Избирательное смачивание

Управление избирательным смачиванием с помощью водо- и маслорастворимых ПАВ лежит в основе многих механических процессов:

Добыча нефти (сложная смесь веществ, среди которых есть и природные водо- и маслорастворимые ПАВ). Нефть залегает в гидрофильных породах совместно с засоленной водой.

Адсорбция нефти на породе приводит к её олеофилизации. После бурения скважины для облегчения доступа к нефти закачивают в скважину раствор хемосорбирующегося ПАВ, гидрофобизирующие гидрофильные участки породы и облегчающие поступление нефти по трещинам и капиллярам к скважине. В последствие для полноты извлечения нефти (часто извлекают только 30-40%) используют законтурное заводнение: в ряд вспомогательных скважин закачивают воду, растворы ПАВ, мицеллообразующие растворы, которые улучшают избирательное смачивание водой и оттесняют нефть к промысловой скважине.

Офсетная печать, в которой используют различие в смачиваемости поверхности краской печатающих элементов и пробелов.

Для изготовления пигментов для масляных красок проводится гидрофобизация поверхности гидрофильных порошков с использованием хемосорбирующихся водорастворимых ПАВ.

Флотационное обогащение и разделение минералов. Флотация основана на избирательной смачиваемости водой ценных минералов и пустой породы. Этот метод используют для обогащения 90% руд цветных металлов, и, кроме этого, серы, барита, флюорита и т.д. Используют пенную, пленочную и масляную флотацию.

Сущность флотации – мелкие частицы твердой фазы даже большей плотности по сравнению с водой не тонут, если их поверхность гидрофобна, т.к. испытывают действие флотационной силы, направленной перпендикулярно поверхности жидкости.

В пенной и пленочной флотации ценная порода, плохо смачиваемая водой, концентрируется на границе вода/воздух, а пустая гидрофильная порода – уходит в воду.

При пенной флотации измельченная порода перемешивается с водой, через которую барбатируют воздух. Частицы ценного минерала захватываются пузырьками воздуха и выносятся в виде пены на поверхность воды, откуда пена механически удаляется и идет на переработку.

В пленочной флотации частицы породы высыпаются на поверхность текущей воды, частицы ценной породы остаются на поверхности, а пустой породы тонут.

Масляная флотация применяется реже. Для выноса частиц ценных пород используют капельки масла, в этом случае образование пены заменено образованием эмульсии.

Лекция 7