Экология и производственная безопасность

164 находясь в жидкой фазе суспензии и ад- сорбируясь на границах раздела фаз жидкость-газ и твердая фаза – жидкость, селективно флотируют взвешенные ча- стицы. Различают три основные груп- пы флотационных реагентов – собира- тели, регуляторы и пенообразователи (вспениватели) (см. «Флотация). Флотация (франц. flottation – плавать) – способ разделения мелких твердых частиц, выделения капель дисперсной фазы из эмульсий, осно- ванный на различной их смачиваемо- сти водой, а также накопление на по- верхности раздела фаз. Флотация воз- можна только при неполном смачива- нии жидкой фазой поверхности выде- ляемых (гидрофобных) частиц. Гидро- фобные частицы избирательно закреп- ляются на границе раздела фаз – газа (обычно воздуха) и воды и отделяют- ся от гидрофильных (хорошо смачива- емых водой) частиц. При флотации пузырьки газа прилипают к плохо сма- чиваемым водой частицам и поднима- ют их к поверхности, образуя слой пены, который затем удаляется и дол- жен утилизироваться. В зависимости от способа и вида образования границ между фазами вода – частица – воздух различают не- сколько видов флотации: пенная; пле- ночная; масляная. При пенной флотации обработан- ная реагентами (но иногда могут реаген- тами и не обрабатываться) дисперсная фаза вместе с пузырьками воздуха вы- носится на поверхность воды, образуя слой пены. Устойчивость пены регули- руется добавлением пенообразователей. Пленочная флотация заключается в удерживании гидрофобных частиц на поверхности жидкости и в нахождении в массе жидкости и последующем осаж- дении гидрофильных частиц. При масляной флотации частицы взвешенных веществ смачиваются мас- лом и далее всплывают на поверхность воды. Применяется в основном при обо- гащении руд цветных металлов. Контактирование пузырьков воз- духа и взвешенных частиц происходит двумя путями: при столкновении частиц с поверхностью пузырьков и при обра- зовании пузырьков на поверхности час- тиц в процессе выделения из жидкости растворенного воздуха. Прилипание пузырьков воздуха к частице характеризуется величиной кра- евого угла смачивания (или косинусом данного угла), образуемого поверхнос- тями соприкасающихся фаз (частица – пузырек воздуха). В свою очередь вели- чина краевого угла смачивания опреде- ляется размерами 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 боль- ше краевой угол смачивания (чем более гидрофобна поверхность частицы) и достигает максимума при максимальном угле смачивания. При краевых углах смачивания, близких к нулю, т.е. для гидрофильных частиц, величина флоти- руемости близка нулю. Поверхностное натяжение суще- ствует на границе раздела фаз и облада- ет избыточной поверхностной энергией, величина которой характеризуется из- бытком сил притяжения над силами от- талкивания. Величина избыточной по- верхностной энергии определяется раз- ностью потенциалов между двумя фаза- ми. Для осуществления процесса флота- ции необходимо, чтобы частицы прочно Фло-Фло