ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Коагуляция золей без добавления электролитов из "Очистка воды коагулянтами" Исследования по изучению влияния различных красителей на гидрозоль А1(0Н)з показали, что повышение концентрации основных красителей (метиленовый голубой, малахитовый зеленый) вызывает сначала повышение, затем падение устойчивости золя. При повышении н е концентрации кислых красителей (ализарин, сульфокислота, метилоранж) устойчивость частиц А](ОН)з растет во всем диапазоне концентраций красителя. [c.117] Теория взаимодействия разнородных частиц разработана Дерягиным. Согласно этой теории, силовой барьер, возникающий между заряженными разнородными частицами, зависит только от величины заряда частицы, заряженной слабее. Поэтому нри появлении в растворе развитой посторонней поверхности с ДП, близким к нулю, произойдет коагуляция всей системы в целом, несмотря на то, что частицы исходного золя останутся устойчивыми в отношении слипания между собой. Согласно представлениям Пескова [48], одной из причин потери устойчивости дисперсными системами в присутствии чужеродной поверхности является адсорбция стабилизатора на поверхности. [c.117] Гетерокоагуляция и гетероадакоагуляция имеют важнейшее значение в процессе контактного осветления воды. [c.117] Перемешивание, нагревание. Коагуляция в результате интенсивного механического перемешивания золей и суспензий обусловлена временным нарушением адсорбционного баланса стабилизатора у поверхности частиц и снижением вследствие этого их агрегативной устойчивости. Нагревание среды вызывает увеличение интенсивности броуновского движения, частичную десорбцию стабилизатора, уменьшение степени гидратации частиц [13 (стр. 311), 49 (стр. 220)]. [c.118] Замораживание. Коагуляция гидрозолей и гидрогелей под действием замораживания объясняется постепенным вымерзанием воды, увеличением вследствие этого концентрации электролитов в поверхностных слоях частиц, сжатием двойного слоя и снижением устойчивости [6, 50—54]. Вымерзание воды может протекать одновременно по двум механизмам за счет пленочной диффузии молекул из слоя коагулята к поверхности ранее образовавшегося льда и вследствие возникновения центров кристаллизации воды внутри самого слоя [55]. Частицы, слипшиеся при замораживании, образуют коагуляционные структуры, сохраняющиеся при отта-ивани. [c.118] На коагулирующее действие замораживания сильное влияние оказывают состав электролита и температурный режим замораживания. Вольхип и др. (50, 56] показали на примере осажденной гидроокиси железа, что если температура замораживания ( з) ниже температуры образования электролитом криогидрата (1 ), электролит затвердевает в прослойках между кристаллами льда с образованием эвтектики. При этом независимо от исходной концентрации электролита происходит глубокое промораживание осадка Ре(ОН)з и его объем после оттаивания заметно уменьшается. Если же tз /к, в прослойках между кристаллами льда электролит достигает такой концентрапии, при которой при данной температуре вымораживание больше не происходит, сжатие Ее(ОН)з прекращается, а объем осадка после оттаивания тел1 выше, чем больше исходная концентрация электролита. [c.118] Быстрое замораживание гораздо менее эффективно, чем медленное, так как в этом случае вода застывает в виде сплошной массы и концентрирования электролита вблизи поверхности частиц пе происходит. [c.118] Наложение электрического ноля. При наложении на дисперсные системы электрического поля происходит ориентация частиц ВДОЛЬ СИЛОВЫХ линий поля и последующая их агрегация. [c.119] Объединение частиц в поле переменного тока исследовали подробно в 1941 г. Кройт и Фогель [57]. Они установили, что большое значение имеют поляризационные силы, деформация и разрушение ионных оболочек мицелл. Относительную длительность существования агрегатов после прекращения воздействия электрического поля авторы объяснили развитием рекристаллизацион-ных процессов в местах контакта частиц. [c.119] Изучение воздействия на суспензии глин поля постоянного тока [58] показало, что степень ускорения седиментации частиц под влиянием поля зависит от напряженности электрического поля и гидратации глинистых частиц. Оптимальным условиям воздействия поля отвечают значения ДП, близкие к ДПкр. В 50-х годах ряд работ но структурообразованию дисперсных систем в поле постоянного тока опубликовали Френкель, Гиндин и др. [59]. По Гороновскому [60], коагуляция частиц гидроокисей Л1е-таллов в поле постоянного тока связана со следующими эффектами электрофоретическим переносом частиц и их последующим разряжением на электродах возникновением высоких концентраций коагулирующих ионов коагулирующим действием ионов, переходящих в раствор с электродов взаимной коагуляцией дисперсных частиц с частицами, перезарядившимися на электродах. [c.119] Согласно современным представлениям, основной причиной агрегации частиц в электрическом поле следует считать приращение энергии взаимодействия частиц за счет поляризационной составляющей [61 (стр. 68), 62, 63]. Поляризуемость частиц объясняется либо свойствами их материала (поляризация вследствие разных диэлектрических проницаемостей твердого вещества и дисперсионной среды), либо перераспределением ионов двойного слоя и появлением ионной составляющей дипольного момента, обусловливающей взаимодействие частиц на сравнительно больших расстояниях, в 2—3 раза превышающих размеры частиц [64]. [c.119] Возникающие агрегаты ориентируются своей длинной осью вдоль силовых линий электрического поля и имеют форму цепочек длиной 150—200 мкм [65, 66]. [c.119] Поляризационное взаимодействие вносит ощутимый вклад в процесс объединения частиц в агрегаты уже при напряженностях электрического поля в несколько вольт на 1 см [67]. Интенсивность образования агрегатов растет с увеличением концентрации суспензии, напряженности поля и с уменьшением (до некоторого предела) частоты переменного тока [66]. Вследствие агрегации частиц повышается вероятность их взаимодействия с другими частицами [68, 69]. [c.119] Коагуляция дисперсий может быть вызвана не только действием перемепного и постоянного электрических полей, но и электрического разряда малой мощности. Электрический разряд, по данным Кожемякина и др. [70, 71], действует в широком диапазоне концентраций суспензий и коагулирует устойчивые суспензии глины и кварцевого песка с образованием быстро оседающих агрегатов размером до 2 мм. Снижение устойчивости частиц объясняется поляризацией ионных сфер или материала частиц. [c.120] Наложение магнитного поля. Несмотря на большой объем исследований, проведенных по магнитной обработке дисперсных систем, до сих пор не выработано единой точки зрения на механизм воздействия магнитного поля. Само же воздействие носит большей частью избирательный характер, проявляется по-разному и сильно зависит от напряженности поля. [c.120] Известно, что молекулы воды обладают определенной магнитной восприимчивостью и под влиянием магнитного поля способны изменять свой магнитный момент. Об изменении свойств воды, подвергнутой магнитной обработке (ее электропроводности, вязкости), свидетельствуют работы многих авторов [72—78]. Эти изменения связывают со структурными явлениями, разобщением существующих [79, 80] или возникновением новых [74] ассоциатов молекул, в результате чего смачиваемость твердых поверхностей уменьшается [81, 82]. [c.120] По данным некоторых авторов, в растворах электролитов под действием магнитного поля происходит дегидратация ионов и возникают ионные ассоциаты [83—85]. Причем предполагается также переход ионов на более высокую ступень ионизации [86]. Эти явления в свою очередь вызывают уменьшение гидратации и ДП коллоидных и суспендированных частиц, изменение степени взаимного сцепления агрегатов в осадках, облегчают образование зародышей новой фазы [79, 82, 83, 87—90]. Последнее обстоятельство используется для борьбы с пакипеобразованием в котлах. [c.120] При наличии в воде солей, способных к гидролизу, увеличение диэлектрической проницаемости вследствие ориентационной и упругой поляризации молекул воды приводит, по мнению Баталина [78], к ускорению гидролиза и образованию центров конденсации новой фазы. [c.120] Ш1Я частиц магнетита в воде и установили с помощью прямых микроскопических наблюдений факт ориентации частиц вдоль СИЛОВЫХ линий. По данным Зубарева [94], наложение магнитного поля на броуновское движение анизодиаметрических частиц приводит к их ориентации длинной осью перпендикулярно силовым линиям. Ориентация сопровождается взаимодействием частиц на дальних расстояниях и возникновениелг периодических коллоидных структур [61, стр. 82]. [c.121] Вернуться к основной статье