Проблеми флотації та їх вирішення (стр. 1 из 2)

Вступ

Вода – невід'ємна основна частина всього живого, не представляючи ні якої живильної цінності, універсальний розчинник хімічних речовин – основна роль води в житті живих істот.

Для існування живого організму необхідно постійне утримання води в певній кількості. Зміна кількості споживаної води та її складу може призвести до порушень в процесах травлення, засвоєння їжі, кровотечі. Вода регулює теплообмін організму з навколишнім середовищем, підтримує температуру тіла. Правильний баланс води в організмі передбачає, що кількість отриманої та виділеної води однаково. При порушенні балансу можуть відбутися порушення процесу життєдіяльності.

У практично будь-якої води живуть всілякі мікроорганізми (бактерії, віруси, найпростіші, водорості, грибки). Серед мікроорганізмів зустрічаються як нешкідливі, так і небезпечні для здоров'я людини.

Основна проблема для здоров'я пов'язана з питною водою – наявність хвороботворних мікроорганізмів у воді. Пов'язано це з тим, що інфекції та вірусні захворювання відразу вражають організм людини, а різні органічні і неорганічні сполуки негативно впливають на організм після тривалого вживання забрудненої води.

Правильне очищення води – не тільки застава здоров'я людського організму, а й «життєдіяльності» промислового виробництва. Існує цілий ряд сучасних методів очищення води.

Механічне очищення води або освітлення

Може здійснюється різними способами: у полі відцентрових сил, відстоюванням, флотацією, фільтр, звуковим фільтр. Найбільшу застосування знаходить процес фільтрування через сітки, тканини, пористі матеріали, що фільтрує середу. Обумовлено це низькою вартістю обладнання і простотою експлуатації. Очищення води сріблом. Іони срібла мають бактеріостатичну та бактерицидну властивості. При концентраціях 50–100 мкг/л іони срібла володіють бактериостатическим дією і мають властивості. Очищення води від заліза. Обеззалізювання – одна з найскладніших завдань в водопідготовки. Навіть з елементарного огляду методів очищення води від заліза видно, що одного універсального економічно виправданого методу очищення, який можна було б застосувати в усіх випадках для будь-якої води, не існує.

Вибір конкретного методу знезалізнення залежить від досвіду фахівців компанії, яка робить водопідготовку, і від спектру обладнання, яке використовується даною компанією при очищенні води. Метод очищення води за допомогою іонообмінних смол. Іонний обмін за допомогою іонообмінних смол застосовується у водоочистці з середини минулого століття. Іонообмінна смола – складається з дрібних (близько міліметра) кульок з полімерних матеріалів. Кульки смоли вловлюють і вбирають з води іони різних забруднень, міняючи їх на звичайні іони інших речовин. Тобто здійснюється іонний обмін, тому називаються іонообмінні смоли або іоніти.

Обеззалізювання за допомогою іонного обміну. Іонний обмін – це процес поглинання іонітів (іонообмінні смоли) позитивних чи негативних іонів «забруднень» в обмін на еквівалентну кількість іонів іоніти.

Зниження жорсткості води. Пом'якшення води – процес зниження жорсткості води, тобто зменшення концентрації іонів кальцію і магнію. Жорсткість води – це властивість води, обумовлене наявністю у воді солей двовалентних катіонів, як правило кальцію (Са2+) та магнію (Mg2+).

Зворотний осмос. Сам процес зворотного осмосу, як спосіб очищення води, що використовується з початку 60-х років. Первісне застосування було для опріснення морської води. Сьогодні за принципом зворотного осмосу в світі виробляються сотні тисяч тонн питної води на добу.
Ультрафіолетові установки для знезараження води. Знезараження води – процес знищення мікроорганізмів. Значна частина бактерії і вірусів затримується в процесі очищення води (макрофільтрація) до 98%. Частина мікроорганізмів може містити патогенні організми (див. мікроорганізми в воді), тому для їх знищення потрібно знезараження води.

Рисунок 1. – Флотаційний цех на збагачувальній фабриці

Флотація (від фр. Flottation) – спосіб розділення сумішей твердих дрібних частинок, що належать різним речовинам, а також виділення крапель дисперсної фази з емульсій, заснований на їх різній змочуваності і здатності накопичуватися на поверхні розділу фаз. Флотація можлива тільки при неповному змочуванні поверхні частинок, що виділяються рідиною. Зазвичай це досягається шляхом додавання невеликих кількостей спеціальних речовин – флотореагентів. Продукти флотації: пінний продукт і камерний продукт.

Області застосування

· Збагачення корисних копалин (руд кольорових металів, рідкісних і розсіяних елементів, вугілля, самородної сірки);

· Розділення мінералів комплексних руд;

· Розділення солей;

Очищення стічних вод, зокрема для виділення крапель масел і нафтопродуктів.

Види флотації

Сьогодні відомі такі способи флотації: плівкова флотація, пінна флотація, вакуумна флотація, компресійна флотація, адгезійна сепарація, йонна флотація, хімічна флотація, електрофлотація, пінна сепарація, йонна флотація, соляна флотація, масляна флотація і флотація з носієм.

Найпоширенішою є пінна флотація:

· Пінна – при якій через суміш частинок з водою пропускають дрібні бульбашки повітря, частинки певних мінералів збираються на поверхні розділу фаз «повітря-рідина», прилипають до бульбашок повітря і виносяться з ними на поверхню у складі трифазної піни, яку надалі згущують і фільтрують. Як рідина найчастіше використовується вода, рідше насичені розчини солей (розділення солей, що входять до складу калійних руд) або розплави (збагачення сірки). Цей метод застосовується найширше;

Флотореагенти

Існує декілька типів флоторегантів, що відрізняються принципом дії:

· Збирачі – реагенти, що вибірково сорбуються на поверхні мінералу, який необхідно перевести в піну, і що додають частинкам гідрофобні властивості. В якості збирачів використовують речовини, молекули яких мають дифильну будову: гідрофільна полярна група, яка закріплюється на поверхні частинок, і гідрофобний вуглеводневий ланцюг. Найчастіше збирачі є іонними з'єднаннями; залежно від того, який іон є активним розрізняють збирачі анионного і катионного типів. Рідше застосовуються збирачі, що є неполярними з'єднаннями, не здатними до дисоціації. Типовими збирачами є: ксантогенати і дитіофосфати – для сульфідних мінералів, натрієві мила і аміни – для несульфідних мінералів, гас – для збагачення вугілля. Витрата збирачів складає сотні грамів на тонну руди;

· Регулятори – реагенти, в результаті виборчої сорбції яких на поверхні мінералу, останній стає гідрофільним і не здатним до флотації. Як регулятори застосовують солі неорганічних кислот і деякі полімери;

· Піноутворювачі – призначені для поліпшення диспергування повітря і додання стійкості мінералізованим пінам. Піноутворювачами служать слабкі поверхнево-активні речовини.

Витрата піноутворювачів складає десятки грамів на тонну руди.

Відомо вже декілька тисяч різних флотореагентів.

Схеми флотації

Схема флотації може включати декілька послідовних операцій: основну, перечисну, контрольну.

Основна флотація – перша операція у кожному циклі, її основна мета – максимально можливе вилучення корисного компоненту. В результаті здійснення операції основної флотації не вдається отримати кондиційний концентрат і відвальні хвости внаслідок близькості флотаційних властивостей розділюваних мінералів, недостатнього розкриття зростків, недосконалості флотаційних апаратів. Тому отримані бідні концентрати і багаті хвости (іноді після додаткового подрібнення) направляють в операцію повторної (перечисної) флотації.

Перечисна флотація

Перечисна флотація – повторна флотація концентрату попередньої операції. Основною метою перечисної флотації є підвищення якості концентрату до кондиційної.

Контрольна флотація – повторна флотація відходів з метою остаточного вилучення корисного компоненту і отримання бідних відвальних хвостів.

Схема флотації будь-якого компоненту звичайно включає основну флотацію, одну або декілька перечисних флотацій концентрату і одну або декілька контрольних флотацій. Число перечисних і контрольних флотацій залежить від якості руди і вимог до концентратів. Якщо вміст корисного компоненту в руді малий, кондиції на вміст корисного компоненту у концентраті високі і мінерал легко флотується, то схеми включають велике число перечисних операцій концентрату (напр., для молібденових руд число перечищень концентрату досягає 6–8). При протилежних умовах число перечищень зменшується. В схемах обробки корисних копалин з дуже високим вмістом корисного компоненту (напр., вугілля) перечисних операцій може не бути зовсім. Для звичайних умов флотації число перечищень коливається від 2 до 4. Число контрольних операцій, як правило, не перевищує 2–3, але частіше за все схеми включають тільки одну контрольну флотацію.

Промислове очищення стічних вод припускає застосування в системах очищення різних технологій. Типова зливова каналізація використовує очисні споруди картріджного типу фільтрації і викликає ускладнення у зв′язку з частотою заміни наповнювача.

Ці системи водовідведення на відміну від типових систем водоочистки стоків включають модульні установки флотацій очищення стічних вод типу «АФ», призначені для очищення виробничих, оборотних і зливових стоків (дощових і талих вод) від жирів, нафтопродуктів, суспензій і інших забруднювачів, що знаходяться в стоках.

Рисунок 2 – Очисна установка типу «АФ»

В процесі роботи очисної установки типу «АФ» вода багато разів циркулює по контуру. Завдяки цьому вдається досягти максимального ступеня водоочистки і виключити можливість «проскакування» забруднюючих речовин (нефтешлама).