- •Введение
- •1. Аналитический обзор. Выбор направления исследований
- •1.1. Флотация, электрофлотация, электрофлотокоагуляция, современные направления извлечения взвешенных веществ, цветных, редкоземельных металлов и органических веществ. Научные школы
- •2. Методическая часть
- •2.3. Определение характеристик дисперсной фазы
- •2.4. Информация об использованных в работе ПАВ, флокулянтах и коагулянтах
- •2.5. Характеристика некоторых образцов дисперсной фазы
- •4. Новые области применения электрофлотационных процессов. Основные научные результаты
- •5.2. Роль дисперсной фазы в эффективности электрофлотацинного процесса
- •Заключение
- •Список сокращений и условных обозначений
- •Список литературы
- •Приложение 1
- •Акты и протоколы опытно-промышленных и промышленных испытаний установок для очистки сточных вод
- •Приложение 2
80
2.4. Информация об использованных в работе ПАВ, флокулянтах и коагулянтах
Анионные ПАВ
Додецилсульфат натрия (NaDDS, сульфанол) – натриевая соль лаурилсерной кислоты, анионоактивное поверхностно-активное вещество на основе керосина СnН2n+1С6Н4SO3Na, где n=12. Плотность 1,01 г/см3, растворимость в воде – не менее 130 г/л (при 20 °C), биоразлагаемость более 90%. Белый порошок, хорошо растворим в дистиллированной воде. ККМ = 1,88 г/л, ПДКа = 20 мг/л, ПДКвод = 0,1 мг/л.
(ТУ 6-09-10-1405-79 или ТУ 6-09-64-75).
Неионогенные ПАВ
Полиэтиленоксид Н[OCH2CН2]nOH (ПЭО-1500) – неионогенное поверхностно-
активное вещество, представляющее собой воскообразную белую или желтоватую массу.
ПЭО-1500, строго говоря, не относится к классу поверхностно-активных веществ,
поскольку не имеет дифильного строения, однако проявляет детергентные свойства и часто включается в состав моющих композиций.
(ТУ 2483-008-71150986-2006)
Синтанол АЛМ-10 (моноалкиловые эфиры полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов СnН2n+1О(С2Н4О)mН, где n=10÷14; m=8÷10) – белая или желтоватая паста, хорошо растворимая в воде. Устойчив в растворах минеральных кислот, щелочей и солей, в жесткой воде. ККМ=0,009 мас.%, σжгккм = 30,8 мДж/м2.
(ТУ 2483-003-71150986-2012 c Изм. 1-2. Номер CAS. 68439-50-9.)
Препарат ОС-20Б (моноалкиловый эфир полиэтиленгликоля на основе первичных жирных спиртов, марка А, С18Н37О(С2Н4)20Н) – воскообразная белая или желтоватая масса. Температура застывания 33-36°С, температура помутнения 88–92°С (1% водный раствор), ККМ=0,2 г/л, ГЛБ=14,8-17,0, хорошо растворяется в мягкой и жесткой воде.
(ГОСТ 10730-82).
Катионные ПАВ
Катамин |
АБ (алкилбензилдиметиламмоний хлорид СnН2n+1N(CH3)2CH2C6H5Cl, |
n = 10–18) – |
прозрачная жидкость от бесцветной до желтой; ККМ = 0,01 мас.%, |
σжгккм = 30 мДж/м2. Области применения: гербицид, дезинфицирующее средство,
деодорант, альгецид, гидрофобизатор, антистатик, диспергатор, эмульгатор, мягчитель в текстильной промышленности.
(ТУ 9392-098-92665598-2011)
81
Катапав (алкилбензилдиметиламмоний хлорид ) – водный раствор с массовой долей препарата 50% представляет собой вязкую бесцветную или желтоватую жидкость без механических примесей. Продукт, как представитель четвертичных аммониевых солей, не совместим с мылами и анионными ПАВ. Плотность при 20ºС 0,94–0,99 г/см3.
(ТУ 9392-008-04706205-01, CAS No: 85409-22-9)
Септапав (дидецилдиметиламмоний) – водный раствор с массовой долей препарата
50% представляет собой вязкую бесцветную или желтоватую жидкость со слабым запахом изопропилового спирта. Водородный показатель (рН) водного раствора с массовой долей препарата 50% составляет 5,0–8,0. Предназначается для использования в дезинфекции, консервации древесины, в нефтегазодобыче.
(ТУ2482-021-04706205-2007, CAS No: 7173-51-5)
Амфортерные ПАВ
БетаПАВ АП 45 Кокамидопропилбетаин, 37%-ный,
БетаПАВ АП 30 Кокамидопропилбетаин, 30%-ный, (ТУ 2480-002-04706205-2004, CAS №: 61789-40-0 2004)
ОксиПАВАлкилдиметиламиноксид С12-С14
(ТУ 2482-007-04706205-2006, CAS No.: 1643-20-5, 3332-27-2,)
Промышленные ПАВ
МТМл – мыло талловых масел лиственных (анионный ПАВ);
МТМх – мыло талловых масел хвойных (анионный ПАВ).
Собиратели для флотационного обогащения нефелинсодержащих руд. На предприятих «ФосАгро» в основном используют смесь анионных ПАВ, состоящих из мыл МТМл и МТМх, в массовом соотношении 80 и 20%.
ФЛОН-1 – ацетат первичных аминов кокосовой фракции в изопропиловом спирте. (катионный ПАВ). ФЛОН-1 – азотсодержащий собиратель (совместная разработка научно-производственного предприятия ООО «НПП ХимпромСервис» и БГТУ им. В.Г.
Шухова).
Характеристика амфотерных ПАВ, исследуемых в работе, представлена в таблицах
2.4 и 2.5, промышленных – в таблице 2.6.
82
Таблица 2.4 – Харакетристики амфотерных ПАВ БетаПАВ АП30 и АП45
|
|
|
|
|
БетаПАВ АП-45 |
|
БетаПАВ АП-30 |
|
|
|
|
Характеристика |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Кокамидопропилкар- |
Алкилкарбоксибетаин |
|||||
|
|
|
|
|
боксибетаин |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
прозрачная жидкость от бесцветного до |
||||
1. |
|
Внешний вид, цвет |
|
светло-желтого |
цвета без |
осадка |
и |
||
|
|
|
|
|
посторонних включений |
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2. |
|
Цвет |
|
|
200 max |
|
|
|
|
|
(по шкале Хазена) |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3. |
|
Массовая |
доля |
основного |
не менее 37,0 |
|
28,0–32,0 |
|
|
|
вещества, % |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4. |
|
Массовая |
доля хлоридов (в |
5,8–7,0 |
|
4,4–5,5 |
|
|
|
|
пересчете на NaCl), % |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5. |
|
Массовая |
доля |
свободных |
0,5 |
|
|
|
|
|
аминов, %, не более |
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Показатель |
|
активности |
|
|
|
|
|
6. |
|
водородных ионов (рН) в 5%-ном |
4,5–5,5 |
|
|
|
|
||
|
|
водном растворе, в пределах |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
(ТУ 2480-002-04706205-2004) |
|
|
|
|
|
||
Таблица 2.5 – Характеристики амфортерного ПАВ ОксиПАВ |
|
|
|
||||||
1. |
|
|
|
|
|
прозрачная |
жидкость |
от |
|
|
Внешний вид |
|
|
бесцветного |
до светло- |
||||
|
|
|
желтого цвета без осадка и |
||||||
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
посторонних включений |
|
||
|
|
|
|
|
|
||||
2. |
Цвет (по шкале Хазена) |
|
|
20 max |
|
||||
|
|
|
|
|
|||||
3. |
Массовая доля основного вещества, .% |
|
28,0–32,0 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||
4. |
Массовая доля свободных аминов, %, не более |
|
0,5 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|||||
5. |
Массовая доля перекиси водорода, %, не более |
|
0,12 |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
||||
6. |
Массовая доля воды, % |
|
|
68,0–72,0 |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
(ТУ 2482-007-04706205-2006) |
|
|
|
|
|
83
Таблица 2.6 – Промышленные ПАВ
|
МТМл |
|
МТМх |
ФЛОН-1 |
|
|
|
|
|
Вид |
оксигидрильные собиратели |
катионный собиратель |
||
|
сульфоксильного типа |
азотосодержащего типа |
||
|
|
|
|
аминного типа |
|
|
|
|
|
Общ. формула |
|
R ‒ COOMe |
R ‒ NH2 |
|
|
|
|
||
Применение |
высокоэффективные собиратели для |
при флотации |
||
|
флотации несульфидных минералов |
силикатных |
||
|
(фосфатных, кальциевых и т.д.), |
материалов: кварц, |
||
|
апатит, флюоритсодержащих руд. |
слюда, литиевые и |
||
|
|
|
|
бериппиевые руда |
|
|
|
||
Физические |
вязкая жидкость темно-коричневого |
жидкость светло- |
||
характеристики |
|
цвета |
коричневого цвета |
|
|
|
|
|
|
В работе исследовались следующие флокулянты: Superfloc С-496 (катионного типа);
Superfloc N-300 (неионогенного типа);
Superfloc А-137 (анионного типа)
Основные характеристики применявшихся в ходе исследований флокулянтов серии
Superfloc представлены в таблице 2.7.
Таблица 2.7 – Основные характеристики используемых флокулянтов серии Superfloc
Название |
A-137 |
N-300 |
C-496 |
|
|
|
|
|
|
Природа |
Анионный |
Неионогенный |
Катионный |
|
|
|
|
|
|
Насыпная плотность, |
850±50 |
750±50 |
750±50 |
|
кг/м3 |
||||
|
|
|
||
Динамическая вязкость |
4,5 |
3 |
2,7 |
|
р-ра 0,1%-ного, мПас |
||||
|
|
|
||
|
|
|
|
|
Молекулярный вес, млн |
5 |
3,8 |
3 |
|
|
|
|
|
|
Заряд мольный, % |
46,1 |
0 |
55 |
|
|
|
|
|
|
Внешний вид |
Сыпучий гранулированный порошок белого цвета |
|||
|
|
|
|
Коагулянты UltraPAC-30-V и UltraPAC-30S являются улучшенными эквивалентами полиоксихлорида алюминия «АкваАурат-30» (Россия), гидроксихлорид алюминия (Россия), оксихлорид алюминия PAC-02 (Китай).
Различие между завяленными марками касается лишь содержания железа, которое в продукте UltraPAC-30S отсутствует. Реагент получают из гидроксида алюминия и
84
порошка алюмината кальция (до 50% оксида алюминия). На реагент имеется сертификат
соответствия.
Промывочные жидкости, исследованные в работе:
ZESTRON FA+ – высокоэффективная промывочная жидкость на основе спиртовых
модифицированных соединений, специально разработанная для удаления остатков флюсов класса «No-Clean» (не требующих отмывки) в ультразвуковых ваннах.
VIGON SC-200 – эффективное моющее средство, специально разработанное для удаления остатков флюса с печатных узлов при ручной отмывке и ремонте. Также подходит для подготовки поверхностей перед операциями склеивания, влагозащиты и т.п.
После механической обработки металлические конструкции проходят мойку высоким давлением, при температуре около 70 оС, кислым фосфатирующим составом
Decorrdal 40-80-2. Моющий раствор с небольшим содержанием масел, СОЖ,
металлической пыли и механических примесей сливается в резервуар под моечной кабиной, оттуда насосом подается на запроектированную систему очистки. После очистки раствор возврашается в насос высокого давления для повторного использования,
с возможностью добавки необходимого количества свежего концентрата моющей
композиции. Составы композици приведены в таблицах 2.8 и 2.9.
Таблица 2.8 – Состав композиции Decorrdal 40-80-2
Моющее |
средство/его |
|
Содержание компонентов |
||
компоненты |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В |
|
Концентрата в |
Компонента в |
Decorrdal 40-80-2: |
|
|
рабочем |
рабочем |
|
|
концентрате |
||||
|
|
растворе |
растворе |
||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Фосфорная кислота |
5–10% |
|
|
0,30% |
|
|
|
|
|
|
|
Куменсульфонат |
натрия |
>1<5% |
|
3,0% |
0,15% |
(C9H11NaO3S) |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Алкоксилат жирного спирта |
>1<5% |
|
|
0,15% |
|
|
|
|
|
|
|
85
Таблица 2.9 – Некоторые органические компоненты, изученные в работе
|
Наименование |
Состав |
|
Назначение |
ТУ |
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Очищающая |
Основной |
компонент – |
Средство |
для |
очистки |
6-09-11- |
|
||
|
жидкость |
этиловый спирт высокой |
поверхности |
при |
2162-95 |
|
||||
|
ОЖ-1 |
очистки |
с |
добавкой |
люминесцентной |
|
|
|||
|
|
поверхностно-активного |
дефектоскопии |
|
|
|
||||
|
|
вещества |
неионогенной |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
природы ОП7 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Пенетрант |
Основа – дитолилметан в |
Люминесцирующая |
6-09-11- |
|
|||||
|
ЛЖ-6А |
бутиловом спирте |
жидкость |
|
желто- |
2161-95 |
|
|||
|
|
|
|
|
зеленого |
|
цвета, |
|
|
|
|
|
|
|
|
применяемая |
в |
|
|
||
|
|
|
|
|
капиллярной |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
дефектоскопии |
для |
|
|
||
|
|
|
|
|
определения |
качества |
|
|
||
|
|
|
|
|
покрытия |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Лак |
Резольная |
|
|
Компонент |
|
для |
2311-083- |
|
|
|
ФЛ-5111 |
фенолоформальдегидная |
изоляции |
отдельных |
05758799- |
|
||||
|
|
смола – от 55 до 65% в |
участков |
поверхности |
2002 |
|
||||
|
|
этиловом |
|
спирте |
металлов |
|
|
|
|
|
|
|
применяется |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Растворитель |
Бутилацетат |
(30%), |
Применяется для снятия |
ГОСТ |
|
||||
|
Р-5 |
ацетон (30%), |
толуол |
краски |
с |
поверхности |
7827-74 |
|
||
|
|
(40%) |
|
|
металлических |
изделий |
|
|
||
|
|
|
|
|
и |
в |
|
процессе |
|
|
|
|
|
|
|
изготовления |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
композиционных |
|
|
|||
|
|
|
|
|
материалов |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
Компоненты используются при изготовлении композитных изделий для |
|||||||||
авиационной техники. |
|
|
|
|
|
|
|
|