اثرات فراصوت بر رسوب‌دهی و فلوتاسیون کف
فاضلاب‌های صنعتی اغلب به‌دلیل مصرف بیش‌ازحد اسید سولفوریک به‌شدت اسیدی می‌شوند. فاضلاب‌های اسیدی حاوی فلزات سنگین معمولاً پس از انعقاد و لخته‌سازی، با رسوب‌دهی شیمیایی تصفیه می‌شوند. آماده‌سازی فراصوتی پیش از فلوتاسیون، لخته‌سازی هیدروکسید رویِ تشکیل‌شده طی رسوب‌دهی را به‌طور چشمگیری بهبود داد. افزون بر این، فراصوت‌دهی جداسازی مکانیکی هیدروکسید روی از سطوح ذرات گچ را نیز تقویت کرد.
فلوتاسیون کف و آماده‌سازی فراصوتی
ذرات ریز مشکلات ویژه‌ای در فلوتاسیون ایجاد می‌کنند. وقتی اندازهٔ ذرات از یک حد بحرانی مشخص کمتر می‌شود، میزان بازیابی اغلب کاهش می‌یابد. پژوهش‌های اولیهٔ Gaudin و همکاران (1931) نشان داد که بازیابی کانی‌های سولفیدی مس، روی و سرب در محدودهٔ اندازهٔ ذرات 10–100 µm به بیشترین مقدار، یعنی > 95%، می‌رسد؛ اما در اندازه‌های کمتر از 10 µm، بازیابی به محدودهٔ 70–85% کاهش می‌یابد. Trahar and Warren (1976) محدوده‌های اندازهٔ مشاهده‌شده برای بیشترین بازیابی بسیاری از کانی‌های متداول در فلوتاسیون را در شرایط آزمایشگاهی معمول جمع‌بندی کرده‌اند. در بسیاری از موارد، این محدوده‌های اندازه با تغییر شرایط و دست‌کاری سنجیدهٔ پارامترهای شیمیایی و فیزیکی گسترش یافته‌اند.
فراصوت‌دهی پیش‌تیماری موفق برای حذف فلزات سنگین مانند آهن، روی و مس از زه‌آب‌های اسیدی معدن و دیگر پساب‌های حاوی فلز است.
رسوب‌دهی فراصوتی
فراصوت پرتوان به‌طور گسترده برای حذف ناخالصی‌ها از کانی‌ها به کار می‌رود. مطالعات نشان داده‌اند که فراصوت‌دهی، حذف روی از رسوبات هیدروکسیدی و همچنین جداسازی رسوبات هیدروکسید روی و گچ با شناورسازی با هوای محلول را تقویت می‌کند. پژوهش‌هایی که در آن‌ها از کربوکسی‌متیل سلولز (CMC) به‌عنوان بازداشت‌کنندهٔ کانی‌های اکسید کلسیم در فلوتاسیون استفاده شده است، ثابت کرده‌اند که فراصوت‌دهی جداسازی مکانیکی هیدروکسید روی از سطح ذرات گچ را بهبود می‌دهد.
مقایسهٔ حذف مس از محلول مورد مطالعه برحسب زمان در سه حالت: ترکیب پیش‌تیمار فراصوتی و سلول Denver، سلول Denver به‌تنهایی، و استفادهٔ هم‌زمان از فراصوت و سلول فلوتاسیون Denver. (Ishak & Rowson 2009)
UIP4000hdT – سونیکاتور پرتوان 4 kW
اثرات فراصوت بر فلوتاسیون
Ishak and Rowson (2009) نشان دادند که پیش‌تیمار فراصوتی، هنگامی که با یک سامانهٔ فلوتاسیون همراه شود، حذف فلزات سنگین، یعنی آهن، روی و مس، از زه‌آب اسیدی معدن را بهبود می‌دهد. در این مطالعه از یک سلول فلوتاسیون Denver استفاده شد. آن‌ها دریافتند که فراصوت‌دهی در مرحلهٔ ابتدایی تیمار فراصوتی، یعنی در 2 دقیقهٔ نخست زمان فلوتاسیون، بیشترین اثربخشی را دارد و بهترین نتایج را برای بهبود فلوتاسیون به دست می‌دهد. با تیمار ترکیبی فراصوت پرتوان و سلول فلوتاسیون Denver، در مقایسه با سلول Denver به‌تنهایی، اختلاف میزان حذف تا 3% حاصل شد. pH مناسب برای رسوب‌کردن فلز و مقدار بهینهٔ یک کف‌ساز مناسب، از دیگر عوامل اصلی مؤثر بر موفقیت فرایند فلوتاسیون تقویت‌شده با فراصوت هستند.
مقایسهٔ حذف آهن (Fe) از محلول مورد مطالعه برحسب زمان در سه حالت: ترکیب پیش‌تیمار فراصوتی و سلول Denver، سلول Denver به‌تنهایی، و استفادهٔ هم‌زمان از فراصوت و سلول فلوتاسیون Denver. (Ishak & Rowson 2009)
مقایسهٔ حذف روی (Zn) از محلول مورد مطالعه برحسب زمان در سه حالت: ترکیب پیش‌تیمار فراصوتی و سلول Denver، سلول Denver به‌تنهایی، و استفادهٔ هم‌زمان از فراصوت و سلول فلوتاسیون Denver. (Ishak & Rowson 2009)
سونیکاتورهای با عملکرد بالا
Hielscher Ultrasonics در زمینهٔ پردازش فراصوتی با عملکرد بالا، شریکی با تجربهٔ طولانی برای شماست. Hielscher با پوشش طیف کامل تجهیزات، از سونیکاتورهای آزمایشگاهی جمع‌وجور و پردازشگرهای فراصوتی رومیزی تا سامانه‌های فراصوتی کاملاً صنعتی، مناسب‌ترین تجهیزات فراصوتی را برای کاربرد شما ارائه می‌دهد. برای فرایندهایی مانند فلوتاسیون کف، پاک‌سازی سطح ذرات و پراکنده‌سازی، سونیکاتورهای با عملکرد بالای Hielscher دستگاه‌هایی قابل‌اعتماد هستند که در شرایط بار کاری سنگین و محیط‌های دشوار، به‌صورت 24/7 و با اطمینان کار می‌کنند. پردازشگرهای فراصوتی صنعتی Hielscher Ultrasonics می‌توانند دامنه‌های بسیار بالایی ایجاد کنند. کارکرد با دامنه‌های تا 200µm در عملیات پیوستهٔ 24/7 به‌راحتی امکان‌پذیر است. کنترل دقیق پارامترهای فرایند فراصوتی، تنظیم و تعدیل آسان پارامترها از طریق صفحهٔ لمسی یا کنترل از راه دور با مرورگر، ثبت خودکار داده‌ها روی کارت SD داخلی و حسگرهای دما و فشار با اتصال فیشی، سهولت استفاده، خروجی‌های باکیفیت و کیفیت یکنواخت محصول را تضمین می‌کنند.
مشتریان ما از استحکام و قابلیت اطمینان فوق‌العادهٔ سامانه‌های Hielscher Ultrasonic رضایت دارند. نصب این سامانه‌ها در کاربردهای سنگین و محیط‌های دشوار و کارکرد 24/7، پردازشی کارآمد و اقتصادی را تضمین می‌کند. تشدید فرایند با فراصوت، زمان پردازش را کاهش می‌دهد و نتایج بهتری، یعنی کیفیت بالاتر، بازده بیشتر و محصولات نوآورانه، به دست می‌دهد.
جدول زیر نمایی از ظرفیت تقریبی پردازش سونیکاتورهای ما ارائه می‌دهد:
| حجم هر بچ | دبی | دستگاه‌های پیشنهادی |
|---|---|---|
| 0٫1 تا 20L | 0٫2 تا 4L/min | UIP2000hdT |
| 10 تا 100L | 2 تا 10L/min | UIP4000hdT |
| n.a. | 10 تا 100L/min | UIP16000 |
| n.a. | بیشتر | مجموعه‌ای از دستگاه‌های UIP16000 |
هموژنایزرهای فراصوتی پرتوان از آزمایشگاه تا پایلوت و مقیاس صنعتی .
منابع علمی/مراجع
- Ahmad, I., Hartge, EU., Werther, J. et al. (2016): Ultrasonic processing of bauxite ore to estimate its washing potential. Journal of Mineral Science 52, 2016. 201–206.
- Ishak, Wan M.F.; Rowson, N.A. (2009): The Effect of Ultrasound Pre-Treatment on Froth Flotation Performance. International Journal of Chemical, Molecular, Nuclear, Materials and Metallurgical Engineering Vol.3, No.6, 2009.