Способ флотационного разделения Советский патент 1987 года по МПК B03D1/00 C02F1/465 C02F1/465 C02F101/00 C02F103/00 

112

Изобретение относится к флотационному разделению дисперсных жидкостей и может найти применение при извлечении дисперсных частиц из жидкости nysHpbKaMii газа в горнорудной, химической, нефтехимической, биологической промышленности и при очистке сточных вод.

Целью изобретения является повышение извлечения частиц флотируемого компонента путем предотвращения коа- лесценции мелких пузырьков в крупные и увеличения сил сцепления пузырьков газа с частицами дисперсной фазы.

Согласно способу флотационного разделения, включающему образование пузырьков воздуха во флотационной камере с дисперсной жидкостью,закрепление пузырьков на частицах дисперсной жидкости и вынос их в пену, воз- дух перед подачей в дисперсную жидкость заряжается одноименными зарядами путем ионизации, а фло гационная камера подключена к электроду той же что и ионы ионизированного воздуха,. полярности.

Подача в. дисперсную жидкость заряженных одноименными зарядами пу- зьфьков газа при подключенной к электроду той же полярности флотационной камере позволяет предотвратить столкновение мелких газовых пузырько и их коалесценцию в крупные, увеличить время взаимодействия и поверхность контакта пузырьков с частицами или каплями дисперсной фазы, а значи вероятность столкновения и эффективность разделения. Кроме того, заряженные пузырьки газа при столкновени с частицами.своим электрическим поле способствуют возрастанию сил сцепления и вероятности закрепления частиц на заряженных пузырьках до их выноса в пену.

Для проведения флотационного разделения по предлагаемому способу необходим компрессор для нагнетания газа, ионизатор для зарядки пузырьков газа одноименными зарядами, флот ционная камера с сеткой, установленной у ее дна. Флотационная ка- мера должна быть подключена к электроду той же полярности, что и пузырь .ки газа.

Способ разделения осуществляется следующим образом.

Поток газа компрессором подается в ионизатор, в электрическом поле которого пузьфьки газа заряжаются

/4

одноименными чаря/1 1ми., л чоток Kanfiari- ляются под сс Тку ,ио11ной камеры, где находится разделяемля . жидкость. Проходя через ячейки сетки,

поток газа образует очень мелкие заряженные пузырьки. Так как флотационная камера подключена к электроду той же полярности, что и заряд пузырьков, то пузырьки при всплывании в дисперсной жидкости не могут разрядиться ни в: ней, ни соприкасаясь со стенками флотационной камеры. Кроме того, они не могут сближаться друг с другом и значит коалесцировать. Мелкие заряженные

пузырьки газа имеют малую скорость подъема (а значит большое время пребывания в дисперсной жидкости) и большую суммарную поверхность контакта, что увеличивает вероятность их столкновения с частицами дисперсной фазы и как следствие - эффективность разделения за счет возрастания степени извлечения. Кроме того, электрическое поле, образующееся вокруг заряженных

пузырьков газа, способствует увеличению силы сцепления пузырька с частицей и предотвращает деминерализацию пузырьков при подъеме их в пену, что также способствует повышению эффективности разделения.

Пример. Проводят экспериментальные исследования эффективности разделения предлагаемым способом (Ьлотации с помощью одноименно заря-

женных пузьфьков воздуха модельной 1%-ной суспензии поливинилхлорида в воде. Плотность частиц поливинилхло- pi-ода составляет 1100 кг/м , размер частиц 30-160 мкм. Эффективность-разделения определяют по степени извлечения частиц. Для этого осветленную после флотации воду фильтруют, и по осадку находят степень извлечения по формуле

X - , - 2 .

т,,

где X - степень извлечения;

т - масса неуловленных частиц; о начальная масса частиц до

флотации.

Предлагаемый способ разделения сравнивают с известными способами пневматической флотации и электро- флотации.

Опыты проводят на лабораторной установке с объемом рабочей камеры 1 л. В случае электрофлотации на дне рабочей камеры устанавливают две

сетки, подключенные к источнику постоянного тока напряжением 12 В и силой тока 2,5 А, т.е. мощностью 25 Вт.

В случае пневматической флотации на дне рабочей камеры устанавливают сетку с размером ячеек 60x60 мкм. Воздух подают микрокомпрессором той же, что и у электрофлотатора, мощностью 25 Вт.

По предлагаемому способу флотационного разделения воздух подают под ту же сетку, что и при пневматической флотации, но от ионизатора, где его прежде, чем дробиться на пузырь- ки в ячейках сетки, предварительно заряжают с избытком отрицательных ионов. Мощность ионизатора 25 Вт. Опыт с флотационным разделением заряженными пузырьками воздуха проводят по двум вариантам: корпус электроизолирован; корпус подключен к катоду той же полярности, что и пузырьки воздуха.

Кроме того по флотационному разде- лению модельной 1%-ной суспензии полихлорвинила в воде проводят эксперименты по такому же разделению промышленных дисперсных сред: сточных вод завода белково-витаминных концентра- тов и отработанного веретенного масла. Время обработки дисперсных жидкостей пузырьками газа по всех опытах составляет пять минут.

Во всех случаях разделения предла- гаемый способ при равных энергозатратах приводит к увеличению качества разделения на 8-11% по сравнению с пневматической флотацией, а по сравнению с электрофлотацией качество раз деления возрастает на 2-5% для водных суспензий. При разделений веретенного масла от твердых включений электрофлоор А. Петров 843/9

Составитель В. Шубина Техред А.Кравчук

Корр Подп

Тираж 512 ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

10

t5 20

25 30

35 to7914 4

тация вообще не пригодна, так как под действием электрического тока в нем . не происходит электролиза с образованием пузырьков электролитических газов. Предлагаемый способ позволяет разделять и такие дисперсные среды, которые не являются электролитами.

Сравнение двух вариантов предлагаемого способа флотационного разделения; корпус электроиэолирован; корпус подключен к электроду той же полярности, что и образующиеся пузырьки газа, выявляет преимущество последнего - он дает более высокое качество разделения, однако требует более сложной конструкции рабочей камеры для ее подключения к электроду. По этому пути целесообразно идти при использовании проточных флотационных камер, когда невозможна полная электроизоляция из-за непрерывного прито- . ка разделяемой дисперсной жидкости и стока очищенной ее сплошнойфазы.

Формула изобретения

Способ флотационного разделения, включакнций предварительную ионизацию воздуха с получением ионов с одноименными зарядами, введение ионизированного воздуха во флотационную камеру с диперсной жидкостью и удаление продуктов разделения, отличающийся тем, что, с цепью повьш1ения- извлечения частиц флотируемого компонента путем предотвращения коалесценции мелких пузырьков в крупные и увеличения сил сцепления пузьфьков газа с частицами дисперсной фазы, на корпус флотационной камеры дополнительно подают напряжение того же знака, что и знак получаемых ионов воздуха.

Корректор И. Муска Подписное

Изобретение может найти применение при извлечении дисперсных частиц из жидкости пузырьками г аза в горнорудной, химической, нефтехимической, биологической промьшшенности и при очистке сточных вод. Цель изобретения - повышение извлечения частиц флотируемого компонента путем предот- Ч вращения коалесценции мелких пузырьков в крупные и увеличения сил сцепления пузьфьков газа с частицами дисперсной фазы. Воздух предварительно . ионизируют в ионизаторе с получением ионов с одноименными зарядами. Потом ионизированный воздух направляют во флотационную камеру (ФК), где находится разделяемая дисперсная жидкость. А на корпус ФК дополнительно подают напряжение того же знака, что и знак получаемых ионов воздуха. Пузырьки воздуха при вспльшании в дисперсной жидкости не могут разрядиться ни в ней, ни соприкасаясь со стенками ФК. Они и не могут сближаться друг с дру- с гом и коалесцировать. Электрическое поле, образукицееся вокруг заряженных пузырьков воздуха, способствует увеличению сил сцепления пузырька с частицей. (Л ;о х