ХАРАКТЕРИСТИКА ФЛОКУЛ ГЛИНИСТО-СОЛЕВОГО ШЛАМА, ОБРАЗОВАННОГО ПОЛИАКРИЛАМИДОМ И ЕГО СОПОЛИМЕРАМИ

  • Olesya V. Rakhimova Пермский национальный исследовательский политехнический университет
  • Olga R. Seredkina Пермский национальный исследовательский политехнический университет
  • Sergey V. Lanovetskiy Пермский национальный исследовательский политехнический университет
Ключевые слова: глинисто-солевой шлам, полиакриламид, флокуляция, размер и плотность флокул

Аннотация

В работе с использованием лазерного анализатора размера частиц Lasentec D600L системы FBRM изучены основные характеристики агрегатов, образующихся при флокуляции глинисто-солевого шлама с помощью полимеров на основе полиакриламида с различными типами заряда и молекулярными массами. Показано влияние природы полимера на размер образующихся флокул и их плотность. Установлено, что при использовании неионогенного полиакриламида и его анионных сополимеров образуются флокулы размером 500-600 мкм, а при флокуляции катионным реагентом размер флокул не превышает
300 мкм. Показано, что увеличение молекулярной массы катионного полимера не способствует росту размера агрегатов частиц глинистого шлама. Доказано, что при использовании неионогенного полиакриламида и его анионных сополимеров плотность флокул значительно уменьшается при увеличении их размера, что является важным свойством фрактальных агрегатов. С увеличением плотности заряда анионных полимеров плотность агрегатов глинисто-солевых частиц уменьшается, что обусловлено электростатическим отталкиванием между отрицательно заряженным полимером и отрицательно заряженной поверхностью шлама. Анализ кинетических кривых процесса флокуляции глинистого шлама показал, что в случае неионного и анионных полимеров происходит быстрое формирование флокул, а число первичных частиц в агрегате не превышает нескольких единиц. При использовании катионного полимера заполнение внутрифлоуклярного объема первичными частицами происходит за счет вытеснения жидкой фазы, что способствует образованию плотных и компактных флокул. Полученные результаты могут быть использованы при выборе флокулянта с целью совершенствования процесса сгущения глинисто-солевого шлама в производстве калийных удобрений.

Литература

Kirichenko L.N., Sabirov R.Kh., Skvirskii L.Ia., Teterina N.N. Potash ore flotation technology. Perm: OGUP «Solikamsk Printing House». 2002. 484 p. (in Russian).

Vorobev P.D., Krutko N.P., Vorobev D.N., Khartan Kh.G., Kirienko V.M., Varava M.M. Flocculation of clayey slurries in salt solutions. Obogash. Rud. 2004. N 5. P. 16-19 (in Russian).

Vorobev P.D., Krutko N.P., Vorobev D.N., Khartan Kh.G., Kirienko V.M., Varava M.M. Increase in clayey slimes flocculation efficiency through combined dosing of flocculating agents. Obogashch. Rud. 2005. N 2. P. 11-14 (in Russian).

Vorobeva E.V., Cherednichenko D.V., Vorobev P.D., Krutko N.P. Separation of clay saline dispersions by polyacrylamide co-polymers. Izv. Nats. Acad. Nauk Belarusi, Ser. Khim. 2012. N 2. P. 34-39 (in Russian).

Vorobev P.D., Krutko N.P., Vorobeva E.V., Strnadova N. Successive adsorption of polyacrylamide compounds from electrolyte solutions on the surface of kaolinitic clay particles. Kolloid Zhurn. 2008. V. 70. N 2. P. 171-174 (in Russian). DOI: 10.1007/s10595-008-2005-y.

Vorobev P.D., Krutko N.P., Vorobeva E.V., Cherednichenko D.V., Basalyga I.I. Peculiarities of the formation of polyacrylamide compound-based polyelectrolyte complexes in the course of the flocculation of claysalt dispersions. Kolloid Zhurn. 2007. V. 69. N 5. P. 592-596 (in Russian). DOI: 10.1134/S1061933X07050031.

Ignatova M.S., Driabina S.S., Navrotskii A.V., Novakov I.A. Oppositely charged polyelectrolytes in process of flocculation of dispersion of kaolin. Izv. VSTU. 2014. N 7 (134). P. 126-133 (in Russian).

Roldugin V.I. Fractal structures in disperse systems. Usp. Khim. 2003. V. 72. N 10. P. 931-959 (in Russian). DOI: 10.1070/RC2003v072n10ABEH000805.

Amanbayev T.R. Calculation of parameters of fractal aggregates formed in a bidisperse suspension. Teor. Osn. Khim. Tekhnol. 2018. V. 52. N 5. P. 583-590 (in Rus-sian). DOI: 10.1134/S0040357118040012.

Bushell. G. Forward light scattering to characterize structure of flocs composed of large particles. Chem. Eng. J. 2005. V. 111. N 2-3. P. 145-149. DOI: 10.1016/j.cej. 2005.02.021.

Adachi Y., Kobayashi A., Kobayashi M. Structure of colloidal flocs in relation to the dynamic properties of unstable suspension. Int. J. Polym. Sci. 2012. P. 1-14. DOI: 10.1155/2012/574878.

Khelifa A., HillP.S. Models for effective density and settling velocity of flocs. J. Hydraulic Res. 2006. V. 44. N 3. P. 390-401. DOI: 10.1080/00221686.2006.9521690.

Moruzzia R. B., Oliveiraa A. L., Conceiçãoa F. T., Gregoryb J., Camposb L.C. Fractal dimension of large aggregates under different flocculation conditions. Sci. Total Environ. 2017. V. 609. N 31. P. 807-814. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2017.07.194.

Li T., Zhu Z., Wang D., Yao Ch., Tang H. The strength and fractal dimension characteristics of alum-kaolin flocs. Int. J. Miner. Process. 2007. V. 82. N 1. P. 23-29. DOI: 10.1016 / j.minpro.2006.09.012.

Butrim S.M., Bildyukevich T.D., Butrim N.S., Yurkshtovich T.L., Kaputskiy F.N. Obtaining new flocculants based on high-substituted cationic starches. Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved. Khim. Khim. Tekhnol. 2018. V. 61. N 1. P. 89-95 (in Russian). DOI: 10.6060/tcct.20186101.5538.

Nasser M., James A.E. The effect of polyacrylamide charge density and molecular weight on the flocculation and sedimentation behaviour of kaolinite suspensions. Sep. Purif. Technol. 2006. V. 52. N 2. P. 241-252. DOI: 10.1016/j.seppur.2006.04.005.

Eudoxie G., Hitlal S.E. Efficiency of polyacrylamide polymers in settling aggregate mining tail water. West Indian J. Eng. 2012. V. 35. N 1. P. 60-65.

Zhu Z., Li T., Lu J., Wang D., Yao Ch. Characterization of kaolin flocs formed by polyacrylamide as flocculation aids. Int. J. Miner. Process. 2009. V. 91. N 3-4. P. 94-99. DOI: 10.1016/j.minpro.2009.01.003.

Seredkina O.R., Rakhimova O.V., Lanovetskiy S.V. The research into the efficiency of flocculants used for clay-salt slurry precipitation. Collection of papers 69 All-Russian Scientific and Technical Conference with international participation. Yaroslavl State Technical University. 2016. P. 145-148 (in Russian).

Seredkina O.R., Rakhimova O.V., Lanovetskiy S.V. Study of the flocculating ability of polyacrylamide prepared on water-salt solutions. Sovr. Naukoemk. Tekhnol. 2016. N 5-2. P 291-295 (in Russian).

Seredkina O.R., Rakhimova O.V., Lanovetskiy S.V. The research into the influence of sylvinite ore fractional composition on clay slime flocculation efficiency. Ab-stracts of XX Mendeleev Congress on General and Applied chemistry. Ural Branch of the RAS. 2016. V. 3. P. 218.

Seredkina O.R., Rakhimova O.V. Behavior patterns of acrylamide copolymers in concentrated salt solutions. Vestn. Tekhnol. Un-ta. 2018. V. 21. N 6. P. 64-67 (in Russian).

Baran Sh., Meszarosh R., Kozakova I., Shkvarla I. Kinetics and mechanism of flocculation of bentonite and kaolin suspensions with polyelectrolytes and the strength of floccs. Kolloid. Zhurn. 2009. V. 71. N 3. P. 291-298 (in Russian). DOI: 10.1134/S1061933X09030016.

Опубликован
2020-04-14
Как цитировать
Rakhimova, O. V., Seredkina, O. R., & Lanovetskiy, S. V. (2020). ХАРАКТЕРИСТИКА ФЛОКУЛ ГЛИНИСТО-СОЛЕВОГО ШЛАМА, ОБРАЗОВАННОГО ПОЛИАКРИЛАМИДОМ И ЕГО СОПОЛИМЕРАМИ. ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. СЕРИЯ «ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ», 63(5), 19-25. https://doi.org/10.6060/ivkkt.20206305.6086
Раздел
ХИМИЯ неорганич., органич., аналитич., физич., коллоидная, высокомол. соединений