ВЛИЯНИЕ СВОЙСТВ ПЕН И ПЕННЫХ ПЛЕНОК НА ФЛОТАЦИОННОЕ
ВЫДЕЛЕНИЕ ОРГАНИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ

Вилкова Наталья Георгиевна, доктор химических наук, профессор,кафедра физики и химии, Пензенский государственный университет архитектуры и строительства (Россия, г. Пенза, ул. Г. Титова, 28), ngvilkova@mail.ru

544.7 : 54.058

10.21685/2307-9150-2016-2-4

Актуальность и цели. Флотация представляет собой процесс разделения мелких твердых частиц (главным образом минералов) в водной суспензии или растворе, основанный на избирательной адсорбции частиц на границах раздела фаз в соответствии с их смачиваемостью. Данный процесс традиционно использовали для обогащения полезных ископаемых в горнодобывающей промышленности. В последнее время флотация и пенная сепарация широко применяются при очистке воды от поверхностно-активных веществ (ПАВ), белков, диспергированных наночастиц, для выделения нефти и нефтепродуктов. Цель работы – изучить влияние свойств пен и пенных пленок, полученных из водных растворов, содержащих ионогенный ПАВ-додецилсульфат натрия, желатину и органическую жидкость, на эффективность процесса флотации.
Материалы и методы. Толщину модельных пенных пленок определяли кондуктометрическим методом. Размер капель органической жидкости опре-деляли турбидиметрическим методом. Определение содержания нефтепродук-тов проводили флуориметрическим методом. Кратность пены определяли на выходе ее из генератора. Сравнительную устойчивость пен, содержащих органическую фазу, определяли по высоте слоя динамической пены.
Результаты. Наиболее устойчивые пены из додецилсульфата натрия и же-латины в присутствии органической фазы (бензола и дизельного топлива) мо-гут быть получены при рН = 5–7. Наибольшая устойчивость характерна для пен, полученных из раствора состава 2 · 10–3моль/л DDSNa + 0,1 % желатины при изменении концентрации органической фазы (дизельного топлива) от 158 до 320 мг/л. При этом максимальная устойчивость пены указанного соста-ва обеспечивает эффективность (до 97 %) флотационного выделения дизель-ного топлива (ДТ). Толщина макроскопических пенных пленок зависела от концентрации ДТ и соотношения белка и ПАВ в исходном растворе.
Выводы. Максимально устойчивые пены, содержащие органическую фазу, полученные при определенном соотношении желатины и додецилсульфата натрия в исходном растворе, обеспечивают эффективность флотационного вы-деления дизельного топлива. Изолированные макроскопические пенные плен-ки, полученные из растворов желатины и ПАВ при максимальной концентра-ции органической фазы, быстро разрушались при толщине порядка 100 мкм не зависимо от соотношения желатины и ПАВ в исходном растворе.

пены, пенные пленки, органическая жидкость, флотация.

 Скачать статью в формате PDF

1. Щукин, Е. Д. Коллоидная химия / Е. Д. Щукин, А. В. Перцов, Е. А. Амелина. – М. : Высшая школа, 2008. – 445 с.
2. Vilkova, N. G. Foam films stabilized by solid particles / N. G. Vilkova, S. I. Elaneva, P. M. Kruglyakov, S. I. Karakashev // Mendeleev Commun. – 2011. – № 21. – P. 344–346.
3. Vilkova, N. G. Effect of hexilamine concentration on the properties of foams and foam films stabilized by Ludox / N. G. Vilkova, S. I. Elaneva, S. I. Karakashev // Men-deleev Commun. – 2012. – № 22. – P. 227–229.
4. Vilkova, N. G. Influence of hydrophobizied solid particles on the reduction of the interfecial tension / N. G. Vilkova, A. V. Nushtaeva // Mendeleev Commun. – 2013. – № 23. – P. 155–156.
5. Вилкова, Н. Г. Влияние гидрофобности частиц кремнезема на свойства пен и пенных пленок / Н. Г. Вилкова, С. И. Еланева // Химия и химическая технология. – 2013. – Т. 56, № 9. – С. 62–65.
6. Kruglyakov, P. M. About mechanism of foam stabilization by solid particles / P. M. Kruglyakov, S. I. Elaneva, N. G. Vilkova // Advances in Colloid and Interface Science. – 2011. – Vol. 165. – P. 108–116.
7. Вилкова, Н. Г. Влияние структурообразования в дисперсионной среде на устойчивость пен и пенных пленок, стабилизированных твердыми частицами / Н. Г. Вилкова, С. И. Еланева // Химия и химическая технология. – 2015. – Т. 58, № 11. – С. 36–40.
8. Nushtaeva, A. V. The effect of modifier concentration on the stability of emulsions and foams stabilized with colloidal silica particles / A. V. Nushtaeva, N. G. Vilkova, S. I. Mishina // Colloid J. – 2014. – Vol. 76, № 6. – P. 717–725.
9. Kulkarni, R. D. Mechanism of antifoaming action / R. D. Kulkarni, E. D. Goddard, B. Kanner // J. Colloid Interface Science. – 1977. – Vol. 59, № 3. – P. 468–476.
10. Garrett, P. The mode of Action of Antifoams / P. Garrett // Defoaming. Theory and Industrial Applications. Chapter 1 / ed. by P. Garrett. – New York : Marcel Dekker, 1993. – P. l–117.
11. Lingling, L. Separation of SDS from its determined lowest concentration by a two-stage foam separation / L. Lingling, Z. Yuecheng, W. Zhaoliang, L. Yajun, Z. Lin // Separation and Purification Technology. – 2014. – Vol. 129, № 29. – Р. 50–56.
12. Yen-Chih, C. Enrichment behavior of immunoglobulin by foam fractionation using response surface methodology / C. Yen-Chih, P. Harun // Separation and Purification Technology. – 2013. – Vol. 107, № 2. – Р. 102–108.
13. Vilkova, N. G. Foaming concentration of gelatine from it’s solution containing so-dium dodecyl sulfate / N. G. Vilkova, T. N. Khaskova, P. M. Kruglyakov // Colloid Journal. – 1995. – Vol. 57, № 6. – P. 741–744.
14. Lili, G. Separation of dispersed carbon nanotubes from water: Effect of pH and sur-factants on the aggregation at oil/water interface / G. Lili, Y. Huayi, Z. Hua, M. Xuhui, G. Fuxing, W. Dihua // Separation and Purification Technology. – 2014. – Vol. 129, № 29. – Р. 113–120.
15. Apichay, B. Cutting oil removal by continuous froth flotation with packing media under low interfacial tension conditions / B. Apichay, Pe. Orathai, N. Suchaya, C. Jittipan, C. Sumaeth // Separation and Purification Technology. – 2013. – Vol. 107, № 2. – Р. 118–128.
16. Suzuki, Y. Removal of Emulsified Oil from Water by Coagulation and Foam Separa-tion // Y. Suzuki, T. Maruyama // Separation Science and Technology. – 2005. – Vol. 40, № 16. – P. 3407–3418.
17. Кругляков, П. М. Механизмы пеногасящего действия / П. М. Кругляков // Успехи химиии. – 1994. – Т. 63, № 6. – С. 493–505.
18. Exerowa, D. Foam and foam films. Theory, experiment, application / D. Exerowa, P. M. Kruglyakov. – Amsterdam : Elsevier, 1998. – 773 p.
19. Вюстнек, Р. Исследование поверхностных свойств адсорбционных слоев жела-тины с добавками ПАВ на границе раздела фаз воздух-раствор / Р. Вюстнек, Л. Цастров, Г. Кречмар // Коллоид. журнал. – 1985. – Т. 37, № 3. – C. 462–470.
20. Измайлова, В. Н. Влияние углеводородных и фтористых поверхностно-активных веществ на свойства желатины в объеме водной фазы и на границе с воздухом / В. Н. Измайлова, С. Р. Деркач, К. В. Зотова, Р. Г. Данилова // Колло-ид. журнал. – 1993. – Т. 55, № 3. – C. 54–90.