Способ флотационного разделения гетерогенных систем

 

Изобретение относится к механическому разделению гетерогенных систем и м,б. применено в горнорудной, химической, нефтехимической и др. отраслях пром-сти. Цель изобретения -г повышение эффективности разделения путем регулирования размеров пузырьков ионизированного воздуха (ИВ) непосредственно в процессе их образования. Проводят ионизацию воздуха с получением одноименных заряженных ионов. Полученный ИВ направляют п од разделительную сетку (с) электроизолированной флотационной камеры, подключенную к электроду со знаком, одноименным знаку заряда ИВ. Поток ИВ под действием электрического поля С проходит по оси каждой ячейки С с образованием пузырьков ИВ, Оптимальный размер пузырьков получают путем изменения потенциала на С непосредствершо при их прохождении через нее. Пузырьки ИВ выносят дисперсные частицы на поверхность, образуя пену (П). При этом установка второго электрода, имеющего знак, противоположный знаку ионизированных пузырьков, над свободной поверхностью дисперсной жидкости в области образования П позволяет стабилизировать слой П с извлеченными частицами флотируемого компонента и увеличить скорость подъема пузырьков ИВ с частицами в П. с (Л 00 О) ;о 00

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ÄÄSUÄÄ 1369804 Д1 (59 4 В 03 D 1/00

ВСГС 0 1 ;ъ 3 и % Я

П р%а *

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4099692/22-03 (22) 25.07.86 (46) 30.01.88. Бюл. В 4 (71) Волгоградский политехнический институт (72) А.Б.Голованчиков, Г.Л.Дахина, Н.В,Тябин и А.С.Трусов (53) 622.765(088.8) (56) Стахов E.A. Очистка нефтесодержащих сточных вод. Л.: Недра, 1983, с. 57-61.

Авторское свидетельство СССР

Р 1297914, кл.. В 03 D 1/00, 1985. (54) СПОСОБ ФЛОТАЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ

ГЕТЕРОГЕННЫХ СИСТЕМ (57) Изобретение относится к механическому разделению гетерогенных систем и м.б. применено в горнорудной, химической, нефтехимической и др. отраслях пром-сти. Цель изобретения —, повьппение эффективности разделения путем регулирования размеров пузырьков иониэированного воздуха (ИВ) непосредственно в процессе их образования.

Проводят ионизацию воздуха с получением одноименных заряженных ионов.

Полученный ИВ направляют под разделительную сетку (С) электроизолированной флотационной камеры, подключенную к электроду со знаком, одноименным знаку заряда ИВ, Поток ИВ под действием электрического поля С проходит по оси каждой ячейки С с образованием пузырьков ИВ. Оптимальный размер пузырьков получают путем изменения потенциала на С непосредственно при их прохождении через нее.

Пузырьки ИВ выносят дисперсные частицы на поверхность, образуя пену (П).

При этом установка второго электрода, имеющего знак, противоположный знаку ионизированных пузырьков, над свободной поверхностью дисперсной жидкости в области образования П позволяет стабилизировать слой П с извлеченными частицами флотируемого кампо. кента и увеличить скорость подьема пузырьков ИВ с частицами в П.

1369804

Изобретение относится к механическому разделению гетерогенных систем (суспенэий и эмульсий) и может найти применение при извлечении дисперсных частиц из жидкостей пузырька и газа в горнорудной, химической, нефтехимической, биологической, пищевой промышленности и при очистке сточных вод.

Целью изобретения является повышение эффективности разделения путем регулирования размеров пузырьков ионизированного воздуха непосредственно в процессе их образования.

В способе флотационного разделения, включающем предварительную ионизацию воздуха с получением ионов с одноименными зарядами, введением через разделительную сетку ионизированного воздуха во флотационную камеру с дисперсной жидкостью и удаление продуктов разделения в пену, корпус флотационной камеры электроизолируют, сетку подключают к электроду того же знака, что и знак получаемых ионов воздуха, а второй электрод. противоположного знака устанавливают над дисперсной жидкостью в пене. Подключение сетки, выполненной .из электропроводного материала, к электроду того же знака, что и пузырьки газа, позволяет, изменяя потенциал на сетке, регулировать размеры пузырьков газа непосредственно при их прохождении через сетку.

Это дает возможность для каждого вида разделяемой дисперсной жидкости подобрать такой потенциал на сетке, при котором размер пузырьков газа будет оптимальным и соответствовать максимальной эффективности разделения. Электроизоляция корпуса и установка второго электрода противоположного знака над дисперсной жидкостью в пене позволяет стабилизировать пену, а значит и находящиеся в ней продукты разделения, так как ионизированные. пузырьки воздуха разряжаются на этом электроде. При этом увеличивается скорость подъема ионизированных пузырьков воздуха с частицами в пену, а электроизоляция корпуса препятствует течению зарядов по нему от сетки к второму электроду.

Для проведения флотационного разделения по предлагаемому способу необходим компрессор для нагнетания воздуха, ионизатор для зарядки его

55 одноименными зарядами, электроизолированная флотационная камера с сеткой, выполненной из электропроводного материала и подключенной к электроду того же знака, что и ионизированный воздух, причем напряжение меняют в зависимости от необходимого оптимального размера пузырьков воздуха. Второй электрод проти- . воположного знака по отношению к знаку зарядов ионизированного воздуха и сетки необходимо установить над свободной поверхностью дисперсной <. жидкости в области образования пены.

Способ осуществляют следующим образом.

Поток воздуха компрессором пода» ется в ионизатор, в электрическом поле которого воздух заряжается одноименными зарядами, а затем направляется под сетку электроизолированной флотационной камеры. ТаК как сетка выполнена из электропроводного материала и подключена к электроду того же знака, что и ионизированный воздух, то поток ионизнрованного воздуха стремится под действием электрического поля сетки проходить по оси каждой ячейки как можно дальше от заряженных одноименными с воздухом зарядами проволочных контуров ячеек сетки. Чем больше потенциал на сетке, тем уже поток ионизированного воздуха, проходящего через каждую ячейку сетки, тем меньше размер образующихся ионизированных пузырьков воздуха. Эти пузырьки сталкиваются в жидкости с дисперсными частицами и выносят их на поверхность, образуя пену. Так как флотационная камера электроизолирована, то заряженные пузырьки воздуха при всплывании не могут разрядиться ни в ней, ни в самой жидкости. Кроме того, они не могут сближаться друг с другом, а значит коалисцировать.

Электрическое поле, образующееся вокруг заряженных пузырьков воздуха, способствует увеличению сил сцепления между пузырьками и частицами и предотвращает деминерализацию пузырьков при их подъеме в пену. Оптимальный размер пузырьков, который можно подобрать, регулируя потенциал на сетке, позволяет достичь максимальной эффективности разделения для каждой дисперсной жидкости. В пене ионизированные одноименными зарядами пузырьки воздуха с извлеченными части3 1369804 цами флотируемого компонента взаимодействуют с вторым электродом противоположного знака и разряжаются, создавая устойчивый слой пены, не препятствующей подъему в нее новых ионизированных пузырьков воздуха с извлекаемыми частицами, Пример. Проведены экспериментальные исследования по определению эффективности разделения в предлагаемом способе флотации по уравнению: ному полюсу выпрямителя, т,е. к электроду того же знака, что и ионизированный поток воздуха, а к положительному полюсу этого выпрямителя подключался электрод, установленный над свободной поверхностью жидкости, выполненный из медной проволоки с размером ячеек ЗхЗ мм, т.е. большим, чем размер ячеек сетки, через которую подают ионизированный поток воздуха, что позволяет свободно переходить в пену пузырькам воздуха с уловленными частицами, Время обработки жидкостей во всех опытах равнялось 5 мин. Во всех слу- . чаях разделение по предлагаемому способу эффективнее, чем в базовом объекте и прототипе. При оптимальном размере пузырьков: для водной суспензии поливинилхлорида 35 мкм при

5 В на сетке; для сточных вод завода

БВК 30 мкм при 6 В на сетке; для веретенного масла 40 мкм при напряже нии 4 В на сетке — увеличение эффективности разделеиия по сравнению с базовым объектом достигает 9-13Х а по сравнению с прототипом — 4,5-102.

Процесс увеличения эффективности разделения в зависимости от возрастания потенциала на сетке проходит через максимальное значение, после которого эффективность снижается.

Это объясняется уменьшением расхода

mк

Х = 1

mp пузырьков ионизированного воздуха

35 через заряженную сетку.

Таким образом, в предлагаемом спо" собе для каждой дисперсной жидкости можно подобрать потенциал на сетке, при котором эффективность разделения будет максимальной. Кроме того, установка второго электрода, имеющего знак, противоположный знаку иониэи° рованных пузырьков, над свободной поверхностью дисперсной жидкости в пене позволяет стабилизировать слой пены с извлеченными частицами флотируемого -компонента, увеличить скорость подъема пузырьков воздуха с частицами в пену и, тем самым, увеличить количество извлекаемых частиц. о

Способ флотационного разделения гетерогенных систем, включающий предварительную ионизацию воздуха с полу» чением одноименно заряженных ионов, введение во флбтационную камеру и

55 где Х вЂ” степень извлечения;

m„ — масса неуловленных частиц в очищаемой жидкости;

m — начальная масса частиц в жидкости.

В опытах предлагаемый способ флотационного разделения сравнивался с известными способами электрофлотации (базовым объектом) и,флотационного разделения (по прототипу) без электроизоляции корпуса флотационной камеры и подключения сетки из электропроводного материала к электроду того же знака, что и пузырьки ионизированного воздуха, а также без установки второго электрода противоположного знака над свободной поверхностью жидкости в пене ° Опыты проводились на лабораторной установке объемом рабочей камеры 1 л. В случае электрофлотации на дне флотационной камеры были установлены две сетки, подключенные к источнику постоянного тока напряжением 10 В и силой 2,5 А, т.е. мощностью 25 Вт. В случае флотационного разделения по прототипу на дне флотационной камеры устанав-, ливалась медная сетка с размером ячеек 60х60 мкм без подключения ее к электроду того же знака, что и пузурьки воздуха. Воздух подавался под сетку от ионизатора "Серпухов-2" мощностью 25 Вт. Прежде, чем дробиться на пузырьки в ячейках сетки, он предварительно заряжался с избытком отрицательных зарядов, при этом флотационная камера электроизолировалась от опорной поверхности прокладкой из оргстекла толщиной 5 мм. В опытах по предлагаемому способу в отличие от

I прототипа медная сетка (с хорошей электропроводностью) размером ячеек

60х60 мкм подключалась к отрицатель

Формула изобретения

Составитель В, Шубина

Техред М.Дидык Корректор.В.Гирняк

Редактор M. Бандура

Заказ 338/6 Тираж 527 . Подписное

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

5 1369804 е диспергирование ионизированного воз- непосредственно в процессе их обрадуха дутем пропускания его через раэ- зования, на разделительную сетку делительную сетку и удаление пенного дополнительно подают напряжение одпродукта с поверхности:пульпы, о т- ноименного со знаком заряда иониэи5 л и ч а ю шийся тем, что, с рованного воздуха, а в зоне пены целью повышения эффективности разде- создают напряжение, противоположное ления путем регулирования размеров по знаку заряду ионизированного пузырьков иониэированного воздуха воздуха.