Слияние воздушных пузырьков » Ремонт Строительство Интерьер. Лесное дело и деревообработка.

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Слияние воздушных пузырьков

08.10.2020

Слияние пузырьков воздуха в пульпе оказывает большое влияние на «коалесцентный» процесс минерализации и на размеры пузырьков. Этот акт частично рассмотрен выше.

Основные закономерности процесса слияния пузырьков в пульпе —те же, что и в пене. Однако в первом случае имеются следующие (довольно важные) особенности: а) время соприкосновения пузырьков в пульпе гораздо меньше, чем в пене; б) коэффициент минерализации поверхности пузырьков в пульпе намного ниже, чем в пене; в) размеры сталкивающихся пузырьков в пульпе колеблются в больших пределах; г) соприкосновение пузырьков в пульпе носит чаше всего динамический характер.

Эти особенности накладывают свой отпечаток на процесс слияния пузырьков в пульпе. Минеральные частицы играют здесь (вследствие небольшого количества) подчиненную роль, и основное влияние оказывают свойства гидратных оболочек пузырьков, определяемые реагентами.

Приведенные выше закономерности влияния реагентов на свойствах гидратных слоев в данном случае полностью сохраняются. Учитывая особенность слияния пузырьков в пульпе, в допополнение к указанным выше закономерностям следует отметить роль в этом процессе силы столкновения и соотношения размеров пузырьков.

В процессе слияния пузырьков воспроизводятся закономерности. имеющиеся в случае прилипания минеральных частиц к пузырькам при их столкновении Как в том, так и в другом случае имеет место одно и то же явление коалесценции дисперсных фаз, определяемое свойствами водных прослоек. При слиянии пузырьков также приходится преодолевать за счет приложения внешних механических сил энергетический барьер гидратных слоев, возрастающий при закреплении в адсорбционных слоях гетерополярных молекул пенообразователя за счет гидратации его полярных групп.

В случае отсутствия в воде поверхностно активных веществ пузырьки очень неустойчивы и сливаются один с другим при первом же слабом соприкосновении. В присутствии пенообразователя слияние пузырьков затрудняется и требует приложения известной силы сжатия в течение некоторого времени.

Приложение силы сжатия пузырьков ускоряет утончение водной прослойки вследствие вытекания из нее воды и облегчает преодоление энергетического барьера пограничных слоев. Наблюдения показали, что при известной скорости удара всплывающего пузырька о поверхностный слой воды (при затрате достаточной кинетической энергии) пузырек мгновенно лопается даже в присутствии пенообразователя. Изучение влияния силы сжатия пузырьков одного с другим показало, что при всех условиях, чем сильнее сжимаются пузырьки, тем скорее они сливаются. Кроме того, как было показано ранее слияние пузырьков происходит лучше в том случае, если их размеры различны.

Если считать, что вероятность слияния пузырьков (при прочих равных условиях) определяется числом их взаимных столкновений, то можно прийти к определенным выводам об условиях, способствующих или противодействующих укрупнению пузырьков таким образом. Расчеты позволяют установить зависимость между средними размерами пузырьков d, объемным содержанием их в пульпе М и расстоянием между поверхностями пузырьков L:
Слияние воздушных пузырьков

С уменьшением размеров пузырьков среднее расстояние между их поверхностями уменьшается, с увеличением числа пузырьков возрастает вероятность их столкновения и, следовательно, слияния. В реальных условиях вероятность столкновения пузырьков возрастает с увеличением разницы их размеров (разницы скоростей движения в пульпе) и турбулентности потоков пульпы. При известной (достаточно небольшой) интенсивности перемешивания пульпы время контакта пузырьков при столкновении ставится недостаточным для утончения прослойки воды, необходимого для слияния пузырьков. Поэтому при повышении и интенсивности перемешивания пульпы начальные размеры пузырьков всегда уменьшаются, слияние же пузырьков, если и возрастает гораздо меньшей мере.

При избытке воздуха, подаваемого в пульпу, слияние пузырьков возрастает. Ho при правильном подборе реагентного режима увеличение числа пузырьков компенсирует уменьшение их удельной (по отношению к объему воздуха) поверхности. Поэтому с увеличением расхода воздуха обычно увеличивается «рабочая поверхность» пузырьков и, следовательно, скорость флотации. Конечно, при избытке воздуха дисперсность пузырьков может настолько только ухудшиться, что использование воздуха будет мало эффективно.

Рассматривая процессы слияния пузырьков воздуха в пульпе, видим, что они будут иметь меньшее развитие при:

а) оптимальной дозировке пенообразователя;

б) увеличении однородности начальных размеров пузырьков;

в) минимальном числе столкновений пузырьков в зоне их образования;

г) отсутствии избыточно больших расходов воздуха.

Поскольку процессы слияния пузырьков во многом зависят от свойств их гидратных оболочек, природа пенообразователя, его концентрация и ионный состав пульпы являются решающими факторами, определяющими эти процессы.

Во флотируемой пульпе между противоположно направленными процессами диспергирования воздуха и слияния пузырьков очень быстро устанавливается динамическое равновесие, определяющее в конечном итоге «гранулометрическую характеристику» пузырьков в пульпе.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: