Теоретические основы защиты окружающей среды. Ветошкин А.Г. - 211 стр.

                                          1




                                         2
               θ

      Рис. 6.7. Схема элементарного акта флотации: 1 – пузырек газа;
                           2 – твердая частица.

     Касательная к поверхности пузырька в точке трехфазного периметра и
поверхность твердого тела образуют обращенный в воду угол θ, называемый
краевым углом смачивания.
     Вероятность прилипания зависит от смачиваемости частицы, которая
характеризуется величиной краевого угла θ. Чем больше краевой угол смачи-
вания, тем больше вероятность прилипания и прочность удерживания пу-
зырька на поверхности частицы. На величину смачиваемости поверхности
взвешенных частиц влияют адсорбционные явления и присутствие в воде
примесей ПАВ, электролитов и др.
     ПАВ – (реагенты-собиратели), адсорбируясь на частицах, понижают их
смачиваемость, т.е. являются гидрофобными. В качестве реагентов-
собирателей используют масла, жирные кислоты и их соли, меркаптаны,
ксантогенаты, алкилсульфаты, амины. Повышения гидрофобности частиц
можно достичь также адсорбцией молекул растворенных газов на их поверх-
ности.
     Энергия образования комплекса “пузырек-частица” равна
               А = σ (1- cos θ),                      (6.54)
где σ – поверхностное натяжение воды на границе с воздухом.
     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 пузырь-
ков воздуха. Оптимальный размер пузырьков равен 15…30 мкм. При этом
необходима высокая степень насыщения воды пузырьками, или большое га-
зосодержание. Повышение концентрации примесей увеличивает вероятность
столкновения и прилипания частиц к пузырькам. Для стабилизации размеров
пузырьков в процессе флотации вводят различные пенообразователи, кото-
рые уменьшают поверхностную энергию раздела фаз: сосновое масло, кре-
зол, фенолы, алкилсульфат натрия, обладающие собирательными и пенооб-
разующими свойствами.
                                   211