Адгезионное закрепление масляного флокулянта на угольной поверхности возможно при условии столкновения его капель с угольными частицами в турбулентных потоках суспензии [1]. Поскольку вероятность столкновений определяется концентрацией в суспензии частиц угля и флокулянта, основной задачей начальной стадии процесса флокуляции является создание развитой поверхности раздела «уголь-реагент». Решению этой задачи способствует наличие в твердой фазе суспензии тонких угольных фракций с высокой внешней удельной поверхностью. Другим фактором является диспергирование масляной фазы. Интенсивное турбулентное перемешивание суспензии с масляным реагентом приводит к значительному силовому действию вихревых потоков на все ее компоненты. При этом происходит спонтанное диспергирование масла, т.е. его эмульгирование.
Степень диспергирования и размер эмульсионных капель масла определяются многими факторами - геометрическими и конструктивными особенностями смесителя, интенсивностью перемешивания, физико-химическими свойствами дисперсной фазы и дисперсионной среды и др. В работе [2] получено аналитическое выражениме для определения диаметра эмульсионных капель масляного флокулянта dкр для смесителей с мешалками импеллерного типа:
Проанализируем уравнение (1). На рис.1 приведены трехмерные поверхности, полученные на основе этого уравнения с помощью графических возможностей программы MathCAD. Поверхность, которая приведена на рис.1а отображает влияние на dкр основных конструктивных факторов аппарата масляной флокуляции – частоты вращения мешалки импеллера (n, мин-1) и соотношения диаметра мешалки Dм и внутреннего диаметра самого смесителя Dзм (Dм / Dзм). Рис.1б характеризует зависимость dкр от фізико-химических свойств масляного флокулянта – его плотности ?фл и поверхностного натяжения ?фл..
Как видно из рисунка, диаметр капель масляного флокулянта уменьшается по мере роста частоты вращения мешалки (n), соотношения Dм / Dзм , а также снижения поверхностного натяжения на границе “флокулянт - вода” (?фл) и плотности самого флокулянта.
