Пенная сепарация отходов
Дипломная работа - Экология
Другие дипломы по предмету Экология
ее гидрофобны, чем частицы неокисленного коксующегося угля, поэтому при обводненности питания их выход в концентрат будет еще ниже.
Отрицательное влияние транспортной воды на эффективность закрепления частиц в пене легко показать при подаче на пену гидрофобных зерен каменного угля крупностью 3 мм. Черный цвет зерен делает их хорошо видимыми в отраженном свете на белом фоне пены. При открытой заслонке у струнного грохота транспортная вода проходит через сито грохота и на пену поступает обезвоженный материал, частицы которого хорошо закрепляются на пузырьках пены (в ней заметно много черных точек).
Если заслонку закрыть, то питание не обезвоживается, частицы с потоком воды проходят сквозь пену, не задерживаясь в ней, и затем (при данной крупности материала) в нее не возвращаются.
Рис. 2.1.3 Зависимость выхода пенного продукта у от обводненности питания Ж: Т и интенсивности его подачи Q:
- частицы с предельно гидрофобной парафинированной поверхностью; 2- естественно гидрофобные частицы угля марки К
Более того, если в практически черную от частиц пену подавать необезвоженное питание, то пена быстро обводняется и из нее начинают выпадать даже те частицы, которые до этого уже достигли сливного порога. Таким образом, для более эффективного удержания частиц в пене на нее необходимо подавать малообводненный материал. С учетом этого для повышения эффективности работы машины ФПС-16 было предложено заменить делитель Джонса на бункер с щелевой разгрузкой в нижней части и применить специальный гребешок, закрепленный у загрузочного козырька в плоскости поверхности пены. Материал поступает на ромбаобразные в сечении зубья гребешка, сделанного из полиуретана, и, перемешаясь вдоль сужающихся к концу зубьев длиной до 150 мм, обезвоживается пеной и плавно поступает между зубьями или в зависимости от крупности частиц в конце зубьев на поверхность пены.
Анализ работы лабораторных и промышленных сепараторов показал, что эффективность разделения частиц несколько возрастает при заглублении аэраторов. В связи с этим в сепараторах типа изображенного на рис.2.1.1 аэраторы следует располагать не на глубине 40-60 мм, как это обычно делается, а значительно ниже (будет меньшее волнение пены). Кроме того, поскольку в каждом сепараторе одновременно осуществляются разделение частиц в слое пены и процесс обычной пенной флотации из аэрированной жидкости, расположенной между аэраторами и слоем пены, увеличение ее объема с заглублением аэраторов повышает эффективность флотации.
Таким образом, для проведения опытов по пенной сепарации в оптимальных условиях расстояние между нижним уровнем пены и аэраторами должно быть не менее 100 мм. Приемник для концентрата следует помещать в камере сепаратора, т.е. так, как это сделано в сепараторе, изображенном на рис.2.1.2.
Установки для пенной сепарации состоят из одной или нескольких (в случае многоступенчатых установок) однотипных ячеек для разделения смеси. Принципиальная схема ячейки для пенной сепарации обычно включает узлы, показанные на рис.2.1.4. Основной узел ячейки - разделительный аппарат 1, в котором контактируют потоки газа и жидкой смеси. В резервуаре 2 находится исходная смесь, в резервуаре 3 находится раствор реактивов, используемых при разделении (они обеспечивают переход выделяемых веществ в поверхностный слой и удержание остальных веществ в растворе, а также образование устойчивой пены). Узел 4 - источник газа. В пределах этого узла газ проходит очистку и насыщение парами обрабатываемого раствора. В узле 5 происходит обработка пены - ее дренаж и разрушение с целью получения концентрата выделяемого вещества. Часто узел 5 объединен с аппаратом 1. Оставшаяся после обработки часть смеси в виде потока е поступает в сборник 6 или в след. ступень очистки.
Исходная смесь может вводиться в аппарат 1 либо непосредственно, либо после смешения с потоком к.-л. реактива (поток в'). Последний вариант применяют в случае, когда при разделении используют медленные химические реакции. Потоков может быть несколько: растворы пенообразователя, комплексообразователя, кислоты, щелочи или осадителя. Поток образующейся пены г и поток д, возникающий в результате естественного дренажа или принудит, разрушения пены, могут протекать вне или внутри аппарата 1.
Для промышленной практики обычно применяют установки непрерывного действия. Установки могут быть без возврата и с возвратом части пенного продукта (в виде потока д, рис.2.1.4). Применение возврата позволяет повысить концентрацию отбираемого пенного продукта. Одноступенчатые установки для пенной сепарации (процесс проводят в одну стадию) состоят из одной элементарной ячейки типа, показанного на рис.2.1.4. Многоступенчатые установки (для многостадийных процессов) состоят из нескольких элементарных ячеек. В них многократной обработке подвергают либо пенный продукт первой ячейки, либо выходящий из нее раствор в зависимости от того, что хотят получить - концентрат ценной примеси или очищенный от примеси раствор. Возможно и сочетание в одной установке обоих процессов.
Рисунок 2.1.4
В лаб. условиях чаще всего используют барботажный метод, в промышленных - обычно остальные. Механический метод прост технически, но не обеспечивает хорошей очистки вследствие низкой дисперсности. Пересыщение жидкости газом под давлением эффективно при выделении коллоидных и грубодисперсных частиц, па поверхности