Навигация
Модельный опыт о флотации
33556
знаков
0
таблиц
4
изображения
2. Модельный опыт о флотации
Этот опыт иллюстрирует физическое явление, на котором основан технологический процесс, именуемый флотацией. Газовые пузырьки в этом процессе играют важную роль.
Флотация, а точнее флотационное обогащение - это процесс разделения совокупности двух видов мелких твердых частиц, отличающихся смачиваемостью той жидкостью, в которой они находятся, чаще водой. На поверхности частиц, которые будут плохо смачиваться жидкостью, будут закрепляться газовые пузырьки. Говорят так: образуется флотационный агрегат – частица и прилипшие к ней пузырьки газа. Если средняя плотность такого агрегата 
меньше плотности жидкости, он будет всплывать, вынося на поверхность жидкости частицы твердой фазы. Те же частицы, которые хорошо смачиваются жидкостью не будут на себе задерживать пузырьки газа, не сформируют флотационный агрегат, и, следовательно, осядут на дно. В этом процессе частицы первого и второго вида разделятся.
Принципиальная возможность разделения твердых частиц различных сортов с помощью всплывающих газовых пузырьков, широко используется для разделения частиц пустой породы в измельченной руде от частиц, богатых металлом. Именно поэтому явление флотации лежит в основе технологического процесса, используемого в горнорудных обогатительных фабриках.
К самой идее флотации привела не теория, а внимательное наблюдение случайного факта. В конце прошлого века американская учительница (Карри Эверсон), стирая загрязненные маслом мешки, в которых хранился раньше медный колчедан, обратила внимание на то, что крупинки колчедана всплывают с мыльной пеной. Это и послужило толчком к развитию способа флотации.
Возникают следующие вопросы. Как образуются газовые пузырьки во флотационной ванне с жидкостью и частицами твердой породы? При каком соотношении объемов газовых пузырьков и твердых частиц образуемые ими флотационные агрегаты будут всплывать?
Введение газовых пузырьков в объем флотационной волны осуществляется многими различными приемами. Иногда просто продуют воздух через сетки с малыми отверстиями, иногда в объеме ванны проводят химическую реакцию, при которой возникает большое количество газа, например углекислого. Существует так называемая электрофлотация, при которой в ванне образуются газообразные водород и кислород при пропускании тока через воду. Все эти приемы дают возможность регулировать интенсивность процесса формирования газовых пузырьков.
Теперь о флотационном агрегате. Он будет всплывать при условии, если его средняя плотность будет меньше плотности жидкости 
, т. е. 
. Из записанного неравенства легко получить условие всплывания флотационного агрегата, в состав которого входит твердая частица, имеющая массу 
, объем 
(плотность 
), и газовые пузырьки, суммарный объем которых 
. Очевидно,
,
и, следовательно, условие всплывания можно записать в виде
.
Записанное условие всплывания флотационного агрегата выполняется тем лучше, тем меньше объем частиц твердой фазы.
Для проведения модельного опыта требуется изготовить полые стеклянные шарики, которые в воде не падали стремительно, а медленно тонули, так как их плотность была бы немногим больше плотности воды. Шарики были крупными (
мм). А далее все предельно просто. Брали два шарика, один из них тщательно протирали жирными пальцами, а поверхность другого обезжиривали спиртом. После такой обработки на первом должны оседать газовые пузырьки, а на втором – нет.
Первый моделирует вещество гидрофобное, не любящее воду, не смачиваемое водой, а второй – гидрофильное, любящее воду, смачиваемое ею. Шарики клали на дно стакана и заполняли стакан обычной газированной минеральной водой, из которой выделялись газовые пузырьки. На шарике с жирной поверхностью начинали оседать пузырьки, образовался флотационный агрегат и вскоре шарик всплывал.
В описанной постановке опыта, когда всплывает один шарик, поверхность которого заселена пузырьками, наблюдается любопытное сопутствующее явление. В момент, когда шарик касается поверхности, некоторые пузырьки из числа поднимавших шарик лопаются и он начинает тонуть. А затем, обогатившись очередной порцией газовых пузырьков, выделяющихся из воды, он снова всплывает, и цикл повторяется. Легко понять, что в реальном флотационном процессе, в котором участвует огромное количество всплывающих частиц, у поверхности жидкости будет возникать слой, обогащенный частицами определенного сорта, каждый из которых тонуть не будет. Это так называемый слой флотационной, минерализованной пены. Искусственно или самотеком эта пена удаляется вместе с содержащимися в ней частицами либо полезного минерала, либо пустой породы. Технологам приемлемы оба варианта, только бы произошло отделение частиц минерала, обогащенного полезным ископаемым. Это и было целью процесса.
Похожие работы
... мочевого пузыря, особенно осложненных шоком, малоинформативная, так как концентрация контрастного вещества недостаточна для выявления затеков мочи. Диагностическое значение цистоскании при травмах мочевого пузыря невелико. Оно ограничено сложностью укладки больного в уролоческое кресло (шок, переломы костей таза), невозможностью заполнения мочевого пузыря при наличии разрыва, интенсивной ...
... опасно, т.к. быстрая гибель микроорганизмов в таком случае приведет к массивному выбросу эндотоксинов и эндотоксическому шоку. Операция на поврежденных органах Характер оперативного вмешательства при абдоминальной травме зависит от ее вида и поврежденного органа. Печень. При небольших линейных ранах для выполнения гемостаза применяют П-образные швы, которые следует накладывать в поперечном ...
... вскипающей жидкости от давления на входе при стационарном истечении. Сравнение расчетных данных с экспериментальными. Предполагается, что предлагаемый подход к моделированию стационарного и нестационарного истечения вскипающих жидкостей позволит получить полезную информацию и детализировать сопутствующие тепломассообменные и гидродинамические процессы. Обозначения d -диаметр канала; L - ...
... микоплазм представляют собой группу повышенного риска по развитию у них неопластического процесса, однако эти вопросы требуют дальнейшего изучения. Хламидийная инфекция в акушерстве и гинекологии В. Н. Прилепская, И. Ю. Абуд Инфекции, вызываемые микроорганизмом Chlamydia Trachomatis (СТ), в настоящее время признаны одними из наиболее распространенных заболеваний, передаваемых половым путем ...
0 комментариев