагылышканда газ көбүгүнө жабышат;
- бөлүкчөнүн бетинде кичинекей көбүк пайда болот, ал кагылышканда башка менен биригип, көлөмү көбөйөт.
Флотация процессинде пайда болгон комплекс иш жүзүндө кыймылсыз чөйрөдө газ көбүгүнүн көтөрүү күчү бөлүкчөнүн салмагынан чоң болгон шартта гана сүзө алат. Бул тазаланган суунун бетинде көбүк катмарынын пайда болушуна алып келет.
Мындан тышкары, көбүкчөлөрдүн жана бөлүкчөлөрдүн контакт жериндеги беттик аймактары белгилүү бир катышта болушу керек. Чабылган күчтөр бөлүкчөлөрдүн квадраттык өлчөмүнө пропорционалдуу түрдө көбөйөт, анткени алардын кошулуу периметри алардын беттеринин эң чоңунун өлчөмү менен чектелген. Ал эми бөлүү күчү булгоочу бөлүкчөнүн массасына түздөн-түз көз каранды (б.а. анын кубдагы сызыктуу өлчөмдөрү). Ошентип, белгилүү бир бөлүкчөлөрдүн өлчөмүнө жеткенде, ажыратуу күчтөрү жабыштыруу күчтөрүнөн ашып кетет. Ошентип, үчүнФлотация жолу менен саркындыларды ийгиликтүү тазалоо суспензиянын көбүкчөлөр менен болгон байланышынын мүнөзү үчүн гана эмес, ошондой эле алардын өлчөмү үчүн да маанилүү.
Сууну көбүкчөлөр менен каныктыруу жолдору
Агынды сууларда газ көбүкчөлөрүнүн пайда болушун камсыз кылган көптөгөн ыкмалар бар. Флотацияда колдонулган негизги ыкмалар:
- Кысым (же басым) ыкмасы абанын суудагы эригичтигин басымдын жогорулашы менен жогорулатууга негизделген.
- Суюктукту аба менен интенсивдүү аралаштырууга негизделген механикалык ыкма.
- Агынды сууларды тешиктүү материалдар аркылуу өткөрүү, алардын таркашына алып келет.
- Газ көбүкчөлөрүнүн пайда болушу менен коштолгон суунун электролизине негизделген электрдик ыкма.
- Айрым реагенттердин саркынды суу компоненттери менен химиялык реакциялары учурунда көбүктөрдүн пайда болушуна алып келген химиялык процесс.
- Вакуум ыкмасы басымдын төмөндөшү менен мүнөздөлөт.
Басымдагы флотация
Бул аз концентрациядагы майда жана коллоиддик суспензияларды алуу үчүн эң эффективдүү. Тазаланган суу 7 МПа чейин басым астында атайын реактордо - сатататордо аба менен каныккан. Андан суу чыккандан кийин басым нормалдуу абалга (атмосфералык) чейин кескин төмөндөйт, бул аба көбүкчөлөрүнүн интенсивдүү процессин козгойт.
Сууну тазалоонун эффективдуулугун бир кыйла жогорулатуу максатында флотациялоо коагуляция жана флокуляция менен айкалыштырылат. Бул эки мамилеэрибеген бөлүкчөлөрдүн өлчөмүн көбөйтүүгө көмөктөшөт. Коагулянттар органикалык эмес бирикмелер, көбүнчө темир темирдин же алюминийдин туздары жана кээ бир органикалык заттар. Флокулянттар - бул суулуу чөйрөдөгү молекулалары булгоочу бөлүкчөлөрдү тартууга жөндөмдүү заряддалган тармакты түзгөн атайын полимерлер, бул флокуленттүү агрегаттардын пайда болушуна алып келет.
Орнотуулар жана схемалар
Басымдагы флотацияны ишке ашыруучу установкаларды имараттын ичине гана эмес, сыртына да коюуга болот. Ошентип, суунун керектөөсү 20 м3/сааттан ашпаса, биринчилери кичине көлөмдөгүлөр үчүн ылайыктуу, ал эми экинчилери бир топ чоң кубаттуулукка ээ. Конструкцияларды чогуу жайгаштыруу көбүнчө чоң объекттер, мисалы, сатуратор жана флотация камерасы сыртта, ал эми насостор үй ичинде болгондо уюштурулат.
Абанын температурасы терс маанилерге чейин төмөндөшү мүмкүн болгон шарттарда орнотулган учурда, көбүк жылытуу системасын камсыз кылуу зарыл. Классикалык компрессиялык флотация заводу төмөнкү жабдуулардан турат:
- Суюктук берүү үчүн насос.
- Суу тазалоо системасына абаны (же кандайдыр бир газды) берүү үчүн компрессор.
- Сатуратор (анын башка аталышы - басымдуу резервуар), анда аба агынды сууда эрийт.
- Флотация камералары, эгерде процесс илинген бөлүкчөлөрдүн ириңдөө стадиясын караштырса.
- Реагент аппараты, анын ичинде дозалоо үчүн түзмөктөр жанатазалоочу суюктук менен реагенттерди аралаштыруу.
- Тазалоо процессин башкаруу системасы.
Агынды сууларды басым менен флотациялоону камтыган технологиялык схемалар төмөнкүлөр болушу мүмкүн:
- Тазалануучу суюктуктун толук көлөмү каныккандан өткөн учурда.
- Тазаланган суюктуктун 20 - 50% гана каныккандан өткөндө кайра айланууда.
- Жарым-жартылай түз агым, чийки суунун болжол менен 30 -70% каныккан сууга киргенде, ал эми калганы түз флотация камерасына берилет.
Бул схемалардын бирин тандоодо тазаланган саркынды суулардын физикалык-химиялык касиеттери, тазалоонун даражасына коюлган талаптар, жергиликтүү шарттар жана экономикалык көрсөткүчтөр эске алынат.
Электрофлотация
Бул ыкма 20-кылымдын экинчи жарымында колдонула баштаган. Андан соң флотациянын интенсивдүүлүгүн жогорулатууда электролиздик газдар инерттүү газдарга же абага караганда алда канча эффективдүү экени аныкталган. Бул сууда эрибеген нефть продуктыларын, майлоочу майларды, агынды сууларда туруктуу эмульсияларды тузуучу оор жана тустуу металлдардын начар эрүүчү бирикмелерин бөлүп алууга мүмкүндүк берет. Бирок электролиз газдарынан тышкары, кээ бир аралашмалардын жок кылынышына заряддуу бөлүкчөлөр карама-каршы заряддалган электроддорду көздөй жылган жасалма жол менен түзүлгөн электр талаасы таасир этет.
Электрофлотациянын олуттуу кемчиликтери болуп төмөн өндүрүмдүүлүк, электроддордун кымбаттыгы, эскирүү жана булгануу жана жарылуу коркунучу саналат.
Көбүктү фракциялоо ыкмасы
Ал эритме аркылуу көтөрүлүп жаткан газ көбүкчөлөрүндө эриген беттик активдүү заттардын (беттик активдүү заттар) адсорбциясына чейин кайнайт. Мында адсорбцияланган зат менен байытылган көбүк интенсивдүү түрдө пайда болот.
Флотациянын бул түрүн колдонуунун маанилүү чөйрөсү кир жуугучтарда колдонулган жуучу каражаттардан сууну тазалоо болуп саналат. Ал ошондой эле биохимиялык тазалоодон активдештирилген ылайларды бөлүү үчүн жарактуу.
Рудаларды байытуу
Флотация процесси рудалардын бардык түрлөрүн алгачкы иштетүүдө ийгиликтүү колдонулат, бул металлдын же анын кошулмаларынын жогорку курамы бар баалуу фракцияны бөлүп алууга мүмкүндүк берет. Ал бөлүнгөн минералдардын бетинин касиеттериндеги айырмачылыктарга негизделген.
Руданы флотациялоо үч фазалуу процесс:
- катуу фаза – майдаланган минерал;
- суюк фаза - бул целлюлоза;
- газ фазасы пульпадан өткөн аба көбүкчөлөрү аркылуу түзүлөт.
Флотация суюк фазанын бетинде пайда болгон продукттун формасына жараша көбүктүү, пленкалуу же майлуу болушу мүмкүн.
