Oqava suvlarni tozalash muammosi oʻnlab yillar davomida dolzarb boʻlib kelgan. Qiyinchilik usullar va jihozlarning eskirganligi, shuningdek, maishiy kimyo va ishlab chiqarishda yangi kimyoviy moddalarning paydo bo'lishi bilan bog'liq bo'lib, ularni oqava suvlardan tozalashga mutlaqo yangi yondashuvlarni talab qiladi. Oqava suvlarni tozalashning universal usullaridan biri flotatsiya hisoblanadi. Ifloslantiruvchi xususiyatlariga qarab, u faqat reagentlarni almashtirishni va jarayon sharoitlarini tuzatishni talab qiladi.
Oqava suvlarni tozalash
Ushbu usul tarkibida tolalar, neft mahsulotlari, yogʻlar va yogʻlar va suvda yomon eriydigan boshqa moddalar boʻlgan oqava suvlarni tozalashda muvaffaqiyatli qoʻllanilgan. Chiqindi suvlar avval maxsus moddalar yordamida suspenziya va emulsiyaga o'tkaziladi.
Flotatsiya jarayoni gaz pufakchalarining zarrachalarga yopishib olish qobiliyatiga asoslanadi va ularning suyuqlik yuzasida suzib yurishiga yordam beradi.
Usulning umumiy tamoyillari
Flotatsiyaning eng oddiy harakati bu biriktirmaerimaydigan zarralar (masalan, mineral, moy yoki boshqa har qanday) havo pufakchalariga. Tozalashning muvaffaqiyati zarracha va pufakchalar o'rtasida bog'lanish tezligiga, bu bog'lanishning kuchiga va ushbu kompleksning mavjud bo'lish muddatiga bog'liq. Bu esa, o'z navbatida, zarrachalarning tabiati, suv bilan namlanish tendentsiyasi va ularning reagentlar bilan o'zaro ta'sir qilish xususiyatlari bilan belgilanadi. Shunday qilib, flotatsiya ko'p omillarga bog'liq jarayon.
Elementar harakat quyidagi mexanizmlardan biri orqali amalga oshirilishi mumkin:
- pufakchalar toʻxtatilgan zarrachalarda darhol hosil boʻladi;
- Suspenziya zarralari gaz pufakchasi bilan toʻqnashganda unga yopishadi;
- zarracha yuzasida kichik pufakcha hosil boʻladi, u toʻqnashganda boshqasi bilan birlashadi va hajmi oshadi.
Flotatsiya jarayonida hosil boʻladigan kompleks amalda harakatsiz muhitda faqat gaz pufakchasini koʻtarish kuchi zarracha ogʻirligidan kattaroq boʻlgandagina suzishi mumkin. Bu tozalangan suv yuzasida ko'pikli qatlam hosil bo'lishiga olib keladi.
Bundan tashqari, aloqa nuqtasida pufakchalar va zarrachalarning sirt maydonlari ma'lum nisbatda bo'lishi kerak. Yopishqoq kuchlar zarrachalarning kvadratiga mutanosib ravishda ortadi, chunki ularning ulanish perimetri ularning yuzlarining eng kattasi o'lchami bilan cheklangan. Va ajratish kuchi to'g'ridan-to'g'ri ifloslantiruvchi zarrachaning massasiga bog'liq (ya'ni, uning kubdagi chiziqli o'lchamlari). Shunday qilib, ma'lum bir zarracha kattaligiga erishilganda, ajralish kuchlari yopishish kuchlaridan oshib ketadi. Shunday qilib, uchunFlotatsiya usulida oqava suvlarni muvaffaqiyatli tozalash nafaqat suspenziyaning pufakchalar bilan aloqasi tabiati, balki ularning hajmi uchun ham muhimdir.
Suvni pufakchalar bilan to'yintirish usullari
Oqava suvlarda gaz pufakchalari paydo boʻlishini taʼminlaydigan koʻplab texnikalar mavjud. Flotatsiyada ishlatiladigan asosiy usullar:
- Havoning suvda eruvchanligini bosim oshishi bilan oshirishga asoslangan siqish (yoki bosim) usuli.
- Suyuqlikni havo bilan intensiv aralashtirishga asoslangan mexanik usul.
- Oqava suvlarni g'ovakli materiallardan o'tkazib, ularning tarqalishiga olib keladi.
- Gaz pufakchalari paydo boʻlishi bilan birga suvni elektroliz qilishga asoslangan elektr usuli.
- Ma'lum reagentlarning oqava suv komponentlari bilan kimyoviy reaksiyalari jarayonida pufakchalar hosil boʻlishiga olib keladigan kimyoviy jarayon.
- Vakuum usuli bosimni pasaytirish bilan tavsiflanadi.
Bosim flotatsiyasi
U past konsentratsiyali nozik va kolloid suspenziyalarni olish uchun eng samarali hisoblanadi. Tozalangan suv maxsus reaktor - saturatorda 7 MPa gacha bosim ostida havo bilan to'yingan. Undan suv chiqqandan so'ng bosim keskin normal holatga tushadi (atmosfera), bu havo pufakchalarining intensiv jarayonini qo'zg'atadi.
Suvni tozalash samaradorligini sezilarli darajada oshirish uchun flotatsiya koagulyatsiya va flokulyatsiya bilan birlashtiriladi. Bu ikkala yondashuverimagan zarrachalar hajmining oshishiga hissa qo'shadi. Koagulyantlar ikkala noorganik birikmalar, odatda temir temir yoki alyuminiy tuzlari va ba'zi organik moddalardir. Flokulyantlar maxsus polimerlar bo'lib, ularning molekulalari suvli muhitda ifloslantiruvchi zarrachalarni o'ziga tortadigan zaryadlangan tarmoq hosil qiladi, bu esa flokulyant agregatlarning paydo bo'lishiga olib keladi.
Oʻrnatish va oqim diagrammasi
Bosimli flotatsiyani amalga oshiradigan o'rnatishlarni nafaqat bino ichida, balki ularning tashqarisida ham joylashtirish mumkin. Shunday qilib, birinchisi kichik hajmlar uchun javob beradi, agar suv iste'moli 20 m3/soat dan oshmasa, ikkinchisi esa ancha katta quvvatga ega. Katta ob'ektlar, masalan, saturator va flotatsiya kamerasi ochiq havoda, nasoslar esa bino ichida bo'lganda, konstruksiyalarni birgalikda joylashtirish ko'pincha tartibga solinadi.
Havo haroratining salbiy qiymatlarga tushishi mumkin bo'lgan sharoitlarda o'rnatishda ko'pikli isitish tizimini ta'minlash kerak. Klassik kompression flotatsiya qurilmasi quyidagi jihozlardan iborat:
- Suyuqlik uchun nasos.
- Suv tozalash tizimiga havo (yoki har qanday gaz) yetkazib berish uchun kompressor.
- Saturator (boshqa nomi - bosimli idish), unda havo oqava suvda eriydi.
- Flotatsiya kameralari, agar jarayonda toʻxtatilgan zarrachalarni qoʻpollashtirish bosqichi nazarda tutilgan boʻlsa.
- Reagent qurilmasi, jumladan dozalash vareagentlarni tozalanadigan suyuqlik bilan aralashtirish.
- Tozalash jarayonini boshqarish tizimi.
Oqava suvlarni bosimli flotatsiya bilan tozalashni nazarda tutuvchi texnologik sxemalar quyidagilar boʻlishi mumkin:
- Tozalanadigan suyuqlikning toʻliq hajmi toʻyingandan oʻtganda.
- Tiklangan suyuqlikning atigi 20-50% toʻyingandan oʻtganda aylanma.
- Qisman to'g'ridan-to'g'ri oqim, qachonki xom suvning taxminan 30-70% to'yingan suvga kirsa, qolgan qismi esa to'g'ridan-to'g'ri flotatsiya kamerasiga yuboriladi.
Ushbu sxemalardan birini tanlashda tozalangan oqava suvning fizik-kimyoviy xossalari, tozalash darajasiga qoʻyiladigan talablar, mahalliy sharoit va iqtisodiy koʻrsatkichlar hisobga olinadi.
Elektroflotatsiya
Bu usul 20-asrning ikkinchi yarmida qoʻllanila boshlandi. Keyin flotatsiya intensivligini oshirishda elektroliz gazlari inert gazlar yoki havoga qaraganda ancha samarali ekanligi aniqlandi. Bu suvda erimaydigan neft mahsulotlarini, moylash moylarini, oqava suvlarda barqaror emulsiyalar hosil qiluvchi og'ir va rangli metallarning yomon eriydigan birikmalarini ajratib olish imkonini beradi. Ammo elektroliz gazlariga qo'shimcha ravishda, ba'zi aralashmalarni olib tashlashga sun'iy ravishda yaratilgan elektr maydoni ta'sir qiladi, unda zaryadlangan zarralar qarama-qarshi zaryadlangan elektrodlar tomon harakatlanadi.
Elektroflotatsiyaning muhim kamchiliklari past mahsuldorlik, elektrodlarning yuqori narxi, eskirish va ifloslanish hamda portlash xavfi hisoblanadi.
Ko'pikni fraksiyalash usuli
Eritma orqali yuqoriga koʻtarilgan gaz pufakchalarida erigan sirt faol moddalarning (sirt faol moddalar) adsorbsiyasigacha qaynaydi. Bunda adsorbsiyalangan modda bilan boyitilgan ko'pik intensiv ravishda hosil bo'ladi.
Ushbu turdagi flotatsiyani qo'llashning muhim sohasi kir yuvishda ishlatiladigan yuvish vositalaridan suvni tozalashdir. U faol loyni biokimyoviy tozalashdan ajratish uchun ham javob beradi.
Rudani boyitish
Flotatsiya jarayoni barcha turdagi rudalarni birlamchi qayta ishlashda muvaffaqiyatli qoʻllaniladi, bu esa tarkibida metall yoki uning birikmalari yuqori boʻlgan qimmatli fraksiyani ajratish imkonini beradi. U ajratilgan minerallar sirtining xossalaridagi farqlarga asoslanadi.
Ruda flotatsiyasi uch fazali jarayon:
- qattiq faza - maydalangan mineral;
- suyuq faza pulpa;
- gaz fazasi pulpadan oʻtgan havo pufakchalari orqali hosil boʻladi.
Flotatsiya suyuq faza yuzasida hosil bo'lgan mahsulot shakliga qarab ko'pikli, plyonkali yoki yog'li bo'lishi mumkin.
