Столкновение частиц с пузырьками

Существенное влияние на эффективность флотации оказывает соотношение размеров частицы и газового пузырька, которое определяет эффективность их столкновения и последующего притяжения [И]. Для каждого размера пузырька существует критический размер частицы. Столкновение частиц меньшего размера с пузырьком не происходит. Например, наименьший размер частиц галенита, которые могут соприкоснуться с пузырьком воздуха диаметром 1,5-10 нм, составляет 30-10 нм. Очень мелкие частицы движутся точно по линиям тока жидкости, обтекающей всплывающий пузырек. Поэтому столкновение частицы с пузырьком может произойти только тогда, когда частица проходит вблизи пузырька на расстояний одного радиуса частицы [И]. В общем случае извлечение очень мелких частиц флотацией можно улучшить, повышая дисперсность пузырьков-воздуха. [c.54]

Процесс электрофлотации, аналогично флотации, является вероятностным процессом, итог которого определяется числом эффективных столкновений извлекаемых частиц с пузырьками электролизных газов, выноса на поверхность образовавшихся комплексов и удержания их в пене. Кинетическое уравнение процесса столкновения частиц с пузырьками, полученное в работе [1 , имеет вид [c.45]

Рассмотрим процессы образования комплексов и вынос их на поверхность. Объем комплексов, образовавшихся в результате столкновения частиц с пузырьками за время с11 в-объеме дисперсионной среды V, будет [c.46]

Столкновение частиц с пузырьками [c.157]

Столкновение частиц с пузырьками в отсутствие перемешивания. При движении во флотационной пульпе пузырька диаметром 5п с ним столкнутся все частицы, находящиеся внутри некоторой трубки, имеющей на бесконечном удалении от пузырька диаметр а (рис. 10.5.2.2). Если диаметр частиц d, то столкнувшимися с пузырьками частицами будем считать те, продолжения траекторий центра масс которых при движении в потоке жидкости, обтекающей пузырек, отклоняются от центра пузырька на расстояние [c.157]

Если известна величина Е, то значение вероятности столкновения частиц с пузырьками в единицу времени (т. е. число столкновений, приходящихся на одну частицу) выразится как [c.159]

Широкое применение компрессионных и вакуумных машин объясняется тем, что в этих машинах при снижении давления происходит выделение очень мелких пузырьков непосредственно на поверхности гидрофобных частиц это позволяет исключить стадию столкновения частиц с пузырьками, необходимую для их закрепления. [c.115]

Процесс прилипания частиц загрязнения к пузырькам воздуха — основной акт флотации, а процесс прилипания одной частицы к пузырьку — элементарный акт флотации. Прилипание загрязнений к пузырькам происходит двумя путями при столкновении частицы с пузырьком и при возникновении пузырька из раствора по поверхности частицы. Процесс флотации нефтепродуктов пузырьками воздуха будет тем эффективнее, чем больше вероятность столкновений флотируемых частиц с пузырьками воздуха и прочность прилипания флотируемых частиц к пузырькам воздуха при столкновениях. При контакте капелек эмульгирован- ной нефти и твердых частиц, находящихся в сточной воде, с пузырьками газа в зависимости от смачиваемости указанных частиц водой могут получаться прочные и слабые соединения. Прочные соединения с газовым пузырьком образуются при плохой смачиваемости частиц водой (нефть, гидрофобные твердые соединения), на границе которых (вода — нефть — газ) получается большой угол смачивания. Слабые соединения с газовым пузырьком образуются при хорошей смачиваемости частиц водой, на границе которых (вода — гидрофильная частица — газ) получается небольшой угол смачивания и маленький периметр соприкосновения ча- стицы с пузырьком. Поэтому сила поверхностного натяжения будет меньше массы частицы, и образовавшийся агрегат (частица — пузырек) будет разорван. Следовательно, частицы хорошо смачиваемого компонента не будут подняты пузырьками таза и осядут на дне. [c.81]

Константа скорости флотации К равна произведению числа столкновений частицы с пузырьками в единицу времени Рем и вероятности устойчивого закрепления Ра- Поскольку в условиях беспенной флотации скорость движения частиц Ыр значительно меньше скорости всплывания пузырьков иь, величина Рек— [c.201]

Вероятность закрепления частиц на пузырьке зависит от соотношения времени контакта частицы и пузырька и времени индукции. Время контакта определяется в основном гидродинамическими условиями. Для расчета его значения используют две взаимоисключающие гипотезы. Согласно одной из них, столкновение частицы с поверхностью пузырька представляет собой удар, при этом расчетное время контакта Тс в зависимости от размера частиц меняется от 1 до 10 мкс. В соответствии с другой гипотезой, после столкновения с пузырьком частица в течение некоторого времени (время контакта) скользит по его поверхности, в этом приближении расчетное время контакта значительно больше (тс=10ч-100 мс). Адекватность одного из этих предположений зависит, очевидно, от соотношения размеров частицы и пузырька и параметров потока. Величина Тс стохастическая, поскольку полярный угол и энергия столкновения частицы с пузырьком являются случайными параметрами. Согласно расчетам К. Л. Сазерленда, время скольжения [c.206]

Рис. 9.11. Зависимость вероятности Рс. столкновения частицы с пузырьком от ее размера й-р в лабораторной (кривая I) н промышленной колонной (кривая 2) флотационных машинах

Высота аппарата влияет на вероятность столкновения частиц с пузырьками воздуха, их закрепления и выноса в пенный слой. [c.288]

Вероятностью столкновения частиц с пузырьками в единицу времени называется отношение массы частиц, столкнувшихся с пузырьками в единицу времени, к общей массе частиц в пульпе [c.207]

Кроме того, в противотоке выше вероятность столкновения частиц с пузырьками вследствие большого аэрируемого объема камеры и длинного пути частиц и пузырьков навстречу друг другу по высоте машины. И наконец, в колонне низкая интенсивность продольного перемешивания пульпы. Все это свидетельствует о том, что скорость флотации в противотоке вьппе, чем при других направлениях движения потоков пульпы и воздуха. [c.258]

Столкновение частиц с пузырьками в условиях перемешивания. При перемещивании пульпы импеллером в механических флотомапшнах и газовыми пузырьками во флотомашинах других типов возникает турбулентное движение. Число Re в промышленных механических флотомашинах имеет порядок 10 . При больших Re микроструктура реальных турбулентных потоков является приблизительно изотропной, хотя поток как целое неизотропен. Поэтому в первом при- [c.159]

Характер движения частиц и пузырьков — важный фактор, от которого зависят вероятность образования флотокомплекса, степень минерализаций, скорость флотации и энергоемкость процесса. При их противотоке обеспечиваются лучшие условия образования и сохранения флотокомплекса. Вероятность столкновения частицы с пузырьком и ее закрепления определяется, в частности, нормальной составляющей относительной скорости их движения, временем контакта и инерционными силами. Относительная скорость движения частиц и пузырьков в противотоке при скорости потока пульпы 2 см/с и средней крупности пузырьков 1,5—2,5 мм составляет примерно 10—12 см/с, что соответствует оптимальным условиям соударения, определенным в работах Ф. Дедека. Противоток пульпы и воздуха обусловливает снижение групповой скорости всплывания пузырьков, что удлиняет их пребывание в машине, повышает коэффициент использования воздуха и удельную производительность аппарата. В колонне в связи с отсутствием перемешивающих устройств и низкой турбулентностью потоков пульпы инерционные силы, разрушающие комплекс частица—пузырек, незначительны. Кроме того, в противотоке выше вероятность столкновения частиц с пузырьками вследствие большого аэрируемого объема камеры и длинного пути частиц и пузырьков при их движении навстречу друг другу по высоте машины. И, наконец, в колонне низка интенсивность продольного перемешивания пульпы. Все это свидетельствует о том, что скорость и селективность флотации в противотоке выше, чем при других направлениях движения потока пульпы и воздуха. [c.94]

Для повышения эффективности трехфазных барботажных массообменных аппаратов химической технологии требуется полное суспендирование частиц, в то время как при флотационном процессе ставится обратная задача снизить макроциркуляцию пульпы, интенсифицирующую перемешивание и механический вынос, а также увеличить вероятность столкновения частицы с пузырьком и обеспечить возможность сохранения флотокомплекса ценного минерала до выноса в пенный слой при нестабильности агрегата депрессируемый минерал—пузырек. Несмотря на то, что методы оптимизации работы барботажных аппаратов в химической и флотационной технологии не всегда совпадают и механический перенос достижений в конструировании из одной области в другую невозможен, общие принципы исследования и соаещденствования барботажных колонных аппаратов одинако т., Так, целесообразность поперечного секционирования коло нн, широко применяемого в химической промышленности, при флотации спорна, поскольку внутри секций отмечаются интенсивное перемешивание Жидкости и значительная продольная неоднородность газосодержания, что создает предпосылки деминерализации пузырька при ДЕижении его через тарелку. Для снижения интенсивности перемешивания жидкости в колоннах флотационных машин предложено устанавливать успокоительные решетки [38]. В то же время продольное секционирование является эффективным средством [c.179]

На частицы в неоднородном потоке действуют не только гравитационные, но и инерционные силы. Баланс этих сил и силы сопротивления среды определяет в условиях безвихревого течения траекторию частицы и вероятность ее захвата всплывающим пузырьком. В действительности гидродинамика акта значительно усложняется вследствие турбулизации пульпы всплывающими пузырьками и искажений, вносимых в поток самими частицами. Уравнения, предложенные для расчета вероятности столкновения частиц с пузырьками, можно разделить на две группы. К первой относятся формулы, основанные на концепции столкновения в результате турбулентных блужданий частицы и пузырька. Некоторые из них приведены в табл. 9.1 [формулы (1—5)]. В последние годы достигнут значительный прогресс в экспериментальном и теоретическом изучении турбулентного переноса и осаждения аэрозолей. Наряду с диффузионным был теоретически предсказан и практически подтвержден миграционный механизм осаждения. Он обусловлен пульсационной составляющей скорости потока. Теория миграционного механизма к настоящему времени разработана для осаждения частиц на стенки каналов. Применение ее для расчета турбулентной коагуляции помогло бы глубже раскрыть механизм субпроцессов и способствовать оптимизации гидродинамических условий. По данным Е. П. Медникова, на движение частицы в турбулентном потоке влияют продольная и пульсационная скорость среды поперечная турбулентная миграция крупномасштабное турбулентное перемешивание диффузия, вызванная мелкомасштабными пульсациями седиментация соударение со стенками и остаточная миграция. [c.197]

Увеличение интенсивности турбулентных пульсаций или проведение флотации в центробежном поле повышает скорость относительного движения частицы и пузырька. В результате возрастает вероятность столкновения и отрыва частиц от пузырька. В некоторых работах для определения влияния турбулентного перемешивания на столкновение частицы с пузырьком скорость относительного движения, входящую в формулу (4) (см. табл. 9.1), рассчитывают с учетом пульсационных составляющих (при йь йрЖо), или в центробежном поле, возникающем внутри турбулентного вихря (при йрСКо). Такой подход, однако, не позволяет решить задачу, поскольку изменение структуры потоков при перемешивании влияет не только на число частиц, проходящих вблизи пузырька (это учитывается формулами для относительной скорости), но и на траектории частиц и пузырьков при гетерокоагуляции, т. е. на коэффициент захвата Е. В этом случае его определяют с учетом гравитационного сноса с линий тока жидкости, градиентной коагуляции в неоднородном поле пульсационных скоростей, а также турбулентной миграции. [c.209]

В непрерывном режиме для оценки извлечения часто используют выражение = P NPaPf, где P n — вероятность столкновения частицы с пузырьком за время /ф ее пребывания в камере флотационной машины (P N = K Nt ), Ра — вероятность удержания ее на пузырьке в пульпе за время его подъема в пену, Pf — вероятность удержания частицы в пене до выноса в пенный желоб. Однако в этой формуле не учитывается вероятность повторного закрепления частицы после ее отрыва от пузырька. Между тем многократное повторение элементарного акта является весьма вероятным, в особенности в перечистных операциях (циркуляционный механизм флотации, по терминологии А. С. Кузькина). Доля частиц, оторвавшихся от пузырька за время его подъема, равна (1—Ра). Следовательно, число частиц, прошедших стадии закрепление—отрыв—закрепление, N = NoP n (1 — Ра)Рся], где No — исходное число частиц. В пену попадает N Pa частиц, а l—Pa)Ni частиц вторично оторвется от пузырька. Таким образом, число [c.232]

Процесс извлечения частиц данного класса флотируемости из пульпы в концентрат в указанной однофазной модели характеризуется вероятностью флотации в единицу времени К Эта величина называется также удельной скоростью флотации. Вероятность флотации в единицу времени к отражает все основные этапы флотационного процесса — столкновение частицы с пузырьком, закрепеление на пузырьке, удержание частицы на пузырьке до выхода в пенный слой и удержание в пене до съема в концентрат. [c.206]

Малая скорость флотации тонких частиц объясняется низкими величинами вероятностей их столкновения и закрепления на пузырьках. Расчеты вероятности столкновения частиц с пузырьками показывают, что зта величина линейно или квадратично уменьшается с размером частиц, по крайней мере до крупности 3 мкм, и, следовательно, заметно убьшает с уменьшением размера частиц. Малая вероятность закрепления тонких частиц на пузырьках обусловлена, по-видимому, их недостаточной кинетической энергией, не позволяющей прорвать водную прослойку, отделяющую частицу от пузырька. [c.212]

Для флотационного разделения необходимо перемешивание, поскольку оно способствует диспергированию и закреплению реагентов на поверхности частиц, увеличивает вероятность столкновения частиц с пузырьками, создает условия для вьщеления газов из раствора, снижает механический вынос частиц. С другой стороны, перемешивание снижает эффективность разделения, поскольку оно разубоживает питание флотации камерным продуктом, способствует деминерализации пузырьков и десорбции реагентов с поверхности частиц. Существует экстремального типа зависимость между технологическими показателями процесса и интенсивностью перемешивания. Задача заключается в нахождении экстремума и -создании конструкций машин со структурой потоков, соответствующих этому оптимуму. [c.261]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология