Файл: Алейников, Н. А. Структурирование ферромагнитных суспензий.pdf

ных катионов. Лигнин способен вызывать их осаждение [90]. Реакционная способность гуминовых кислот торфа зависит от pH среды [91, 92]. Из растворов СаС12 и Mg(N03)2 (концентрации 0.039—0.047 г-ион/л) можно осадить 45—61% металла. Другие катионы — Fe, Pb, Ni, Си, Со — осаждаются в значительно больших количествах. Было найдено, что 1000 г гуминовых кислот способны связать « 3 г-экв. металла. При этом могут образовы­ ваться комплексные соединения. у,% Сульфитный щелок может вступать во взаимодействие с окислами же­ леза [93].

Детергент советский (ДС) явля­ ется одним из первых отечествен­ ных технических продуктов клас­ са «моющих» [94]. В состав его входят в основном алкиларисуль-

RArS03Me. ДС относится к поверхностно-активным соединениям анионного типа, обладающим смачивающим, моющим и антикор­ розийным свойствами, высокой пенообразовательной способно­ стью и хорошей растворимостью в воде.

Наблюдения по флотации проводились в цилиндрической ка­ мере диаметром 100 мм, в которую наливалось 2000 мл воды. Скорость вращения импеллера была равна 2000 об./мин., расход воздуха — 2.8 л/мин. Блок импеллера и камера были изготовлены из немагнитного материала. Магнитное поле создавалось соленои­ дом с внутренним диаметром 200 мм и высотой 80 мм. Напряжен­ ность поля регулировалась по постоянному току от 0 до 300 э, при этом grad II по высоте менялся от 0 до 20 э/см.

106

Флотация магнетита вышеуказанными реагентами производи­ лась в суспензии концентрацией 10 г/л (исходная загрузка 20 г) при перемешивании в аппарате в течение 1 мин. без реагента и 3 мин. с реагентом, после чего суспензия флотировалась в тече­ ние 5 мин. Предварительное намагничивание перед флотацией осуществлялось в поле 200 э в течение 63 сек., времени достаточ­ ном для полного намагничивания.

На рис. 7.4 и 7.5 представлено изменение выхода магнетита в пену в зависимости от концентрации реагентов (по сухому остат­ ку) от веса загрузки, а на рис.

имеет обратную картину за исключением торфа. Подобный эф­ фект можно объяснить тем, что тонкие частицы под действием магнитного поля обладают такой величиной флокуляции, что переход в пену образовавшихся при этом крупных агрегатов ста­ новится невозможным.

Необходимо отметить, что экстракт торфа обладал высоким стабилизирующим действием по отношению к частицам суспензии магнетита. При использованных концентрациях реагентов наи­ большей флотоактивностыо обладали растворы черного щелока.

Влияние напряженности магнитного поля и времени намагни­

чивания в вышеуказанных условиях на флотацию магнетита было произведено ~ при концентрации черного щелока 100 мг/л (по сухому остатку): а) при предварительном намагничивании в те­ чение 63 сек.; б) при предварительном намагничивании и фло­ тации в магнитном поле.

Как видно из рис. 7.8, характер изменения выхода магнетита в пену в зависимости от напряженности магнитного поля для обоих

большее удержание частиц кварца в своих структурах. По этой причине флотация последнего изменяется через максимум. В то же время в камерном продукте содержание кварца по отношению к магнетиту зависит от образовавшихся псевдожидких структур. Чем выше их концентрация, тем меньше частиц кварца удержи­ вается структурами. Таким образом, удержание дисперсного кварца магнетитом в магнитном поле зависит от структурирования всей системы.

На основании флотационных наблюдений был разработан пеномагнптный способ пылеулавливания, заключающийся в прохождении пылегазового потока через ферромагнитную сус­ пензию, содержащую поверхностно-активные вещества и находя­ щуюся в магнитном поле. При очистке потоков, содержащих ферромагнитные частицы, производится предварительное их на­ магничивание. В камере в результате диспергации потока проис­

108

ходит пенообразование в присутствии технического реагента,

и частицы пыли по описанному выше механизму задерживаются

впленках пены и в ферромагнитной суспензии. По мере накопле­ ния уловленной пыли производится удаление суспензии с одно­ временным добавлением раствора поверхностно-активных веществ с магнетитом.

§ 4. СТРУКТУРИРОВАНИЕ РА ЗБА В Л ЕН Н Ы Х СУСПЕНЗИЙ В МАГНИТНОМ ПОЛЕ

Кроме пеномагнитного способа представляет интерес совмеще­ ние других способов пылеулавливания с магнитным полем. Осо­ бого внимания заслуживают вихревые движения в магнитном поле [4, 95, 96]. Для этих случаев определялось состояние дисперсного магнетита при перемешивании его суспензии по описанной мето­

дике, рассматривая ее как модель вихревого движения [97], за исклю­ чением того, что 400 мл суспензии отбиралось из объема 1.5 л.

На рис. 7.10 представлено изме­ нение средней концентрации С в

С,г/л

в зависимости от времени намагничивания для четырех исходных концентраций суспензий. Отбор пробы производился в магнитном поле при времени истечения 400 мл суспензии в течение 23 сек., что и принималось за нулевую точку. Как видно из рисунка, концентрации 1—2.5% при заданном гидродинамическом режиме практически не изменяются, а для концентрации 5% наблюда­ ется значительное уменьшение с увеличением времени намагни­ чивания. Таким образом, слабое магнитное поле не дает сущест-

109

венного осаждения суспензии для малых концентраций. С увели­ чением концентрации эффект структурирования, обнаруживаемый по появлению максимума на кривой, увеличивается и при доста­ точном большом сближении частиц в зависимости от времени на­ магничивания появляются преимущественно линейные, а затем и объемные структуры. Увеличение напряженного магнитного поля до 200—300 э дает значительное объемное структуриование даже в разбавленных суспензиях

(рис. 7.11).

С,г/л

система может подвергаться размагничиванию. Поэтому было определено влияние времени размагничивания на изменение кон­ центрации, как это делалось при намагничивании. На рис. 7.12 приведено изменение концентрации отбираемой суспензии для трех исходных концентраций при предварительном намагни­ чивании в течение 40 сек. и последующим отбором суспензии сразу после снятия поля через 10, 20 сек. и т. д. Из наблюдений следует, что в отбираемой пробе концентрация суспензии постоянно выше, чем в исходных. Это, по-видимому, связано с относительно малой скоростью распада образовавшихся структур, перемещающихся вверх и повышающих там концентрацию частиц магнетита. От­ сюда также следует, что предварительно намагниченный магнетит в динамических условиях может сохранять в своих структурах магнитное последействие в течение длительного времени.

НО

Как известно, на структурирование и флокуляцию разбавлен­ ных суспензий оказывают влияние поверхностно-активные веще­ ства и полимеры. Поэтому было определено влияние такого типа соединений на поведение суспензий магнетита при перемешивании. На рис. 7.13 показано влияние неиоыогенного высокомолекуляр­ ного полиоксиэтилена с молекулярным весом 1.5 -10° в зависимости от времени намагничивания при различных напряженностях маг­

нитного поля. При повышенной С,г/л напряженности (300 э) полимер

оказывает положительное влия­ ние на образование объемных структур и их осаждение, тогда как для меньших напряженно-

С,г/л

быть объяснено преимущественным образованием в суспензии та­ ких структур, в построении и стабилизации которых также участ­ вуют молекулы полимера, хотя этот эффект не особенно значи­ телен.

Влияние поверхностно-активных соединений черного щелока изучалось в зависимости от времени намагничивания для трех разных концентраций при напряженности поля 200 э (рис. 7.14). Во всех случаях добавление черного щелока давало большую концентрацию суспензии в отбираемой пробе. При этом струк­ турирующее действие черного щелока характерно проявлялось

111