ГК «Элма-Астерион», Санкт-Петербург, Россия:

А. Н. Григорьева, генеральный директор, канд. техн. наук, эл. почта: an@td-elma.ru

Санкт-Петербургский государственный технологическ ий институт (Технический университет), Санкт-Петербург, Россия

Р. Ш. Абиев, зав. каф. оптимизации химической и биотехнологической аппаратуры, проф., докт. техн. наук, эл. почта: rufat.abiev@gmail.com

Эффективность процесса сгущения продуктов обогащения руд цветных металлов во многом зависит от размеров частиц в пульпе, поэтому для интенсификации сгущения тонкодисперсных пульп применяют флокулянты. В процессе перемешивания важно равномерно распределить раствор флокулянта по всему объему пульпы и не разрушить образованные хлопья чрезмерными сдвиговыми напряжениями мешалки. Рассмотрен процесс флокуляции при механическом перемешивании пульпы с концентрированными растворами флокулянта. Подтверждена ранее разработанная методика подбора перемешивающих устройств с учетом геометрии мешалки, в основе которой лежит полуэмпирическая модель турбулентности Прандтля. Установлено, что выбор оптимальной частоты вращения перемешивающего устройства связан с величиной напряжений турбулентного трения, создаваемых лопастями мешалки. Приведены результаты экспериментальных исследований по перемешиванию суспензии с высокомолекулярным флокулянтом Гринлайф К40 катионного действия при использовании разных типов перемешивающих устройств. Сравнению подверглись традиционные турбинная и трехлопастная мешалки, а также разработанная коническая мешалка новой геометрии. Эффективность перемешивающего устройства определяли путем сравнения размеров образованных хлопьев. Установлено, что в случае применения конической мешалки образуются более крупные и прочные хлопья.

1. Joseph-Soly S., Asamoah R., Addai-Mensah J. Superabsorbent recycling for process water recovery // Chemical Engineering Journal Advances. 2021. No. 6. P. 1–7.

2. Носова О. В., Грищенко В. А., Крашевский М. И. Подбор флокулянтов для сгущения продуктов металлургического производства // Научный вестник Арктики. 2019. № 5. С. 13–20.
3. Тимошенко Л. И., Анциферова С. А., Самойлов В. Г., Маркосян С. М. Исследование процесса сгущения перед гидрометаллургическим переделом золотосодержащих руд // Обогащение руд. 2010. № 1. С. 27–29.
4. Гандурина Л. В. Очистка сточных вод с применением синтетических флокулянтов : монография. — М. : ДАР/ВОДГЕО, 2007. — 98 с.
5. Fitzpatrick S. B., Fradin E., Gregory J. Temperature effects on flocculation, using different coagulants // Water Science and Technology. 2004. No. 12. P. 171–175.
6. Гудошников А. В. Применение интеллектуального блока для повышения эффективности процесса сгущения // Вестник современных исследований. 2017. № 11. С. 191–193.
7. Григорьева А. Н., Абиев Р. Ш. К выбору типа и частоты вращения мешалки для эффективного перемешивания флокулянтов в воде // Вода и экология: проблемы и решения. 2020. № 2. С. 27–36.
8. Васильев М. П. Интенсификация процессов диспергирования и массообмена с использованием пульсационных и вихревых воздействий : дис. … канд. тех. наук. — Иваново, 2018. — 204 с.
9. Колмогоров А. Н. Локальная структура турбулентности в несжимаемой вязкой жидкости при очень больших числах Рейнольдса // Успехи физических наук. 1967. № 11. С. 476–481.
10. Sauter J. Die Grössenbestimmung der in Gemischnebeln von Verbrennungskraftmaschinen vorhandenen Brennstoffteilchen. — Berlin : VDI-Verl, 1926. — 74 p.
11. Ульрих Е. В., Шевченко Т. В., Пирогов А. Н., Мидуцина Ю. С. Изучение реологических свойств флокулянтов // Химическая промышленность сегодня. 2011. № 5. С. 25–28.

12. Пат. 2683078 C1 РФ, МПК B01F 7/18, B01F 7/26. Перемешивающее устройство / Абиев Р. Ш., Григорьева А. Н. ; заявл. 06.06.2018 ; опубл. 26.03.2019.
13. Hu P., Liang L., Xie G., Zhou Sh., Peng Y. Effect of slurry conditioning on flocculant-aided filtration of coal tailings studied by low-field nuclear magnetic resonance and X-raymicrotomography // International Journal of Mining Science and Technology. 2020. Vol. 30. P. 859–864.