Електрофлотація

Електрофлотація (рос. электрофлотация, англ. electroflotation; нім. Elektroflotation f) – флотація, при якій утворення газових бульбашок проводиться шляхом електролітичного розкладу води з виділенням на аноді бульбашок кисню, а на катоді - водню. Застосовується г.ч. для очищення відпрацьованих пром. розчинів і стоків від йонів металів і тонкодисперсних осадів гідрооксидів металів: заліза, міді, нікелю, кадмію, хрому, магнію тощо.

Загальний опис

Електрофлотація (електролітична флотація) використовує міжфазну поверхню утворених при електролізі бульбашок водню або кисню, крупність яких регулюється зміною сили струму. Електрофлотація може бути використана для флотації дрібних і дуже дрібних частинок, а також при здійсненні іонної флотації і її різновидів (пінного фракціонування, флотації гідрофобних і гідрофобізованих осадів, флотоекстракції), якщо поверхня розділу «газ – рідина» використовується для вилучення з розчинів іонів і молекул органічних сполук або продуктів їхньої взаємодії з іонами або молекулами неорганічних сполук.

Вперше Е. запропонована у 1904 р. Ф.Ельмором (Велика Британія). До кін. 60-х рр. XX ст. спосіб практично не використовувався. Відомо дек. різновидів Е. як самост. процесу, так і в поєднанні зі звичайною пінною флотацією, при якій Е. слугує для активації поверхні частинок, придання ним певних зарядів, зміни рН пульпи, Е. може проводитися сумішшю бульбашок водню і кисню.

Електролітичний розклад води проводиться при густині струму 10-20 мА/см² безпосередньо в камері флотомашини або у виносному газоґенераторі. При цьому використовують різні за формою і розташуванням електродів конструктивні рішення: аноди і катоди, розташовані біля дна камери на певній відстані один від одного, утворюють своєрідну решітку.

Принципова особливість Е. - можливість здійснення процесу без реаґентів-збирачів (застосовуються тільки реаґенти для утворення осадів і їх флокуляції), а також висока дисперсність бульбашок (мкм і десятки мкм), що на 1-2 порядки менша, ніж у звичайній пінній флотації; це дозволяє флотувати більш тонкі частки, аж до йонів.

Перспективність використання Е. визначається можливістю істотного прискорення процесу відстоювання і виділення осаду, який у звичайних хім. виробництвах становить 2-6 год. Крім того, при Е. існує принципова можливість селективного вилучення металів, а не в суміші з інш. компонентами розчину. Відсутність органіч. реаґентів обумовлює екологічну чистоту процесу, що сприяє створенню виробництв по вилученню Е. деяких компонентів з морських і термальних вод.

Флотаційні машини

Електролітичні флотаційні машини, основним способом аерації пульпи в яких є створення бульбашок газів при електролізі. Застосовуються для йонної флотації й очищення стічних вод. При проходженні струму через рідину, що очищується, не тільки утворюються дрібніші бульбашки газів, але і змінюється хімічний склад рідини, властивості і стан нерозчинних домішок. При проходженні стічної води у просторі між електродами відбувається електроліз, поляризація частинок, електрофорез, окисно-відновлювальні реакції, взаємодія продуктів електролізу між собою і іншими компонентами. Інтенсивність цих процесів залежить, по-перше, від хімічного складу рідини, по-друге, від матеріалу електродів, які можуть бути розчинними й нерозчинними, по-третє, від параметрів електричного струму, напруги, щільності струму на електродах. Схеми деяких конструкцій електрофлотаційних машин наведені на рисунку.

Розрізняють протитечійні (бульбашки і рідина, що очищується, рухаються назустріч один одному) (рис. а), прямотечійні (рідина, що очищується пропускається між електродами) (рис. б). У випадку застосування розчинних електродів, звичайно залізних або алюмінієвих, на аноді відбувається анодний розчин металу (рис. в), у результаті чого у воду переходять катіони заліза або алюмінію, які при зустрічі з гідроксильними групами створюють різні гідроксиди, що є розповсюдженими в практиці обробки води коагулянтами. Одночасне створення пластівців коагулянту й бульбашок газу в стиснених умовах простору між електродами створює передумови для надійного закріплення газових бульбашок на пластівцях, інтенсивної коагуляції забруднюючих речовин, енергійного протікання процесів сорбції, адгезії і, як наслідок, більш ефективної флотації.

Див. також

• Флотація

Література

• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ISBN 966-7804-14-3.
• Смирнов В. О., Білецький В. С. Флотаційні методи збагачення корисних копалин. Донецьк: Східний видавничий дім, НТШ-Донецьк — 2010. — 496 стор.