沈殿と泡沫浮選に対する超音波の効果

工業排水は、硫酸の過剰使用によって強く酸性化していることがよくあります。重金属を含む酸性化した排水は、一般に凝結と凝集の後、化学的沈殿によって処理されます。浮選前に超音波による調整処理を行うことで、沈殿時に生成した水酸化亜鉛の凝集が大幅に改善されました。さらに、超音波処理は、石膏粒子の表面から水酸化亜鉛を機械的に除去することも促進しました。

泡沫浮選と超音波による調整処理

微細粒子は、浮選において特有の問題を引き起こします。粒径がある臨界値を下回ると、回収率が低下することがよくあります。Gaudinと共同研究者による初期の研究（1931）では、銅、亜鉛、鉛の硫化鉱物の回収率は粒径10–100 µmの範囲で最大となり、> 95%に達する一方、10 µm未満では70–85%の範囲に低下することが示されました。TraharとWarren（1976）は、通常の実験条件下で一般的に浮選される多くの鉱物について、最大回収率が観測された粒径範囲をまとめています。多くの場合、条件の変更と化学的・物理的パラメータの適切な調整によって、この粒径範囲は拡大されています。
超音波処理は、酸性鉱山排水やその他の金属含有排水から鉄、亜鉛、銅などの重金属を除去するための有効な前処理です。

超音波による沈殿

高出力超音波は、鉱物から不純物を除去するために広く利用されています。研究では、超音波処理が水酸化物沈殿からの亜鉛除去を促進するとともに、加圧浮上法による水酸化亜鉛と石膏の沈殿物の分離も促進することが示されています。浮選において酸化カルシウム鉱物の抑制剤としてカルボキシメチルセルロース（CMC）を使用した研究では、超音波処理によって石膏粒子の表面から水酸化亜鉛を機械的に除去する効果が向上することが実証されています。

対象溶液中の銅除去の経時変化について、超音波前処理とDenverセルの組み合わせ、Denverセル単独、および超音波とDenver浮選セルの同時使用を比較したもの。（Ishak & Rowson 2009）

浮選に対する超音波の効果

IshakとRowson（2009）は、超音波前処理を浮選システムと組み合わせることで、酸性鉱山排水からの重金属（具体的には鉄、亜鉛、銅）の除去が促進されることを示しました。この研究では、Denver浮選セルを使用しました。超音波処理の初期段階、すなわち浮選時間の最初の2分間に超音波処理を行うことが最も効果的であり、浮選の改善に最良の結果をもたらすことが明らかになりました。高出力超音波とDenver浮選セルを組み合わせた処理では、Denverセル単独の場合と比較して、除去の差が最大3%に達しました。金属が沈殿するための適切なpHと、適切な起泡剤の最適な添加量も、超音波によって促進される浮選プロセスの成功に大きく寄与する要因です。

対象溶液中の鉄（Fe）除去の経時変化について、超音波前処理とDenverセルの組み合わせ、Denverセル単独、および超音波とDenver浮選セルの同時使用を比較したもの。（Ishak & Rowson 2009）

対象溶液中の亜鉛（Zn）除去の経時変化について、超音波前処理とDenverセルの組み合わせ、Denverセル単独、および超音波とDenver浮選セルの同時使用を比較したもの。（Ishak & Rowson 2009）

高性能超音波処理装置

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以下の表は、当社の超音波処理装置のおおよその処理能力を示しています。