початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2010006

СПОСІБ концентрування та ВИЛУЧЕННЯ РЕЧОВИН ІЗ РОЗЧИНІВ

Ім'я винахідника: Івашов Валерій Іванович
Ім'я патентовласника: Івашов Валерій Іванович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1989.10.25

Винахід відноситься до області гідрометалургії і може бути використано для отримання і концентрування рідкісних металів флотацией з гідромінеральну сировини і пластових вод при підготовці нафти і води на промислах. Для здійснення способу добування речовин в іонної, колоїдної та молекулярної формах з водної фази і газових розчинів в якості флотоагента використовують частки з радіусом 1.0-1.6 · 10 ^-7 см. Частки можуть бути заряджені, швидкість їх введення змінюють електромагнітним полем. Такими частками є протони і гідроксили, утворені при уніполярної обробці води або електролітично заряджені бульбашки газу. Частинки можуть бути закріплені на носії у вигляді твердої, рідкої або газоподібної поверхні. Носієм можуть бути газові включення або газовий стрижень. При використанні газового стержня в оброблюваний розчин вводять іоногенні поверхнево-активна речовина з протилежним зарядом щодо витягується компонента, причому рух потоку газу може бути однонаправлене або протилежне руху потоку. Спосіб забезпечує 100% -ве витяг літію лантану, міді, нікелю, срібла, золота, берилію.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до області флотації і може бути використано для концентрування і вилучення цінних речовин з рідких і газоподібних розчинів, включаючи промислові технологічні розчини і пластові води нафтових і рудних родовищ.

Мета винаходу - підвищення ступеня концентрування і забезпечення вилучення речовин, що знаходяться в іонної, колоїдної та молекулярної формах не тільки з водної фази, але і газових розчинів.

Зазначена мета досягається тим, що в якості флотоагента використовують частки з радіусом (1,0-1,6) х10 ^-7 см і менше або їх вакансії, які утворюються при дискретної траєкторії польоту часток у розчині.

Концентрування речовини досягається шляхом заряду частинок і потужного викривлення міжфазної поверхні при введенні флотоагента. При введенні заряджених частинок швидкість їх введення регулюють і змінюють електромагнітним зовнішнім полем, електричним або магнітним біжить полем. Частинки можуть бути нейтральними, поляризованими і зарядженими магнітним або електричним зарядом і бути самостійно рухаються або попередньо закріплюватися на носії у вигляді твердої, рідкої (жидкокристаллической) або газоподібної поверхні.

Як заряджених частинок використовують іоногенні поверхнево-активні речовини (ІПАВ), протони і гідроксили, утворені при уніполярної обробці води, магнітні частинки, наприклад магнітний порошок - Fe ₂ O _3, ультрадисперсні магніто-і електроактивні частки, електролітично заряджені бульбашки газу, газові включення, газові стрижні. Заряд частинок вибирають протилежним заряду видобутих речовин. З метою селективного вилучення речовини в формі іонів, колоїдів і маскування іонів-домішок в розчині як флотоагента використовують азот, аміак або хлор, витягуючи (або маскуючи) іони в комплексній формі у вигляді аммиакатов, хлоридних аніонів, азидів важких металів. При введенні в розчин магнітних ультрадисперсних частинок речовина концентрується навколо них в силу малого радіусу, великий кривизни і магнітного заряду в подвійному магнітному шарі під впливом поляризації, індукції і супермагнітних явищ. Аналогічне концентрування речовини з розчину відбувається навколо електроактивних ультрадисперсних частинок і ультрадисперсних бульбашок газу в подвійному електричному, а в загальному випадку електромагнітному шарі з проявом суперелектромагнітних явищ і структурного натягу. Бульбашки газу, схильні до ультразвукового дроблення і дисперсії при ультразвукової обробки, кавітуючими і досягають колоїдного розміру при надмірному тиску з утворенням всередині кавітуючих бульбашок іонізованих частинок і холодної плазми. Навколо таких ультрадисперсних бульбашок концентрується речовина з розчину в силу великої кривизни, але такі навантажені бульбашки не можуть бути самостійно виділені з розчину. Тому для інтенсифікації флотації застосовано зовнішнє рухоме електромагнітне поле, магнітне або електричне біжить поле, або переміщуються концентрично флотоколонкі магніти (електромагніти), або їх закріплюють на несучої міжфазної поверхні: твердої, рідкої (жидкокристаллической) або газоподібної. Витяг речовини з розчину здійснюють як самими частинками, так і шляхом накладення зовнішнього електричного або магнітного поля і його переміщення. Якщо застосовані магнітні ультрадисперсні частинки, то використовують магнітне біжить поле для вилучення часток, з навантаженим речовиною з розчину. При використанні електроактивних ультрадисперсних частинок, для вилучення речовини з розчину застосовують електричне поле біжить.

З метою запобігання злипання, магнітної коагуляції і можливості флотації газовими включеннями або біжить магнітним полем, магнітні частинки обробляють рідким алифатическим вуглеводнем в вигляді тонкої плівки. Крім частинок неорганічного походження в якості флотоагента можна використовувати частки биоорганического походження: мікроорганізми, хлорелу, тютюновий пил.

З метою інтенсифікації процесу за рахунок збільшення розгортки міжфазної поверхні, додання їй мікрошереховатості і отримання більш розвиненою поверхні, частки попередньо закріплюють на носії. В якості носія використовують газові включення, бульбашки, газовий стрижень або пучок газових стрижнів, або вакансії частинок.

При використанні в якості носія газового стрижня, в тому числі і закрученого, в оброблюваний розчин вводять ІПАВ, заряд якого протилежний заряду витягується компонента, підтримуючи рух газового стрижня односпрямованим або протилежним руху розчину. При такій стрижневий іонно-колоїдної флотації розчин стікає кільцевим потоком і в цьому ж напрямку зверху вниз (або протилежному) рухається стрижневий газовий потік (газовий стрижень). Іоногенні ПАР вводиться в розчин у верхній частині флотоколонкі, що має форму конфузора, а в нижній частині є скіс в формі дифузора. Йоногенних груп гідрофобних радикалів ІПАВ в силу поверхневих властивостей йде на міжфазну поверхню газ - рідина, орієнтуючись частоколом в газовий стрижень (газовий потік), а гідрофільна група молекул ІПАВ орієнтується в розчин кільцевого перерізу. Гідрофільні головки іоногенні ПАР з малим радіусом кривизни додатково викривляють і розкривають міжфазну поверхню газового стрижня рухається із заданою швидкістю, захоплюючи за собою в силу зчеплення в прикордонному шарі частокіл гідрофобних радикалів з гідрофільними головками, навколо яких внаслідок великої кривизни і малого радіусу, а й заряду, концентруються протівоіони (протівоколлоіди) і поляризованість молекули розчину у вигляді іонної атмосфери (шуби). Витяг речовини з розчину здійснюють приповерхневим відривом збагаченого погранслоя гідродинамічним або електромагнітним (електростатичним, магнітним) шляхом або тонким зрізом в нижній частині флотоколонкі.

Іонна флотація здійснюється швидкісним стрижневим газовим потоком як у флотоколонке, так і безпосередньо з пластової води, з усього обсягу водного розчину. Піддаючи пластову або рудничну (шахтну) воду уніполярної електрообработкі, можна обходитися і без введення флотореагентов: збирачів, піноутворювачів і йоногенних ПАР, вибірково заряджаючи міжфазну поверхню. З цією метою розчин попередньо або в процесі іонної флотації піддається уніполярної електрообработкі. Обробляючи розчин в зоні катода і пропускаючи газ, наприклад повітря, через проникну пористу діафрагму з глини або спеченого скла фільтра Шотта, отримують негативно заряджені ультрадисперсні бульбашки газу, які внаслідок кулонівської взаємодії і великої кривизни притягують в подвійний електричний шар катіони розчину, витягуючи їх на вільну поверхню у вигляді протівоіона атмосфери з потенціалом _o на міжфазної поверхні і - Потенціалом далеко від неї, причому _0>> . І, навпаки, в розчині, підданому уніполярної обробці в зоні анода, бульбашки заряджаються позитивно і витягують прості і комплексні аніони. Збір концентрованого речовини (коллігенда) може здійснюватися або в тонкому шарі екстрагента органічного на вільної поверхні водного розчину, або за рахунок електростатичного сепарації над розчином, коли пружні бульбашки вистрибують над вільною поверхнею на висоту 5-50 см разом з навантаженої противоионами оболонкою, яка під надлишковим тиском бульбашки розривається, а заряджені мікрокапелькі електростатично притягуються до поверхні електрода, розташованого над сво вільною поверхнею, і стікають в прийомний збірник концентрату. Аналогічно заряджається газовий стрижень в процесі стрижневий іонно-колоїдної флотації іонів і колоїдів з розчину.

Таким чином, в якості заряджених частинок використовують протони і гідроксили, утворені при уніполярної обробці води і електролітично заряджені бульбашки газу або газового стрижня.

Запропонований спосіб не виключає і поєднання електролітично заряджених пухирців газу і пучка газових стрижнів з іоногенні ПАР у водних розчинах, підданих уніполярної електрообработкі і електрохімічної активації, коли в результаті утворення всередині розчину протонів і гидроксилов повніше диссоциируют молекули ПАР і збільшується їх сорбційна ємність по витягується компоненту. Крім того, гідрофільними головками іоногенні ПАР додатково викривляється і заряджається межфазная поверхню бульбашок і газових стрижнів в процесі іонної флотації і іонної сублаціі інший несучою поверхнею (твердої, рідкої, жидкокристаллической), в тому числі гидрофобной. Це можуть бути нескінченні стрічки, з одного боку яких наклеєно вуглецеве волокно або пучок струн, частково занурених у розчин, куди введено іоногенні ПАР з зарядом, протилежним витягується компоненту. Або іоногенні ПАР закріплюється на магнітних ультрадисперсних частинках, концентрує речовина і вилучають із розчину зовнішнім магнітним полем або концентрично переміщуються щодо флотоколонкі електромагнітом із заданою швидкістю. При цьому, як і при стрижневий іонно-колоїдної флотації газовим потоком або газовим стрижнем, швидкість флотації не лімітуються гідравлічною крупністю бульбашок, тобто швидкістю їх спливання, яка зазвичай не перевищує 10-30 см / с, що є недоліком відомої флотації бульбашкового.

Для вилучення і концентрування нафти і нафтопродуктів з глибини розчину або стічної нафтопромислової води, або нафти, розлитої на поверхні відкритої водойми, ультрадисперсні магнітні частинки покривають тонкою плівкою полістиролу і вводять всередину розчину або на вільну поверхню води. При цьому нафта і нафтопродукти стягуються до ультрадисперсного частинкам і витягуються з розчину або з поверхні води магнітом або електромагнітом. Для вилучення і концентрування нафти розлитої по поверхні магніт або електромагніт встановлюється на катамаран судні. Так можна концентрувати і витягати пролиту нафту з відкритих водойм, морях річках в Перській затоці, а й при аварійних виливу. Тонка плівка на ультрадисперсні магнітні частинки типу -Fe ₂ O ₃ або магнетиту наноситься шляхом конденсації парів стиролу та полістиролу або шляхом змочування і просочення пилового порошку магнітних частинок або іржі з сталевих резервуарів, перетвореної в магнетит, 5-20% -ним розчином гранульованого полістиролу в толуолі з подальшим випаровуванням толуолу і отриманням захисної гидрофобной магнітопроніцаемой і водонефтепроніцаемой плівку, яка захищає ультрадисперсні частки від злипання і розчинення і полегшує їх регенерацію і повторне використання.

Використання в якості частинок іоногенні ПАР катіонактівних цетілпірідінійхлоріда дало можливість одночасно здійснити освітлення та знезараження висококаламутних Аму-Дарьинской води в районі м Нукус, відібраної з каналу Кизкиткен, з попередніми закріпленням гідрофільних головок цетілпірідінійхлоріда на бульбашках газу і газового стержня, що дозволило процеси знезараження та освітлення поєднати в одному флотоаппарате і отримати воду питної якості.

Як частинок биоорганического походження були використані зелені кульки хлорели (Chlorella Vulgarius) в поєднанні з частинками іоногенні ПАР, в окремому випадку з катіонактивними ПАР-цетілпірідінійхлорідом або тріалкілбензіламмонійбромідом з метою концентрування золота та урану в аніонних комплексах (Au (CN) ^-₂ і UO ₂ (CO ₃₎²_3). Спочатку в розчин вводилася суспензія хлорели, а потім катіонактівних ПАР і бульбашки газу, після чого розчин піддавався іонно-колоїдної флотації протягом 3 хв. При цьому вилучення золота і срібла повне. Витяг золота виробляли з технологічних розчинів після операції ціанування пульпи і відділення кеку фильтраций на Чадакской золотоізвлекательних фабриці, а вилучення урану здійснювали з пластових і рудничних (шахтних) вод. Концентрування золота та урану здійснювалося на мікроскопічних зелених кульках хлорели і частинках катіонактівних ПАР, а витяг з розчину здійснювали бульбашкового іонно-колоїдної флотацией. При цьому було встановлено, що золото, срібло і уран витягується в пінку разом з зеленими кульками хлорели, а розчин забезпечувався, обеззолочівается і безуравнівался. Потім пінний продукт разом з хлорела підсушують і спалювався, а в попелі концентрувалися додатково золото, срібло і уран. Так вміст золота в зоні склало 84 мг / г, при вихідному вмісті золота в розчині 2, 2 мг / л. Вихідну і кінцеву концентрацію металів визначали атомно-абсорбційним методом, вводячи пробу водної фази в повітряно-ацетиленове полум'я атомно-абсорбційного спектрофотометра.

Таким чином, при іонно-колоїдної флотації досягали викривлення міжфазної поверхні бульбашок як мікроскопічними кульками хлорели, так і частками іоногенні ПАР в даному випадку головками гидрофильной групи катіонактівних ПАР, використовуючи гідрофобний вуглеводневий радикал для флотації, а заряджені гідрофільні головки ПАР для концентрування противоионов розчину в вигляді аніонів і аніонних комплексів.

Крім зазначених частинок, як інших частинок можна використовувати нейтрони, елементарні частинки, електрони, що йдуть в розчин у вигляді пучка, а й космічні частинки - промені і промені лазера.

Введення частинок здійснюють як зовні так і зсередини розчину гідродинамічним, газодинамічних, електролітичним (електрохімічним), хімічним шляхом і їх комбінацією. Наприклад, гідродинамічним іонним, протонним, гідроксильних, кластірованним, молекулярним електронним пучком або газодинамічних пучком атомів, іонів, молекул, колоїдів, ультрадисперсних частинок, нейтронів і електролітично заряджених мікропухирців газу. Використання ланцюгових і екзотермічніреакцій в поєднанні з уніполярної електрообработкі і активацією дозволяє за допомогою скіммерних отворів, сопла Лаваля та фокусування формувати пучки частинок, в тому числі і прискорених, достатньої інтенсивності для пронізиванія розчину. При введенні частинок в розчин енергія пучка частинок може досягати 2-20 кеВ, якщо введення здійснюється зовнішнім газодинамічних шляхом. Використання ж уніполярної електрообработкі розчину і пластової води або газового розчину дозволяє істотно спростити введення частинок і дає можливість отримати їх безпосередньо всередині самого розчину і води у вигляді протонів, гидроксилов, іонів і електронів, навколо яких, в силу високої кривизни і заряду цих частинок, концентрується іонна атмосфера (шуба противоионов розчину) з утворенням сконцентрованого речовини у вигляді кластерів і асоціацією набагато більшого діаметру, ніж самі ці частинки, з подальшим відділенням концентрату речовини шляхом пропускання обробленого розчину через напівпроникну мембрану або проникну діафрагму. Як проникною діафрагми застосований брезент або капілярно-пористий никелид титану. Діафрагма з капілярно-пористого нікелідатитану при необхідності може бути легко перетворена в іонообмінну шляхом адсорбції на неї ионообменного матеріалу або йоногенних ПАР. Проникна по току і молекул розчинника (води) діафрагма легко відокремлює частинки з іонної атмосферою, кластери і асоціації та сконцентроване речовина шляхом пропускання обробленого розчину через напівпроникну мембрану або проникну діафрагму. Крім того, діафрагма з нікелідатитану стерильна, володіє пружноеластичним пористістю. При пропущенні через неї електроструму вона нагрівається і збільшує розмір пір, а при охолодженні зменшує, що дозволяє управляти процесом фільтрації і ультрафільтрації та успішно проводити відділення концентрату, не забруднюючи розчин при цьому, регулюючи пористість, якість розчину і продуктивність. Крім того, така пориста пружно-еластична діафрагма може одночасно бути електродом-носієм у формі стрижня або пористої стрічки, наприклад нескінченної, при стрижневий або стрічкової іонної сублаціі речовини з розчину, на яку в свою чергу можуть бути нанесені частки іоногенні ПАР з зарядом, протилежним вилученими іонів, в тому числі і комплексним (аміакати, хлоридів цінних металів). Застосовуваний для селективної флотації газ аміак або хлор, можуть попутно вироблятися при уніполярної електрообработкі азотовмісних стічних вод або пластових вод нафтових родовищ. Заряджені частинки можуть прискорюватися для забезпечення заданої інтенсивності шляхом впливу на пучок частинок магнітного електромагнітного поля. Прискорення заряджених частинок може здійснюватися періодичним в просторі магнітним полем і змінним у часі електромагнітним полем, в окремому випадку електростатичним полем в напрямку інжекції пучка. Щільність пучка заряджених частинок може посилюватися шляхом установки на його шляху монокристаллической підкладки з умовою осьового або площинного каналювання атомів, іонів і електронів з метою додаткового отримання вторинних атомів, іонів і електронів, яка встановлюється перед оброблюваних розчином. Монокристалічна підкладка встановлюється так, що її кристалографічні осі збігаються з напрямом пучка заряджених частинок або радіоактивних частинок. Основний пучок частинок вибиває з підкладки вторинні частки: іони, атоми і електрони, які впроваджуються в оброблюваний розчин, будучи додатковими центрами концентрування речовини.

Пронизуючи розчин частинками достатньої інтенсивності і великими швидкостями, шуба у вигляді протівоіона атмосфери зривається і концентрування речовини (іонів, молекул, колоїдів) з розчину відбувається навколо вакансій, де дискретно проходила частка або потік частинок. Така "шуба" з підвищеною концентрацією протиіонів розмивається не відразу Броунівським рухом, а зберігається деякий час (зазвичай кілька хвилин). За цей час проникною діафрагмою або гиперфильтрацией відокремлюють надмірну концентрацію у вигляді іонних оболонок ( "шуби") від збіднює розчину.

При помірної інтенсивності потоку частинок і мікропухирців оболонка з підвищеною концентрацією речовини вистрибує над вільною поверхнею розчину і розривається, утворюючи мікрокапелькі підвищеної концентрації іонів (речовини, коллігенда), а концентрат відокремлюють електростатичного сепарацией.

Необхідний розмір часток і їх введення в розчин здійснюють, наприклад, за допомогою електричних провідників. Для цього зволікання-провідники занурюють в рідкий або газоподібний розчин і по ним пропускають імпульсний струм, від якого провідники вибухають, утворюючи ультрадисперсні частки в розчині (рідкому, водному, газовому або навіть органічному). Занурюючи зволікання-провідники в рідкий або газоподібний азот і пропускають по ним імпульсний струм, від якого провідники вибухають з утворенням частинок заданого розміру у вигляді частинок та іонів металу або азидів важких металів. Якщо зволікання срібні або металеві та посріблені, то виходять ультрадисперсні частинки азида срібла AgN ₃ і інших металів. За іншим варіантом частки отримують розкладанням азидів важких металів під дією сфокусованого лінзою сонячних променів або лазерного променя. В результаті випромінювання і підвищення температури азиди важких металів розкладаються з вибухом, утворюючи ультрадисперсні частки металу заданого розміру і газоподібний азот. При цьому дана технологія дозволяє як вводити ці частинки в розчин ззовні, так і отримувати їх в глибині самого розчину рідкого або газового. А при необхідності і заряджати частки електричним або магнітним зарядом, наприклад коронним розрядом або іоногенні ПАР, електричним або магнітним полем.

Приклад 1. Пластова вода хлоркальциевого типу з мінералізацією 96 г / л, що містить 34 мг / л літію, піддається уніполярної електрообработкі в зоні катода при щільності електродного струму 240 А / м ² до лужної реакції (рН 9-12) в катодного камері. Пропускаючи газ через проникну пористу керамічну діафрагму фільтра Шотта в розчин католіта, бульбашки газу (повітря) заряджають негативно за рахунок вводяться частинок гидроксилов, утворених при уніполярної обробці води. Навколо гідроксильних груп, закріплених на міжфазної поверхні електролітично заряджених пухирців, концентрують катіони літію у вигляді іонної атмосфери, надаючи бульбашок додаткову шорсткість і більш розгорнуту поверхню. Протівоіона літієва оболонка разом з бульбашками внаслідок Архимедовой підйомної сили виноситься на вільну поверхню, де під дією надлишкового тиску усередині бульбашки розривається на мікрокапелькі і уловлюються над поверхнею електростатичним сепаратором, поляризуємо і притягаючи до протилежно зарядженого електроду, де конденсуються і зливаються у великі краплі, стікаючи в приймальню ємність збагаченого розчину з 10-и кратним збагаченням по літію. Внаслідок високої рухливості і малої гідратіруемості літій витягується в першу чергу. Витяг літію за 3-ступені повне.

Приклад 2. У флотоколонку заливається пластова вода хлоркальциевого типу за прикладом 1, яка крім літію з концентрацією 34 мг / л, містить домішки інших компонентів (Са ^2+, Mg ^2+, Cl-), в переважній кількості. З метою селективної флотації літію застосований газ азот як флотоагента і носія. Азот дисперговані в пластову воду у вигляді газових включень - рузирьков при проходженні азоту через фільтр Шотта. Як частинок розміром 1,6х10 ^-7 см і менше використовували катіонактівних ПАР -тріалкілбензіламмонійхлорід, який в силу своїх поверхневих властивостей адсорбувався на бульбашках, орієнтуючись головками гидрофильной групи в розчин, а гидрофобной в азот. У свою чергу азот, реагуючи з літієм, утворює нітрид літію (Li ₃ N), який селективно вилучають із розчину іонно-колоїдної флотацией в присутності тріалкілбензіламмонійхлоріда в кількості 100-200 мг / л. Витяг літію 100%. Час іонноколлоідной флотації, необхідне для повного вилучення літію, становить 10 хв. В процесі іонно-колоїдної флотації бульбашки вистрибують з розчину і лопаються, а нітрид літію вловлюється над поверхнею електросепараторів, але може і зніматися з пінкою.

Приклад 3. У пластовій воді хлоркальциевого типу міститься 34 мг / л літію і 20 мг / л лантану. Для їх поділу в якості флотоагента використовували газ аміак. Аміак у вигляді бульбашок вводився в пластову воду через фільтр Шотта і диспергованих в ній, потім в якості частинок використовували аніоноактивні ПАР-капріновую кислоту з дозуванням 150 мг / л. При флотації аміаком утворюються комплексні катіони аміакати літію в формі LiCl · 4NH _3, які флотіруют в першу чергу зі ступенем вилучення 99%, а потім досягається повне вилучення лантану. Знімання лантану і літію здійснюється над поверхнею води електросепараціі при розриві бульбашок на мікрокапелькі. Під дією електричного (електростатичного) поля мікрокапелькі индуктируются, поляризуються до диполів і наелектризовані притягуються до протилежно зарядженої поверхні електрода. Пластини електродів розташовуються над вільною поверхнею, куди спрямовуються вистрибнув бульбашки з навантаженої компонентом оболонкою, а при розриві її - мікрокапелькі, де вони конденсуються, укрупнюються в великі краплі і зливаються в приймач концентратів. При цьому кратність збагачення по літію становить 16 і по лантану 20 разів. Можливо і відділення лантану і літію шляхом відділення пінки або вакуумотсоса мікрокапелек в момент вистрибування бульбашок над вільною поверхнею і розриву навантаженої противоионами оболонки. У порівнянні з пінним концентрування вакуумний відсмоктувач і електростатична сепарація має ту перевагу, що запобігає повторне розчинення пінки-сублата і перехід іонів знову частково в розчин. Крім того, немає потреби в підборі такого збирача у вигляді іоногеннного ПАР, яке з вилученими компонентом давало б важкорозчинні сполуки.

Слід зауважити, що для колективної іонної флотації літію, лантану, міді, нікелю, срібла, барію, стронцію, магнію і кальцію з пластових вод і технологічних розчинів, що знаходяться в катионной формі, як частинок іоногенні ПАР можна використовувати аніонактивні ПАР, наприклад жирні карбонові кислоти, зокрема капріновую, лауриновий, пальмітинову і стеаринову кислоти. Витяг компонентів здійснюється в пінку-сублат з подальшим її відділенням і регенерацією 5-10% розчином оцтової кислоти з отриманням ацетату металу у вигляді товарної продукції і отрегенерірованной жирної карбонової кислоти, яку повертатимуть знову в процес іонної флотації. Регенерація ж насиченою компонентом жирної карбонової кислоти, що є аніоноактивні ПАР, легко здійснюється кислим анолітом, отриманим при уніполярної електрообработкі пластової води в зоні анода. При цьому витрат хімічних реагентів на регенерацію іоногенні ПАР не потрібно. Крім того, частина металів переводимо в хлоридні аніонні комплекси, які не флотируемого аніонним ПАР, і тим самим підвищуємо селективність іонної і стрижневий флотації з використанням частинок з радіусом 1,6 х 10 ^-7 см і менше. Концентрування простих і комплексних аніонів та їх вилучення здійснюємо при використанні в якості частинок катіоноактивні ПАР, в тому числі і в поєднанні з уніполярної електрообработкі, коли внаслідок електрохімічної активації та окислення на аноді підвищуємо зарядність витягується іона, наприклад сурми і церію за механізмом

Sb ⁺³ - 2e -> Sb ⁺⁵ і Ce ⁺³ - е -> Се ^+4, що підвищує флотоактівность іона.

Катіони важких металів Hg ^2+, Bi ^3+, Au ^+, Cu ^2+, Ni ^2+, а й Pt, Be, Sb, Ti, Ge, Sn можуть переводитися при уніполярної обробці в зоні анода в аніонну комплексну форму і маскуватися при флотації із застосуванням аніоноактивні ПАР інших катіонів або селективно вилучатись при іонної флотації із застосуванням катіонактівних ПАР. Так ртуть і сурма переводяться в аніонні комплекси HgCl ₄^2- і SbCl ₄^2- і флотіруют із застосуванням в якості частинок брильянтового зеленого, що володіє властивостями катіонактівних ПАР. При цьому витяг ртуті і сурми з пластових вод хлоркальциевого і хлорнатрієвої типу відповідно становить 96 і 99%, а в поєднанні з уніполярної обробкою води досягається повне їх вилучення.

Приклад 4. Пластова вода хлоркальциевого типу одного з родовищ Середньої Азії, яка містить, мг / л: берилій 5; германій 3,8; літій 60; алюміній 28, стронцій 376, і г / л: кальцій 7; магній 0,68; натрій + калій 29.7; бікарбонат 0,27 із загальною мінералізацією 98,2 і рН 6, піддається спочатку уніполярної обробці в зоні анода до значень рН 1-2, потім іонної флотації в присутності як частинок іоногенні ПАР - катіонактівних тріалкілбензіламмонійхлоріда, катіонактівних група гидрофильной головки якого не перевищує радіуса 1,6 х 10 ^-7 см. як флотоагента використовували хлор, який вироблявся в процесі уніполярної електрообработкі пластової води в зоні анода і диспергованих через фільтр Шотта в розчин флотоколонкі по замкнутому циклу. При контактуванні хлор-газу з водою в процесі бульбашкового іонної флотації берилій з катионной форми переводили в аніонний комплекс BeCl ₄^2-, катіонну форму германію перетворювали в аніонний комплекс GeCl ₆^2-, які флотувати в присутності катіонактівних ПАР тріалкілбензіламмонійхлоріда і вловлювали над вільною поверхнею при розриві оболонок бульбашок електросепараціі у вигляді заряджених і поляризованих мікрокапелек. За іншим варіантом концентрат знімали у вигляді пінки, якщо продукт електростатичного взаємодії йоногенних ПАР і компонента труднорастврім. При цьому інші заважають іони, що знаходяться в превалирующем кількості в катионной формі, залишаються в розчині. Ступінь вилучення з розчину берилію і германію відповідно склала 99 і 96%.

Приклад 5. Умови досвіду як в прикладі 6, тільки іоногенні ПАР не вводиться, а в якості частинок з радіусом менше 1,6 х10 ^-7 см в розчин вводять протони, які утворюють всередині розчину при уніполярної обробці в зоні анода. При пропущенні через розчин аноліта бульбашок повітря за допомогою пористого фільтра Шотта бульбашки заряджають позитивно. Позитивно заряджені бульбашки з глибини розчину притягують відповідно до закону Кулона і внаслідок малого радіусу кривизни протонів, розташованих на міжфазної поверхні бульбашок, аніонні комплекси берилію і германію, витягуючи їх на поверхню розчину або в тонкий шар екстрагента органічного нерозчинного у воді, або електростатичного сепарацией в глибині розчину або над ним в момент вистрибування бульбашки з розчину і його розриву на дрібні крапельки навантаженої противоионами оболонки. В іншому випадку, якщо не вжити заходів з уловлювання, пухирець, виходячи на вільну поверхню, лопається, а витягнуті іони і колоїди знову йдуть в розчин. Тому, відразу після виходу навантаженого бульбашки на вільну поверхню, проводиться вакуум-відсмоктування або уловлювання електростатичним полем. У загальному випадку виробляють електромагнітне або магнітне уловлювання, якщо крапельки, іони, молекули, колоїди і атоми мають магнітним зарядом (моментом). В іншому випадку в розчин або пластову воду вводять ультрадисперсні магнітні частинки розміром (1,6-1,0) х10 ^-7 см, навколо яких в силу великої кривизни, структурного натягу і супермагнітних явищ концентруються цінні речовини з розчину, які витягують на поверхню, що біжить магнітним полем. Як магнітних частинок використовують колоїдно-дисперсний порошок магнітних частинок -Fe ₂ O _3. У зазначених випадках досягається повне видалення германію та берилію з розчину при кратності концентрування германію 62 і берилію 73 рази. Аналогічні результати отримують при використанні електроактивних частинок заданого розміру.

Приклад 6. Умови досвіду ті ж, що і в прикладі 5, тобто в збіднює розчин, що містить берилій і германій, вводяться в якості частинок протони, отримані всередині розчину при уніполярної обробці пластової води в зоні анода. Навколо протонів (Н ⁺⁾ як частинках малого радіусу (менш 1,6х10 ^-7 см) і великої кривизни і позитивного заряду, концентруються Галогеніди металів BeCl ₄^2- і GeCl ₆^2-, утворюючи навколо них більшу оболонку сконцентрованого речовини, що дає можливість виводити і відокремлювати їх від розчину, граючи на рухливості і крупності таких асоціатів. З метою підвищення ступеня концентрування і забезпечення вилучення речовин в іонної формі, в даному випадку анионной, сконцентроване речовину відділяють шляхом пропускання униполярного обробленого розчину через напівпроникну мембрану або проникну діафрагму, збираючи по одну боку мембрани або пористої діафрагми великі асоціати іонів і пропускаючи через пори молекули води і заважають іони. Для цього анолит піддається гіперфільтрації без фазових перетворень розчинених речовин. Розчин пропускають через напівпроникну мембрану з поліетилену, брезенту або азбестову діафрагму (з опорною основою - каркасом) і що ще краще через капілярно-пористу діафрагму з нікелідатитану під тиском, що перевищує осмотичний. З протилежного боку мембрани або діафрагми відводиться збіднений фільтрат, а укрупленние оболонки навколо протонів з концентратом комплексних аніонів берилію і германію накопичуються в обсязі розчину перед мембранної або діафрагмою. Витяг германію та берилію становить 99 і 96% відповідно при тиску подаваного розчину перед напівпроникною мембранної або проникною діафрагмою 6 МПа і продуктивності напівпроникною целофановой мембрани 250 л / сут через 1 м ² і капілярно-пористої нікелідотітановой діафрагми 1250 л / добу через 1 м ^2. Повний витяг берилію і германію досягається при гіперфільтрації газорідинної суміші розчину з колоїдно-дисперсних бульбашок, отриманих при спільній уніполярної обробці води і ультразвуковому впливі, наприклад, ультразвукового диспергатора УЗДНТ-2Т, що створює електричні коливання з частотою 44 кГц. Утворені при цьому бульбашки настільки дрібні, що практично володіють нульовою швидкістю спливання. В цьому випадку комплексні аніони концентруються не тільки навколо протонів Н ⁺ як заряджених частинок, але і навколо електролітично заряджених пухирців газу. Відокремлюючи оболонки протонів і мікропухирців з концентратом від розчину гиперфильтрацией, отримуємо і збагачені з цінних компонентів розчини перед напівпроникною мембраною, в тому числі і іонообмінної, або діафрагмою.

І навпаки, піддаючи розчин або пластову воду уніполярної електрообработкі в зоні катода, отримують частинки у вигляді гідроксилу ОН ^- і негативно заряджені мікропухирці при пропущенні газу через керамічний пористий фільтр в тому числі. Навколо цих частинок (гідроксилу і електролітично заряджених пухирців, в тому числі підданих ультразвукової дисперсії) внаслідок великої кривизни і заряду концентрується речовина з розчину, в даному випадку катіони, вилучення яких здійснюють гиперфильтрацией або зовнішнім електромагнітним полем, магнітним або електричним біжить полем або переміщуються зовні флотоколонкі електростатичними або магнітними полями, наприклад рухливими електромагнітами і магнітами. При цьому спосіб допускає і поєднання з введенням частинок іоногенні ПАР, уніполярної електрообработкі і електромагнітного вилучення з розчину цінного компонента. При цьому завдяки заряду електролітичних бульбашок відбувається його посилення і посилення електричного поверхневого потенціалу міжфазної поверхні. Так введення йоногенних ПАР, наприклад катіоноактивні в уніполярнообработанную воду або розчин в зоні анода, дозволяє повніше диссоциировать молекулі ПАР, розкриваючи іонообмінні групи для захоплення противоионов і колоїдів з розчину, підвищувати ємність сорбционную самого катіонактівних ПАР. І, навпаки, вводячи частинки іоногенні ПАР, наприклад, аніоноактівние в воду, піддану або подвергаемую уніполярної електрообработкі в зоні катода, додатково збільшують сорбционную ємність АПАВ і, отже, підвищують ступінь концентрування і вилучення речовин з розчину.

При цьому слід зауважити, що уніполярної електрообработкі можуть піддаватися не тільки водні, органічні або в загальному рідкі розчини, а й газові, наприклад, вологий або частково навмисне іонізований газ, при цьому іони і частки електрохімічних активуються і очищення газових розчинів від цінних компонентів і шкідливих домішок імнтенсіфіціруется. При цьому униполярная обробка газу, що супроводжує його активацією, здійснюється наступним чином. Замкнуте обсяг газу поділяють токопроніцаемой перегородкою діафрагмою, в тому числі і змоченою, а в утворилися відсіки занурюють електроди, в тому числі пористі і волокнисті, наприклад, з вуглеводневого волокна або графіту або платинованим стали. Розчин газу піддають затравочной іонізації, наприклад спалахом світла, випромінюванням, ізотопом, розрядом, або вводять тонко розпилений рідина. Після часткової іонізації в електродні камери подають від джерела постійного струму, наприклад високовольтного, напруга, отримуючи негативно заряджені частинки і аерозолі в анодному камері, і позитивно заряджені частинки і аерозолі в катодного камері. Тобто іонізують газ, розділяючи його на позитивно і негативно заряджений. Утримання іонізованого газу в камерах може здійснюватися за допомогою магнітних пасток, а при необхідності можливий і відсмоктування іонізованого газу у вигляді холодної плазми.

Приклад 7. У пластову воду, яка містить літію 60 мг / л і стронцію 376 мг / л, вводять тонкоподрібнені на колоїдної млині феромагнітні частинки, отримані після магнітної сепарації тонкого помелу огірків вісмутомишьякового виробництва. Зібрали три фракції магнітних частинок: I фракція діаметром 3х10 ^-3 см, 2 фракція діаметром 3х10 ^-6 см і 3 фракція діаметром 3х10 ^-7 см. У три проби, що містять по 1 л пластової води, ввели магнітні частинки відповідно 1-й, 2 -й і 3-й фракції в кількості кожна по 10 г / л. Після цього проби ретельно збовтали в циліндрах заввишки по 500 мм протягом 30 хв і залишили на відстій; 1-я проба освітлилася за 15 хв, віл 2-й і 3-й пробі суспензія не відстояв і за тиждень. Через тиждень з 1-ї проби 1-го циліндра відібраний чистий злив на вміст літію та стронцію, залишковий вміст яких відповідно склало 57 і 368 мг / л зі ступенем вилучення з розчину 5,0 і 2,1%. Відділення магнітних частинок після тижневого контакту частинок з розчином в 2-му циліндрі 2-ї проби вироблено концентрично магнітом з напруженістю магнітного поля 1500 Е, що переміщуються вздовж скляного циліндра зі швидкістю 10 м / ч. Для відділення магнітних частинок в 3 циліндрі 3-ї проби потрібно напруженість магнітного поля 15000 Е. В освітлених пробах 2 і 3 визначено залишковий вміст літію та стронцію, яке відповідно склало: по літію - 49,2 і 0,7 мг / л і по стронцію 344 і 27 мг / л, що за ступенем вилучення з розчину відповідно складає по літію 18,0 і 98,8% і по стронцію 8,5 і 92,8%. Отже, введення в розчин частинок з радіусом кривизни 1,5 х 10 ^-7 см дозволяє домогтися потужного концентрування речовини (іонів) сильно викривленої міжфазною поверхнею частинок.

Приклад 8. У флотоколонку залили 1 л пластової води з вмістом Li ⁺ 60, Sr ²⁺ 376 мг / л, потім ввели в воду фракцію магнітних частинок діаметром 3х10 ^-3 см в кількості 10 г у розрахунку на 1 л розчину (води), попередньо обробивши поверхню частинок гасом. Після чого в розчин (воду) додатково ввели частинки іоногенні ПАР, а саме капріновую кислоту, яка була аніоноактивні ПАР, в кількості 200 мг / л. В силу своїх поверхнево-активних властивостей аніон-активна ПАР йде на міжфазну поверхню магнітних частинок, додатково її викривляючи гідрофільними головками, що несуть негативний заряд, і орієнтованими в розчин (воду), а гідрофобним цепочечную радикалом в аполярних плівку гасу на магнітних частинках. Розгорнута додатково межфазная поверхню магнітних частинок створює негативний заряд і поверхневий потенціал, який електростатично притягує катіони з розчину, зокрема стронцій в формі Sr ^2+, утримуючи катіони ці в оболонці навколо заряджених частинок з радіусом головок капринової кислоти порядку 2,08х10 ^-8 см, що менше 1,6х10 ^-7 см. Негативно заряджені головки аніон-активного ПАР в стехиометрическом кількості сорбують з розчину катіони стронцію. Витяг стронцію разом з частинками магнітними і АПАВ здійснюють біжать магнітним полем або шляхом переміщення концентрично розташованого навколо флотоколонкі магніту (електромагніту) з напругу 2500 Е. сорбированная стронцій витягають магнітним рухомим полем за межі вільної поверхні розчину (пластової води). Магнітні частинки розвантажують в бункер. Насичена іонами стронцію і літію Li ⁺ капріновая кислота регенерується кислим розчином аноліта або 1-10% розчином оцтової кислоти, або соляної кислоти і повертається в процес. При цьому ступінь вилучення стронцію і літію з розчину з аполярних плівкою на магнітних частинках, що запобігає їх злипання, становить по 100%, а без неї по стронцію 97 і по літію 98%.

Приклад 9. Водний розчин, що містить 82 мг / л ВеCl ₄^2-, що рухається плоским потоком (каналом), пронизує потоком частинок протонів, при гальмуванні магнітним (електромагнітним) полем до швидкостей на виході з розчину 20 м / ч з отколоненіем заряджених частинок в розчині і улавливанием навантажених протонів комплексними аніонами берилію електромагнітним полем (електричним, магнітним) як в глибині розчину, так і над розчином. При цьому залишковий вміст берилію становить 0,5 мг / л і ступінь вилучення 99,4%.

Для вилучення берилію в катионной формі використовують потік пучка електронів. Джерелом електронів служить катод, наприклад шляхом утворення, яка при нагріванні електрострумом до температури 2900 ^о С. в результаті термоеміссіі випускає вільні електрони, прискорювані електростатичним полем. Електростатичне поле створюють між фокусирующим електродом і анодом. Між катодом і фокусує електродом докладено негативне напруга (напруга зсуву), величина якого плавно змінюється. Катод розташовується всередині фокусирующего електрода, завдяки чому досягається хороше управління пучком електронів. Сам фокусує електрод виконують у формі циліндра Венельта. При середніх оптимальних напрузі зсуву електрони, що йдуть з катода, дають паралельний пучок. Інтенсивність потоку можна регулювати конденсорами, а його щільність установкою екрана з фольги, наприклад монокристаллической, безпосередньо перед розчином. Фольгу встановлюють і орієнтують по відношенню до пучка електронів з виконанням умови осьового або площинного каналювання електронів. При цьому вибиті електронним пучком з фольги вторинні електрони та іони підвищують інтенсивність пучка вже комплексного у вигляді частинок іонів і електронів, що забезпечує проникнення їх на задану глибину розчину, вглиб розчину і навіть пронізиванія його при великій інтенсивності, з утворенням всередині розчину (рідкого або газоподібного ) вакансій, навколо яких конденсується і концентрується речовина, що досягається фокусуванням і прискоренням пучка заряджених частинок періодичним в просторі магнитостатическое полем і змінним у часі електромагнітним полем. Введення таких частинок в розчин здійснюють при значеннях енергії спрямованого руху іонів, протонів і електронів в діапазоні 2х102 - 20х10 + еВ. Слід зауважити, що крім зазначених частинок можна використовувати нейрони і -опромінення розчину, тобто радіоактивні частинки жорстких і м'яких променів, в тому числі космічних і лазерних. При взаємодії частинок високої проникаючої здатності з противоионами розчину навколо них концентрується речовина, яке виноситься або самим потоком цих частинок за межі розчину або на його поверхню, або частки закріплюються на рухомому носії у вигляді твердої, рідкої, жидкокристаллической або газової міжфазної поверхні.

Приклад 10. Висококаламутних Аму-Дарьінская вода, відібрана з каналу Кизкиткен під м Нукуса в паводок і містить в пробі 8569 мг / л зважених колоїдно-дисперсних частинок за кольором нагадує какао, внаслідок негативного заряду тонких глинистих часток важко освітлюється (навіть протягом тижня зберігається каламутність) , була піддана уніполярної електрообработкі в зоні анода. Аноліт обробили іонно-колоїдної флотацией бульбашкового, при диспергування газу (повітря) в розчин через пористе спечене скло фільтра Шотта N 4. Бульбашки газу в кислому розчині аноліта заряджаються позитивно, оскільки відхиляються від поверхні, зарядженої позитивно, електростатично притягують негативно заряджені частинки тонкої коллоидно- дисперсної суспензії, виносячи її на вільну поверхню, де бульбашки лопаються, заряд нейтралізується, частки коагулюють. Припиняючи подачу бульбашок і піддаючи розчин відстоювання, отримуємо чистий злив без витрат коагулянту і флокулянта. Час відстою 30 хв. Прозорість освітленого розчину 300 мм за шрифтом Снеллена. Якщо потрібно нейтралізувати розчин, його піддають уніполярної обробці в зоні контакту, що досягається переполюсовкой.

Приклад 11. Умови досвіду, що і в прикладі 10, тільки подачу газу не припиняють, а в розчин вводять катіонактівних ПАР - цетілпірідінійхлорід з концентрацією 200 мг / л. Гідрофільні головки катіонактівних ПАР закріплюються на міжфазної поверхні бульбашок, орієнтуючись негативним зарядом в глиб розчину, а гідрофобним радикалом в газову фазу бульбашки. Внаслідок чого поверхню бульбашки додатково викривляється, набуває развеpнутую більш поверхню і одночасно заряджається, що забезпечує потужне концентрування речовини, а саме колоїдних частинок глини навколо бульбашки розміром 0,05 см при газонасищенности розчину 1,18. При цьому одночасно з бульбашкового іонно-колоїдної флотацией відбулося знезараження води. Кінцевий колі-індекс отфлотірованной води 2 при вихідному 2700 і розмірі колоїдних частинок глини в вихідної воді в межах 0,0008 - 0,000008 мм. За час іонно-колоїдної флотації 3 хв, прозорість отфлотірованной води 300 мм за шрифтом Снеллена. Розмір головки КПАВ по изотерме адсорбції дорівнює 2,72х10 ^-8 см.

Приклад 12. Висококаламутних вода за прикладом 11 піддається уніполярної електрообработкі в зоні катода до рН 9-10. При цьому спостерігається інверсія заряду глинистих частинок, які змінюють заряд на протилежний, тобто. Е, з негативного стають позитивним. Пропускаючи газ (повітря) через пористий керамічний фільтр Шотта, бульбашки в лужному середовищі католіта заряджаються негативно і і коагулюють колоїдно-дисперсну глину з отриманням чистого зливу після припинення подачі газу і відстоювання. Час відстою до повного освітлення 25 хв. Для прискорення процесу вводять аніонакітівное ПАР - капріновую кислоту (або спиртовий розчин пальмітинової кислоти) в католіт і піддають його колоїдної флотації бульбашкового. Ступінь вилучення колоїдних частинок при цьому становить 99,9% за 2,5 хв.

Приклад 13. Розчин, що містить 44 мг / л лантану в формі катіона (La ^3+), піддається стрижневий іонної флотації газовим потоком у вигляді газового стрижня (повітряного). Товщина водного розчину, що стікає кільцевим перерізом, дорівнює 1,5 мм, діаметр газового стрижня 15 мм. Рух потоку розчину і газового потоку у вигляді газового стрижня односпрямоване, зверху вниз. Відхилення потоку в нижній частині флотоколонкі виконано під кутом 60 ^о з розширенням у вигляді дифузора. У верхню частину флотоколонкі в формі конфузора вводиться іоногенні ПАР - аніонактивної капріновая кислота, в кількості, що забезпечує монослойного покриття газового стрижня іоногенні ПАР. Гідрофобний вуглеводневий радикал ланцюжком частоколу звернений в газовий рухомий стрижень, а саме в газовий потік, полярні ж заряджені негативно головки іоногенні ПАР (капринової кислоти аніонактивної) звернені в рідку фазу розчину.

Таким чином, циліндрична межфазная поверхню газового стрижня (або пучків газових стрижнів) додатково викривляється і збільшується шляхом введення в якості частинок - іоногенні ПАР, розміром менше 1,6х10 ^-7 см. Фактичний розмір головки порядку 2,08х10 ^-8 см, а довжина вуглеводневого радикала, зшитого з газовим стрижнем (газовим потоком), 20х10 ^-8 см. Малий радіус головки ІПАВ дає велику кривизну (I / R) і потужне концентрування речовини у вигляді трехзарядних катіонів лантану. Зовні газового стрижня електростатично "прилипає" підвищена концентрація противоионов лантану, яка у вигляді оболонки захоплюється газовим стрижнем і виводиться з розчину, наприклад гідродинамічним відривом погранслоя, збагаченого противоионами, або електростатичним (електричним) полем висмикуються, як ріпки разом з оболонками концентрату, або приповерхневих збагачений шар зрізається тонким променем лазера, шляхом підсічки потоку, наприклад плоского, або зрізаються тонким лезом. У нижній частині флотоколонкі на ділянці відхилення дифузора радикали відриваються разом з головкою і оболонками сконцентрованого речовини навколо них. При великих швидкостях газового потоку (стеpжня) можливий відрив разом з збагаченим прикордонним шаром. Сила відриву регулюється швидкістю потоку або напруженістю електричного поля (електростатичного), а в загальному електромагнітного. Оскільки сила відриву пов'язана з поверхневий натяг по периметру, який характеризує діаметр, то для кожного атома, іона, молекули існує специфічна сила висмикування (відриву), завдяки чому забезпечується селективність вилучення. Повний витяг лантану стрижневий іонної флотацией досягається при рН 8,5-9,0 протягом 2 хв. У той же час як при звичайній іонної флотації не досягає повного вилучення навіть при звичайному часу флотації 20 хв.

Приклад 14. Золотовмісний розчин після ціанування пульпи і відділення кеку на вакуум-фільтрах освітлюється і обескіслорожівается до 0,19 мг / л _О2. Освітлений ціаністий розчин з вмістом золота 2,2 мг / л при рН 10 піддається іонної флотації з додаванням часток радіусом (1,0-1,6) х10 ^-7 см з розрахунку 2 г / л. Як частинок використаний тонкодісперсний активоване вугілля марки КАД-йодний і частки катіонактівних ПАР - тріалкілбензіламмонійброміда. Витяг золота вироблено бульбашкового іонної флотацией в тонкий шар ароматичного вуглеводню (бензолу або толуолу) з використанням в якості флотоагента газоподібного азоту або повітря. При цьому частки вугілля і бульбашки додатково викривлялися головками ІПАВ і флотація золота разом з пилової фракцією вугілля здійснювалася іонно-колоїдної флотоекстракціей в шар ароматичного вуглеводню, що плаває на вільної поверхні розчину. При цьому розчин обесцвечивался, а флотоекстрагент прийняв темний колір, характерний для частинок вугілля. Потім екстрагент відокремлювався від розчину простим зливом і піддавався регенерації шляхом термічної відгону (або вакуум-відгону) ароматичного розчинника, а пилова фракція вугілля піддавалася спалюванню з отриманням збагаченої по золоту золи або сам вугілля піддавався регенерації з повторним його використанням разом з ароматичним вуглеводнем. При цьому обеззолочіваніе технологічного розчину з використанням в якості флотоагента азоту повне, а з використанням повітря витяг золота з розчину 99%. Пряме ж витяг золота з технологічного освітленого ціаністого розчину з використанням тільки частинок іоногенні ПАР (тріалкілбензіламонійброміда або хлориду) бульбашкового іонної флотацией при використанні в якості флотоагента повітря становить 98%. Витрата ІПАВ з 1,2 надлишком від стехіометрії.

Приклад 15. Технологічний освітлений ціаністий розчин піддається уніполярної електрообработкі в зоні катода і анода. При цьому ємність ІПАВ (тріалкілбензіламмонійхлоріда) по золоту з католіта 3,5 мг / г, а з аноліта після 5-хвилинної іонної флотації 5,5 мг / г, що на перший погляд пояснюється більш повним розкриттям йоногенних катіонактівних груп в електролітично підкислених розчинах, а й рухливістю іонів і додатковим викривленням поверхні гидроксилами і протонами. Ємність ж ІПАВ по золоту в розчинах без уніполярної обробки не перевищує 3,0 мг / г.

Приклад 16. Шахтна вода з содеpжанием урану 0,06 мг / л знаходиться в анионной карбонатної формі піддається іонно-колоїдної флотації шляхом введення в якості частинок - зелених кульок хлорели Вульгаріус і частинок катіонактівних ПАР - цетілпірідінійхлоріда. Витрата зеленої хлорели 2 г / л (в розрахунку на суху масу) і цетілпірідінійхлоріда - 200 мг / л. Витяг урану разом з хлорела в пінку становить 99,9%. При цьому на частинках хлорели сорбируется уран в формі UO ₂ (СО ₃₎² і витягується іонно-колоїдної флотацией при рН 9,5. Аналогічно з пластових вод, де є уран.

Приклад 17. Розчин, що містить цезій 20 мг / л, піддається іонно-колоїдної флотації з введенням частинок ферроцианида, а ще краще коли ці частинки вводяться в розчин хімічним шляхом, наприклад при взаємодії в розчині солей заліза і жовтої кров'яної солі з утворенням фероціанідів в формі берлінської блакиті. Розмір частинок берлінської блакиті має радіус (1,0-1,6) х10 ^-7 см. Завдяки чому викривляється межфазная поверхню і відбувається концентрування навколо цих частинок катіона цезію, подальше вилучення цезію здійснено іонно-колоїдної флотацией в присутності частинок ІПАВ (катіонактівних цетілпірідінійхлоріда) в кількості 150 мг / л і частинок ферроцианида (берлінської блакиті) 2 г / л. Протягом 10 хв іонно-колоїдної флотації витяг цезію повне з розчину.

Приклад 18. Пластова вода, що містить лютеций в кількості 0,032 мг / л, піддається іонно-колоїдної флотації шляхом введення частинок радіусом (1,0-1,6) х10 ^-7 см. В якості частинок використана пилова фракція тютюну у вигляді водного екстракту темно-коричневого кольору , в кількості 2,0 г / л. Після 10 хвилин іонно-колоїдної флотації в присутності частинок цетілпірідінійхлоріда (або тріалкілбензіламмоній хлориду, або фториду) в ролі катіонактівних ПАР витяг лютецію з розчину повне.

Приклад 19. Пластова вода нафтового родовища містить ртуть, сурму і вісмут в кількостях відповідно 0,08; 0,06 і ​​0,03, а й миш'як 0,01; нікель 10; мідь 12; свинець 0,8 мг / л, залізо 40; молібден 12, ванадій 14 мг / л піддається колективної іонно-колоїдної флотації з введенням частинок радіусом (1,0-1,6) х10 ^-7 см, утворених хімічним шляхом при флотації повітрям з домішкою сірководню 2 об; % Або сірководневим нафтовим газом із вмістом сірководню 2 - 10 об. %, Або повітрям з пластової сероводородсодержащих води з концентрацією сірководню 8-800 мг / л. Витяг дорогоцінних металів в формі сульфідів здійснюється в пінку флотоконценрата з додатковим введенням іоногенні ПАР в стехиометрическом кількості або з невеликим надлишком в 1,2 рази проти стехіометрії. Як частинок іоногенні ПАР використані жирні аміни або жирні карбонові кислоти і їх водорозчинні солі (К, Na, NН _4). При використанні в якості частинок катіонактівних ПАР (солянокислого лауріламіна або лаурат калію) флотоізвлеченіе ртуті, сурми, вісмуту, миш'яку, нікелю, міді, свинцю, молібдену, заліза і ванадію відповідно складає,%: 97; 94; 99; 98; 93; 96; 99; 95; 98 і 4. Причому надлишкові кількості кальцію і магнію залишаються в розчині разом з хлоридами.

Приклад 20. Газова хмара у вигляді викиду містить шкідливі і цінні речовини, серед них ртуть, вуглець, селен, кадмій, свинець, йод, золото, срібло, сірка, азот, концентрації яких в 100 разів перевищують гранично-допустимі концентрації в повітрі робочих приміщень.

З метою очищення газового викиду в хмару вистрілюється снаряд - ракета, начинена частинками магнітного порошку -Fe ₂ O ₃ з розміром частинок по радіусу (1,0-1,6) х10 ^-7 см. Постріл здійснюється в крихкому снаряді, начиненому магнітними частинками, який вибухає в хмарі. На частинках магнітних концентрується речовина в силу малого радіусу частинок і великої кривизни і магнітного заряду частинок. Потім частинки, з адсорбованими і конденсованими навколо них шкідливими і цінними речовинами, уловлюються магнітом, встановленим на літальному апараті (дирижаблі, літаку, вертольоті) або підвішеному на ньому при прочісуванні хмари і відводяться в безпечне місце, де магніт або електромагніт розвантажується. Таким чином, відбувається очищення газового викиду, в тому числі і радіоактивного і концентрування цінних речовин. При цьому збагачення частинок шкідливими і цінними речовинами становить по ртуті - 200 разів, по вуглецю - 2150 разів, по селену - 550 разів, по кадмію - 300 разів, свинцю - 280 разів, йоду - 350 разів, по золоту в 120 разів, по сріблу - 150 разів, по сірці - 240 разів і по азоту в 1500 разів.

Таким чином, введення в газовий розчин частинок зазначеного діаметра дозволяє одночасно проводити їх очищення та вилучення цінних компонентів. В якості інших частинок можуть бути використані азиди важких металів і іодіди, наприклад азиди свинцю і іодіди свинцю. Цей спосіб може бути застосований для очищення і вилучення цінних речовин в Газоапарат і трубах, наприклад шляхом установки на їх шляху металевих зволікань, підриваються при пропуску по ним імпульсного електроструму або зволікання розміщуються в скляній оболонці, у вигляді ампули, заповненої рідким або газоподібним азотом. При пропущенні по ним імпульсного електроструму зволікання вибухають в середовищі азоту, утворюючи ультрадисперсні частинки азиди важких металів (срібла, свинцю та інших, при цьому зволікання можуть бути з іншого металу і посріблені), а кінці дротиків виходять за межі ампули, по типу електролампочок, заповнених азотом.

Слід зауважити, що таке вилучення цінних речовин, наприклад золота і срібла, може здійснюватися з викидів промвентиляції від дробильних відділень золотоізвлекательних фабрик, відділень сушіння золотовмісних шламів і флотоконцентратах і викидів пирометаллургии, де в основному втрачаються леткі форми золота і срібла, та й інших цінних металів , наприклад вісмуту, германію. Утилізація їх з газових викидів запропонованим способом дозволяє повернути народному господарству цінні та рідкісні елементи і одночасно звести до мінімуму небезпеку зараження газової хмари, що дрейфує по розі вітрів, після аварійних викидів, в тому числі і радіоактивних, не допускаючи їх випадання у вигляді небезпечних опадів в населених пунктах. (56) Авторське свідоцтво СРСР N 458337, кл. У 01 D 1/02, 1964.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. СПОСІБ концентрування та ВИЛУЧЕННЯ РЕЧОВИН ІЗ РОЗЧИНІВ, що включає введення флотоагента і здійснення пpоцесса флотації, що відрізняється тим, що, з метою підвищення ступеня концентpіpованія і забезпечення вилучення речовин в іонної, колоїдної та молекуляpной Форма не тільки з водної фази, але і з газових розчинів , як флотоагента використовують частки з радіус / 1,0 - 1,6 / · 10 ^-7 см.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що вводять заpяженние частки.

3. Спосіб за пп. 1 і 2, що відрізняється тим, що швидкість швидкість введення частинок змінюють електpомагнітним полем,

4. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що в якості заpяженних частинок використовують пpотони і гідpоксіли, обpазован пpи уніполяpной обpаботке води.

5. Спосіб за п. 2, який відрізняється тим, що в якості заpяженних частинок використовують електpолітіческі заpяженние пузиpькі газу.

6. Спосіб за пп. 1 і 2, що відрізняється тим, що частинки пpедваpительно закpепляют на носії у вигляді твеpдой, рідкої або газообpазной повеpхности.

7. Спосіб за пп. 1, 2, 6, який відрізняється тим, що в якості носія використовують газові включення або газовий стеpжень.

8. Спосіб за пп. 1, 2, 7, який відрізняється тим, що при використанні в якості носія газового стеpжня в оброблятися розчинів вводять іоногенні повеpхностной-активна речовина з протилежність заpяд щодо витягується компонента, пpичем рух газового потоку може бути однонапpавленное або протилежність руху розчинів.

9. Спосіб за пп. 1, 2, 8, який відрізняється тим, що в якості заpяженних частинок використовують іоногенні повеpхностной-активні речовини.

10. Спосіб за пп. 1 і 2, що відрізняється тим, що в якості заpяженних частинок використовують магнітні частинки, обробити рідким алифатическим углеводоpодом, а витяг з розчинів ведуть накладенням зовнішнього електpомагнітного поля.

11. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що в якості флотоагента використовують азот, аміак або хлоp.

12. Спосіб за пп. 1, 4, 9, який відрізняється тим, що, з метою одночасно освітлення і обеззаpажіванія висококаламутних вод, як повеpхностной-активної речовини використовують цетілпіpідіній хлоpід.

13. Спосіб за пп. 1, 2, 4, який відрізняється тим, що сконцентpіpованние речовини відокремлюють пpопускания обpаботать розчинити чеpез полупpоніцаемую мембpану або пpоніцаемую діафpагму.

Версія для друку
Дата публікації 15.03.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів