ДонНТУ   Портал магистров   Институт горного дела и геологии   Кафедра ОПИ  

Тормоз Виктор Владимирович

Факультет горного дела и геологии

Кафедра обогащения полезных ископаемых

Специальность «Обогащение полезных ископаемых»

Исследование процесса сгущения водно-шламовой схемы обогатительной фабрики в гравитационном поле

Научный руководитель: д.т.н., проф. Назимко Елена Ивановна

Резюме Биография Реферат Библиотека Ссылки Отчет о поиске Индивидуальный раздел

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

• Введение
• 1. Цель работы и задачи исследования
• 2. Обоснование темы и краткий анализ состояния вопроса
• 2.1. Общие сведения о флокулянтах
• 2.2. Применение флокулянтов в процессе обогащения полезных ископаемых
• 3. Преимущества флокулянтов
• 3.1Исследование процесса осветления оборотных вод
• Список источников

Введение

Охрана природы от загрязнений является актуальной проблемой современности, которой в нашей стране уделяется большое внимание.В этой связи проблема очистки природных и сточных вод приобретает особо важное значение, так как она тесно связана с охраной водных ресурсов. Большинство способов очистки природных и производственных сточных вод, а также способов уплотнения и обезвоживания осадков различного типа основано на применении реагентов.

Флокулянты - это водорастворимые высокомолекулярные соединения, которые при введении в дисперсные системы адсорбируются или химически связываются с поверхностью частиц дисперсной фазы и объединяют частицы в агломераты (флокулы), способствуя их быстрому осаждению. История применения высокомолекулярных веществ для очистки жидкостей от взвешенных примесей уходит своими корнями в глубокую древность. Так, еще за 2000 лет до н.э. в Индии вытяжки некоторых растений, содержащие природные полимеры, применялись для очистки воды, а в Древней Греции природный полимер - яичный белок использовался для осветления вин. В XVIII-XIX веках природные полимеры - желатина и крахмал стали использовать для очистки фруктовых соков. Несмотря на столь давнюю историю, практическое применение флокуляции в промышленных процессах началось в период между 30-ми и 50-ми годами XX века. Флокулянты использовали для очистки шахтных вод от частиц угля и глины, для выделения и обезвоживания шлаков фосфоритов при получении урановых солей, для интенсификации очистки промышленных сточных вод. Но действительно широкое применение флокулянты получили с середины 50-х годов в связи с необходимостью очистки увеличивающихся объемов сточных вод и модернизации технологических процессов, связанных с разделением твердых и жидких фаз. Когда возросший спрос в флокулянтах не мог больше удовлетворяться природными полимерами, началось внедрение органических искусственных (производных крахмала и целлюлозы) и чаще синтетических полимеров. Среди синтетических полимеров наибольшее распространение и применение получила группа полиакриламидных флокулянтов (ПФ).[5]

Большинство флокулянтов, используемых в настоящее время, это органические синтетические полимеры на основе полиакриламида, обладающие различной молекулярной массой и зарядом. Флокулянты применяются для кондиционирования осадков городских сточных вод, осадков от водоподготовки, гальваношламов, нефтешламов и т. д. перед механическим обезвоживанием на центрифугах, фильтр - прессах и другом оборудовании, а также для интенсификации очистки загрязненных сточных вод.

Флокулянты выпускаются в виде гранулированного порошка с размером частиц от 0,5 до 0,8 мм, используются в виде разбавленных водных растворов с концентрацией 0,1-0,2%. Эффективность действия рабочего раствора флокулянта зависит от правильности приготовления раствора.[1].

Растворение флокулянта осуществляют на установках различного типа при перемешивании раствора лопастными или пропеллерными мешалками до получения однородной вязкой массы, не содержащей сгустков.[1]

Флокуляция - это процесс, при котором происходит адсорбционное взаимодействие частицы загрязнений воды с высокомолекулярными веществами (флокулянтами). В процессе взаимодействия флокулянтов с частицами, находящимися в очищаемой сточной воде, происходит процесс хлопьеобразования с образованием агрегатов (хлопьев, комплексов), имеющих трехмерную структуру. Механизм действия флокулянтов состоит из трёх физико - химических процессов: адсорбции молекул флокулянта на поверхности коллоидных частиц, образование сетчатой структуры молекул флокулянта и слипании коллоидных частиц за счет сил Ван-дер-Ваальса.[2]

1. Цель работы и задачи исследования

-Изучение процессов обезвоживания продуктов обогащения и осветления шламовых вод на обогатительных фабриках.

Задачи исследования:

1. - Экспериментальное исследованние процесса осветления шламовых вод с использованием полимерных флокулянтов типа «Besfloc»– продукции южнокорейской компании «KolonLifeScience, Inc».

2. -Поиск инновационных решений, связанных лучшей очисткой оборотной воды, востребованной на обогатительной фабрике, определение качественного флокулянта, имеющего низкую себестоимость и высокие характеристики.

2. Обоснование темы и краткий анализ состояния вопроса

Они используются в большинстве систем разделения твердой/жидкой фаз, увеличивая скорость осаждения, улучшая прозрачность осветленной воды, повышая производительность оборудования, повышая эффективность фильтрования и существенно снижая затраты.Применение синтетических флокулянтов обеспечит высокую эффективность очистки шламовой воды с получением чистой воды для технологических нужд фабрики, и сгущенных осадков. При действии флокулянтов между коллоидными частицами образуются трехмерные структуры, способные к более быстрому и полному отделению жидкой фазы.[2].

Специальные серии высокомолекулярных флокулянтов обеспечат: -высокую скорость осаждения; -высокую производительность сгустителей, осветлителей, и т.д.; -стабильную работу водно-шламовых схем замкнутых внутри промышленных площадок фабрик; -сгущенные продукты с большим содержанием твердого вещества (300-800г/л); -низкий расход флокулянтов. А использование флокулянтов в процессах фильтрации обеспечивает: -лучшую пористость кека; -увеличение выхода кека; -снижение влажности; -большую прозрачность фильтрата; -более чистый съем кека; -увеличение среднего срока службы фильтроткани; -увеличение производительности оборудования.

Минимально возможные расходы реагентов обеспечивают наименьшие затраты на переработку минерального сырья и лучшие результаты флотации. Необходимый расход реагентов определяют с помощью лабораторных флотационных опытов, уточняют в полупромышленных и промышленных условиях.[2].

2.1Общие сведения о флокулянтах

Флокулянтами называются растворимые в воде высокомолекулярные вещества, применяемые для отделения твердой фазы от жидкости и образующие с находящимися в воде грубодисперсными и коллоидными частицами трехмерные структуры (агрегаты, хлопья, комплексы) независимо от того, имеют ли эти частицы отчетливо выраженную поверхность раздела фаз (кварц, глинистые вещества, гидроксиды металлов) или они представляют собой макромолекулы, не имеющие такой поверхности (белки, гумусовые вещества). Это определение охватывает все флокулянты, применяемые для очистки природных и сточных вод, а также уплотнения и обезвоживания осадков и шламов. Флокулянты применяются как самостоятельно, так и в сочетании с сернокислым алюминием, хлорным железом, известью и другими минеральными реагентами.

В 30-50-х годах флокуляция получила практическое применение во многих технологических процессах, связанных с отделением твердой фазы от жидкости: для отделения частиц угля и глины из шахтных вод, в технологии получения урановых руд, для осветления производственных стоков в цветной металлургии, в калийной, целлюлозно-бумажной промышленности, на цементных заводах, в пищевой промышленности и ряде других областей.Высокомолекулярные флокулянты обычно делят на три группы: активная кремниевая кислота; синтетические органические полимеры (полиакриламид, полиоксиэтилен, полиакрилат, полиэтиленимин и др.); флокулянты на основе природных веществ (крахмал, эфиры целлюлозы, гуаровые смолы, хитозан и др.).Синтетические высокомолекулярные флокулянты получили гораздо более широкое распространение, чем флокулянты природного происхождения, поскольку они более эффективны, селективны, обходятся дешевле, лучше хранятся.Отличительным признаком полимеров, в частности, водорастворимых флокулянтов, является цепочечная, линейная или разветвленная структура макромолекул. Полимеры могут быть однородными (гомополимеры) и разнородными (сополимеры), количество звеньев-мономеров может составлять 250-70000, а общая длина молекулярной цепочки достигать 7,5х10 – 110х103 нм. Синтетические полимеры получают путем полимеризации или поликонденсации мономеров или полимераналогичных превращений уже имеющихся полимеров.[7].

2.2 Применение флокулянтов в горно-обогатительной промышленности

В обогащении:

Они используются в большинстве систем разделения твердой/жидкой фаз, увеличивая скорость осаждения, улучшая прозрачность осветленной воды, повышая производительность оборудования, повышая эффективность фильтрования и существенно снижая затраты.

Седиментация:

Применение синтетических флокулянтов обеспечит высокую эффективность очистки шламовой воды с получением чистой воды для технологических нужд фабрики, и сгущенных осадков. При действии флокулянтов между коллоидными частицами образуются трехмерные структуры, способные к более быстрому и полному отделению жидкой фазы. Специальные серии высокомолекулярных флокулянтов и коагулянтов обеспечат:

- высокую скорость осаждения;

- высокую производительность сгустителей, осветлителей, и тд;

- стабильную работу водно-шламовых схем замкнутых внутри промплощадок фабрик;

- сгущенные продукты с большим содержанием твердого ( 300-800г/л.);

- низкий расход флокулянтов.

Фильтрование:

Широкий спектр полимерных флокулянтов обеспечит оптимальный вариант для каждого типа фильтруемого материала. Флокулянты широко используются для оптимизации работы фильтровального оборудования, обрабатывающего флотоконцентраты, сгущенные шламы, отходы обогащения и т. д. В процессе фильтрования флокулированная масса образует равномерную пористую структуру, которая обезвоживается с большей эффективностью.

Использование флокулянтов в процессах фильтрации обеспечивает:

• лучшую пористость кека;

• увеличение выхода кека;

• снижение влажности;

• большую прозрачность фильтрата;

• более чистый съем кека;

• увеличение среднего срока службы фильтроткани;

• увеличение среднего срока службы фильтроткани;

• увеличение производительности оборудования [8]

Применение флокулянтов Bestfloc:

- в коммунальном хозяйстве, энергетике и других отраслях промышленности для интенсификации процессов подготовки питьевой и технической воды ;

- в коммунальном хозяйстве, металлургии, машино и приборостроении и других отраслях промышленности для интенсификации процессов очистки сточных вод, уплотнения осадков и обезвоживания шламов;

- в горнодобывающей промышленности для интенсификации процессов осветления пульп, уплотнения, фильтрации и механического обезвоживания шламов и (или) целевых продуктов;

- в целлюлозно-бумажной промышленности для удержания мелкого волокна и наполнителей в объеме формируемой бумажной массы, для интенсификации процессов водоподготовки, очистки сточных вод и обезвоживания шламов;

- в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности для интенсификации процессов разделения фаз «твердое вещество-жидкость», «жидкость-жидкость», « жидкость - твердое вещество - жидкость», в том числе разделения нефтешламов;

- в нефтедобывающей и других отраслях промышленности для использования в качестве загустителя в составе буровых растворов, связующего и загустителя в водоизолирующих составах и системах повыше-ния нефтеотдачи, для интенсификации процессов очистки буровых растворов от выбуренных пород.[9]

3)Преимущество флокулянтов на примере продукции Bestfloс

• быстрое и полное растворение;

• быстрое образование сфлокулированного осадка;

• экономичность применения за счет уменьшения доз по сравнению с аналогами;

• эффективное использование при малых дозировках;

• возможность автоматической и ручной подачи материала.

• возможность применения на разных технологических стадиях очистки сточных вод предприятий различных отраслей промышленности, сельского хозяйства, коммунально-бытовых предприятий, при обогащении руд, угля, производстве строительных материалов. Данные полимеры разработаны специально для разделения твердой и жидкой фаз в процессах очистки питьевых, коммунальных и промышленных сточных вод в различных отраслях промышленности, углеобогащении, обогащении полезных ископаемых.[2]

3.1. Исследование процесса осветления оборотных вод

Для повышения качества шламовых вод и снижения стоимости их очистки на предприятиях постоянно испытываются и внедряются в производство специальные технологические мероприятия и новые реагенты.

В настоящее время поиск эффективных и дешевых реагентов для очистки воды является важной задачей в решении проблемы качества оборотных вод на производстве. Поэтому, в ходе прохождения преддипломной практики, целью которой являлось изучение процессов обезвоживания продуктов обогащения и осветления шламовых вод, экспериментальное исследование процесса осветления шламовых вод с использованием полимерных флокулянтов типа «Besfloc»– продукции южнокорейской компании «KolonLifeScience, Inc» были проведены испытания.

Для апробации были взяты 8 образцов высокомолекулярных полимерных флокулянтов марки «Besfloc» - К4000, К4020, К4032, К4034, К4041, К4043, К4045 и К4046 разных типов:

- неионогенные (К4000, К4020)

- анионные (К4032, К4034, К4041, К4043,К4045, К4046).