Машины пенной сепарации для флотации глинистых шламов.

Применяют глубокий пенный сепаратор. Достоинства: отсутствие движущихся частей, наличие высокого пенного слоя, высокую производительность, низкие эксплуатационные затраты. Сепаратор состоит из 3 камер, расположенных каскадно. В каждой камере установлены трубчатые резиновые аэраторы.

В машине пневмомеханической для аэрации пульпы применяется трубчатый аэратор. Он представляет собой цилиндр, к которому крепятся отрезки труб. Сжатый воздух в машину поступает через трубчатый аэратор в виде тонких воздушных потоков и диспергируется вращающимся импеллером. Питание подается в машину на диск, с помощью которого распределяется по всему объему камеры. Пульпа насыщается воздухом, гидрофобные частицы к пузырькам воздуха, поднимаются на поверхность, где образуется слой минерализованной пены. Пенный продукт удаляется из машины через желоб для пенного продукта, а камерный продукт поступает в карман для камерного продукта и отводится. Для гашения турбулентных потоков выше аэратора расположены пластины-успокоители. Уровень пульпы в машине поддерживается таким, чтобы пенный продукт самотеком сливался в желоб для пенного продукта.

Рис3. Флотомашина МПМ –45

 1- вал; 2- корзина; 3- диск; 4- жёлоб пенного продукта; 5-трубчатый аэратор; 6- труба для подачи сжатого воздуха; 7-пластины успокоители; 8- карман для камерного продукта; 9- штуцер для

14) Физико-химические основы производства калий хлор галургическим методом. Правило фаз Гиббса, правило соединительной прямой, правило рычага.

Т.к. сильвинит представляет собой механическую смесь кристаллов сильвина и галита, их разделение с целью получения КCl возможно как механическими методами (флотация), так и физико-химическими (растворением и раздельной кристаллизацией). Метод растворения и раздельной кристаллизации называют также галургическим или химическим.Галургический метод переработки сильвинитовых руд впервые был освоен калийной промышленностью в 1861 году и до настоящего времени находит широкое применение на калийных предприятиях. Сущность этого метода состоит в том, что хлористый калий выщелачивают из сильвинита горячим оборотным щелоком, а оставшийся невыщелоченный галит направляют в отвал. Полученный горячий крепкий щелок проходит очистку от солевого и глинистого шламов путем отстаивания. Из осветленного горячего щелока производят кристаллизацию КCl. Полученные кристаллы КCl отделяют от охлажденного маточного щелока, сушат и выпускают в качестве продукта, а маточный раствор (щелок) после подогрева возвращают на выщелачивание новых порций КCl.

Системы КCl-Н₂О и N_aCl-H₂O можно рассматривать как подсистемы общей системы N_aCl- КCl - H₂O. Растворимость КCl в воде исследовалось неоднократно начиная с 1819 года (Гей-Люссак).Температура кипения насыщенного раствора КCl в воде (36,75% КCl) при давлении 1 атм. И при 108 ⁰С. Растворы с более высоким содержанием КCl, существующие при более высоких температурах, имеют равновесное давление водяного пара выше 1 атм. В системе N_aCl-H₂O при низких температурах существует кристаллогидрат N_aCl-2H₂O, который при + 0,15 анконгруэнтно плавится с превращением в N_aCl и раствор.

             Система КCl-Н₂О                                   Система N_aCl-H₂O

При повышении температуры от переходной до 30 ⁰С растворимость N_aCl практически остается неизменной (26, 3- 26, 5%), но при 30⁰С наблюдается слабый излом. Начиная с этой температуры растворимость возрастает при увеличении Т в интервале выше 250⁰С.Насыщенный раствор N_aCl кипит (Р=1 атм.) при Т=108,8⁰С.

Исследованиями фазовых равновесий в системе N_aCl- КCl - H₂O не обнаружено каких-либо новых фаз,кроме тех, которые имеются в системе КCl-Н₂О и N_aCl-H₂O, поэтому ее относят к числу простых систем. Эвтоническими называют растворы, насыщенные одновременно более чем одной солью.Уменьшение растворимости одного вещества при увеличении концентрации другого (в одном и том же растворе) называют высаливанием. КCl и N_aCl являются высаливателями по отношению друг к другу.Основным законом, позволяющим применить графическое отображение процессов в гетерогенных системах, включая сюда водные солевые растворы являются выведенными Гиббсоном (1876 год) – теорема, известная под названием правила фаз, согласно которой:

                                         Ф + С = К + 2

где: Ф-число фаз; С-число степеней свободы; К- число компонентов.

Фаза - совокупность гомогенных частей гетерогенной системы, одинаковых по свойствам, зависящих от массы система, если она гомогенна.

Степень свободы - независимые термодинамические параметры фаз системы, могущие принимать в некотором интервале произвольные значения без исчезновения старых и образования новых фаз.

Компоненты - индивидуальные вещества, наименьшего числа которых достаточно для образования всех фаз данной термодинамической системы.

Степень свободы можно рассматривать как число некоторых независимых переменных, определяющих состояние системы, и которые можно представить графически, откладывая их значения по осям некоторой системы координат. В результате таких графических построений получают фигуру, отображающую соотношение между этими переменными.

В общем случае, указанная фигура будет фигурой пространственно изображенной в n-измерениях (n=С). Конкретное состояние системы будет отображено точкой внутри фигуры или на её поверхности. Эту точку будем называть изобразительной (фигуративной), а отображенное ею состояние системы – комплексом. В любой физико-химической системе должно быть не менее одной фазы, поэтому для системы соль-вода:

                             1 + С = 2 + 2               С = 3

Следовательно, три переменные – Р, Т, относительная концентрация. Поэтому даже простейшая водно-солевая система требует трехмерной модели. Для исключения этого – сечение Р-const и т.д. и простая двухмерная- удобна для расчетов.

Для нашего случая (N_aCl- КCl - H₂O) 98г С=4, это Р, Т, и С_1, С₂. Следовательно, в общем виде тройная - это пространственная четырехмерная модель. В этой модели выделяют трехмерную плоскость равных давлений или трехмерную поверхность давления собственного водяного пара. Во всех случаях трехмерная пространственная модель представляет собой призму. Высота, которой параллельна оси температур, а форма основания зависит от вида выражения концентраций. Т.к. все изотермические разрезы подобных фигур окажутся параллельными их основаниям, они будут иметь форму и линейные размеры основания.Следовательно, для сравнения различных методов отображения достаточно сопоставлять между собой изотермы.

В 1893 году Схрейнемакерс вывел правила соединительной прямой и правило рычага для тройной системы. В 1907 он распространил эти правила на четвертные системы.

Согласно правилу соединительной прямой при постоянной температуре и фиксированном давлении изобразительные точки состава исходного комплекса и двух комплексов, полученных при его распаде, лежат на одной прямой.Согласно правилу рычага, если комплекс А изображенный (.)А (см. рис.), распадется на комплексы В и С (.)В и (.)С, то будет соблюдаться равновесие:

                                               Х (АВ) = У(АС)

Где: (АВ) и (АС) длины отрезков АВ и АС, Х-количество комплекса В, У - количество комплекса С. Допустим. Что некоторый комплекс А распался на комплексы В и С, тогда:

                   Х=АС/ВС; У=АВ/ВС; Х/У=АВ/АВ; и Х+У=1.

Следовательно, если надо узнать, какое количество комплексов В и С получено при распаде комплекса А, то ответ можно получить с помощью приведенных уравнений. Если известны Х и У, то количество полученного из комплексов В и С компонента А можно определить по Х+У=1.