Вплив концентрації та розміру твердої фази на ефективність флокуляції та седиментації тонкодисперсних завислих часток вугільних шламів

Представлено результати досліджень впливу концентрації твердої фази та присутності грубодисперсної фракції на ефективність флокуляції й седиментації тонкодисперсних завислих часток у вугільних шламах вуглезбагачувальних фабрик. Використано реальні проби рідких відходів із концентрацією твердої фази 13–48 г/л, де частка тонкодисперсних часток (<20 мкм) становить 77–79 %. Гранулометричний аналіз проведено методом мокрого просіювання, кінетику седиментації досліджено в мірних циліндрах об’ємом 500 мл при 19 °С. Встановлено, що при низьких концентраціях (~13 г/л) переважає вільне осідання з початковою швидкістю до 0,14 мм/с без чіткої межі розділу фаз. При концентраціях понад 48 г/л одразу формується чітка межа, процес переходить до стисненого осідання зі швидкістю 0,01–0,013 мм/с. Максимальна швидкість осідання досягається при 40–80 г/л. Досліджено вплив додавання грубодисперсної фракції (>0,1 мм) на флокуляцію з використанням аніонного (А-19), неіоногенного (ТФН) та катіонного (Zetag 8185) флокулянтів. Введення 6–30 г/л грубодисперсних часток підвищує швидкість седиментації флокул з 3,2 до 18 мм/с і міцність агрегатів (швидкість після руйнування – від 0,04 до 3,8 мм/с). Грубодисперсна фаза сприяє утворенню більших і важчих флокул, що зменшує витрати флокулянтів та підвищує стійкість до гідродинамічних впливів. Отримані результати свідчать про доцільність підготовки шламів перед флокуляцією шляхом регулювання концентрації твердої фази (розбавлення або змішування потоків) та введення грубодисперсної фракції. Це дає змогу оптимізувати процеси очищення стічних вод у відстійниках, зменшити витрати реагентів, підвищити ступінь освітлення води та інтенсифікувати зневоднення шламів. Запропоновані підходи можуть бути впроваджені на промислових підприємствах для підвищення екологічної та економічної ефективності водно-шламових схем вуглезбагачення.