всероссийский научно-практический журнал
  • ISSN 2072-8158
  • -
  • Роспечать: 48626
  • Пресса России: 44722

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФЛОКУЛЯЦИИ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ ОТХОДОВ ФЛОТАЦИИ УГЛЕЙ В ЗАМКНУТОМ ВОДООБОРОТНОМ ЦИКЛЕ

Опубликовано в журнале «Вода: химия и экология» № 12 за 2016 год, стр. 22–28.
Рубрика: Технологии промышленной и бытовой очистки вод

 

Лавриненко А.А. доктор технических наук, заведующий лабораторией, ФГБУН Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук
Гольберг Г.Ю. К.т.н., доцент, заведующий сектором водно-шламовых процессов Института обогащения твёрдого топлива
Палкин А.Б. кандидат технических наук, старший научный сотрудник, ФГБУН Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук
Раджабов М.М. кандидат технических наук, научный сотрудник, ФГБУН Институт проблем комплексного освоения недр Российской академии наук

Аннотация:
В настоящей работе с целью количественной оценки принципиальной возможности флокуляции минеральных частиц выполнено численное моделирование взаимодействия полимерных флокулянтов с частицами отходов флотации углей. Предложен подход для определения типа флокулянта и его расхода в зависимости от потенциальной энергии взаимодействия частицы с макромолекулой полимера и крупности частиц. Эта концепция рассмотрена применительно к тонкодисперсным отходам флотации углей, твёрдая фаза которых содержит примерно 50 % частиц крупностью -10 мкм и имеет электрокинетический потенциал твёрдой фазы в среднем -31 мВ. Потенциальная энергия взаимодействия частиц твёрдой фазы и макромолекул флокулянтов определена на основе расширенной теории Дерягина, Ландау, Фервея, Овербека (ДЛФО). Полученные расчётные данные свидетельствуют о принципиальной возможности флокуляции исследованных отходов высокомолекулярными анионоактивными флокулянтами на основе полиакриламида. Также расчётным путём определёно минимальное значение диаметра частиц отходов флотации, участвующих в процессе флокуляции в зависимости от расхода флокулянта и концентрации твёрдой фазы.

Ключевые слова: отходы флотации углей, расширенная теория ДЛФО, флокулянт, флокуляция

Ссылка для цитирования:
Лавриненко А.А., Гольберг Г.Ю. , Палкин А.Б., Раджабов М.М. МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФЛОКУЛЯЦИИ ТОНКОДИСПЕРСНЫХ ОТХОДОВ ФЛОТАЦИИ УГЛЕЙ В ЗАМКНУТОМ ВОДООБОРОТНОМ ЦИКЛЕ // Вода: химия и экология. — 2016. — № 12. — c. 22–28. — http://watchemec.ru/article/28355/

Литература:
1. Техника и технология обогащения углей. Справочное
руководство. Под ред. В.А. Чантурия, А.Р. Молявко.
Изд. 3-е, перераб. и доп. М.: Наука, 1995. 622 с.
2. La Mer V.K. Theory of fl occulation, subsidence and
refi ltration rates of colloidal dispersions fl occulated by
polyelectrolites /V.K. La Mer, R.H. Smellie Jr. // Clays
and Clay Minerals: Proceedings of the Ninth National
Conference on Clays and Clay Minerals, Lafayette,
Indiana, October 5-8, 1960. Oxford-London-N.-Y.-Paris:
Pergamon Press. 1962. P. 295-314.
3. The scientifi c base of fl occulation. Ed. by K.J. Ives.
Sij thoff & Noordhoff International Publishers B.V., Alphen
aan den Rij n, The Netherlands, 1978. 369 P.
4. Борц М.А. Теория и технологические факторы фло-
куляции угольных суспензий. Дис.… д-ра техн. наук.
М., 1972. 345 с.
5. Небера В.П. Флокуляция минеральных суспензий.
М.: Недра, 1983. 288 с.
6. Рубинштейн, Ю.Б. Обоснование применения по-
лиакриламидных флокулянтов для селективного раз-
деления угольных шламов / Ю.Б. Рубинштейн, О.В.
Яровая, Г.Ю. Гольберг, В.И. Новак // Известия выс-
ших учебных заведений. Горный журнал. 2011. №2. С.
97-102.
7. Вигдергауз В.Е. Нанохимические аспекты флокуля-
ции минеральных частиц: смачиваемость минералов
и её влияние на энергию гидрофобных взаимодейст-
вий в процессах флокуляции / В.Е. Вигдергауз, Г.Ю.
Гольберг // Нанотехнологии и охрана здоровья. 2011.
Т. III, №2 (7). С. 24-29.
8. Дерягин Б.В. Поверхностные силы / Б.В. Дерягин,
Н.В. Чураев, В.М. Муллер. М.: Наука, 1985. 398 С.
9. Verwey E.J.W. Theory of the stability of lyophobic
colloids / E.J.W. Verwey, J.Th.G. Overbeek. Amsterdam:
Elsevier. 1948. 205 р.
10. Yoon R.-H. Application of extended DLVO theory. IV.
Derivation of fl otation rate equation from fi rst principles
/ R.-H. Yoon, L. Mao // Journal of Colloid and Interface
Science. 1996. V. 181, №2. Р. 613-626.
11. Drzymala J. Mineral Processing. Foundations of theory
and practice of minerallurgy. 1st English edition. Wroclaw:
Wroclaw University of Technology. 2007. 509 p.
12. Clarke A.N. Electrical aspects of adsorbing colloid
fl otation. VIII. Specifi c adsorption of ions by fl ocs / A.N.
Clarke, D.J. Wilson, J.H. Clarke // Separation science and
technology. 1978. V. 13, №7. P. 573-586.
13. Фролов Ю.Г. Курс коллоидной химии. Поверхност-
ные явления и дисперсные системы. Изд. 2-е, перераб.
и доп. М.:Химия, 1989. 464 с.
14. Rabiee A. A survey on cationic polyelectrolytes and
their applications: acrylamide derivatives / A. Rabiee, A.
Ershad-Langroudi M.E. Zeynali // Reviews in Chemical
Engineering. 2015. V. 31, №3. P. 239-261.
15. Wiśniewska M. Impact of anionic polyacrylamide on
stability and surface properties of the Al2O3–polymer
solution system at diff erent temperatures / M. Wiśniewska,
S. Chibowski, T. Urban, D. Sternik, K. Terpiłowski //
Colloid and Polymer Science. 2016. V. 294. P. 511-517.
16. Brotherson B. Salt Eff ect on Cationic Polyacrylamide
Conformation on Mica Studied by Single Molecule
«Pulling» with Scanning Probe Microscopy / B.
Brotherson, L.A. Bottomley, P. Ludovice, Yulin Deng //
Journal of Physical Chemistry B. 2008. V. 112, №40. P.
12686-12691.
17. Сайт о химии. Электронный ресурс: http://www.
xumuk.ru/colloidchem/106.html.
18. Israelachvili J.N. Intermolecular and surface forces.
Second edition. London: Academic Press, 1992. 450 p.
19. Thomas J. The Study of the Interaction between
Flotation Tailings and Flocculants in Separation Process
of Coal / J. Thomas, J. Hajduková, P. Malíková, J. Vidlář,
V. Matúšková // Inżynieria Mineralna — Journal of the
Polish Mineral Engineering Society. 2014. №1 (33). Р.
259-268.
20. Kumar S. Characterization and fl occulation studies
of fi ne coal tailings / S. Kumar, S. Bhattacharya, N.R.
Mandre // Journal of The Southern African Institute of
Mining and Metallurgy. 2014. V. 114, №11. Р. 945-949.
21. Lukomona C. The Benefi ciation of Mumbwa Phosphate
Deposit by Various Techniques / C. Lukomona, J.B.
Mwalula, L.K. Witika // African Journal of Science and
Technology. Science and Engineering Series. 2005. V. 6,
№2. Р. 113-119.
22. Atesok G. Charge Eff ects in the Adsorption of
Polyacrylamides on Sodium Kaolinite and its Flocculation
/ G. Atesok, P. Somasundaran, L.J. Morgan // Powder
Technology. 1988. V. 54, №2. Р. 77-83.
23. Liu J. Research of Primary Water Hardness of Coal
Slurry / J. Liu, M. Zhang // Water in Mineral Processing.
Proceedings of First International Symposium, 2012.
Englewood, Colorado, USA: Society of Mining, Metallurgy
and Exploration (SME), 2012. P. 97-104.
24. Zhang Ming-qing. Extended DLVO theory applied
to coal slime-water suspensions / Zhang Ming-qing, Liu
Qi, Liu Jiong-tian // Journal of Central South University.
2012. V. 19, №12. Р. 3558-3563.
25. Runkana V. A population balance model for
fl occulation of colloidal suspensions by polymer bridging
/ V. Runkana, P. Somasundaran, P.C. Kapur // Chemical
Engineering Science. 2006. V. 61. Р. 182-191.
26. Read A.D. Selective fl occulation separations involving
hematite // Institution of Mining and Metallurgy.
Transactions/ Section C. 1971. V. 80. Р. 24-31.
2 7) Ravishankar S.A. Selective fl occulation of iron oxide
from its synthetic mixtures with clays: a comparison of
polyacrylic acid and starch polymers / S.A. Ravishankar,
Pradip, N.K. Khosla // International Journal of Mineral
Processing. 1995. V. 43, №3-4. P. 235-247.