Влияние ультразвука на осаждение и пенную флотацию

Промышленные сточные воды часто сильно подкислены из-за чрезмерного использования серной кислоты. Подкисленные сточные воды, содержащие тяжёлые металлы, обычно обрабатывают методом химического осаждения после коагуляции и флокуляции. Ультразвуковая подготовка перед флотацией привела к значительному улучшению флокуляции гидроксида цинка, образовавшегося при осаждении. Кроме того, обработка ультразвуком также способствовала механическому удалению гидроксида цинка с поверхности частиц гипса.

Пенная флотация и ультразвуковая подготовка

Мелкие частицы создают особые проблемы при флотации. При размере частиц ниже определённого критического значения степень извлечения часто снижается. Ранние работы Gaudin и соавторов (1931) показали, что степень извлечения сульфидных минералов меди, цинка и свинца максимальна и составляет > 95% в диапазоне размеров частиц 10–100 µm, однако при размере менее 10 µm степень извлечения снижается до 70–85%. Trahar и Warren (1976) обобщили наблюдаемые диапазоны размеров частиц, обеспечивающие максимальную степень извлечения многих минералов, обычно подвергаемых флотации, в стандартных экспериментальных условиях. Во многих случаях эти диапазоны размеров были расширены путём изменения условий и обоснованного регулирования химических и физических параметров.
Обработка ультразвуком служит эффективной предварительной обработкой для удаления тяжёлых металлов, таких как железо, цинк и медь, из кислых шахтных дренажных вод и других металлосодержащих стоков.

Ультразвуковое осаждение

Ультразвук высокой мощности широко используется для удаления примесей из минералов. Исследования показали, что обработка ультразвуком способствует удалению цинка из гидроксидных осадков, а также разделению осадков гидроксида цинка и гипса методом флотации растворённым воздухом. Исследования с использованием карбоксиметилцеллюлозы (CMC) в качестве депрессора минералов оксида кальция при флотации доказали, что обработка ультразвуком улучшает механическое удаление гидроксида цинка с поверхности частиц гипса.

Сравнение удаления меди из исследуемого раствора в зависимости от времени при сочетании предварительной обработки ультразвуком и ячейки Denver, использовании только ячейки Denver и одновременном применении ультразвука и флотационной ячейки Denver. (Ishak & Rowson 2009)

Влияние ультразвука на флотацию

Ishak и Rowson (2009) показали, что предварительная обработка ультразвуком в сочетании с флотационной системой улучшает удаление тяжёлых металлов (а именно железа, цинка и меди) из кислых шахтных дренажных вод. В исследовании использовалась флотационная ячейка Denver. Они установили, что обработка ультразвуком на раннем этапе ультразвукового воздействия, то есть в первые 2 минуты флотации, наиболее эффективна и даёт наилучшие результаты для улучшения флотации. При комбинированной обработке ультразвуком высокой мощности и во флотационной ячейке Denver была достигнута разница в удалении до 3% по сравнению с использованием только ячейки Denver. Правильное значение pH для осаждения металла и оптимальная дозировка подходящего пенообразователя являются другими важными факторами успешного проведения флотации, усиленной ультразвуком.

Сравнение удаления железа (Fe) из исследуемого раствора в зависимости от времени при сочетании предварительной обработки ультразвуком и ячейки Denver, использовании только ячейки Denver и одновременном применении ультразвука и флотационной ячейки Denver. (Ishak & Rowson 2009)

Сравнение удаления цинка (Zn) из исследуемого раствора в зависимости от времени при сочетании предварительной обработки ультразвуком и ячейки Denver, использовании только ячейки Denver и одновременном применении ультразвука и флотационной ячейки Denver. (Ishak & Rowson 2009)

Высокопроизводительные ультразвуковые аппараты

Hielscher Ultrasonics – ваш партнёр с многолетним опытом в области высокопроизводительной ультразвуковой обработки. Предлагая полный ассортимент оборудования, от компактных лабораторных ультразвуковых аппаратов и настольных ультразвуковых процессоров до полностью промышленных ультразвуковых систем, Hielscher предоставляет вам наиболее подходящее ультразвуковое оборудование для вашей задачи. Для таких процессов, как пенная флотация, очистка поверхности частиц и диспергирование, высокопроизводительные ультразвуковые аппараты Hielscher являются надёжными устройствами, которые стабильно работают 24/7 при высоких нагрузках и в сложных условиях. Промышленные ультразвуковые процессоры Hielscher Ultrasonics могут обеспечивать очень высокие амплитуды. Амплитуды до 200µm легко поддерживаются при непрерывной работе 24/7. Точный контроль параметров ультразвукового процесса, простая настройка и регулировка параметров с помощью сенсорного экрана или дистанционного управления через браузер, автоматическая запись данных на встроенную SD-карту и подключаемые датчики температуры и давления обеспечивают удобство использования, высокое качество результатов обработки и стабильное качество продукции.
Наши клиенты довольны исключительной прочностью и надёжностью систем Hielscher Ultrasonic. Установка в областях применения с высокими нагрузками, работа в сложных условиях и эксплуатация 24/7 обеспечивают эффективную и экономичную обработку. Ультразвуковая интенсификация процессов сокращает время обработки и позволяет получать лучшие результаты, то есть более высокое качество, более высокий выход и инновационные продукты.

Приведённая ниже таблица даёт представление о приблизительной производительности наших ультразвуковых аппаратов: