Технологии водоочистки

Раздел 2. Основные технологии очистки сточных и природных вод Прилипание пузырьков воздуха к частице характеризуется величи­ ной краевого угла смачивания (или косинусом данного угла), образуемого поверхностями соприкасающихся фаз (частица - пузырек воздуха). В свою очередь величина краевого угла смачивания определяется разме­ рами частицы и пузырька, а также поверхностным натяжением на границе раздела фаз: частицы, жидкости и газа. Адгезия между частицей и пу­ зырьком воздуха тем больше, чем больше краевой угол смачивания (чем более гидрофобна поверхность частицы) и достигает максимума при мак­ симальном угле смачивания. При краевых углах смачивания, близких к нулю, т.е. для гидрофильных частиц, величина флотируемости близка к нулю. Поверхностное натяжение существует на границе раздела фаз и об­ ладает избыточной поверхностной энергией, величина которой характе­ ризуется избытком сил притяжения над силами отталкивания. Величина избыточной поверхностной энергии определяется разностью потенциалов между двумя фазами. Для осуществления процесса флотации необходимо, чтобы части­ цы прочно прикреплялись к пузырькам. Кроме того, на частицы, прикре­ пленные к пузырькам и поднимающиеся вверх, действуют силы, стремя­ щиеся оторвать частицы от пузырьков: силы тяжести, трения. Оптимальный размер частиц, с максимальной эффективностью разделяемых флотацией, равен 0,1 - 0,04 мм; более мелкие отделяются хуже, а частицы менее 5 мкм ухудшают флотацию более крупных частиц. Частицы размером 1 - 3 мм при флотации отрываются под действием си­ лы тяжести от пузырьков воздуха и не флотируются, поэтому для флота­ ции крупных частиц (0,5-5 мм) разработан способ пенной флотации, при котором пульпа (суспензия) подается на слой пены, удерживающей толь­ ко гидрофобные частицы. Для повышения эффективности флотации и обеспечения избира­ тельной (селективной) флотации применяют флотационные реагенты. Флотационные реагенты подразделяются на три группы: собиратели, ре­ гуляторы, пенообразователи. Собиратели (иногда их называют коллекторами) - органические вещества, назначение которых в гидрофобизации поверхности флотируе­ мых частиц и соответственно, уменьшение поверхностного натяжения или увеличение межфазного натяжения. В результате повышения гидро- 141