Горный вестник Узбекистана 2007 №2

Относительный заряд флокулянта	Акриламид, %
Акрилат, %
Нейтральный	98 – 100	0 – 2
Слабо анионный	80 – 98	2 – 20
Средне анионный	60 – 80	20 – 40
Средне-высоко анионный	30 – 60	40 – 70
Высоко анионный	0 – 30	70 – 100

Рис. 7. Зависимость формы полимеров от рН среды

рН сус- пензии	Дозировка флокулянта, обеспечиваю- щая скорость отстаивания 30 м/ч, г/м^3
	Нейтральный	Средне анионный	Высоко анионный
4	64	285	750
6	74	32	325
8	71	18	200
9,5	145	20	24
11	158	24	18
~14	~400	200	15

помнить, что при снижении активности флокулянта необходимо учитывать целый ряд факторов.

Чем больше ММ флокулянта, тем труднее рав- номерно распределить его по всему объему суспен- зии. Это связано с тем, что раствор флокулянта с большей ММ имеет более высокую вязкость. Ад- сорбция флокулянта поверхностью твердой фазы происходит очень быстро, и, как правило, она явля- ется необратимым процессом. Все это может при- вести к снижению активности флокулянта. Кроме того, при одинаковой дозировке флокулянта коли- чество молекул полимера снижается с ростом его ММ. Поэтому в суспензии, особенно с высоким содержанием твердой фазы, может оказаться недос- таток молекул полимера для флокуляции всех час- тиц твердой фазы.
Следует отметить, что средняя молекулярная масса полимера не является единственным пара- метром для определения эффективности флокуля- ции. Так, например, два полимера с одинаковой средней (кажущейся) молекулярной массой могут иметь разное распределение молекулярной массы (рис. 8) [13].
Несмотря на то, что полимеры А и В имеют одинаковую среднюю молекулярную массу и вяз- кость водного раствора, их флокулирующая спо- собность может сильно различаться, поскольку один из них имеет большой разброс молекулярной
массы и содержит как высокие, так и низкие фрак- ции, другой же представлен очень узким диапазо- ном средних фракций. Различие во флокулирующей способности таких полимеров в каждом конкретном случае будет зависеть от свойств обрабатываемой суспензии.
Разбавление флокулянта [8-15]
Существенное влияние на флокуляцию оказыва- ет концентрация рабочего раствора флокулянта, добавляемого к суспензии. Чем ниже концентрация раствора флокулянта, тем легче и быстрее распре- деляется флокулянт по объему суспензии, а это приводит к улучшению флокуляции. На рис. 9 по- казана зависимость работы флокулянта (скорости отстаивания суспензии) от концентрации рабочего раствора полимера при одинаковой его дозировке. Однако степень разбавления флокулянта часто за- висит от конкретных условий технологического процесса, связанных с ограничением ввода допол- нительной воды.
Влияние разбавления флокулянта на скорость отстаивания также изучали при сгущении суспен- зии при переработке золотосодержащей руды. По- лученные результаты представлены на рис. 10 [11]. Чтобы получить скорость отстаивания равную 25 см/мин дозировка флокулянта составляет порядка 55 г/т при концентрации 0,1 % и примерно 26 г/т при концентрации 0,01 %. Разбавление флокулянта снизило его расход в 2 раза.
Таким образом, концентрация рабочего раствора флокулянта является одним из важных факторов, влияющих на флокуляцию.
Величина рН [9-12]
Значение рН суспензии играет очень важную роль при выборе флокулянта, поскольку влияет не только на химию флокулянта, но и на его реологию. При высоком значении рН акрилат находится в хи- мическом равновесии с акриловой кислотой, что приводит к изменению реологии полимера.
Принимая во внимание кислотно-основное по- ведение акрилата натрия и акриловой кислоты можно проиллюстрировать влияние рН на работу анионного флокулянта. При рН=7 карбоксилатный ион будет способствовать развертыванию полимер- ной цепочки, в то время как при рН=3 полимер на- ходится в свернутом состоянии (рис. 7). Следова- тельно, при снижении величины рН активность анионного полимера обычного типа будет снижать- ся. Что касается неионогенного полиакриламида, то следует ожидать, что величина рН будет оказывать минимальное влияние на его активность.
В табл. 2 приведены результаты, полученные при сгущении каолиновой суспензии, которая име- ла различное значение рН. В опытах использовали три различных флокулянта с высокой молекулярной массой.
Как следует из табл. 2, в кислой среде мини- мальную дозировку обеспечивает неионогенный флокулянт, в нейтральной и слабощелочной средах оптимальным является средне анионный. Наконец,

в сильнощелочной среде лучше всего применять высоко анионный полимер.
При значении рН=4 анионные полимеры имеют структуру аналогичную неионогенным полимерам (рис. 7). Различие в активности полимеров объясня- ется следующим. Амидные группы частично заме- няются более инертными карбоксилатными груп- пами, что приводит к снижению количества водо- родных связей в полимере. При рН=6 карбоксиль- ные группы в средне анионном сополимере ионизи- руются, вследствие чего происходит развертывание и вытягивание полимера. Поскольку неионогенный полимер главным образом содержит только ней- тральные карбоксилатные группы, то его конфигу- рация практически не изменяется. При рН=8 актив- ность средне анионного сополимера продолжает повышаться. При этой величине рН карбоксилат- ные группы практически полностью ионизированы, и, как следствие, полимерные цепочки становятся максимально развернутыми (рис. 7). Картина начи- нает меняться при рН=9,5. Установлено, что при рН=9,5 происходит гидролиз ПАА. Многочислен- ные факты свидетельствуют о значительном сниже- нии активности флокулянта при одновременном протекании двух конкурирующих процессов: хими- ческого (гидролиз) и физического (адсорбция). При значении рН=14 средне анионный полимер начина- ет терять свою эффективность, что объясняется гидролизом акриламидных групп и его конкуренци- ей с адсорбцией. В сильно щелочной среде наибо- лее эффективным флокулянтом становится высоко анионный полимер, который не содержит акрила- мида, и, следовательно, не подвержен гидролизу.
Перемешивание [8-13]
После того как флокулянт добавлен к суспензии, требуется перемешивание для хорошего распреде- ления флокулянта по всему объему суспензии. При этом следует помнить, что избыточное перемеши- вание или другое механическое воздействие приво- дит к разрушению флокул, в результате чего снижа- ется скорость отстаивания. Принципиальная зави- симость работы флокулянта, являющаяся функцией размера флокул, приведена на рис. 11 [13]. При уве- личении перемешивания скорость отстаивания воз- растает, достигает максимума при оптимальном распределении флокулянта по всему объему сус- пензии, и затем снижается, так как избыточное пе- ремешивание приводит к разрушению флокул.
Таким образом, всегда должен соблюдаться ба-
ланс между хорошим распределением флокулянта по всему объему суспензии и разрушением образо- вавшихся флокул.