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FLOTTAZIONE E SEPARAZIONE DELLE POLVERI Elementi di tecnologie chimiche Prof.ssa Silvia Recchia.

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Presentazione sul tema: "FLOTTAZIONE E SEPARAZIONE DELLE POLVERI Elementi di tecnologie chimiche Prof.ssa Silvia Recchia."— Transcript della presentazione:

1 FLOTTAZIONE E SEPARAZIONE DELLE POLVERI Elementi di tecnologie chimiche Prof.ssa Silvia Recchia

2 Febbraio Considerazioni teoriche sulla flottazione Processo che separa solidi finemente suddivisi portandone uno a galleggiare su un liquido e laltro a sprofondare nel liquido stesso È il metodo di concentrazione (arricchimento) più utilizzato SOSPENSIONE DEL MISCUGLIO SOLIDO IN ACQUA SOSPENSIONE DEL MISCUGLIO SOLIDO IN ACQUA + FASE GASSOSA (ARIA) FASE GASSOSA (ARIA)

3 Febbraio Considerazioni teoriche sulla flottazione VANTAGGI DELLA FLOTTAZIONE capacità di trattamento di grandi quantità di materiale; bassi costi d'investimento e di esercizio relativamente; disponibilità di un'ampia varietà di macchinari ed attrezzature appositamente create e collaudate; disponibilità di un'ampia varietà di prodotti chimici specifici; relativa semplicità di attuazione e di controllo del processo; Separazione di sospensioni con particelle disperse dlelordine di pochi micron Non ha quasi nessuna limitazione nella separazione dei minerali (grazie allimpiego di opportuni agenti chimici)

4 Febbraio Considerazioni teoriche sulla flottazione Per le differenti caratteristiche chimico-fisiche delle superfici dei due solidi: Particelle che adsorbono lACQUA Particelle che adsorbono lARIA SI CIRCONDANO DI BOLLICINE E GALLEGGIANO SI BAGNANO E SPROFONDAN O AEROFILE/LIOFOBE IDROFILE/LIOFILE minerali metallici(solfuri) Silicati, ossidi e carbonati (ganga)

5 Febbraio Considerazioni teoriche sulla flottazione La flottazione separa i solidi di una miscela perché le forze di adsorbimento e la tensione superficiale prevalgono sulla gravità. In pratica sfrutta la differente BAGNABILITA DELLE SUPERFICI dei materiali da separare –Un liquido bagna la superficie solida quando la tensione di adesione solido-liquido è maggiore della coesione delle particelle liquide (T SL > T LL ) –Un liquido non bagna la superficie solida quando (T SL < T LL )

6 Febbraio Considerazioni teoriche sulla flottazione La stabilità dellunione bolla-particella è misurata dallangolo tra la tangente alla fase solida (superficie della particella) e la tangente alla fase gassosa (bolla daria), detto ANGOLO DI CONTATTO Maggiore è langolo di contatto, maggiore è la flottabilità del materiale

7 Febbraio Angolo di contatto 0° < < 180° = 0° perfetta adesione SL massima bagnabilità massimo grado di IDRATAZIONE = 180° perfetta adesione SA minima bagnabilità massimo grado di IDROFOBICITA ARIA

8 Febbraio Considerazioni teoriche sulla flottazione Tensione sup. Forza peso Ts > Fp Il granello tende a non bagnarsi LIQUIDO CONCAVO AEROFILI (molecole apolari) Fp > Ts Il granello tende a bagnarsi LIQUIDO CONVESSO IDROFILI (molecole polari)

9 Febbraio Controllo chimico dei fenomeni fisici associati alla flottazione Preparazione delle torbide mediante reagenti chimici per fornire alla superficie del minerale una potenziale flottabilità, cioè capacità di aderire selettivamente alle bolle d'aria nell'ambiente della cella. Per migliorare la flottabilità si aggiungono alle torbide gli AGENTI DI FLOTTAZIONE, sostanze solide o liquide, totalmente o parzialmente solubili in acqua, che realizzano condizioni chimiche più vantaggiose per il processo. Gli agenti di flottazione modificano le caratteristiche superficiali dei grani del materiale a contatto con l'aria o con l'acqua si possono suddividere in due grandi classi, a seconda della funzione svolta: –Collettori –Modificatori

10 Febbraio Agenti di flottazione COLLETTORI aumentano l'angolo di contatto, quindi rendono aerofili ( ) i materiali da flottare. contengono due parti: una non polare ed una polare. Formano una pellicola idrofoba sulla superficie del solido interagendo con la superficie polare del materiale ed esponendo la loro parte apolare la loro schiuma è untuosa e difficile da rompere 500 g/tonn –la quantità ottimale di reagente è una questione delicata che deve essere valutata attraverso numerose prove di laboratorio caso per caso

11 Febbraio Agenti di flottazione MODIFICATORI Se ci sono più materiali sensibili allo stesso collettore i modificatori consentono ladsorbimento selettivo del collettore su uno solo dei materiali. –Sono composti in grado di controllare la selettività e di modificare le condizioni fisico-chimiche del solido o del liquido, per favorire o impedire ladsorbimento dei collettori (CuSO 4, Ca(OH) 2, NaOH). I modificatori possono essere suddivisi in diverse categorie: –ATTIVANTI (facilitano lads del collettore) –DISATTIVANTI (prevengono o fanno regredire la reazione di attivazione) –DEPRIMENTI (ostacolano lads del collettore, mantenendo la sup idrofila) –REGOLATORI DI pH (la variazione di pH influenza la flottazione)

12 Febbraio SCHIUMOGENI Garantiscono la PERSISTENZA DELLE SCHIUME, cioè evitano che le bollicine daria in superficie formino bolle più grosse (riducono la tens. sup. dellacqua) che possono collassare riportando il materiale da flottare verso il basso. ( g/tonn) PROMOTORI Come i collettori sono sostanze organiche con funzioni polari; formano una pellicola idrofoba sulla superficie del solido ( ) (20-70 g/tonn) Agenti di flottazione

13 Febbraio Apparecchi per flottazione Sospensione in acqua (torbida) del materiale finemente suddiviso (0,3 mm) Tre fasi principali: –Condizionamento –Schiumeggiamento –Separazione meccanica della schiuma TORBIDA MESCOLATORE AGENTI FLOTTAN TI CELLA DI FLOTTAZIONE Condizionamento Separazione

14 Febbraio CELLA PNEUMATICA PROCESSO DISCONTINUO INGRESSO ARIA (1,25 atm) SCHIUMA SFIORATORE (uscita schiuma con residuo aerofilo flottato) uscita residuo idrofilo uscita ARIA Manicotto forato (facilita la formazione della schiuma)

15 Febbraio BATTERIA DI CELLE IN SERIE PROCESSO CONTINUO INGRESSO TORBIDA SCHIUMA SFIORATORE (uscita schiuma con residuo aerofilo flottato) uscita residuo idrofilo ingresso ARIA Lunga vasca compartimentata

16 Febbraio CELLA AD AGITAZIONE MECCANICA INGRESSO TORBIDA SCHIUMA SFIORATORE (uscita schiuma con residuo aerofilo flottato) uscita residuo idrofilo Contatto tra sospensione e ARIA Cella singola o elemento di batteria AGITATORE Camera di deposito


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