Flotasjon
Flotasjon (fra engelsk å flyte - å svømme) er en fysikalsk-kjemisk separasjonsprosess for finkornede faste stoffer på grunn av den andre overflaten, hvorved fukting av partiklene. Prosessen foregår i en væske, ofte vann, og med tilførsel av gass, ofte luft.
I henhold til definisjonen i samsvar med VDMA- standardark 24430, er dette en separasjonsprosess der stoffer dispergert eller suspendert i vann transporteres til vannoverflaten ved å feste gassbobler og fjernes der med en ryddeanordning.
Arbeidsprinsipp
Flotasjon utnytter det faktum at gassbobler lett fester seg til hydrofobe , dvs. H. Hold deg til overflater som er vanskelige å våte av vann og gi partiklene oppdrift slik at de flyter.
Forutsetningen er at gassen som brukes er vanskelig å oppløse i vann . Under disse forhold samles de samme hydrofobe gassboblene på de hydrofobe partikkeloverflatene.
Hjelpematerialer
Ulike hjelpestoffer brukes i flotasjon :
- Samlere er kritiske for effektiviteten av prosessen. De gjør andelen av blandingen som skal påføres i skummet vannavstøtende (hydrofob), mens de andre komponentene skal forbli vanntrekkende ( hydrofile ). Luft blåst inn i oppslemmingen fester seg bare til de hydrofobe partiklene og fører dem til vannoverflaten, mens de hydrofile partiklene forblir i turbiditeten. Visse svovelforbindelser (som xantater , ditiofosfater, merkaptaner ), aminer , alkylsulfonater og noen fettsyresalter er egnet som samlere .
- Skummere brukes til å stabilisere luftboblene.
- Pushers forbedrer fuktbarheten (hydrofilicitet) og akselererer senkingen i separasjonsmediet.
- Styringer , slik som pH- regulatorer , flokkuleringsmidler og andre brukes for å optimalisere og selektivt separate malmblandinger .
Avslapningsflotasjon
De avslapping flotasjon gjør bruk av Henry - Daltons lov at løseligheten av en gass i en væskefase ved konstant temperatur øker proporsjonalt med partialtrykk av denne gass over væsken. Hvis du setter vann under trykk, metter det med gass eller luft og deretter bringer vannet tilbake til omgivelsestrykk ("avslapning"), frigjøres en tilsvarende andel gass eller luft i form av veldig fine bobler. Boblestørrelsen avhenger av driftsforholdene, men er generelt mindre enn 100 mikrometer .
Størrelsen på boblene etter avslapning avhenger av utformingen av avslapningsorganet, blant annet på trykkforskjellen, overflatespenningen , pH-verdien , saltkonsentrasjonen og viskositeten til væsken.
De konstruktive utformingene av luftmetnings- og ekspansjonselementene varierer avhengig av leverandøren av flotasjonssystemet.
Det er tre varianter for å generere de nødvendige fine gassboblene:
- prosessen med full flyt , der hele inntaket er mettet med luft
- den delvise strømningsprosessen der bare en del av fôret er mettet med luft
- den resirkuleringsprosessen , hvor en hvilken som helst mengde av det rensede vann resirkuleres og mettet med luft.
Mengden luft innført i full- og delvis strømningsprosessen er begrenset, og følgelig også oppnåelig separasjonseffektivitet. En annen ulempe er risikoen for tilstopping og den høye mekaniske belastningen på flakene i metningssystemet. Disse ulempene ikke eksisterer i
den resirkuleringsprosessen . Mengden resirkulering kan tilpasses slik at det nødvendige antall fine gassbobler er tilstrekkelig for alle forventede driftsforhold.
applikasjoner
I rensing av avløpsvann
I avløpsvannsteknologi og avløpsrensing er flotasjon en separasjonsprosess der stoffer og partikler dispergert eller suspendert i vann transporteres til vannoverflaten ved å feste gassbobler med en diameter på mindre enn 100 um og fjernes der med en ryddeanordning.
Alle flotasjonsprosesser har det til felles at det kreves små gassbobler for å flyte stoffene som skal skilles. Hovedforskjellene mellom de enkelte prosessene ligger i typen boblegenerering og som et resultat kvaliteten, mengden og størrelsen på boblene.
Akkumuleringen av luftbobler på faste stoffer skjer lettere eller er mer intens, desto mindre er de produserte boblene. På grunn av bedre evne til små akkumuleringer, fører reduksjonen av boblestørrelsen på den ene siden til en forbedret utnyttelse av den innførte luften og også til en mer fullstendig utdriving av faststoffene fra avløpsvannet, noe som reduserer både faststoffkonsentrasjonen i det klare flyteområdet for flotasjonen og faststoffinnholdet i flottøren og stabiliteten til flotasjonsdekselet øker.
I avløpsvann teknologi, trykk utløser stiftelse eller avslapning flotasjon (engelsk: Oppløst Air Flotation, forkortet til DAF ) er langt den vanligste. Både i kommunal og industriell avløpsrensing har dekompresjonsflotasjonen vist seg å være den mest økonomiske og effektive prosessen.
I malmforedling
Ved gruvedrift brukes flotasjon som en behandlingsprosess for å skille malm fra avfallsbergart. Det har erstattet tradisjonell nedblåsing i de fleste bruksområder .
Ved malmbearbeiding konsentreres bly , sink , fluorspar og kobbermalm i en vandig oppslemming ( suspensjon ) ved flotasjon. Slammet malm masse eller engelsk slurry heter, sjelden, malm masse eller malm slurry . Fin sliping er nødvendig for denne prosessen for å bryte ned malmen som er tilstrekkelig. Suspensjonen mates til flotasjonsbadet i flotasjonscellen.
Luft blir ført inn i flytebadet med en høyhastighets omrører eller lanse og finfordelt. De overflateaktive stoffene og skumstabilisatorene som finnes i flytebadet stabiliserer luftboblene. Mineralgranulatene hydrofobert med en oppsamler er vanskeligere å våte med vann og fester seg derfor bedre til findelte luftbobler. Disse partiklene flyter opp med luftboblene og kan skummet av med skummet stabilisert av skumføreren. De gjenværende partiklene (gangen) skal forbli i slammet og pumpes ut på slutten av flotasjonsprosessen.
Ofte er flere flotasjonsceller koblet etter hverandre for å danne flotasjonsbanker, slik at det dannes et malmkonsentrat med høyere metallinnhold.
Kullflotasjon
Kullflotasjon er en prosess for prosessering av stenkull. Siden de malt kullpartiklene har en lavere spesifikk vekt enn vann, flyter de i flytebadet. Kulltjæreoljer kan brukes som skummende midler . Kullet skumles av i skummet og slippes ut.
Separasjon av krystaller
Andre stoffer som kaliumkloridkrystaller kan også berikes gjennom flotasjon.
I papirgjenvinning
Flotasjon er et viktig trinn i papirgjenvinning i Europa. Ved flotasjon bør hviten på papiret som brukes brukes økes under avfelling ved å fjerne trykkfargene . Dette benytter seg av det faktum at bare de hydrofile fibrene blir fuktet av vann, mens den hydrofobe trykkfargen i stor grad forblir uberørt.
Deinking kjemikalier som overflateaktive stoffer, natriumhydroksid og vannglass tilsettes vannet i flotasjonsapparatet . Etter innføring av luft festes trykkblekkpartiklene som skal skilles, til luftboblene og flyter deretter som skum på avfallspapersuspensjonen. Skummet er skummet av eller suges av fra overflaten ( skummet ). Prosessen gjentas deretter flere ganger.
For at avfallspapir skal behandles ved hjelp av denne prosessen, må det oppfylle visse krav. For eksempel kan ikke trykkfargene brukes fra aviser produsert ved bruk av fleksografisk trykk . De gir derfor betydelige problemer ved gjenvinning. Selv små mengder av aviser i avfallspapiret fører til en uakseptabelt dårlig grad av hvithet. Blekkpartiklene er for små og ikke hydrofobe, så flotasjon fungerer ikke med dem. Pigmenterte blekkskriver, digitale trykkprosesser med flytende toner og UV-offset blekk og lakk utgjør lignende problemer.
Et alternativ til flotasjon er vasking , som brukes enda oftere i Nord-Amerika, mens flotasjonsprosessen dominerer i Europa. Begge prosessene skiller trykkfargen mer eller mindre selektivt fra papirmaterialet på forskjellige måter. Imidlertid går færre fibre tapt under flotasjon (ca. 10 prosent; under vask - avhengig av askens innhold - 20 til 30 prosent). Det er grunnen til at flotasjon nå også får større betydning i Nord-Amerika.
Nye avfrysingssystemer for behandling av avfallspapir til grafisk papir fungerer nesten utelukkende i henhold til flotasjonsprinsippet. Derimot brukes tøyet hovedsakelig til produksjon av hygienepapir (kjøkkenruller, toalettpapir ). Her, så langt det er mulig, skal alle fyllstoffer vaskes ut slik at bare de myke, lange papirfibrene blir igjen.
I medisinen
I medisin brukes flotasjonsmetoder for å oppdage parasittegg i avføringen.
weblenker
Individuelle bevis
- ^ Flotasjon , kjemisk leksikon.
- ↑ P. Somasundaran: Encyclopedia of Surface and Colloid Science . CRC Press, 2006, ISBN 978-0-8493-9606-9 , s. 1787.
- ↑ a b c d flotasjonsanlegg . I: VDMA (Hrsg.): VDMA standardark 24430 . 2001.
- ↑ D. Hempel: Flotasjon . WEKA spesialutgiver for tekniske ledere, Augsburg 1994.
- ↑ Flotasjon i malmbehandling , Lexicon of Geosciences
- ↑ Flertrinns flotasjonssystem med samleroptimalisering
-
↑ Prosess for flotasjon av dårligere kull:
Patent DE69309481 : Prosess for kullflotasjon . Anvendt 28. september 1993 , publisert 25. september 1997 , søker: Fording Coal Ltd., oppfinner: Colin Mckenny, Brian Raymond. - ↑ R. Spangenberg, Lutz Stäudel, H. Wöhrmann: Separering av natrium- og kaliumsalter ved flotasjon. I: Øvelse i naturvitenskap - kjemi i skolen . 1979, 28, 9, s. 238-243; stäudel.de (PDF).
- ↑ Tverrbundne farger er vanskelige å fjerne når deinkes . INGEDE pressemelding 3. juli 2015; åpnet 20. august 2018
- ↑ Parasitologisk undersøkelse av avføring - flotasjonsmetode . ( Memento av den opprinnelige fra 17 juni 2016 i Internet Archive ) Omtale: The arkivet koblingen ble satt inn automatisk og har ennå ikke blitt sjekket. Vennligst sjekk originalen og arkivlenken i henhold til instruksjonene, og fjern deretter denne meldingen.
