19. Что вы знаете о флотации?

Флотация — это метод разделения смесей твердых частиц веществ, основанный на различии в их смачивании.

Гидрофобные (плохо смачиваемые водой) частицы вещества избирательно закрепляются на границе раздела фаз, обычно газа и воды, и отделяются от гидрофильных (хорошо смачиваемых водой) частиц. При флотации пузырьки газа или капли масла прилипают к плохо смачиваемым водой частицам и поднимают их к поверхности. Флотация применяется также для очистки воды от органических веществ и твёрдых взвесей, разделения смесей, ускорения отстаивания в химической, нефтеперерабатывающей, пищевой и др. отраслях промышленности.

20.Фильтрация

Фильтрация – метод разделения гетерогенных смесей веществ, основанный на ситовом эффекте, т.е. удерживание частиц на фильтре, имеющим более мелкие поры.

Вопрос 21: Транспортные реакции для получения особо чистых веществ.

Этот метод широко используется при получении особо чистых веществ для полупроводниковой техники и радиоэлектроники. Принцип его состоит в том, что очищаемое твердое или жидкое вещество А, взаимодействуя по обратимой реакции с газообразным веществом В, образует газообразный продукт С, переносимый (транспортируемый) в другую часть системы, где вследствие изменения условий происходит его разложение с выделением чистого вещества А:

А_{тв,жидк} + B_газ С_газ

Классическим примером транспортной реакции является очистка металлического никеля через его карбонил (метод Монда). Порошок никеля обрабатывают при 45-50 °С окcидом углерода:

Ni + 4CO [Ni(CO)₄]

Газообразный [Ni(CO)₄] поступает в другую часть реакционного аппарата, где при 180-200 °С разлагается, давая чистый никель, а СО снова направляют в процесс.

Метод транспортных реакций применяется для получения различных чистых веществ как простых, так и сложных. В качестве транспортирующего агента часто используют галогены, галогеноводороды, водяной пар, кислород, водород и др. Например, при получении особо чистых Ni, Cu, Fе, Cr, Si, Ti, Hf, Th, V, Nb, Та и U применяют иод.

Направление транспорта (из зоны с низкой температурой в зону с высокой температурой или наоборот) определяется термодинамическими свойствами (знаком теплового эффекта).

При экзотермических реакциях транспорт вещества производится в более нагретую зону, как в приведенном примере с очисткой Ni. Метод транспортных реакций удобен для очистки от элементов, отличающихся по своим химическим свойствам от основного элемента.

Для глубокой очистки от элементов-аналогов он мало пригоден. Достоинством транспортных реакций является возможность проведения всех операций в стерильных условиях, поскольку эти реакции проходят в замкнутом объеме и без больших количеств реагентов.

Вопрос 22: Селективное растворение

Это метод, основанный на образовании выделяемым веществом новой фазы. Из исходного агрегатного состояния, твердое тело, вещество переходит в жидкость.

Вопрос 23: Устройство и задачи аппарата “Циклон”. Принцип работы

Аппарат “Циклон” используют для проведения воздушной сепарации. Разделение в нем твердых материалов основано на том, что при их вращении с воздухом более крупные частицы, обладающие

большей центробежной силой, перемещаются к периферии аппарата быстрее,

чем мелкие частицы, вытесняя их к центру.

Гравитационные силы выводят

крупную фракцию из зоны сепарации, что обеспечивает непрерывность

процесса.

Принцип действия “Циклона” таков поток запылённого газа вводится в аппарат через входной патрубок тангенциально в верхней части. В аппарате формируется вращающийся поток газа, направленный вниз, к конической части аппарата. Вследствие силы инерции (центробежной силы) частицы пыли выносятся из потока и оседают на стенках аппарата, затем захватываются вторичным потоком и попадают в нижнюю часть, через выпускное отверстие в бункер для сбора пыли. Очищенный от пыли газовый поток затем двигается снизу вверх и выводится из циклона через соосную выхлопную трубу.

Степень очистки в циклоне сильно зависит от дисперсного состава частиц пыли в поступающем на очистку газе (чем больше размер частиц, тем эффективнее очистка). Для распространённых циклонов типа ЦН степень очистки может достигать:

для частиц с условным диаметром 20 микрон	99,5 %
для частиц с условным диаметром 10 микрон	95 %
для частиц с условным диаметром 5 микрон	83 %

C увеличением диаметра циклона степень очистки возрастает, но увеличивается металлоёмкость и затраты на очистку. При больших объёмах газа и высоких требованиях к очистке газовый поток пропускают параллельно через несколько циклонов малого диаметра (100—300 мм.). Такую конструкцию называют мультициклоном или батарейным циклоном. Возможно также применить электростатический фильтр, который, напротив, эффективен именно для малых частиц.