Способ флотационного разделения гетерогенных систем

, (19 у (И) %Р 1/О 4 ггтъопр ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВТОРСКОМУ Сви 92/22-03.Дахина,ССР1985 кости в о ляет стаб ченными ч ента иузырько ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ 1.88, Бюл. В 4оградский политехническии(56) Стахов Е.А. Очистка нефтесодержащих сточных вод. Л. Недра, 1983,с, 57-61.Авторское свидетельство СВ 1297914, кл В 03 0 1/00,(54) СПОСОБ ФЛОТАЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯГЕТЕРОГЕННЫХ 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 разделенияпутем регулирования размеров пузырьковиониэированного 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 жидбласти образования П позвоилизировать слой П с извле" астицами флотируемого кампо 2 н увеличить скорость подьема Веав п в ИВ с частицами в П.10 Изобретение относится к механическому разделению гетерогенных систем (суспензий 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 электро- изолируют, 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 20 25 30 35 40 45 50 55 одноименными зарядами, электроизолированная флотационная камера ссеткой, выполненной из электропроводного материала и подключеннойк электроду того же знака, что иионизированный 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 дисперснойжидкости в области образования пены.Способ осуществляют следующим образом.Поток воздуха компрессором пода ется в ионизатор, в электрическом поле которого воздух заряжаетсяодноименными зарядами, а затем направляется под сетку электроизолированной флотационной камеры. Так каксетка выполнена из электропроводногоматериала и подключена к электродутого же знака, что и ионизированныйвоздух, то поток ионизнрованного воздуха стремится под действием электрического поля сетки проходить по осикаждой ячейки как можно дальше отзаряженных одноименными с воздухомзарядами проволочных контуров ячеексетки. Чем больше потенциал на сетке,тем уже поток ионизированного воздуха, проходящего через каждую ячейкусетки, тем меньше размер образующихсяионизированных пузырьков воздуха. Этипузырьки сталкиваются в жидкости сдисперсными частицами и выносят ихна поверхность, образуя пену, Так какфлотационная камера электроизолирована, то заряженные пузырьки воздухапри всплывании не могут разрядитьсяни в ней, ни в самой жидкости. Крометого, они не могут сближаться друг сдругом, а значит коалисцировать.Электрическое поле, образующеесявокруг заряженных пузырьков воздуха,способствует увеличению сил сцепления между пузырьками и частицами ипредотвращает деминерализацию пузырьков при их подъеме в пену. Оптимальный размер пузырьков, который можноподобрать, регулируя потенциал насетке, позволяет достичь максимальнойэффективности разделения для каждойдисперсной 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,П р и м е р. Проведены экспериментальные исследования по определению эффективности разделения в предлагаемом способе флотации по уравнению: ному полюсу выпрямителя, т,е. кэлектроду того же знака, что и ионизированный поток воздуха, а к положительному полюсу этого выпрямителяподключался электрод, установленныйнад свободной поверхностью жидкости,выполненный из медной проволоки сразмером ячеек ЗхЗ мм, т,е, большим,чем размер ячеек сетки, через которуюподают ионизированный поток воздуха,что позволяет свободно переходитьв пену пузырькам воздуха с уловлен"ными частицами,Время обработки жидкостей во всехопытах равнялось 5 мин. Во всех слу- .чаях разделение по предлагаемомуспособу эффективнее, чем в базовомобъекте и прототипе. При оптимальномразмере пузырьков: для водной суспензии поливинилхлорида 35 мкм при5 В на сетке; для сточных вод заводаБВК 30 мкм при 6 В на сетке; дляверетенного масла 40 мкм при напряжении 4 В на сетке - увеличение эффективности разделеНия по сравнению сбазовым объектом достигает 9-133, апо сравнению с прототипом - 4,5-103.Процесс увеличения эффективностиразделения в зависимости от возрастания потенциала на сетке проходитчерез максимальное значение, послекоторого эффективность снижается.Это объясняется уменьшением расхода шкХ=11 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 40 45 50 Способ флотационного разделения гетерогенных систем, включающий предварительную ионизацию воздуха с полу чением одноименно заряженных ионов, введение во флбтационную камеру и 55 где Х - степень извлечения;ш - масса неуловленных частиц вочищаемой жидкости;ш - начальная масса частиц вжидкости,В опытах предлагаемый способ флотационного разделения сравнивался сизвестными способами электрофлотации(базовым объектом) и флотационногоразделения (по прототипу) без электроизоляции корпуса флотационной камеры и подключения сетки из электропроводного материала к электроду тогоже знака, что и пузырьки ионизированного воздуха, а также без установкивторого электрода противоположногознака над свободной поверхностью жидкости в пенеОпыты проводились налабораторной установке с объемомрабочей камеры 1 л. В случае электрофлотации на дне флотационной камеры были установлены две сетки,подключенные к источнику постоянноготока напряжением 10 В и силой 2,5 А,т.е. мощностью 25 Вт. В случае флотационного разделения по прототипуна дне флотационной камеры устанав-,ливалась медная сетка с размером ячеек 60 х 60 мкм без подключения ее кэлектроду того же знака, что и пузурьки воздуха. Воздух подавался подсетку от ионизатора "Серпухов" мощностью 25 Вт. Прежде, чем дробитьсяна пузырьки в ячейках сетки, он предварительно заряжался с избытком отрицательных зарядов, при этом флотационная камера электроизолировалась отопорной поверхности проКладкой изоргстекла толщиной 5 мм. В опытах попредлагаемому способу в отличиеотФпрототипа медная сетка (с .хорошейэлектропроводностью) размером ячеек60 х 60 мкм подключалась к отрицатель" 5 10 15 20 25 30 Формула изобретенияСоставитель В, ШубинаТехред М,Дидык Корректор.В.Гирняк Редактор М, Бандура Заказ 338/6 Тираж 527 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, ЖРаушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 5 1369804едиспергирование 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 иониэи 5л и ч а ю щ и й с я 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,1