Бохир ус цэвэрлэх асуудал олон арван жилийн турш хамааралтай байсаар ирсэн. Асуудал нь арга, тоног төхөөрөмжийн хуучирсан, түүнчлэн ахуйн химийн бодис, үйлдвэрлэлд шинэ химийн бодисууд гарч ирснээр тэдгээрийг бохир уснаас зайлуулах цоо шинэ арга барилыг шаарддаг. Бүх нийтийн бохир ус цэвэрлэх аргуудын нэг бол флотаци юм. Бохирдуулагчийн шинж чанараас хамааран зөвхөн урвалжийг солих, процессын нөхцлийг засах шаардлагатай.
Бохир ус цэвэрлэх
Энэ аргыг эслэг, нефтийн бүтээгдэхүүн, тос, өөх тос болон бусад усанд муу уусдаг бодис агуулсан бохир усыг цэвэрлэхэд амжилттай ашиглаж байна. Бохир усыг эхлээд тусгай бодис ашиглан суспенз, эмульс болгон шилжүүлдэг.
Флотацийн үйл явц нь хийн бөмбөлгүүдийг хэсгүүдэд наалдаж, шингэний гадаргуу дээр хөвөх чадварт суурилдаг.
Аргын ерөнхий зарчим
Флотацийн хамгийн энгийн үйлдэл бол хавсралт юмуусдаггүй тоосонцор (жишээлбэл, эрдэс, тос эсвэл бусад) агаарын бөмбөлөгт. Цэвэршүүлэх ажлын амжилт нь бөөмс ба бөмбөлгүүдийн хоорондох холбоо үүсэх хурд, энэ холболтын бат бөх байдал, энэ цогцолбор оршин тогтнох хугацаа зэргээс хамаарна. Энэ нь эргээд бөөмсийн шинж чанар, усаар норгох хандлага, тэдгээрийн урвалжтай харилцах онцлогоос хамаарна. Тиймээс флотаци нь олон хүчин зүйлээс хамаардаг процесс юм.
Анхан шатны үйлдлийг дараах механизмуудын аль нэгээр нь хийж болно:
- бөмбөлөгүүд нь түдгэлзүүлсэн хэсгүүдэд шууд үүсдэг;
- Түдгэлзүүлэх хэсгүүд нь хийн бөмбөлөгтэй мөргөлдөхдөө наалддаг;
- бөөмийн гадаргуу дээр жижиг бөмбөлөг үүсч, мөргөлдөх үед нөгөөтэй нийлж эзэлхүүн нь нэмэгддэг.
Флотацийн явцад үүссэн цогцолбор нь бараг хөдөлгөөнгүй орчинд зөвхөн хийн бөмбөлгийг өргөх хүч нь бөөмийн жингээс их байх нөхцөлд л хөвж болно. Энэ нь цэвэршүүлсэн усны гадаргуу дээр хөөс үүсэхэд хүргэнэ.
Мөн шүргэлцэх цэг дэх бөмбөлөг болон бөөмийн гадаргуугийн талбай нь тодорхой харьцаатай байх ёстой. Наалдамхай хүч нь хэсгүүдийн квадрат хэмжээтэй пропорциональ хэмжээгээр нэмэгддэг, учир нь тэдгээрийн холболтын периметр нь хамгийн том нүүрний хэмжээгээр хязгаарлагддаг. Мөн тусгаарлах хүч нь бохирдуулагч бөөмийн массаас шууд хамаардаг (жишээлбэл, түүний шоо дахь шугаман хэмжээсүүд). Ийнхүү бөөмийн тодорхой хэмжээнд хүрэхэд салгах хүч нь наалдах хүчнээс давж гардаг. Тэгэхээр төлөөБохир усыг хөвүүлэн баяжуулах замаар амжилттай цэвэрлэх нь суспензийн бөмбөлөгтэй харилцах харилцааны шинж чанараас гадна хэмжээ нь чухал юм.
Усыг бөмбөлөгөөр ханах арга
Бохир усанд хийн бөмбөлөг үүсэхийг баталгаажуулах олон арга техник байдаг. Флотацид ашигладаг үндсэн аргууд нь:
- Даралт нэмэгдэхийн хэрээр агаарын усанд уусах чадварыг нэмэгдүүлэхэд суурилсан шахалтын (эсвэл даралт) арга.
- Шингэнг агаартай эрчимтэй холиход суурилсан механик арга.
- Бохир усыг сүвэрхэг материалаар дамжуулж тараахад хүргэдэг.
- Хийн бөмбөлөг дагалддаг усны электролиз дээр суурилсан цахилгаан арга.
- Зарим урвалжуудыг бохир усны бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй химийн урвалд оруулах явцад хөөс үүсэх химийн процесс.
- Даралт бууруулах онцлогтой вакуум арга.
Даралтын флотаци
Бага концентрацитай нарийн болон коллоид суспензийг гаргаж авахад хамгийн үр дүнтэй. Цэвэршүүлсэн усыг тусгай реактор - ханалтанд 7 МПа хүртэл даралттай агаараар ханасан байна. Үүнээс ус гарсны дараа даралт хэвийн хэмжээнд (агаар мандал) огцом буурч, агаарын бөмбөлөг үүсэх эрчимтэй процессыг өдөөдөг.
Ус цэвэршүүлэх үр ашгийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлэхийн тулд флотаци нь коагуляци, флокуляцитай хослуулдаг. Эдгээр хоёр хандлагауусаагүй хэсгүүдийн хэмжээг нэмэгдүүлэхэд хувь нэмэр оруулдаг. Коагулянтууд нь органик бус нэгдлүүд, ихэвчлэн төмрийн эсвэл хөнгөн цагааны давс, зарим органик бодисууд юм. Флокулянт нь усан орчин дахь молекулууд нь бохирдуулагч тоосонцорыг татах чадвартай цэнэглэгдсэн сүлжээ үүсгэдэг тусгай полимерууд бөгөөд энэ нь флокулент дүүргэгчийг үүсгэдэг.
Суулгац ба урсгал диаграмм
Даралтат флотаци хийдэг суурилуулалтыг зөвхөн дотор төдийгүй гадна талд нь байрлуулж болно. Тиймээс эхнийх нь бага хэмжээний ус хэрэглэхэд тохиромжтой, хэрэв усны хэрэглээ 20 м3/цагаас ихгүй бол сүүлийнх нь илүү их хүчин чадалтай. Барилга байгууламжийг хослуулан байрлуулах ажлыг ихэвчлэн том биетүүд, тухайлбал, ханасан ба флотацийн эсүүд гадаа, насосууд нь дотор байх үед зохион байгуулдаг.
Агаарын температур сөрөг утга хүртэл буурч болзошгүй нөхцөлд суурилуулсан тохиолдолд хөөстэй халаалтын системийг хангах шаардлагатай. Сонгодог шахалтын флотацийн үйлдвэр нь дараах төхөөрөмжөөс бүрдэнэ:
- Шингэн нийлүүлэх насос.
- Ус цэвэршүүлэх системд агаар (эсвэл хий) нийлүүлэх компрессор.
- Сатуратор (түүний өөр нэр нь даралтын сав) бөгөөд агаар нь бохир усанд уусдаг.
- Хөхөөх камерууд, хэрэв процесс нь өлгөөтэй хэсгүүдийг бүдүүн болгох үе шатыг заасан бол.
- Урвалжийн төхөөрөмж, түүний дотор тунг болонурвалжуудыг цэвэршүүлэх шингэнтэй холих.
- Цэвэрлэх процессын хяналтын систем.
Бохир усыг даралтат флотацийн аргаар цэвэрлэх технологийн схем нь:
байж болно.
- Цэвэршүүлэх шингэний бүрэн эзэлхүүн ханалтаар дамжин өнгөрөх үед.
- Дахин эргэлдэж байгаа үед тунгалагжсан шингэний ердөө 20 - 50% нь ханагчаар дамждаг.
- Түүхий усны 30-70 орчим хувь нь ханасан ус руу орж, үлдсэн хэсэг нь флотацийн камерт шууд орох үед хэсэгчлэн шууд урсгалтай.
Эдгээр схемийн аль нэгийг сонгохдоо цэвэршүүлсэн бохир усны физик, химийн шинж чанар, цэвэршүүлэх зэрэгт тавигдах шаардлага, орон нутгийн нөхцөл, эдийн засгийн үзүүлэлтүүдийг харгалзан үзнэ.
Электрофлотаци
Энэ аргыг 20-р зууны хоёрдугаар хагасаас хэрэглэж эхэлсэн. Дараа нь электролизийн хий нь флотацийн эрчмийг нэмэгдүүлэхэд инертийн хий эсвэл агаараас хамаагүй илүү үр дүнтэй болохыг тогтоожээ. Энэ нь усанд уусдаггүй газрын тосны бүтээгдэхүүн, тосолгооны тос, бохир усанд тогтвортой эмульс үүсгэдэг хүнд ба өнгөт металлын муу уусдаг нэгдлүүдийг тусгаарлах боломжтой болгодог. Гэхдээ электролизийн хийнээс гадна зарим хольцыг арилгахад цэнэглэгдсэн хэсгүүд эсрэг цэнэгтэй электродууд руу шилждэг зохиомлоор бий болсон цахилгаан орон нөлөөлдөг.
Электрофлотацийн мэдэгдэхүйц сул тал нь бүтээмж бага, электродын өндөр өртөг, элэгдэл, бохирдол, тэсрэх аюултай.
Хөөс фракцлах арга
Уусмалаар дээш гарч буй хийн бөмбөлөг дээр ууссан гадаргуугийн идэвхтэй бодис (гадаргуу идэвхтэй бодис) шингээх хүртэл буцалгана. Энэ тохиолдолд шингэсэн бодисоор баяжуулсан хөөс эрчимтэй үүсдэг.
Энэ төрлийн флотацийн хэрэглээний чухал талбар бол угаалгад хэрэглэдэг угаалгын нунтагнаас усыг цэвэршүүлэх явдал юм. Мөн биохимийн боловсруулалтаас идэвхижүүлсэн лагийг ялгахад тохиромжтой.
Хүдэр баяжуулах
Флотацийн процессыг бүх төрлийн хүдрийн анхан шатны боловсруулалтад амжилттай ашигладаг бөгөөд энэ нь метал болон түүний нэгдлүүдийн өндөр агууламжтай үнэт фракцыг ялгах боломжийг олгодог. Энэ нь тусгаарлагдсан ашигт малтмалын гадаргуугийн шинж чанарын ялгаан дээр суурилдаг.
Хүдрийн флотаци нь гурван үе шаттай процесс юм:
- хатуу фаз нь буталсан эрдэс;
- шингэн үе нь нухаш;
- хийн фаз нь целлюлозоор дамжин өнгөрөх агаарын бөмбөлгөөр үүсдэг.
Флотаци нь шингэн фазын гадаргуу дээр үүссэн бүтээгдэхүүний хэлбэрээс хамааран хөөсөрхөг, хальслаг, тослог байж болно.
