Коагуляция

Коагуляция (свертывание, сгущение) – укрупнение частиц в коллоидных и грубодисперсных системах под действием молекулярных сил сцепления и уменьшения сил отталкивания.

Коагуляция частиц происходит под действием электролитов: Ca(OH)₂, NaCl, FeCl₃, Аl₂(SO₄)₃, Fe₂SO₄, на обогатительных фабриках широкое применение нашли известь и серная кислота.

Коагулирующим действием в электролите обладают ионы с зарядом, противоположным по знаку заряда поверхности частицы. Укрупнение при коагуляции происходит за счет сжатия ДЭС. Минимальное количество электролита, при котором происходит сжатие ДЭС называется порогом коагуляции, которому соответствует дзета-потенциал = 30 мВ.

Механизм действия коагулянтов заключается в следующем: если электролит, используемый при обезвоживании, содержит одноименные ионы ДЭС произойдет обмен ионов (укрупнение за счет обмена ионами между электролитом и ДЭС), если не содержит, то адсорбции (укрупнения) нет. Действие электролитов зависит от валентности катиона (чем выше валентность, тем выше коагулирующая способность).

Коагулирующие действие электролитов зависит от валентности катиона, если взять I, II, III валентный катион, то коагулирующая способность составит: 1:20:350. Эту закономерность называют правилом значимости. Если ионы имеют одинаковою валентность, коагулирующее действие определяется спинным радиусом иона и гидратацией поверхности.

Электролиты выбирают в зависимости от солевого состава пульпы, ионного состава, рН. При высокой концентрация пульпе кислот и щелочей, коагулянты использовать нельзя. Иногда используют сочетание реагентов, что дает хороший эффект. В процессе коагуляции укрупняются две или более (реже) частиц.

Недостатки: высокие расходы (несколько сот г/т до кг/т), при этом вводятся новые вещества в пульпы, образуются новые химические соединения и образуются донные осадки. Коагуляция используются очень редко.

При неправильной дозировке происходит обратная коагуляция – пептизация. Пептизация может происходить при уменьшении в суспензии концентрации коагулирующих ионов, в результате чего на поверхности части образуется двойной электрический слой или сольватные оболочки.

При осаждение тонких частиц и при добавке реагентов образуются различные виды структурных осадков:

- компактная структура характерна для суспензий содержащих кристаллические вещества (в основном все руды).

- рыхлая (гелеобразная) характерна для глинистых суспензий.

- сетчатая с большим захватом воды (в 20 раз больше объема осадка), эта структура очень плохо разрушаются, т.е. обезвоживание практически не возможно. Это образование характерно для больших расходов извести, NaOH. Для разрушения используют многократное пропускание через центробежное поле (насосы), ультразвук, большое разбавление, а если частицы обладают зарядами, то для коагуляции их пропускают через магнитные сепараторы.