ВЛИЯНИЕ ТИПА ФЛОКУЛЯНТА НА ПРОЧНОСТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФЛОКУЛ В ГЛИНИСТО-СОЛЕВЫХ СУСПЕНЗИЯХ
Аннотация
В статье представлены результаты исследований по влиянию типа флокулянта на прочностные характеристики флокул в глинисто-солевых суспензиях, полученные при помощи лазерного анализатора размера частиц Lasentec D600L системы FBRM. Определены коэффициенты прочности и восстановления агрегатов, образованных полиакриламидом и его анионными и катионными сополимерами. Увеличение скорости перемешивания при использовании различных типов полимеров приводит к разрушению образующихся агрегатов в сфлокулированной суспензии. Для катионного флокулянта размер флокул снижается в пределах от 250 до 110 мкм, для анионного и неионогенного флокулянтов – от 500 до 250 мкм. Установлена зависимость прочности флокул от механизма адсорбции макромолекул на твердой поверхности. Уменьшение гидродинамического воздействия влечет частичное восстановление флокул. Показано, что восстановление флокул для всех исследуемых полимеров ограничено, что указывает на значительную необратимость процесса разрушения агрегатов. В случае использования катионного флокулянта способность к восстановлению агрегатов ниже в 2,5 раза по сравнению с анионным и неионогенным полимерами. Для неионогенного и анионного полимеров установлена зависимость коэффициентов прочности и восстановления флокул от расхода флокулянта. Расход катионного полимера не влияет на эти показатели. Рассмотрена динамика процессов образования флокул, их разрушения и рефлокуляции с применением различных флокулянтов. Установлено влияние типа заряда и расхода полимера на механизм взаимодействия частиц. Показана потенциальная возможность использования полученных результатов для совершенствования технологии производства хлорида калия на стадиях сгущения и обезвоживания глинисто-солевых шламов.
Литература
Kirichenko L.N., Sabirov R.Kh., Skvyrsky L.Ya., Te-terina N.N. Technology of flotation enrichment of pot-ashe ore. Perm: OGUP «Solikamsk Printing House». 2002. 484 p. (in Russian).
Koshevar V.D. Organo-mineral dispersions. Regulation of their properties and application. Minsk: Belorus. nauka. 2008. 312 p. (in Russian).
Moruzzi R.B., Oliveira A.L., Conceição F.T., Gregory J., Campos L.C. Fractal dimension of large aggregates under different flocculation conditions. Sci. Total Environ. 2017. V. 609. N 31. P. 807-814. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2017.07.194.
Li T., Zhu Z., Wang D., Yao Ch., Tang H. The strength and fractal dimension characteristics of alum-kaolin flocs. Int. J. Miner. Process. 2007. V. 82. N 1. P. 23-29. DOI: 10.1016/j.minpro.2006.09.012.
Krivenko I.V., Namestnikov V.V., Mukhutdinova G.M., Khatsrinov A.I. On possibility of polyacrylamide derivatives application for water treatment and overflow processes of nitrate cellulose plants. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2008. V. 51. N 2. С. 110-114 (in Russian).
Hogg R. Bridging flocculation by polymers. Kona Powder Part. J. 2012. V. 30. P. 3-14. DOI:10.14356/kona.2013005.
Fellows C.M., Doherty W.O.S. Insights into Bridging Flocculation. Macromol. Symp. 2006. V. 231. P. 1-10. DOI: 10.1002/masy.200590012.
Barany S., Meszaros R., Kozakova I., Shkvarla I. Kinetics and mechanism of flocculation of bentonite and kaolin suspensions with polyelectrolytes and the strength of flocs. Kolloid. Zhurn. 2009. V. 71. N 3. P. 291-298 (in Russian). DOI: 10.1134/S1061933X09030016.
Binahmed S., Ayoub G., Al-Hindi M., Azizi F. The effect of fast mixing conditions on the coagulation–flocculation process of highly turbid suspensions using liquid bittern coagulant. Des. Water Treat. 2015. V. 53. N 12. P. 3388-3396. DOI: 10.1080/19443994.2014.933043.
Saritha V., Srinivas N., Srikanth Vuppala N. V. Analysis and optimization of coagulation and flocculation process. Appl. Water Sci. 2017. V. 7. I. 1. P. 451-460. DOI: 10.1007/s13201-014-0262-y.
Tajuddin H. A., Abdullah L.C., Idris A., Choong T.S.Y. Effluent quality of anaerobic palm oil mill effluent (pome) wastewater using organic coagulant. Int. J. Sci. Res. 2015. V. 4. N 5. P. 667-677.
Park S.-M., Heo T.-Y., Park J.-G., Jun H.-B. Effects of hydrodynamics and coagulant doses on particle aggregation during a rapid mixing. Environ. Eng. Res. 2016. V. 21. N 4. P. 365-372. DOI: 10.4491/eer.2016.046.
Zhu Z., Li T., Lu J., Wang D., Yao C. Characterization of kaolin flocs formed by polyacrylamide as flocculation aids. Int. J. Miner. Process. 2009. V. 91. P. 94-99. DOI: 10.1016/j.minpro.2009.01.003.
Yukselen M.A., Gregori J. The effect of rapid mixing on the break-up and reformation of flocs. Chem. Technol. Biotechnol. 2004. V. 79. P. 782-788. DOI: 10.1002/jctb.1056.
Jarvis P., Jefferson B., Gregory J., Parsons S.A. A review of floc strength and breakage. Water Res. 2005. V. 39. P. 3121-3137. DOI: 10.1016/j.watres.2005.05.022.
Solomentseva I., Barany S., Gregory J. The effect of mixing on stability and break-up of aggregates formed from aluminum sulfate hydrolysis products. Colloids Surf. A. 2007. V. 298. N 1-2. P. 34-41. DOI: 10.1016/j.colsurfa.2006.12.016.
Golberg G.Yu. Physico-chemical problems of flocculation of fine products of coal enrichment. Gorno Inform. Anal. Bull.. 2006. N 1. P. 346-348 (in Russian).
Meszaros R., Barany S., Solomentseva I. Effect of hydrodynamic conditions on the kinetics of bentonite suspension flocculation by cationic polyelectrolytes and the strength of formed flocs. Colloid J. 2010. V. 72. N 3. P. 409–416. DOI: 10.1134/S1061933X10030154.
Shkop A.A., Tseitlin M.A., Shestopalov A.V., Raiko V.F. Investigation of the strength of flocculation structures of polydisperse coal suspensions. Vostochno Evrop. Zhurn. Peredov. Tekhnol. 2017. V. 1. N 10 (85). P. 20-26 (in Russian). DOI: 10.15587/1729-4061.2017.91031.
Seredkina O.R., Rakhimova O.V., Lanovetskiy S.V. The research of the efficiency of flocculants used for clay-saltslurry precipitation. Coll. of papers 69 All-Russian Scientific and Technical Conference with Inter-national Participation. Yaroslavl’: Yaroslav. Gos. Tekhn. Univ. 2016. P. 145-148 (in Russian).
Seredkina O.R., Rakhimova O.V., Lanovetskiy S.V. The research of flocculation ability of polyacrylamide, prepared with aqueous-salt solution. Sovrem.Naukoem. Nekhnol. 2016. N 5-2. P. 291-295 (in Russian).
Seredkina O.R., Rakhimova O.V., Lanovetskiy S.V. The research into the influence of sylvinite ore fractional composition on clay slime flocculation efficiency. Abstr. of XX Mendeleev Congress on general and applied chem-istry. Ural Branch of the Russian Academy of Sciences. 2016. V. 3. P. 218.
