Вестник МГТУ. 2020, Т. 23, № 2.

Таблица 6. Зависимость остаточных концентраций ионов Са2+, НСО3- и СО32 от рН слива сгустителя при концентрации Na2C03300 мг/л Table 6. Dependence of residual concentrations of Са2+, НСО3- and СО32- ions on pH of overflow thickener at Na2C03concentration 300 mg/l № п/п Значение рН Остаточная концентрация, мг/л исходное конечное Са2+ НСОз- СОз2- Слив сгустителя: Са2+- 78,1 мг/л 1 7,36 9,25 21,9 222,7 24,0 2 8,38 9,4 14,1 212,3 22,2 3 9,25 9,73 7,5 159,2 56,4 4 9,85 10,28 5,9 144,8 88,2 5 10,8 10,84 5,5 88,45 204,0 6 11,4 11,4 4,2 - 360,0 Поскольку при рН > 10 возможно образование малорастворимого гидроксида кальция, было сделано предположение о том, что для снижения содержания ионов Са2+можно ограничиться использованием только щелочи. Результаты анализа остаточной концентрации ионов кальция показали (табл. 7), что при повышении рН раствора до значений, превышающих 10, удается снизить содержание Са2+до уровня оборотной воды. Таблица 7. Зависимость остаточной концентрации иона Са2+ в сливе сгустителя от рН, создаваемом NaOH Table 7. Dependence of the residual concentration of Са2+ion in the overflow thickener on the pH generated by NaOH № п/п Значение рН Остаточная концентрация Са2+, мг/л Слив сгустителя: Са2+- 78,1 мг/л 1 7,13 39,0 2 7,65 37,5 3 8,25 41,1 4 9,03 30,4 5 9,43 26,7 6 10,2 19,6 7 10,9 17,9 Таким образом, анализируя особенности состояния поверхности дисперсной фазы (апатита) и самого флокулянта, с учетом условий, необходимых для очистки от ионов кальция, можно сделать вывод о том, что большую эффективность действия следует ожидать от анионного флокулянта. Оценка эффективности действия флокулянтов различного типа проведена на модельной дисперсной системе, которая представляла собой суспензию тонкодисперсных частиц апатитового концентрата, приготовленную на оборотной воде (содержание дисперсной фазы модельной системы - 2 %). Для создания суспензии использовали апатитовый концентрат (крупность зерен составляет -0,071 мм) с содержанием Р2О5, равным 39,34 %. Полученные концентрационные и кинетические зависимости степени осветления модельной суспензии (рис. 7) подтверждают, что анионные флокулянты более эффективны по своему действию: для достижения равных показателей по осветлению воды требуются намного меньшие расходы анионного флокулянта. В значительной степени преимущество анионного флокулянта проявляется на первых минутах осветления. Среди анионных флокулянтов более высокой эффективностью характеризуются реагенты с большей степенью ионности (от 30 %). Эффективность действия флокулянта в основном оценивается скоростью осаждения, обусловленной величиной флокул. Выполненные седиментационные исследования показывают существенную разницу в размерах флокул при применении катионного и анионного флокулянтов. На рис. 8 представлены дифференциальные кривые распределения частиц по размерам, отражающие массовую долю каждой фракции при осаждении слива сгустителя апатитового концентрата без применения реагентов и с использованием в качестве флокулянта реагентов катионного и анионного типа. Данные, указанные на рис. 8, свидетельствуют о том, что применение анионного флокулянта обеспечивает образование более крупных агрегатов, характеризующихся большей скоростью осаждения.