Процессы инженерной защиты окружающей среды (теоретические основы). Ветошкин А.Г. - 264 стр.

      Для частиц, хорошо смачиваемых водой, θ > 0, а cos θ > 1, следова-
тельно, прочность прилипания минимальна, а для несмачиваемых частиц
– максимальна.
      Эффект разделения флотацией зависит от размера и количества пу-
зырьков воздуха. Оптимальный размер пузырьков равен 15…30 мкм. При
этом необходима высокая степень насыщения воды пузырьками, или
большое газосодержание. Повышение концентрации примесей увеличива-
ет вероятность столкновения и прилипания частиц к пузырькам. Для ста-
билизации размеров пузырьков в процессе флотации вводят различные пе-
нообразователи, которые уменьшают поверхностную энергию раздела фаз:
сосновое масло, крезол, фенолы, алкилсульфат натрия, обладающие соби-
рательными и пенообразующими свойствами.
      Вес флотируемой частицы не должен превышать силы прилипания
ее к пузырьку и подъемной силы пузырьков. Размер частиц, которые хо-
рошо флотируются, зависит от плотности материала частиц и равен
0,2…1,5 мм.
      Флотация может быть использована при сочетании с флокуляцией.
Вероятность образования комплекса «пузырек-частица» может быть опре-
делена по формуле:
        ω = [n 4/3 π(R + r)3 – n 4/3 π R3]/V = Cг[(1 + r/R)3 - 1],        (6.30)
где n – число пузырьков радиуса R в объеме V жидкости; r – радиус час-
тицы; Сг = n 4/3 π R3/V – объемная концентрация газовой фазы.
      Плотность флотационной среды, состоящей из воды, пузырьков воз-
духа и твердых частиц, равна
           ρс = ρж(1- Сч – Сг) + ρчСч + ρг Сг,                        (6.31)
где ρж, ρч, ρг – плотность жидкости, частиц и газа; Сч, Сг – объемная кон-
центрация частиц и газа в воде.
      Скорость движения частиц vч и пузырьков vп относительно среды
определяется по формулам:
           vч = -2/9(g r2/μc ρж)[(1- Сч)(ρч/ρж – 1) + Сг];            (6.32)
                        2
           vп = 1/9(g R /μс ρж)[1+Сч(ρч/ρж –1) – Сг],                 (6.33)
где g – ускорение свободного падения (силы тяжести); μс – динамическая
вязкость флотационной среды.
      Скорость процесса выделения частиц флотацией описывается урав-
нением реакции первого порядка:
               dCч/dτ = - k Cч,                                    (6.34)
где k – коэффициент скорости флотации, зависящий от динамических и
конструктивных параметров.
      Наилучшие условия разделения достигаются при соотношении меж-
ду твердой и газообразной фазами Gг/Gч = 0,01…0,1. Это соотношение оп-
ределяется по формуле:

                                      264