Effetti degli ultrasuoni sulla precipitazione e sulla flottazione a schiuma

Le acque reflue industriali sono spesso fortemente acidificate a causa dell’uso eccessivo di acido solforico. Le acque reflue acidificate contenenti metalli pesanti vengono comunemente trattate mediante precipitazione chimica dopo la coagulazione e la flocculazione. Il condizionamento a ultrasuoni prima della flottazione ha determinato un significativo miglioramento della flocculazione dell’idrossido di zinco formatosi durante la precipitazione. Inoltre, la sonicazione ha favorito anche la rimozione meccanica dell’idrossido di zinco dalle superfici delle particelle di gesso.

Flottazione a schiuma e condizionamento a ultrasuoni

Le particelle fini presentano problemi specifici nella flottazione. I recuperi spesso diminuiscono al di sotto di una determinata dimensione critica delle particelle. I primi lavori di Gaudin e collaboratori (1931) hanno mostrato che i recuperi dei minerali solforati di rame, zinco e piombo sono massimi, > 95%, nell’intervallo dimensionale delle particelle di 10–100 µm, ma al di sotto di 10 µm i recuperi scendono nell’intervallo 70–85%. Trahar e Warren (1976) hanno riassunto gli intervalli dimensionali osservati corrispondenti al massimo recupero per molti minerali comunemente sottoposti a flottazione in condizioni sperimentali normali. In molti casi, gli intervalli dimensionali sono stati ampliati modificando le condizioni e intervenendo in modo mirato sui parametri chimici e fisici.
La sonicazione è un pretrattamento efficace per la rimozione di metalli pesanti quali ferro, zinco e rame dalle acque acide di drenaggio minerario e da altri effluenti contenenti metalli.

Precipitazione a ultrasuoni

Gli ultrasuoni di potenza sono ampiamente utilizzati per rimuovere le impurità dai minerali. Gli studi hanno mostrato che la sonicazione favorisce la rimozione dello zinco dai precipitati di idrossidi, nonché la separazione dei precipitati di idrossido di zinco e gesso mediante flottazione ad aria disciolta. Utilizzando la carbossimetilcellulosa (CMC) come deprimente per i minerali di ossido di calcio nella flottazione, la ricerca ha dimostrato che la sonicazione migliora la rimozione meccanica dell’idrossido di zinco dalla superficie delle particelle di gesso.

Confronto della rimozione del rame in funzione del tempo nella soluzione studiata tra la combinazione di pretrattamento a ultrasuoni e cella Denver, la sola cella Denver e l’applicazione simultanea di ultrasuoni e cella di flottazione Denver. (Ishak & Rowson 2009)

Effetti degli ultrasuoni sulla flottazione

Ishak e Rowson (2009) hanno mostrato che il pretrattamento a ultrasuoni migliora la rimozione dei metalli pesanti (nello specifico, ferro, zinco e rame) dalle acque acide di drenaggio minerario quando viene abbinato a un sistema di flottazione. Nello studio è stata utilizzata una cella di flottazione Denver. Hanno riscontrato che la sonicazione nella fase iniziale del trattamento a ultrasuoni, ossia nei primi 2 minuti del tempo di flottazione, è la più efficace e fornisce i migliori risultati per il miglioramento della flottazione. Con un trattamento combinato con ultrasuoni di potenza e cella di flottazione Denver, è stata ottenuta una differenza nella rimozione fino al 3% rispetto alla sola cella Denver. Il pH corretto per la precipitazione del metallo e il dosaggio ottimale di un agente schiumogeno idoneo sono altri fattori determinanti per il successo del processo di flottazione potenziato dagli ultrasuoni.

Confronto della rimozione del ferro (Fe) in funzione del tempo nella soluzione studiata tra la combinazione di pretrattamento a ultrasuoni e cella Denver, la sola cella Denver e l’applicazione simultanea di ultrasuoni e cella di flottazione Denver. (Ishak & Rowson 2009)

Confronto della rimozione dello zinco (Zn) in funzione del tempo nella soluzione studiata tra la combinazione di pretrattamento a ultrasuoni e cella Denver, la sola cella Denver e l’applicazione simultanea di ultrasuoni e cella di flottazione Denver. (Ishak & Rowson 2009)

Sonicatori ad alte prestazioni

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