Флокуляция катионные ПАВ

Описание процесса флокуляции катионными ПАВ будет не полным, если не указать то, какие превалируют силы при близком взаимодействии глинистых частиц и флокул на различных стадиях конгломерации [68]. [c.124]

Рис. 4.17а. Схема образования связи между частицами кремнезема посредством координации вызывающими флокуляцию катионами металла. а гидроксил-ионы передают отрицательные заряды слою молекул воды, связанных водородной связью с силанольными группами, находящимися иа поверхности частицы кремнезема такой процесс эквивалентен адсорбции гидроксил-ионов на поверхности б — гидратированные ионы натрия адсорбируются иа отрицательно заряженных участках поверхности, образуя нейтральные комплексы а — при столкновении с незаряженными участками поверхности второй частицы ион натрия координирует кислородные атомы силанольных групп и кислородные атомы молекул воды, связанных с поверхностью, образуя координационную связь между частицами. Размер коллоидных частиц кремнезема) по отношению к размерам атомов на самом деле гораздо больше, чем это показано иа рисунке, поэтому между двумя частицами может сформироваться целый ряд мостиковых связей, образующихся посредством иона натрия.

Порог флокуляции зависит от типа глинистого минерала, присутствия на его поверхности обменных катионов и вида добавляемой соли. Чем выше валентность катионов (на глине или в соли), тем ниже порог флокуляции. Так, натриевый монтмориллонит флокулирует при концентрации хлорида натрия 15 мэкв/л, а кальциевый монтмориллонит — при концентрации хлорида кальция 0,2 мэкв/л. Ситуация становится более сложной, когда катион соли отличается от катиона глины, так как в этом случае происходит катионообмен, но порог флокуляции [c.155]

Для поглощения сероводорода раньше применяли соли меди, но затем выяснилось, что они являются причиной биметаллической коррозии (т. е. процесса, иллюстрируемого на рис. 9.44). Для предотвращения биметаллической коррозии катион поглощающего реагента в ряду напряжений должен занимать место выше, чем железо. Этому требованию отвечает цинк, поэтому в настоящее время обычно используют карбонат цинка. Следует поддерживать pH в диапазоне 9—11. При больших или меньших значениях pH резко возрастает растворимость карбоната цинка, и ион цинка способствует флокуляции глинистых [c.395]

Очистка воды с применением гидролизующихся коагулянтов является следствием нескольких одновременно протекающих процессов хемосорбции, образования малорастворимых комплексов, их полимеризации и кристаллизации, флокуляции, взаимодействия образовавшихся полиядерных формаций с поверхностью дисперсной фазы. Комплекс процессов, протекающих при гидролизе коагулянта, приводит к полимеризации и кристаллизации продуктов гидролиза, образованию малорастворимых коагулянтов, которые обволакивают частицы взвеси и, объединяясь, образуют агрегаты, способные к осаждению. При этом влияние pH на хлопьеобразование сводится к влиянию концентрации ионов Н+ и ОН на состав и структуру продуктов гидролиза. Процесс коагуляции характеризуется не только флокуляционным механизмом, но и электростатическими явлениями, приводящими к снижению заряда минеральных частиц, что обусловлено влиянием катионов АР+ и Ре + и их комплексов. [c.22]

Данные факты получены на момент фиксированного периода осаждения, равного 10 мин, и их можно объяснить следующим механизмом флокуляции глин катионными ПАВ. [c.116]

Поскольку в рассматриваемых экспериментах участвуют катионные ПАВ, одновременно растворимые в воде и углеводородах, одна группа глинистых частиц избирательно взаимодействует преимущественно с водорастворимой фракцией, а другая — с углеводородорастворимой. Поэтому превалирование одного из двух вышеописанных процессов зависит от строения фракций КПАВ. Возможно, реальная картина флокуляции будет сложнее и дополнена смешанным механизмом пленкообразования, как с островками преимущественной адсорбции водо- или углеводородорастворимых фракций, так и более сложно комбинированно. В конечном счете суммирующее действие ГИПХ-3 широкой фракции С12-С18 оказалось в целом равноценным по механизму действия АНП-2 фракции С -С б, но с небольшими различиями. [c.121]

Такое поведение, вероятно, характерно для больших по размеру двухзарядных и в любом случае многозарядных катионов, так как для ионов натрия нет никаких доказательств того, что концентрация отрицательных зарядов на поверхности частиц при заданных значениях pH и концентрации ионов натрия меняется в зависимости от размеров частиц. Другие ббльшие по размеру катионы не были исследованы таким образом. Критические концентрации коагуляции для различающихся по размерам частиц показаны на рис. 4.176. Флокуляция под действием ионов Са +, очевидно, не ведет к образованию постоянных силоксановых связей между частицами кремнезема. Ион кальция отличается от иона натрия тем, что первый из них достаточно большой по своему размеру это позволяет предотвращать прямой контакт между частицами кремнезема, и непосредственные [c.523]

Флокуляция под действием катионных поверхностно-активных веществ [c.529]

Для изучения флокуляции кремнезема, вызванной действием поверхностно-активных веществ, оказывается интересным то, что избыточное количество катионного ПАВ может быть оттитровано анионным ПАВ с применением в качестве индикатора бромфенолового синего [307]. [c.534]

Айлер [321] исследовал влияние размеров частиц коллоидного кремнезема на количество требуемого для флокуляции и обращения зарядов катионного полимера. Выбранным для эксперимента полимером был поли [ (Н-метиламмоний) метилсульфат] (где К — метил, акрилоил, оксиэтил, диэтил) [322]. Для частиц диаметром менее 500 А количество флокулянта, имеющего длину молекулярных цепочек 1500 А, требуемого для осаждения одной единицы массы кремнезема, обратно пропорционально диаметру частиц, тогда как для частиц больших размеров это количество обратно пропорционально квадрату диаметра частицы. По-видимому, при использовании флокулирующего агента данного типа для формирования мостика между частицами размером более 400 А в диаметре в точках контакта необходимы одна или несколько полимерных цепочек, тогда как для частиц меньшего размера на каждую точку с мостиковой связью требуется только всего несколько сегментов такой цепочки. Единичная цепочка может простираться от одной точки контакта до другой, связывая таким образом несколько частиц кремнезема вместе. [c.538]

Хотя многозарядные органические катионы, в том числе катионные полимеры, вызывают флокуляцию кремнезема при их добавлении к отрицательно заряженному золю, однако в том случае, если они присутствуют в избыточном количестве, происходит обращение заряда. Редиспергирование наблюдается в особенности тогда, когда частицы кремнезема оказываются слишком большими по сравнению с длиной полимерной цепочки, так что каждая частица может покрываться одной или более полимерными молекулами. Если же частица кремнезема относительно невелика, то полимерные цепочки с большей вероятностью образуют мостиковые связи между частицами, и тем самым редиспергирование предотвращается [321]. [c.566]

Во всех вышеприведенных способах кремневая кислота подвергалась полимеризации почти в одной и той же системе, в которой затем кремнезем осаждался. Возможно, конечно, начинать процесс, исходя из ранее приготовленного золя кремнезема с частицами любого коллоидного размера, и вызывать осаждение золя путем флокуляции или коагуляции с тем, чтобы получить высушенный продукт. Однако, если только не приняты специальные меры предосторожности и не используются специальные методы ириготовления, получаемый осадок при высушивании дает усадку с образованием прочного силикагеля, особенно если первичные частицы имеют размер менее 25—50 нм. Для того чтобы получить легкий, диспергируемый порошок, необходимо либо упрочнять образуемый гель, либо изготовлять кремнезем, по крайней мере с частично гидрофобной поверхностью, чтобы свести к минимуму усадку. Способы флокуляции или коагуляции с использованием катионов органических оснований, имеющих длинные цени, уже обсуждались ранее. Такие процессы ведут к образованию объемистых, подобных чешуйкам агрегатов, и по этой причине они были рассмотрены в гл. 4 (см. рис. 4.21). [c.781]

Другие примеры адсорбции органических катионов на поверхности кремнезема описаны в связи с рассмотрением флокуляции в гл. 4. [c.943]

Очищенные лигносульфонаты и щелочные лигнины с высокой диспергирующей способностью при добавке к бурильным глинистым растворам регулируют их реологические свойства, а также связывают примеси металлов и стабилизируют бурильные растворы, предотвращая флокуляцию. Лигносульфонаты и сульфированные сульфатные лигнины способствуют размолу цемента, а при введении в бетоны увеличивают их однородность и время схватывания [192]. Возрастают также прочность на сжатие и срок службы отвержденного бетона, усиливается адгезия бетона и стали. Натриевые производные сульфатных лигнинов используются в качестве анионных и катионных стабилизаторов и эмульгаторов асфальтовых эмульсий, а также водных эмульсий парафина и нефти. Диспергирующие свойства лигносульфонатов используют в разнообразных областях — для диспергирования керамических материалов, глин, красителей, углеродной сажи, инсектицидов [80]. Выпускаются поверхностно-активные препараты для стандартных пестицидов и гербицидов [10, 11]. [c.420]

При осаждении фосфат переходит из растворимой формы в нерастворимую, и одновременно происходит флокуляция. Процесс образования флокул можно значительно интенсифицировать добавлением органических полимеров, обычно катионных (положительно заряженные) или неионных (незаряженные). [c.407]

Адсорбция отрицательно заряженным частицами катионных эмульгаторов способствует уменьшению их отрицательного заряда н флокуляции, что, в свою очередь, приводит к понижению скорости полимеризации. Неионогенный эмульгатор, не оказывающий влияния на заряд частиц, не изменяет скорость процесса. [c.119]

В третьей статье ван ден Темпель (1953с) приводит экспериментальные данные, полученные путем микроскопического анализа эмульсий масла с плотностью 1,01 г/сл в растворах ПАВ. Оказалось, что эти эмульсии являются умеренно стабильными. Кинетика чистой флокуляции в начальной стадии следовала приблизительно ожидаемой зависимости 1/с линейна от времени т. При добавлении солей двухвалентных катионов увеличение скоростей более эффективно, чем при добавлении одновалентных катионов, анионы же не оказывают влияния. Хотя этот вывод и ожидается из теории двойного слоя, абсолютное значение Kq найдено высоким 10 30 10 сж /сек-, т. е. несмотря на присутствие стабилизатора оно иногда превышало теоретическое значение для быстрой коагуляции. [c.115]

Флокулянт ВА-2. Катионный флокулянт ВА-2 — высокомолекулярный водорастворимый полиэлектролит, обладающий поло жительно заряженным макроионом (поэтому он способен вызывать флокуляцию отрицательно заряженной взвеси без добавки неорганического коагулянта), не токсичен. [c.149]

Своеобразие коагулирования многовалентными ионами связано с процессом гидролиза. Во-первых, в результате конденсации простых продуктов гидролиза возникают полиядерные гидроксидные соединения, которые обладают гораздо более сильной коагулирующей способностью, чем катионы А1 +, Ре +. Во-вторых, для катионов А13+ и Ре + характерно образование соединений не только с ионами гидроксила, но и с ионизованными группами гидрофильных органических веществ фосфатными, сульфатными, карбоксильными и др. В-третьих, предполагается, что с ростом pH среды от 4 до 7 увеличивается степень полимеризации гидроксокомплексов, и поэтому полиядерные формы соединений алюминия можно рассматривать как промежуточное звено между простыми ионами и полиэлектролитами. Отсюда следует, что отрицательно заряженные органические примеси могут связываться с продуктами гидролиза многовалентных ионов, и в этом состоит механизм снижения цветности. Кроме того, некоторые исследователи допускают существование флокуляции, вызванной полимерными комплексами (полиэлектролитами), наподобие флокуляции высокомолекулярными соединениями. В-четвертых, при pH = 5—7,5 преобладают нерастворимые продукты гидролиза, прежде всего золь А1(0Н)з, а содержание растворимых форм ничтожно. Исследования гидроокиси алюминия показали, что первоначально образуются аморфные шарики размером 0,2 мкм, переход которых в кристаллическую форму протекает крайне медленно но возможен дальнейший рост частиц, которые при pH = 4—8 имеют в основном размер 2 мкм при pH = 8,5—9,3 преобладают частицы с размером 0,01—0,05 мкм. Золи гидроокисей алюминия и железа в дальнейшем превращаются в микрохлопья. В гелях Ре(ОН)з первичные частицы имеют размер 10—30 мкм. [c.341]

Введение солей многовалентных металлов в суспензии натриевого бентонита показало, что сначала (при низких концентрациях) происходит флокуляция, а с повышением концентрации солей начинается агрегация (рис. 4.23 и 4.24). Следует отметить, что с повышением валентности катиона критические концентрации снижаются. Механизм ассоциации частиц усложняется реакциями ионообмена. Другие исследования показали, что предельное статическое напряжение сдвига максимально, когда концентрация добавленных ионов кальция составляет 60 % емкости обмена, и минимально при концентрации этих ионов 85%. [c.162]

Может наступрггь такой период, когда будут интенсифицированы процессы фильтрации одновременно напротив коллекторов всего ствола скважины. Возможно, это и приведет к повышению вероятности затяжек и прихвата. Видимо, те же процессы своеобразного разрыхления глинистой массы с выбуренной горной породой путем коагуляции и флокуляции произойдзт и в кавернах скважины. В некоторый момент, очевидно, произойдет их лавинообразное вымывание из каверн. Повышенная же пульсация потока при аэрации раствора катионным ПАВ также приводит к интенсификации данного процесса. В итоге ствол скважины будет очищен от прежней глинистой корки и накоплений шлама в кавернах, при этом количество выносимого шлама заметно увеличится. Очистка каверн в последующем может улучшить качество цементирования. [c.87]

Согласно методике, в исследовании использована разбавленная малоглинистая суспензия. Методика предназначена в больщей степени для изучения полимеров-флокулянтов акрилового ряда, так как они формируют флокулы существенно меньших размеров, чем катионные ПАВ. Тем не менее полученные результаты могут быть важны для изучения кинетики отстоя, выявления сходства и отличий механизма флокуляции в сравнении с данными экспресс-метода на колбе Лысенко. [c.126]

Теория двойного электрического слоя не была использована для объяснения рассматриваемого ниже явления, когда адсорбированные катионы способной вызывать коагуляцию простой соли могут оказаться фактором образования мостиковой связи при коагуляции кремнезема аналогично частично большим по своим размерам изоиоликатионам, таким, например, как катионы основных солей железа или алюминия. Если происходит формирование мостиковой связи, то количество (в расчете на единицу поверхности кремпезема) адсорбированных или способных вступать в ионный обмен катионов, вызывающих флокуляцию, должно уменьшаться с возрастанием размеров частиц. Не существует очевидного способа подтверждения того, что в процессе флокуляции подобные адсорбированные катионы будут концентрироваться вблизи мест контакта частиц между собой, как это следовало бы ожидать, если бы катионы образовывали мостиковые связи. [c.512]

Как отмечали Матиевич и Оттевилл [297], для адсорбции катионного ПАВ на иоверхности коллоидных частиц необходимо, чтобы частицы по крайней мере имели определенный наименьший размер. Когда ПАВ в системе присутствует только в необходимом для флокуляции количестве, поверхность коллоидных частиц становится гидрофобной и происходит коагуляция. Но когда вводится избыточное количество ПАВ, происходит формирование второго слоя вследствие вандерваальсового притяжения между углеводородными цепочками. Тогда ионизированные группы второго наружного слоя ориентируются по направлению к раствору, и частицы начинают разделяться и пептизировать с переменой знака заряда на поверхности. [c.533]

В результате флокуляции под воздействием катионного ПАВ, такого, как бромид цетилтриметиламмония, золь кремнезема может стать высоко тиксотропным, что полезно при его применении в качестве связующего вещества [306]. [c.534]

Катионные полимеры. Взаимосвязь между электрокинети-ческим потенциалом и флокуляцией под действием полимера была изучена Рисом [315], который отметил, что, как только коллоидная частица покрывается слоем полимера, на ней появляется тот же самый заряд, что и на полимере, и начинает наблюдаться повторное диспергирование. Аналогичные исследования были выполнены Рисом и Мейерсом [316] с использованием микрофореза и электронно-микроскопических наблюдений модельных коллоидных частиц и полимерных флокулянтов. Агенты флокуляции полиаминного типа, по-видимому, распространяются от поверхности частицы на расстояние 20—300 А. Флокуляция происходит посредством двух одновременных процессов нейтрализации заряда и образования мостиковой связи из полимерных цепочек между частицами. После этого избыточный полимер меняет потенциал на обратный, и происходит повторное диспергирование. Шилук [317] изучал адсорбцию поли[(1,2-диметилвинилпиридин)метилсульфата] на кремнеземе. Он пришел к заключению, что полимерные цепочки лежат плоско на поверхности в том случае, когда в системе отсутствует избыточное содержание полимера. [c.537]

Полиэтиленимин (ПЭИ) сильно адсорбируется на поверхности кремнезема. Линдквист и Стреттон [323] изучали флокуляцию, используя полимеры в области молекулярных масс от 1760 до 18400. Для исследования был выбран кремнезем марки людокс-АМ—золь кремнезема, модифицированный алюминатом и способный сохранять отрицательный заряд в пределах pH 3— 10. Почти во всей области указанных значений pH ПЭЛ полностью и необратимо адсорбируется на частицах кремнезема. Критическая концентрация флокуляции (к.к.ф.) выше pH 9 и в отсутствие каких-либо солей зависела от молекулярной массы полимера. В точке к.к.ф. частицы кремнезема еще несут на поверхности отрицательный заряд. По-видимому, коагуляция выше рн 9 обусловлена мостиковыми связями между частицами, образуемыми полимером, который при таком значении pH имеет низкий заряд. Между величинами логарифмов (к.к.ф.) и катионного заряда, находящегося на ПЭИ, наблюдается линейное соотношение с отрицательным наклоном прямой. [c.539]

Полиакриламид (ПАА) находит широкое применение как флокулянт, и его взаимодействию с кремнеземом уделяется особое внимание. Кузькин и др. [329] сообщили, что ПАА вызывает флокуляцию отрицательно заряженных минеральных частиц ниже значения pH 8 и его эффективность повышается с увеличением молекулярной массы. Этот полимер при pH 1,2 имеет слабо выраженные катионные свойства. Грайот и Китченер [330] показали, что водородная связь оказалась видом взаимодействия при флокуляции под действием этого полимера. Эффект, оказываемый полиакриламидом в нейтральном растворе, был наиболее заметен при использовании пирогенного кремнезема, на иоверхности которого имеется только ограниченное число силанольных групп. Полимер образует водородные связи с эти.ми группами, как показывает тот факт, что коагуляция совершенно меняется при воздействии конкурирующих агентов с низкими молекулярными массами, способными образовывать водородные связи. Удивительно то, что, когда поверхность кремнеземных частиц становится полностью гидратированной, полиакриламид не вызывает никакой флокуляции. Но если кремнезем снова дегидратируется при 300°С и повторно диспергируется, то опять появляется возможность флокуляции. Это различие оказывается настолько поразительным, что процесс регидратацпи поверхности кремнезема при действии таких катализаторов, как HF или ионы ОН , можно контролировать по степени коагуляции. Вполне очевидно, что водородная связь [c.540]

Коагуляция кремнезема. В кислом растворе коллоидные частицы кремнезема подвергаются флокуляции при воздействии полимерных веществ, способных образовывать водородные связи. Был перепробован большой ряд полимеров (в том числе поли-В1ШИЛ0ВЫЙ спирт), которые смешивались в условиях водной среды до или после процесса осаждения с целью получения тонкодисперсного кремнезема из раствора при низких значениях pH [428]. Алифатические амины с длинной цепью вызывают коагуляцию коллоидного кремнезема и приводят к образованию легкого, рыхлого порошка [429]. Катионные ПАВ адсорбируются на поверхности кремнезема и промотируют процесс коагуляции. Такой способ, использованный авторами работы [430], дает возможность получать тонкодисперсный чистый кремнезем из водной среды путем гидролиза этилсиликата аммиаком. Объемная плотность получаемого кремнезема составляла около 0,1 г/см . [c.778]

Коагуляция при воздействии фторид-иона при низких значениях рн представляется уникальным явлением, очевидно не связанным с процессом коагуляции под действием катионов. Теоретически это объясняется тем, что группы SiOH на поверхности по крайней мере частично замещаются группами SiF, в результате чего поверхность становится гидрофобной. Подобные кремнеземы частицы затем подвергаются флокуляции под воздействием гидрофобных связей. [c.779]

Наблюдалось также хорошее доказательство того факта, что ИОНЫ Al "-, которые, очевидно, полимеризовались в течение периода флокуляции, составлявшего 24 ч,, адсорбировались затем в виде поликатионов Als(OH) + или по крайней мере в виде некоторой разновидиости полиона, в котором на два атома Алюминия ирилодился один положительный заряд. Как было иоказано [220], структуру основного поликатиона алюминия после продолжительного старения или старения прн повышенной температуре можно представить как А]]з04 (ОН)г4 (НаО) . Матиевич [221] отметил, что имеется пороговое значение pH, при котором катионы вызывают флокуляцию отрицательно заряженных частиц коллоидного кремнезема. При этом значении и выше него катионы адсорбируются на иоверхности кремнезема, В отсутствие алюмосиликатных анионов на кремнеземной поверхности адсорбция разновидностей катионов А1- + происходит при pH 3,5—3,75, [c.926]

Удаление взвешеных частиц. Эффективного удаления взвещенных частиц из подпиточной и оборотной воды достигают при сочетании процессов коагуляции и флокуляции с применением флокулянтов — полиэлектролитов. Контактное фильтрование с использованием глинозёма (5—20 мг/л) и анионного полиэлектролита (0,5—1 мг/л) снижает содержание взвесей в подпиточной воде со 100—150 до 1—4 мг/л. Применение катионных и некоторых анионных полиэлектролитов позволяет свести к минимуму использование глинозёма, образующего отложения на поверхности теплообменных аппаратов, или вообще обходиться без него. Полиэлектролиты не только интенсифицируют отделение примесей, но и играют роль антиадгезионных присадок при отложении солей и накипи. Они нетоксичны для микрофлоры биологически очищаемых вод. [c.214]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология