Влияние полиакриламида, его анионных и катионных производных на флокуляцию и стабилизацию суспензий карбоната кальция

• Автор: Надеждин, Игорь Николаевич
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 148 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Общие представления о дисперсных системах, их агрегативной и седиментационной устойчивости в присутствии водорастворимых полимеров 1

1.2 Адсорбция макромолекул при флокуляции и стабилизации дисперсий

1.3 Факторы, влияющие на устойчивость минеральных суспензий

1.3.1 Влияние природы и концентрации полимера

1.3.2 Влияние химического состава и молекулярной массы макромолекул полимера

1.3.3 Влияние природы растворителя

1.3.4 Влияние

1.3.5 Влияние электролитов

1.3.6 Влияние концентрации дисперсной фазы
1.3.7 Влияние эффективности перемешивания
1.3.8 Влияние способов внесения в суспензию полимеров и коагулянта
1.3.9 Влияние неоднородности сополимеров по составу
1.4 Свойства карбоната кальция
ГЛАВА 2. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
2.1 Получение полиакриламида и его анионных и катионных производных с различными молекулярными массами деструкцией высокомолекулярных полимеров
2.2 Фазовое разделение в водных растворах сополимеров
2.3 Интенсификация флокуляции разбавленных суспензий карбоната кальция полиакриламидом и его анионными и катионными производными
2.3.1 Влияние молекулярных характеристик сополимера на
флокуляцию разбавленной суспензии карбоната кальция
2.3.2 Влияние смесей анионных и катионных сополимеров
акриламида на флокуляцию разбавленной суспензии карбоната кальция
2.3.3 Влияние полиакриламида и его анионных и катионных
производных в сочетании с коагулянтом сульфатом алюминия
на флокуляцию разбавленной суспензии карбоната кальция
2.4 Интенсификация стабилизации суспензий карбоната кальция
полиакриламидом и его анионными и катионными производными
2.4.1 Влияние полиакриламида и его анионных и катионных
производных на стабилизацию разбавленной суспензии карбоната кальция
2.4.2 Влияние анионных сополимеров акриламида на стабилизацию концентрированной суспензии карбоната кальция
2.4.3 Влияние катионных сополимеров акриламида на стабилизацию концентр рованной суспе зии карбоната кальция
2.4.4 Влияние анионных и катионных сополимеров акриламида на стабилизацию производственной ной суспензии карбоната кальция
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3.1 Характеристика исходных веществ
3.2 Методика определения содержания звеньев АТГМАХ в катионном
Праестоле
3.3 Методика определения содержания звеньев АН в анионном
Праестоле
3.4 Вискозиметрический метод анализа
3.5 Методика получения образцов сополимеров с различными
молекулярными массами деструкцией высокомолекулярных сополимеров акриламида
3.6 Методики изучения кинетики седиментации суспензии СаСОз
3.6.1 Методика изучения кинетики седиментации суспензии СаСОз 1 фотоседиментометром ФС
3.6.2 Методика изучения кинетики седиментации суспензии СаСОз с помощью торсионных весов
3.6.3 Методика изучения кинетики седиментации суспензии СаСОз в мерном цилиндре
3.7 Методика измерения потенциала
3.8 Методика определения фазового разделения растворов сополимеров
3.9 Методика изучения адсорбции полимеров на частицах суспензии карбоната кальция
ВЫВОДЫ
СПИСОК УБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА


С учтом этих данных, а также отечественной и зарубежной информации последних лет в настоящем литературном обзоре кратко рассмотрены общие представления о дисперсных системах и их агрегативной и седиментационной устойчивости и более подробно охарактеризовано влияние водорастворимых полимеров на минеральные суспензии. При этом мы не пытались охватить большое многообразие минеральных систем, и основное внимание уделили суспензиям карбоната кальция, которые исследовались в настоящей работе, и суспензиям каолина. Выбор последних обусловлен следующим суспензии каолина используются в качестве модельных систем при оценке флокулирующих и стабилизирующих свойств полимеров 4,5 являются хорошо изученными, а значит позволяют проследить влияние различных факторов на ссдиментационную устойчивость суспензий имеют
отрицательный заряд частиц в водных растворах, также как и суспензия карбоната кальция. Дисперсные системы ДС состоят из двух фаз, одна из которых дисперсная фаза ДФ раздроблена и распределена в сплошной дисперсионной среде. К ним относят природные и сточные воды, а также промышленные суспензии. По кинетическим свойствам они являются свободнодисперсными системами, в которых частицы ДФ могут свободно передвигаться. По размерам частиц дисперсии делят на грубодисперсные с размером частиц более см, микрогетерогенньте от 5 до 3 см, улътромикрогетерогенные от 7до 5 смколлоидныесистемы 4. Для коллоиднодисперсных систем характерна большая удельная поверхность частиц, достигающая многих сотен или даже тысяч квадратных метров на грамм 3, что придат им особые свойства, которые проявляются, прежде всего, в поверхностных явлениях, происходящих на границе раздела фаз в межфазных поверхностных слоях. Это можно связать с тем, что в таких системах значительная доля атомов или молекул, из которых состоит данное тело, локализована на поверхности раздела фаз. Эти молекулы или атомы находятся в несимметричном силовом поле и обуславливают появление избыточной свободной энергии системы, что является причиной термодинамической неустойчивости коллоидных систем. В дисперсиях происходят самопроизвольные процессы агрегации, снижающие этот избыток путм уменьшения дисперсности. Устойчивость ДС зависит от свойств дисперсионной среды и ДФ. Свойства ДФ определяются размером и формой частиц, химическим и минералогическим составом, плотностью, пористостью, ионообменной емкостью, зарядом поверхности частиц, адсорбционными свойствами и др. Эти свойства ДС могут изменяться в очень широких пределах в зависимости от их происхождения, вида производства, технологических параметров в случае сточных вод и промышленных суспензий и других факторов. ДС в зависимости от интенсивности сил взаимодействия между веществом ДФ и дисперсионной среды на границе раздела фаз делятся на лиофильные и лиофобные 4. Для первых характерно интенсивное взаимодействие частиц со средой и термодинамическая устойчивость например, дисперсии мыл, глины и высокомолекулярных соединений ВМС в воде, а для вторых интенсивность взаимодействия между частицами превышает взаимодействие частиц со средой, что придат термодинамическую неустойчивость коллоидной системе например, коллоидные растворы золи золота, сульфидов металлов, суспензии ДС. Устойчивость ДС характеризуется неизменностью во времени равновесного распределения ДФ в объме среды, которая определяется взаимодействием межмолекулярных сил притяжения и электростатических сил отталкивания между частицами теория ДерягинаЛандауФервсяОвербека. Различают седиментационную способность частиц противостоять силе тяжести и агрегативную способность частиц противостоять агрегированию устойчивости системы. Эти два типа устойчивости взаимосвязаны и нарушение агрегативной устойчивости снижает седиментационную устойчивость системы, способствуя осаждению частиц. Коагуляцией является процесс образования одинаковых по природе и заряду поверхности частиц крупных агрегатов, а агрегация разнородных частиц, отличающихся природой, знаком или величиной поверхностного заряда, называется гетерокоагуляцией.