沈殿およびフロスフローテーションにおける超音波効果

工業廃水は硫酸の過剰使用により、しばしば重酸性化している。重金属を含む酸性化した廃水は、凝集・凝集の後、化学沈殿によって処理されるのが一般的である。浮選前の超音波コンディショニングにより、沈殿中に生成した水酸化亜鉛の凝集が大幅に改善された。さらに、超音波処理により、石膏粒子表面からの水酸化亜鉛の機械的除去も促進された。

フロス・フローテーションと超音波コンディショニング

微粒子は浮遊において特別な問題を引き起こす。回収率は、ある臨界粒径以 下で低下することが多い。Gaudinらによる初期の研究（1931）は、銅、亜鉛、鉛の硫化鉱物の回収率が最大であることを示した、 > 粒子径10～100 µmの範囲では95%であるが、10 µm以下では回収率は70～85%の範囲に低下する。TraharとWarren（1976）は、通常の実験条件下で、多くの一般的な浮遊鉱物の最大回収率が観察された粒子径範囲をまとめている。多くの場合、条件を変更し、化学的・物理的パラメーターを慎重に操作することで、サイズ範囲は拡大した。
ソニフィケーションは、酸性鉱山排水やその他の金属排水から鉄、亜鉛、銅などの重金属を除去する前処理として成功している。

超音波沈殿

パワー超音波は、鉱物から不純物を除去するために広く使用されている。超音波は水酸化物沈殿物からの亜鉛の除去を促進し、溶存空気浮遊法による水酸化亜鉛と石膏沈殿物の分離を促進することが研究で示されている。カルボキシメチルセルロース（CMC）を浮選における酸化カルシウム鉱物の抑圧剤として使用した研究では、超音波処理によって石膏粒子表面からの水酸化亜鉛の機械的除去が改善されることが証明されています。

超音波前処理とデンバーセルの組み合わせ、デンバーセル単独、超音波とデンバーフローテーションセルの同時適用による、溶液中の時間に対する銅除去率の比較。(Ishak & ローソン2009)

浮遊への超音波効果

Ishak and 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（鉄、亜鉛、銅）の除去が促進されることを示した。この研究では、デンバーの浮選セルを使用した。その結果、超音波処理の初期段階、すなわち浮遊時間の最初の2分間における超音波処理が最も効果的であり、浮遊強化のために最良の結果をもたらすことが判明した。パワー超音波とデンバー式浮選セルを組み合わせた処理では、デンバー式浮選セル単独と比較して、最大3％の除去率の差が得られた。金属が沈殿するための適切なpHと、適切なフロッファーの最適な添加量も、超音波による浮選プロセスの成功に大きく寄与する。

超音波前処理とデンバーセルを併用した場合、デンバーセルを単独で使用した場合、超音波とデンバー浮選セルを同時に使用した場合の、溶液中の時間に対する鉄（Fe）除去率の比較。(Ishak & ローソン2009)

超音波前処理とデンバーセルの組み合わせ、デンバーセル単独、および超音波とデンバー浮遊セルを同時に適用した場合の、溶液中の時間に対する亜鉛（Zn）除去率の比較。(Ishak & ローソン2009)

高性能超音波発生装置

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下の表は、超音波処理装置の処理能力の目安です：