Flotacja - co to jest? Szczegółowy opis procesu, zalety i wady

Rudy, z których wytwarza się metale nieżelazne, są na ogół wystarczająco słabe, to znaczy, że większy procent substancji to pusty kamień. Flotacja jest metodą wzbogacania opartą na koncepcji "zwilżalności cząstek". Jednak ten termin jest używany nie tylko tutaj. Niezastąpiona technologia stała się w dziedzinie czyszczenia ścieki, oraz w medycynie, gdzie służy do analizy obecności pasożytów w odchodach organicznych.

O czym mówimy

Flotacja rudy jest techniką, dzięki której praca z minerałami jest bardziej wydajna i opłacalna. Różne elementy różnią się zdolnością do utrzymywania się na powierzchni, gdzie dochodzi do zetknięcia dwóch faz, to znaczy do rozdzielenia mediów. Flotacja jest procesem opartym na określonej energii powierzchni.

Jeśli mówimy o cząstkach, można je podzielić na następujące grupy:

• hydrofobowy;
• hydrofilowy.

O hydrofobowości ...

Metoda flotacji opiera się na fakcie, że woda wpływa na różne cząsteczki na różne sposoby. O czym mówimy?

Hydrofobowość jest powszechnie rozumiana jako takie cząsteczki, dla których woda jest względnie "bezpieczna", to jest, są one zwilżone ze względu na naturę ich struktury bardzo słabo. Takie cząstki są utworzone w taki sposób, aby uniknąć kontaktu z wodą.

W rzeczywistości takie zachowanie można zaobserwować gołym okiem, jeśli rano wychodzisz z domu: rosa lub krople deszczu tworzą małe liście na liściach drzew i na trawie. W tym przypadku rośliny wykazują swoją hydrofobowość, nie pozwalając na rozpłynięcie się cieczy na powierzchni. Jeśli chodzi o rudy mineralne, istnieje podobna logika, ale związana z mieleniem skały. Cząsteczki użytecznych substancji są hydrofobowe iw sytuacji, gdy znajdują się w ciekłym ośrodku, dochodzi do interakcji z cząsteczkami gazu, co pomaga w wznoszeniu się minerałów. Jest to związane z naturalną chęcią zredukowania energii.

... i hydrofilowość

Hydrofilowość jest powszechnie rozumiana jako takie cząstki, które można bez trudu zwilżyć cieczą. W przypadku tych substancji nie występuje "dyskomfort" w sytuacji, gdy substancja jest w zawiesinie.

Jeśli cząsteczki hydrofobowe mają tendencję do kontaktu z gazami, takie cechy nie są stałe dla hydrofilowych. Również związki hydrofilowe w ich masie nie wykazują specyficznych właściwości w odniesieniu do olejów, do których "przyczepiają się" również cząsteczki hydrofobowe.

Metoda flotacji

Różne technologie różnią się utworzonym interfejsem, dzięki czemu komponenty są od siebie oddzielone. Najbardziej nowoczesny:

• Flotacja olejowa - jest to opcja, gdy zmieszana wstępnie rozdrobniona ruda z cieczą, olejem. Prowadzi to do wznoszenia się związków siarczkowych.
• Flotacja pianowa to technologia, która obejmuje mielenie rudy, mieszanie jej z wodą i obróbkę kompozycji otrzymanej za pomocą pęcherzyków powietrza. Ten proces prowadzi do tworzenia piany na powierzchni mieszaniny. Zawiera składniki, które muszą być odizolowane od rasy. Specjalna maszyna usuwa piankę i suszy.

Druga opcja wymaga zmielenia pierwotnej skały na cząstki, których średnica nie przekracza 0,2 mm.

To ważne!

We współczesnym przemyśle różne rudy są wysoko cenione, nie wszystkie z nich są hydrofobowe, co oznacza, że ​​opisana technologia nie będzie działać na ich wydobycie. Następnie nałóż związki chemiczne - odczynniki. Są to składniki, dzięki którym cząstki docelowe albo nabywają właściwości hydrofobowe, albo je tracą.

Istnieją następujące odczynniki:

• Formy piankowe;
• wzmacniacze hydrofilowe;
• zbieracze;
• aktywatory, które tworzą warunki, w których kolektory są zamocowane na powierzchni;
• depresory, eliminujące wzrost hydrofobowości substancji (stosowane w celu uczynienia procesu bardziej selektywnym).

Funkcje robocze

Flotacja jest bardzo ważnym procesem technologicznym, który jest niezbędny w przemyśle, ponieważ pomaga wzbogacać rudy o wysoką wydajność. Wydajność jest wykazywana przez technologię piany i jest to technologia, która jest dziś szeroko rozpowszechniona.

Aby rozpocząć flotację, materiały najpierw przechodzą przez młyn, co pozwala uzyskać ładunek, a następnie rozpoczyna się proces spieniania. Aby flotacja wody była skuteczna, wybierz takie wielkości cząstek, które zagwarantują separację minerałów. Najlepszą opcją jest do 0,1 mm, ale czasami jest ona kruszona na komponenty tak małe, jak 0,04 mm. Jeśli proces będzie większym komponentem, zmniejszy on efektywność technologii jako całości, ponieważ mają one negatywny wpływ. Również zmniejszyć wydajność procesu jest zbyt małe elementy, z powodu których elementy normalnej wielkości nie mogą normalnie wchodzić w interakcje z pęcherzyków powietrza. Odczynniki muszą być używane w celu poprawy jakości.

Jak jeszcze możemy skorzystać?

Uprawa rud nie jest jedyną dziedziną zastosowania opisywanej technologii. W szczególności powszechna jest flotacja ścieków. Ta technika wykazała swoją skuteczność w sytuacji, gdy konieczne jest usunięcie rozproszonych składników z cieczy, ponieważ takich nie można usunąć podczas procesu osadzania.

Metoda cząstek pęcherzykowych wykazała wysoką skuteczność w izolacji następujących zanieczyszczeń z wody:

• Surfaktant;
• produkty naftowe;
• olej;
• substancje oleiste;
• elementy włókniste.

Flotacja - oczyszczanie ścieków, podczas którego wszystkie te zanieczyszczenia po prostu wypływają na powierzchnię, co pozwala na ich szybkie usunięcie wraz z uformowaną pianką. Aby warstwa pianki była bardziej gęsta, a także niszczona, można stosować ciepło, a także używać urządzeń zaprojektowanych do tego celu - "brystal".

Jak leci

Oczyszczanie wody (flotacja) następuje ze względu na zdolność cząstek do przylegania do pęcherzyków powietrza. To prawda stosuje się, jak stwierdzono powyżej, tylko do składników hydrofobowych. Aby para tworzyła się z pęcherzyków powietrza i cząstek zanieczyszczających ciecz, konieczne jest zapewnienie ich intensywnej interakcji. Może to być spowodowane obecnością odczynnika, który tworzy chemicznie optymalne środowisko dla reakcji. Flotacja ciśnieniowa jest również stosowana, gdy nadciśnienie powstaje w medium.

Flotacja jest również skuteczna, gdy konieczne jest usunięcie substancji, które już rozpuściły się w cieczy z cieczy. Dotyczy to głównie środków powierzchniowo czynnych. Zastosuj w tym przypadku tak zwaną separację pary. Tutaj odczynnik tworzy kompleks substancji i pęcherzyk gazu. Jego niezawodność będzie związana z charakterem składnika zanieczyszczającego i jego cechami.

Najważniejsze korzyści

Flotacja - czyszczenie, które ma wiele pozytywnych parametrów, co było powodem tak szerokiego rozpowszechnienia tej technologii na świecie.

Główne aspekty:

• szerokie zastosowanie;
• ciągłość technologii;
• niski koszt;
• łatwość użycia;
• korzystanie z prostych maszyn;
• szybkość uzyskiwania wyników;
• selektywność;
• nie tak wysoki poziom wilgotności osadu;
• wydajność (do 98%);
• składniki wydalane można odzyskać.

Podczas flotacji przeprowadza się skuteczne napowietrzanie, zmniejsza się procentowy stosunek cieczy i środka powierzchniowo czynnego, a liczba mikroskopijnych organizmów i bakterii maleje. Ścieki poddane flotacji mogą być dostarczane do oczyszczalni o wyższym poziomie.

Odmiany technologii

Różne metody różnią się od siebie przede wszystkim zdolnością nasycania cieczy gazami. Zwyczajowo mówi się o:

• rozładowanie z roztworu powietrza;
• dyspersja w stosowaniu naprężeń mechanicznych;
• zastosowanie materiałów porowatych do dostarczania powietrza;
• technologia chemiczna;
• flotacja biologiczna;
• wykorzystanie energii elektrycznej.

Instalacje, w których przeprowadza się flotację surfaktantów i innych zanieczyszczeń w cieczy, są dwukomorowe lub jednokomorowe. Jeśli komora jest tylko jedna, to ciecz w niej jest wypełniona gazami, a tutaj emitowane są z niej zanieczyszczenia. Jeżeli w jednym znajdują się dwie komory, następuje kontakt z przepływem powietrza, w drugim mieszanina może się osadzać, podczas której szlam unosi się, a ciecz jest klarowana.

Flotacja w medycynie

Mówiąc o tej niezbędnej metodzie wyodrębniania zanieczyszczeń z głównej substancji, nie można po prostu nie wspomnieć o jej zastosowaniu w medycynie. Najbardziej odpowiednia flotacja kału w celu wykrycia obecności robaków w materii organicznej. Technika ta pozwala na wyciągnięcie wniosków na temat treści:

• jajka;
• oocysty;
• torbiel

Wyniki są dostatecznie dokładne tylko wtedy, gdy świeże zrzuty wpadają w ręce lekarzy. Aby móc poprawnie i dokładnie analizować substancję pod kątem obecności robaków, musisz przechowywać w lodówce materię organiczną przez nie więcej niż 72 godziny. W niektórych przypadkach okazuje się, że próbki już zostały uzyskane i nie ma nowych możliwości, ale badanie powinno zostać odroczone na okres dłuższy niż 72 godziny. Istnieje rozwiązanie: zastosować 10% formaliny. To rozwiązanie będzie działać jako bufor. Jeśli materia organiczna zostały zachowane w ten sposób, można je dalej stosować w badaniach koncentracji.

Technologia i dokładność

Flotacja jest okazją do identyfikacji bakterii opornych na kwasy, a także analizy immunologicznej. Najprostszą i najłatwiejszą do wdrożenia metodą jest flotacja grawitacyjna, znana również jako stojąca. Wymaga to stosunkowo niewiele czasu na jego wdrożenie.

Alternatywą jest zastosowanie wirówek medycznych. Ta metoda jest bardziej czuła, jej wyniki są dokładniejsze około osiem razy. Jeśli wydzielina organiczna pacjenta zawiera niewielki procent robaków, metoda grawitacji może wykazać ich brak, ale wynik ten będzie fałszywy. Aby mieć pewność co do dokładności wyników, należy użyć wirówek.

Ważne aspekty

Flotacja jest metodą identyfikacji robaków, które mają pewne ograniczenia. O czym mówimy? Na przykład, jeśli zakłada się, że ciężkie jaja są zawarte w kale, jest mało prawdopodobne, aby były w stanie wykryć je w ten sposób. Wynika to z faktu, że po prostu nie mogą się pojawić z powodu swojej wielkości i masy. Ponadto flotacja nie wykazuje wystarczającego wpływu na stadium larwalne.

Planując badanie, lekarze powinni pamiętać, że środowisko flotacji ma bezpośredni wpływ na dokładność wyniku. Najważniejsze parametry:

• ciężar właściwy;
• rodzaj substancji.

Wielu naukowców zgadza się, że najlepsze wyniki pokazują siarczan cynku. Dla tego połączenia ciężar właściwy waha się w przedziale 1,18-1,2. Takie rozwiązanie da możliwość odsłonięcia torbieli, jaj o wysokiej dokładności, a także wsparcie elementów strukturalnych cyst.

Wirówka: jak to się dzieje

Przepływ pracy lekarza, który bada kał w celu wykrycia obecności robaków pasożytniczych za pomocą specjalnej instalacji, jest następujący:

• przygotowywana jest emulsja, w której 5 g kału mieści się w 30 ml roztworu;
• emulsję przesącza się przez gazę do probówki;
• probówka jest wypełniona pożywką flotacyjną, dopóki menisk nie jest pozytywny;
• probówkę umieszcza się na szkle, zrównoważoną w instalacji;
• Wirówkę uruchamia się na 10 minut z prędkością do 15 tysięcy obrotów na minutę.

Po zakończeniu tego procesu lekarz otrzymuje szkiełko nakrywkowe (należy je wziąć pionowo), które można zbadać pod mikroskopem. Badanie trwa około 10 minut - zacznij od dziesięciokrotnego zwiększenia, a następnie zwiększając je czterokrotnie. Pozwala to na precyzyjne mówienie o obecności mikroskopijnych organizmów, a także wyciąganie wniosków na temat ich struktury i wielkości szkodliwych organizmów i ich cząstek.

Innowacje

Techniki nie ustają, a flotacja stosowana w medycynie została ostatnio ulepszona. W szczególności możliwe było opracowanie takiej wirówki, która jest wyposażona w kątowy wirnik. W tym ustawieniu pojemniki nie zmieniają się swobodnie, ostatniemu obrotowi nie towarzyszy nałożenie na szklaną pokrywę.

W końcowym etapie przetwarzania mieszaniny w instalacji rura musi być umieszczona pionowo w specjalnym stojaku, a następnie wlać roztwór do niej, utrzymując nienaruszoną wierzchnią warstwę. Kiedy menisk staje się dodatni, zainstaluj szkiełko nakrywkowe i pozostaw tubę tak, aby stała nie dłużej niż pięć minut. Następnie szkło jest wyjmowane i badane pod mikroskopem również pod dwiema potęgami powiększenia.