Характеристика аніонних флокулянтів - стор
Характеристика аніонних флокулянтів
Відносний заряд флокулянту
Нейтральний
Тип полімеру[9-12, 15]
При переробці рудної та нерудної сировини як флокулянти найчастіше застосовують аніонні флокулянти (сополімери акриламіду та акрилату натрію). У різних системах ці кополімери поводяться по-різному.
Рухаюча сила адсорбції контролюється мінералогічним складом твердої фази та властивостями рідкої фази суспензії. Основними полімерними групами у розглянутих флокулянтах є амід і карбоксилат. Відомо, що ці групи можуть адсорбуватися поверхнею частинок твердої фази. Проте детальні дослідження показали, що це функціональні групи виконують різну роль. Основна функція амідної групи – це адсорбція у вигляді водневих зв'язків. Основна роль, яку виконує карбоксилатна група, полягає у розгортанні полімерного ланцюжка в об'єм рідкої фази за рахунок сил електростатичного відштовхування для подальшого утворення місткових зв'язків між частинками твердої фази. Однак, це не означає, що карбоксилатні групи нездатні до адсорбції, але їх головна функція в більшості випадків пов'язана з розгортанням полімерного ланцюжка обсяг розчину. Сополімери акриламіду і акрилату натрію зазвичай активніші, ніж неіоногенний поліакриламід, незважаючи на той факт, що більшість твердих частинок несуть на своїй поверхні негативний заряд. Підвищена активність аніонних полімерів пов'язані з розгортанням полімерних ланцюжків з допомогою електростатичних сил відштовхування між негативно зарядженими карбоксилатными групами.
На рис. 7 показано вплив величини рН рідкої фази форму полімерів [9, 11].
Рис.7. Залежність форми полімеру від рН середовища
Ідеальний флокулянт для конкретного технологічного процесу повинен витримувати баланс між адсорбційними групами (зазвичай акриламід) та молекулами, які беруть участь у розгортанні полімерних ланцюжків (зазвичай акрилат).
Молекулярна маса (ММ)[9-15]
За однією з теорій, флокуляція частинок відбувається через побудову з-поміж них місткових зв'язків з допомогою флокулянта. Отже, ММ флокулянта грає значної ролі при флокуляції. Найчастіше збільшення ММ флокулянту призводить до підвищення швидкості згущення суспензій, хоча існують зворотні приклади. Слід пам'ятати, що при зниженні активності флокулянту необхідно враховувати низку факторів.
Слід зазначити, що середня молекулярна маса полімеру є єдиним параметром визначення ефективності флокуляції. Так, наприклад, два полімери з однаковою середньою (здається) молекулярною масою можуть мати різний розподіл молекулярної маси (рис. 8) [13].
Рис.8. Два полімери з однаковим значенням середньої молекулярної маси, але різним поділом молекулярної маси
Незважаючи на те, що полімери А і В мають однакову середню молекулярну масу і в'язкість водного розчину, їх флокулююча здатність може сильно відрізнятися, оскільки один з них має великий розкид молекулярної маси і містить як високі, так і низькі фракції, інший представлений дуже вузьким діапазоном середніх фракцій. Відмінність у флокулюючій здатності таких полімерів у кожному конкретному випадку буде залежати від властивостей суспензії, що обробляється.
Розбавлення флокулянта[8-15]
Істотний вплив на флокуляцію має концентрація робочого розчину флокулянту, що додається до суспензії.Чим нижче концентрація розчину флокулянту, тим легше і швидше розподіляється флокулянт за обсягом суспензії, що призводить до поліпшення флокуляції. На рис. 9 показана залежність роботи флокулянту (швидкості відстоювання суспензії) від концентрації робочого розчину полімеру при однаковому дозуванні. Однак ступінь розведення флокулянту часто залежить від конкретних умов технологічного процесу, пов'язаних з обмеженням додаткового введення води.
Рис.9. Вплив концентрації робочого розчину флокулянту на швидкість відстоювання суспензії при однаковому дозуванні полімеру
Вплив розведення флокулянту на швидкість відстоювання також вивчали при згущенні суспензії при переробці золотовмісної руди. Отримані результати подано на рис. 10 [11]. Щоб отримати швидкість відстоювання рівну 25 см/хв, дозування флокулянту становить близько 55 г/т при концентрації 0,1 % і приблизно 26 г/т при концентрації 0,01 %. Розведення флокулянту знизило його витрати вдвічі.
Таким чином, концентрація робочого розчину флокулянту є одним із важливих факторів, що впливають на флокуляцію.
Величина рН[9-12]
p align="justify"> Значення рН суспензії відіграє дуже важливу роль при виборі флокулянту, оскільки впливає не тільки на хімію флокулянту, але і на його реологію. При високому значенні рН акрилат знаходиться в хімічній рівновазі з акриловою кислотою, що призводить до зміни полілогової реології.
Зважаючи на кислотно-основну поведінку акрилату натрію та акрилової кислоти, можна проілюструвати вплив рН на роботу аніонного флокулянту. При рН=7 карбоксилатний іон сприятиме розгортанню полімерного ланцюжка, тоді як при рН=3 полімер перебуває у згорнутому стані (рис. 7). Отже, призниження величини рН активність аніонного полімеру звичайного типу буде знижуватися. Що стосується неіоногенного поліакриламіду, слід очікувати, що величина рН надаватиме мінімальний вплив на його активність.
У табл. 2 наведені результати, отримані при згущенні суспензії каолінової, яка мала різне значення рН. У дослідах використовували три різні флокулянти з високою молекулярною масою.