Влияние полиакриламида на поверхностные свойства растворов хлоридов алкилпиридиния при их извлечении
Показано, что в разбавленных водных растворах хлоридов алкилпиридиния (ХАП), содержащих полиакриламид (ПАА), наблюдается синергизм их действия на поверхностное натяжение. Максимальное проявление синергизма в процессе адсорбции компонентов имеет место при их мольном соотношении nХАП : nПАА – 1 : 0,25...
Gespeichert in:
| Datum: | 2008 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України
2008
|
| Schriftenreihe: | Химия и технология воды |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/130600 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Влияние полиакриламида на поверхностные свойства растворов хлоридов алкилпиридиния при их извлечении / Е.А. Стрельцова, И.В. Пузырева, О.В. Волювач // Химия и технология воды. — 2008. — Т. 30, № 6. — С. 579-588. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-130600 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-1306002018-02-18T03:03:02Z Влияние полиакриламида на поверхностные свойства растворов хлоридов алкилпиридиния при их извлечении Стрельцова, Е.А. Пузырева, И.В. Волювач, О.В. Теоретические основы технологии очистки и обработки воды Показано, что в разбавленных водных растворах хлоридов алкилпиридиния (ХАП), содержащих полиакриламид (ПАА), наблюдается синергизм их действия на поверхностное натяжение. Максимальное проявление синергизма в процессе адсорбции компонентов имеет место при их мольном соотношении nХАП : nПАА – 1 : 0,25. По рассчитанным величинам минимальной площади, приходящейся на частицы ХАП – ПАА в поверхностных слоях, предложена схема структуры смешанных слоев на границе с воздухом в зависимости от соотношения компонентов и длины углеводородного радикала ХАП. Установлено, что процесс флотационного извлечения ХАП целесообразно проводить в слабокислых, нейтральных и слабощелочных средах в присутствии ПАА при указанном мольном соотношении. Показано, що в розбавлених водних розчинах хлоридів алкілпіридинію (ХАП), що містять поліакриламід (ПАА), спостерігається синергізм їхньої дії на поверхневий натяг. Максимальний прояв синергізму в процесі адсорбції компонентів має місце при мольному співвідношенні компонентів nХАП : nПАА – 1 : 0,25. За розрахунковими величинами мінімальної площі, що припадає на частинки ХАП – ПАА в поверхневих шарах, запропоновано схематичне зображення структури змішаних шарів на межі з повітрям в залежності від співвідношення компонентів і довжини вуглеводневого радикалу ХАП. Встановлено, що процес флотаційного вилучення ХАП доцільно проводити в слабко кислому, нейтральному і слабко лужному середовищах у присутності ПАА при мольному співвідношенні nХАП : nПАА – 1 : 0,25. It is shown, that in the diluted aqueous solutions of alkylpyridinium chlorides (APC), containing polyacrylamide (PAA), it is observed synergism a surface tension. The maximal display synergism in process adsorption of components takes place at their molar ratio nAPC : nPAA – 1 : 0,25. On calculated values of the minimal area, falling a particles APC – PAA in a surface layers, the schematic image of structure of the mixed layers on interface with air is offered depending on a ratio of components and length of a hydrocarbon radical APC. Set, that process flotation of isolation APC is expedient for spending isolation APC in subacidic, neutral and alkaline condition at presence PAA at molar ratio nAPC : nPAA – 1 : 0,25. 2008 Article Влияние полиакриламида на поверхностные свойства растворов хлоридов алкилпиридиния при их извлечении / Е.А. Стрельцова, И.В. Пузырева, О.В. Волювач // Химия и технология воды. — 2008. — Т. 30, № 6. — С. 579-588. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 0204-3556 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/130600 544.773.2:543.395:678 ru Химия и технология воды Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Теоретические основы технологии очистки и обработки воды Теоретические основы технологии очистки и обработки воды |
| spellingShingle |
Теоретические основы технологии очистки и обработки воды Теоретические основы технологии очистки и обработки воды Стрельцова, Е.А. Пузырева, И.В. Волювач, О.В. Влияние полиакриламида на поверхностные свойства растворов хлоридов алкилпиридиния при их извлечении Химия и технология воды |
| description |
Показано, что в разбавленных водных растворах хлоридов алкилпиридиния (ХАП), содержащих полиакриламид (ПАА), наблюдается синергизм их действия на поверхностное натяжение. Максимальное проявление синергизма в процессе адсорбции компонентов имеет место при их мольном соотношении nХАП : nПАА – 1 : 0,25. По рассчитанным величинам минимальной площади, приходящейся на частицы ХАП – ПАА в поверхностных слоях, предложена схема структуры смешанных слоев на границе с воздухом в зависимости от соотношения компонентов и длины углеводородного радикала ХАП. Установлено, что процесс флотационного извлечения ХАП целесообразно проводить в слабокислых, нейтральных и слабощелочных средах в присутствии ПАА при указанном мольном соотношении. |
| format |
Article |
| author |
Стрельцова, Е.А. Пузырева, И.В. Волювач, О.В. |
| author_facet |
Стрельцова, Е.А. Пузырева, И.В. Волювач, О.В. |
| author_sort |
Стрельцова, Е.А. |
| title |
Влияние полиакриламида на поверхностные свойства растворов хлоридов алкилпиридиния при их извлечении |
| title_short |
Влияние полиакриламида на поверхностные свойства растворов хлоридов алкилпиридиния при их извлечении |
| title_full |
Влияние полиакриламида на поверхностные свойства растворов хлоридов алкилпиридиния при их извлечении |
| title_fullStr |
Влияние полиакриламида на поверхностные свойства растворов хлоридов алкилпиридиния при их извлечении |
| title_full_unstemmed |
Влияние полиакриламида на поверхностные свойства растворов хлоридов алкилпиридиния при их извлечении |
| title_sort |
влияние полиакриламида на поверхностные свойства растворов хлоридов алкилпиридиния при их извлечении |
| publisher |
Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В. Думанського НАН України |
| publishDate |
2008 |
| topic_facet |
Теоретические основы технологии очистки и обработки воды |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/130600 |
| citation_txt |
Влияние полиакриламида на поверхностные свойства растворов хлоридов алкилпиридиния при их извлечении / Е.А. Стрельцова, И.В. Пузырева, О.В. Волювач // Химия и технология воды. — 2008. — Т. 30, № 6. — С. 579-588. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
| series |
Химия и технология воды |
| work_keys_str_mv |
AT strelʹcovaea vliâniepoliakrilamidanapoverhnostnyesvojstvarastvorovhloridovalkilpiridiniâpriihizvlečenii AT puzyrevaiv vliâniepoliakrilamidanapoverhnostnyesvojstvarastvorovhloridovalkilpiridiniâpriihizvlečenii AT volûvačov vliâniepoliakrilamidanapoverhnostnyesvojstvarastvorovhloridovalkilpiridiniâpriihizvlečenii |
| first_indexed |
2025-07-09T13:53:22Z |
| last_indexed |
2025-07-09T13:53:22Z |
| _version_ |
1837177717304328192 |
| fulltext |
ISSN 0204–3556. Химия и технология воды, 2008, т. 30, №6 579
Е.А. СТРЕЛЬЦОВА, И.В. ПУЗЫРЕВА, О.В. ВОЛЮВАЧ, 2008
ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ И ОБРАБОТКИ ВОДЫ
УДК 544.773.2:543.395:678
Е.А. Стрельцова, И.В. Пузырева, О.В. Волювач
ВЛИЯНИЕ ПОЛИАКРИЛАМИДА НА ПОВЕРХНОСТНЫЕ
СВОЙСТВА РАСТВОРОВ ХЛОРИДОВ
АЛКИЛПИРИДИНИЯ ПРИ ИХ ИЗВЛЕЧЕНИИ
Показано, что в разбавленных водных растворах хлоридов алкилпиридиния
(ХАП), содержащих полиакриламид (ПАА), наблюдается синергизм их дей-
ствия на поверхностное натяжение. Максимальное проявление синергизма в
процессе адсорбции компонентов имеет место при их мольном соотношении
nХАП : nПАА – 1 : 0,25. По рассчитанным величинам минимальной площади, при-
ходящейся на частицы ХАП – ПАА в поверхностных слоях, предложена схема
структуры смешанных слоев на границе с воздухом в зависимости от соотно-
шения компонентов и длины углеводородного радикала ХАП. Установлено, что
процесс флотационного извлечения ХАП целесообразно проводить в слабокис-
лых, нейтральных и слабощелочных средах в присутствии ПАА при указанном
мольном соотношении.
Изучению взаимодействия ионогенных поверхностно-активных ве-
ществ (ПАВ) с противоположно заряженными полиэлектролитами (ПЭ)
на границе раздела фаз раствор – воздух посвящен ряд работ [1 – 5]. В
них основное внимание направлено на исследование влияния ПАВ на
поверхностные свойства природных ПЭ для контроля поверхностной ак-
тивности образуемых комплексов. Конструирование "новых макромоле-
кул" с заданным составом имеет огромное значение для различных тех-
нологических приложений [2 – 4].
На сегодняшний день остается открытым вопрос о влиянии количе-
ства введенного ПЭ на поверхностные свойства водных растворов ПАВ.
Изучение процесса адсорбции ПАВ из индивидуальных растворов и ра-
створов, содержащих ПЭ, на границе с воздухом представляется доста-
точно важным. Это позволяет получить полезную информацию о приро-
де указанного процесса и может служить косвенным методом изучения
структуры поверхностных слоев. Может быть использовано и для про-
гнозирования эффективного извлечения ПАВ из разбавленных водных
растворов методами, лимитирующей стадией которых является адсорб-
ция. К числу таких методов, в частности, относится флокуляция [6, 7] и
флотация [8 – 10].
Данная работа посвящена изучению поверхностных свойств водных
растворов хлоридов алкилпиридиния (ХАП), содержащих полиакрила-
580 ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2008, ò. 30, ¹6
ìèä (ÏÀÀ), ñ öåëüþ èíòåíñèôèêàöèè ïðîöåññà èõ ôëîòàöèîííîãî èç-
âëå÷åíèÿ.
Ìåòîäèêà ýêñïåðèìåíòà. Îáúåêòàìè èññëåäîâàíèÿ ñëóæèëè ÕÀÏ
êâàëèôèêàöèè "õ.÷." ïðîèçâîäñòâà ôèðìû "Acros Organic", à èìåííî: õëî-
ðèä äîäåöèëïèðèäèíèÿ (ÕÄÄÏ) è õëîðèä ãåêñàäåöèëïèðèäèíèÿ (ÕÃÄÏ)
ñ ñîäåðæàíèåì îñíîâíîãî âåùåñòâà ñîîòâåòñòâåííî 94,8 è 95,7 %. Â êà-
÷åñòâå ÏÝ èñïîëüçîâàëè àíèîííûé ÏÀÀ ñ ìîëåêóëÿðíîé ìàññîé 4,6·106 ã/
ìîëü, êîòîðóþ îïðåäåëÿëè âèñêîçèìåòðè÷åñêèì ìåòîäîì ñ ïîìîùüþ êà-
ïèëëÿðíîãî ñòåêëÿííîãî âèñêîçèìåòðà ÂÏÆ-1 è ðàññ÷èòûâàëè ïî óðàâ-
íåíèþ Ìàðêà-Õîóâèíêà [6]. Ñîñòàâ ðàñòâîðîâ ÕÀÏ ñ ÏÀÀ õàðàêòåðèçî-
âàëè îòíîøåíèåì êîëè÷åñòâà ìîëü ÕÀÏ ê îñíîâî-ìîëü ÏÀÀ n = [ÕÀÏ] :
[ÏÀÀ] (ìîëü : îñíîâî-ìîëü). Êîíöåíòðàöèþ ÏÀÀ (îñíîâî-ìîëü/äì3) ðàñ-
ñ÷èòûâàëè ñ ó÷åòîì ìîëåêóëÿðíîé ìàññû åãî ìîíîìåðíîãî çâåíà. Èñõîä-
íûå ðàñòâîðû ÕÀÏ è ðàñòâîðû ÕÀÏ, ñîäåðæàùèå ÏÀÀ, ãîòîâèëè íà áè-
äèñòèëëèðîâàííîé âîäå è âûäåðæèâàëè â òå÷åíèå 24 ÷. Ýòîãî âðåìåíè
áûëî äîñòàòî÷íî äëÿ óñòàíîâëåíèÿ â ñèñòåìå ðàâíîâåñèÿ.
Ïîâåðõíîñòíîå íàòÿæåíèå èññëåäóåìûõ âîäíûõ ðàñòâîðîâ íà ãðàíè-
öå ñ âîçäóõîì èçìåðÿëè ìåòîäîì Âèëüãåëüìè â èíòåðâàëå êîíöåíòðàöèé
ÕÀÏ (0,25 ñ 16,9) · 10-2 ìîëü/ì3 ñ òî÷íîñòüþ ± 0,5 ìÄæ/ì2 ïðè 298 ± 1Ê.
Ôëîòàöèîííóþ îáðàáîòêó ðàñòâîðîâ ÕÄÄÏ, ÕÃÄÏ è ðàñòâîðîâ, ñî-
äåðæàùèõ ÏÀÀ, îñóùåñòâëÿëè íà ëàáîðàòîðíîé ïíåâìàòè÷åñêîé óñòà-
íîâêå, îïèñàííîé â [10]. Â ïðîöåññå ôëîòàöèè èññëåäóåìûå ðàñòâîðû
àíàëèçèðîâàëè íà îñòàòî÷íîå ñîäåðæàíèå â íèõ ÕÀÏ. Àíàëèç ïðîâîäè-
ëè êîëîðèìåòðè÷åñêèì ìåòîäîì ïðè λ = 415 íì ñ èñïîëüçîâàíèåì èí-
äèêàòîðà ìåòèëîðàíæà [11].
Ýôôåêòèâíîñòü ïðîâåäåíèÿ ïðîöåññà ôëîòàöèè îöåíèâàëè ïî ñòå-
ïåíè èçâëå÷åíèÿ ÕÀÏ èç ðàñòâîðà ( , %) è ñòåïåíè âûíîñà ðàñòâîðà
(β , %) â ïåíó:
,100]/)[(α 00 ⋅−= CCC (1)
,100]/)[(β 00 ⋅−= VVV (2)
ãäå C0, C ñ íà÷àëüíàÿ êîíöåíòðàöèÿ è êîíöåíòðàöèÿ ÕÀÏ â ðàñòâîðå;
V0, V ñ íà÷àëüíûé îáúåì è îáúåì ôëîòèðóåìîãî ðàñòâîðà ñîîòâåòñòâåí-
íî äî (C0 = 50 ìã/äì3, V0 = 50 ñì3) è ïîñëå îáðàáîòêè.
Àäñîðáöèþ ÕÀÏ èç ðàñòâîðîâ, ñîäåðæàùèõ ÏÀÀ, ðàññ÷èòûâàëè ñ
ïîìîùüþ óðàâíåíèÿ Ãèááñà:
р
р
RT
Г
dC
dС σ
−= , (3)
ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2008, ò. 30, ¹6 581
ãäå Ã ñ ðàâíîâåñíàÿ àäñîðáöèÿ ÕÀÏ; Ñð ñ ðàâíîâåñíàÿ êîíöåíòðàöèÿ ÕÀÏ â
îáúåìå ðàñòâîðà; σ ñ ïîâåðõíîñòíîå íàòÿæåíèå èññëåäóåìûõ âîäíûõ ðàñòâî-
ðîâ; R ñ óíèâåðñàëüíàÿ ãàçîâàÿ ïîñòîÿííàÿ; Ò ñ àáñîëþòíàÿ òåìïåðàòóðà.
Ìèíèìàëüíûå çíà÷åíèÿ ïëîùàäè (Smin), ïðèõîäÿùèåñÿ íà èîíû àë-
êèëïèðèäèíèÿ, íà ÷àñòèöû ÕÀÏ ñ ÏÀÀ â ïîâåðõíîñòíûõ ñëîÿõ, ðàññ÷è-
òûâàëè ñëåäóþùèì îáðàçîì:
Smin = 1/(NA
. Ã→∞), (4)
ãäå NA ñ ÷èñëî Àâîãàäðî; Ã→∞ ñ âåëè÷èíà àäñîðáöèè ïðè êîíöåíòðàöèè,
äîñòàòî÷íî áëèçêîé ê íàñûùåíèþ.
Ðåçóëüòàòû è èõ îáñóæäåíèå. Íà ðèñ. 1, 2 ïðåäñòàâëåíû äàííûå,
ñâèäåòåëüñòâóþùèå î ñèíåðãèçìå ñìåñè èññëåäóåìûõ ÕÀÏ è ÏÀÀ, êîòî-
ðûé ïðîÿâëÿåòñÿ ïðè èõ âîçäåéñòâèè íà ïîâåðõíîñòíîå íàòÿæåíèå ðàñòâî-
ðîâ. Ñèíåðãåòè÷åñêèå ýôôåêòû îñîáåííî ÿðêî âûðàæåíû ïðè íåçíà÷èòåëü-
íîì ñîäåðæàíèè ÏÀÀ â ðàñòâîðàõ ÕÀÏ. Ìåõàíèçì âçàèìîäåéñòâèÿ ÕÀÏ
è ÏÀÀ äîñòàòî÷íî ñëîæíûé è îïðåäåëÿåòñÿ ýëåêòðîñòàòè÷åñêèìè, ãèäðî-
ôîáíûìè âçàèìîäåéñòâèÿìè, à òàêæå îáðàçîâàíèåì âîäîðîäíûõ ñâÿçåé,
÷òî ñîãëàñóåòñÿ ñ äàííûìè [2 ñ 4].
Ðèñ. 1. Çíà÷åíèÿ ïëîùàäè (S min), ïðèõîäÿùåéñÿ íà ÷àñòèöó â ïîâåðõíîñò-
íîì ñëîå (1), è ëîãàðèôìà êîíöåíòðàöèé (ln Ñσ ) âîäíûõ ðàñòâîðîâ ÕÄÄÏ
â ïðèñóòñòâèè ÏÀÀ, íåîáõîäèìûå äëÿ äîñòèæåíèÿ ïîâåðõíîñòíîãî
íàòÿæåíèÿ: 70 (2); 68 (3); 64 (4); 57 (5) ìÄæ/ì2, ïðè ðàçíûõ ñîîòíîøåíèÿõ
ÕÀÏ : ÏÀÀ (n ÕÀÏ : n ÏÀÀ )
582 ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2008, ò. 30, ¹6
Ðèñ. 2. Çíà÷åíèÿ ïëîùàäè (S min), ïðèõîäÿùåéñÿ íà ÷àñòèöó â ïîâåðõíîñò-
íîì ñëîå (1), è ëîãàðèôìà êîíöåíòðàöèé (ln Ñσ) âîäíûõ ðàñòâîðîâ ÕÃÄÏ
â ïðèñóòñòâèè ÏÀÀ, íåîáõîäèìûå äëÿ äîñòèæåíèÿ ïîâåðõíîñòíîãî
íàòÿæåíèÿ: 70 (2); 68 (3); 65 (4); 58 (5); 54 (6); 50 (7) ìÄæ/ì2, ïðè ðàçíûõ
ñîîòíîøåíèÿõ ÕÀÏ : ÏÀÀ (n ÕÀÏ : n ÏÀÀ )
Ñ óìåíüøåíèåì çíà÷åíèÿ ïîâåðõíîñòíîãî íàòÿæåíèÿ (ïðè çàäàííîì
ñîîòíîøåíèè ÕÀÏ è ÏÀÀ) è ñíèæåíèåì êîíöåíòðàöèè ÏÀÀ â ñìåøàí-
íîì ðàñòâîðå (ïðè ôèêñèðîâàííîì çíà÷åíèè ïîâåðõíîñòíîãî íàòÿæåíèÿ)
âçàèìîäåéñòâèå ìåæäó êîìïîíåíòàìè óñèëèâàåòñÿ. Ìàêñèìàëüíîå ïðî-
ÿâëåíèå ñèíåðãèçìà èìååò ìåñòî ïðè ìîëüíîì ñîîòíîøåíèè nÕÀÏ : nÏÀÀ ñ
1 : 0,25 (ðèñ. 1, 2). Íåîáõîäèìî îòìåòèòü, ÷òî ñòåïåíü ïðîÿâëåíèÿ ñèíåð-
ãåòè÷åñêîãî ýôôåêòà â ïðîöåññå àäñîðáöèè ÕÀÏ èç âîäíûõ ðàñòâîðîâ,
ñîäåðæàùèõ ÏÀÀ, çàâèñèò íå òîëüêî îò ìîëüíîãî ñîîòíîøåíèÿ êîìïî-
íåíòîâ, íî è îò êîíöåíòðàöèè ñìåøàííîãî ðàñòâîðà. Îïðåäåëåííîå çíà-
÷åíèå ïîâåðõíîñòíîãî íàòÿæåíèÿ ðàñòâîðîâ ÕÀÏ, ñîäåðæàùèõ ÏÀÀ,
äîñòèãàåòñÿ ïðè èõ ìåíüøèõ îáùèõ êîíöåíòðàöèÿõ â ñìåøàííîì ðàñòâî-
ðå, ÷åì â ðàñòâîðàõ èíäèâèäóàëüíûõ ÕÀÏ (ðèñ. 1, 2).
ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2008, ò. 30, ¹6 583
Âåëè÷èíà àäñîðáöèè ÕÄÄÏ è ÕÃÄÏ èç ðàñòâîðîâ, ñîäåðæàùèõ ÏÀÀ,
ïðè ðàçíûõ ñîîòíîøåíèÿõ êîìïîíåíòîâ â èññëåäóåìîì êîíöåíòðàöèîí-
íîì äèàïàçîíå (Ñ ≤ 1.10-2 ìîëü/ì3) ñîîòâåòñòâåííî â 3 ñ 8 è 3 ñ 11 ðàçà áîëü-
øå ïî ñðàâíåíèþ ñ âåëè÷èíîé àäñîðáöèè èíäèâèäóàëüíûõ ÕÀÏ (ðèñ. 3).
Ïðè âûñîêîé êîíöåíòðàöèè ÏÀÀ â ðàñòâîðàõ ÕÀÏ (nÕÀÏ : nÏÀÀ ñ 1 : 1; 1 : 2)
àäñîðáöèÿ íåñêîëüêî ñíèæàåòñÿ. Ýòî ñâÿçàíî ñ èçìåíåíèåì îðèåíòàöèè
ïèðèäèíèåâîãî êîëüöà â ïîâåðõíîñòíîì ñëîå è îáâîëàêèâàíèåì ÕÀÏ
ìàêðîìîëåêóëàìè ÏÀÀ.
Ðèñ. 3. Èçîòåðìû àäñîðáöèè ÕÄÄÏ (à), ÕÃÄÏ (á) èç âîäíûõ ðàñòâîðîâ,
ñîäåðæàùèõ ÏÀÀ ïðè ñîîòíîøåíèÿõ ÕÀÏ : ÏÀÀ (n ÕÀÏ : n ÏÀÀ ) – 1: 0,25
(1); 1:0,1 (2); 1:0,5 (3); 1:1 (4); 1:2 (5), è èç èíäèâèäóàëüíûõ âîäíûõ
ðàñòâîðîâ (6)
Ïîëó÷åííûå ìèíèìàëüíûå çíà÷åíèÿ ïëîùàäè (Smin), ïðèõîäÿùèåñÿ
íà èîíû àëêèëïèðèäèíèÿ, íà ÷àñòèöû ÕÀÏ ñ ÏÀÀ ïðè ðàçíûõ ñîîòíî-
øåíèÿõ êîìïîíåíòîâ (ðå÷ü èäåò îá àññîöèàòàõ ïåðåìåííîãî ñîñòàâà) â
ïîâåðõíîñòíûõ ñëîÿõ, ïîçâîëèëè ñõåìàòè÷åñêè èçîáðàçèòü èõ îðèåíòà-
öèþ íà ãðàíèöå ðàçäåëà ôàç (ÕÄÄÏ ñ à, ÕÃÄÏ ñ á):
584 ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2008, ò. 30, ¹6
Íàèìåíüøåå çíà÷åíèå Smin ñîîòâåòñòâóåò ñîîòíîøåíèþ êîìïîíåíòîâ
nÕÀÏ : nÏÀÀ ñ 1 : 0,25. Ïðè âûñîêîé êîíöåíòðàöèè ÏÀÀ â ðàñòâîðàõ ÕÀÏ
(nÕÀÏ : nÏÀÀ ñ 1 : 1; 1 : 2) âåëè÷èíà Smin ñóùåñòâåííî óâåëè÷èâàåòñÿ (ñì.ñõå-
ìó) çà ñ÷åò ãîðèçîíòàëüíîãî ðàñïîëîæåíèÿ ïèðèäèíèåâîãî êîëüöà. Â
ñëó÷àå ÕÄÄÏ óãëåâîäîðîäíûé ðàäèêàë âûòÿãèâàåòñÿ è ëîæèòñÿ íà ïî-
âåðõíîñòü ðàçäåëà ôàç ðàñòâîð ñ âîçäóõ, à â ñëó÷àå ÕÃÄÏ íåñêîëüêî ñæè-
ìàåòñÿ (÷àñòü ãðóïï ñÑÍ2ñ ðàñïîëàãàåòñÿ â âîçäóøíîé ôàçå). Ñîãëàñíî
[12, 13] çíà÷åíèÿ ïëîùàäè, çàíèìàåìîé ìîëåêóëàìè ÕÄÄÏ è ÕÃÄÏ â
íàñûùåííîì ïîâåðõíîñòíîì ñëîå ïðè ãîðèçîíòàëüíîé îðèåíòàöèè èõ
ïèðèäèíèåâîãî êîëüöà, ñîñòàâëÿþò ñîîòâåòñòâåííî 0,9 è 0,46 íì2 (Smin =
0,24 íì2 (Ñ6Í6, âåðòèêàëüíàÿ îðèåíòàöèÿ); Smin = 0,355; 0,40 íì2 (Ñ6Í6,
ãîðèçîíòàëüíàÿ îðèåíòàöèÿ); Smin = 0,06 íì2 (ñNH2); Smin = 0,055 íì2
(ñÑH2ñ)).
ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2008, ò. 30, ¹6 585
Òàêîå ïðåäñòàâëåíèå ñòðîåíèÿ ïîâåðõíîñòíîãî ñëîÿ ïîçâîëÿåò êîëè-
÷åñòâåííî õàðàêòåðèçîâàòü ïîâåðõíîñòíîå êîíöåíòðèðîâàíèå è èçâëå÷å-
íèå ÕÀÏ ñ ïîìîùüþ ÏÀÀ. Íà ýòî óêàçûâàþò ðåçóëüòàòû ýêñïåðèìåí-
òàëüíûõ èññëåäîâàíèé ïî ôëîòàöèè.
Ýôôåêòèâíîñòü ïðîöåññà ôëîòàöèîííîãî èçâëå÷åíèÿ ÕÀÏ èç èíäè-
âèäóàëüíûõ ðàñòâîðîâ, à òàêæå ðàñòâîðîâ, ñîäåðæàùèõ ÏÀÀ, îïðåäåëÿåò-
ñÿ äëèíîé óãëåâîäîðîäíîãî ðàäèêàëà ÕÀÏ è ñîîòíîøåíèåì êîìïîíåíòîâ.
Ââåäåíèå íåáîëüøèõ êîëè÷åñòâ ÏÀÀ (nÕÀÏ : nÏÀÀ ñ 1 : 0,25) â ðàñòâîðû
ÕÀÏ îêàçûâàåò ïîëîæèòåëüíîå âëèÿíèå íà ïðîöåññ ôëîòàöèè. Còåïåíü ôëî-
òàöèîííîãî èçâëå÷åíèÿ ÕÀÏ èç ðàñòâîðà ïîâûøàåòñÿ îò 25 äî 35 % äëÿ
ÕÄÄÏ è îò 65 äî 90 % ñ äëÿ ÕÃÄÏ, ÷òî ñîîòâåòñòâóåò ãîðèçîíòàëüíîìó
ðàñïîëîæåíèþ ÷àñòèö è èõ ïëîòíîé óïàêîâêå â ïîâåðõíîñòíîì ñëîå (ñì.
ñõåìó). Ñòåïåíü âûíîñà ðàñòâîðà â ïåíó ñíèæàåòñÿ ñ 7 äî 4 % äëÿ ÕÄÄÏ è
ñ 61 äî 18 % ñ äëÿ ÕÃÄÏ çà ñ÷åò ñòàáèëèçàöèè ïåííûõ ñëîåâ (ðèñ. 4).
Ðèñ. 4. Âëèÿíèå ñîîòíîøåíèÿ ÕÀÏ : ÏÀÀ ( n ÕÀÏ : n ÏÀÀ ) íà ñòåïåíü ôëîòà-
öèîííîãî èçâëå÷åíèÿ (α) ÕÃÄÏ (1), ÕÄÄÏ (2) è ñòåïåíü âûíîñà ðàñòâî-
ðîâ(β) ÕÃÄÏ (3); ÕÄÄÏ (4) â ïåíó
Ïîâûøåíèå êîíöåíòðàöèè ÏÀÀ (nÕÀÏ : nÏÀÀ ñ 1 : 1; 1 : 2) â ðàñòâîðàõ
ÕÀÏ ïðèâîäèò ê íåçíà÷èòåëüíîìó ñíèæåíèþ ñòåïåíè ôëîòàöèîííîãî èç-
âëå÷åíèÿ ÕÀÏ çà ñ÷åò èçìåíåíèÿ îðèåíòàöèè ÷àñòèö â ïîâåðõíîñòíîì
ñëîå, óâåëè÷åíèÿ âÿçêîñòè ðàñòâîðîâ è êîíêóðåíöèè êîìïîíåíòîâ çà ïî-
âåðõíîñòü ðàçäåëà ôàç æèäêîñòü ñ ãàç. Âî âñåõ ñëó÷àÿõ â ðàñòâîðàõ ïîñëå
ôëîòàöèîííîé îáðàáîòêè ñîäåðæàíèå ÏÀÀ ñîîòâåòñòâóåò åãî ïðåäåëü-
íî-äîïóñòèìîé êîíöåíòðàöèè [14].
586 ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2008, ò. 30, ¹6
Âðåìÿ, íåîáõîäèìîå äëÿ ïîëíîãî èçâëå÷åíèÿ ÕÀÏ èç ðàñòâîðîâ, ñî-
äåðæàùèõ ÏÀÀ, íå ïðåâûøàåò 10 ìèí. Êèíåòèêà ïðîöåññà ôëîòàöèè
ÕÀÏ îïèñûâàåòñÿ óðàâíåíèåì, àíàëîãè÷íûì óðàâíåíèþ ðåàêöèè ïåðâî-
ãî ïîðÿäêà [10]:
tx kln)ln( −α=−α , (5)
ãäå x ñ êîëè÷åñòâî èçâëåêàåìîãî ÕÀÏ çà âðåìÿ t; k ñ êîíñòàíòà ñêîðîñòè.
Çíà÷åíèÿ k îïðåäåëÿëè ãðàôè÷åñêè ïî òàíãåíñó óãëà íàêëîíà ïðÿ-
ìîé çàâèñèìîñòè ln (α ñ x) îò t. Êîíñòàíòû ñêîðîñòè ôëîòàöèè ÕÄÄÏ è
ÕÃÄÏ èç ðàñòâîðîâ, ñîäåðæàùèõ ÏÀÀ, ñîîòâåòñòâåííî ðàâíû 1,2.10-2 è
2,0.10-2 ìèí-1.
Àíàëèç äàííûõ î âëèÿíèè êîíöåíòðàöèè èîíîâ âîäîðîäà íà ôëîòàöè-
îííîå èçâëå÷åíèå ÕÃÄÏ ïîêàçàë, ÷òî íàèáîëåå ïîëíî ÕÀÏ èçâëåêàþòñÿ èç
ðàñòâîðîâ â ñèëüíîêèñëîé (çà ñ÷åò ïîäàâëåíèÿ ãèäðîëèçà) è ñèëüíîùåëî÷-
íîé ñðåäàõ (ðèñ. 5). Ýòî ìîæíî îáúÿñíèòü òåì, ÷òî â ñëàáîêèñëûõ è íåéò-
ðàëüíûõ ñðåäàõ ñîëè ãåêñàäåöèëïèðèäèíèÿ â ðåçóëüòàòå ãèäðîëèçà ïðåâðà-
ùàþòñÿ â íåóñòîé÷èâûå ñâîáîäíûå îñíîâàíèÿ, êîòîðûå, â ñâîþ î÷åðåäü,
ïåðåõîäÿò â ïñåâäîîñíîâàíèÿ. Ïñåâäîîñíîâàíèÿ, íå ñîäåðæàùèå ïîëÿðíûå
ãðóïïû, ïëîõî àäñîðáèðóþòñÿ íà ïîâåðõíîñòè ïóçûðüêîâ âîçäóõà, à ñëåäî-
âàòåëüíî, è ôëîòèðóþòñÿ.  ñèëüíîùåëî÷íîé ñðåäå (ïðè ðÍ > 10) ïðîèñõî-
äèò ãèäðîëèòè÷åñêîå ðàñùåïëåíèå ïèðèäèíèåâîãî êîëüöà ñ îáðàçîâàíèåì
5-ãèäðîêñè-2,4-ïåíòàäèåíàëÿ (åíîëüíàÿ ôîðìà ãëóòàêîíîâîãî àëüäåãèäà) è
äîñòàòî÷íî õîðîøî ôëîòèðóåìîãî (íà 70 ñ 75 %) ïåðâè÷íîãî àìèíà [15].
Ðèñ. 5. Âëèÿíèå ðÍ ñðåäû íà ñòåïåíü ôëîòàöèîííîãî èçâëå÷åíèÿ (α) ÕÃÄÏ
èç èíäèâèäóàëüíûõ ðàñòâîðîâ (1) è ðàñòâîðîâ, ñîäåðæàùèõ ÏÀÀ ïðè
ñîîòíîøåíèè n ÕÀÏ : n ÏÀÀ – 1 : 0,25 (2)
ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2008, ò. 30, ¹6 587
Ââåäåíèå ÏÀÀ â âîäíûå ðàñòâîðû ÕÃÄÏ ïðè ñîîòíîøåíèè ÕÀÏ :
ÏÀÀ ñ 1 : 0,25 ìåíÿåò õîä êðèâîé çàâèñèìîñòè ñòåïåíè ôëîòàöèîííîãî
èçâëå÷åíèÿ ÕÀÏ îò ðÍ ñðåäû. Íàèáîëåå ýôôåêòèâíî ïðîöåññ ôëîòàöèè
ïðîòåêàåò â îáëàñòè çíà÷åíèé ðÍ 4 ñ 8, ãäå ÕÃÄÏ è ÏÀÀ íàõîäÿòñÿ â
èîíèçèðîâàííîì ñîñòîÿíèè. È ñòåïåíü ôëîòàöèîííîãî èçâëå÷åíèÿ ÕÃÄÏ
äîñòèãàåò 90 % (ðèñ. 5).
Âûâîäû. Òàêèì îáðàçîì, óñòàíîâëåíî, ÷òî ââåäåíèå íåáîëüøèõ êîëè-
÷åñòâ ÏÀÀ (nÕÀÏ : nÏÀÀ ñ 1 : 0,1; 1 : 0,25; 1 : 0,5) â ðàñòâîðû ÕÀÏ óëó÷øàåò
èõ ïîâåðõíîñòíûå ñâîéñòâà è ñïîñîáñòâóåò èíòåíñèôèêàöèè ïðîöåññà
ôëîòàöèîííîãî èçâëå÷åíèÿ ÕÀÏ. Ýòî îòêðûâàåò íîâûå ïåðñïåêòèâû ñî-
âåðøåíñòâîâàíèÿ ôëîòàöèîííûõ ìåòîäîâ î÷èñòêè ñòî÷íûõ âîä. Ðàñøèðÿ-
åòñÿ îáëàñòü çíà÷åíèé ðÍ, îïòèìàëüíûõ äëÿ ôëîòàöèîííîãî èçâëå÷åíèÿ
ÕÀÏ, è óìåíüøàåòñÿ èõ êîíöåíòðàöèÿ â îáðàáàòûâàåìîì ðàñòâîðå.
Ðåçþìå. Ïîêàçàíî, ùî â ðîçáàâëåíèõ âîäíèõ ðîç÷èíàõ õëîðèä³â àëê-
³ëï³ðèäèí³þ (ÕÀÏ), ùî ì³ñòÿòü ïîë³àêðèëàì³ä (ÏÀÀ), ñïîñòåð³ãàºòüñÿ
ñèíåðã³çì ¿õíüî¿ ä³¿ íà ïîâåðõíåâèé íàòÿã. Ìàêñèìàëüíèé ïðîÿâ ñèíåðã-
³çìó â ïðîöåñ³ àäñîðáö³¿ êîìïîíåíò³â ìຠì³ñöå ïðè ìîëüíîìó ñï³ââ³äíî-
øåíí³ êîìïîíåíò³â nÕÀÏ : nÏÀÀ ñ 1 : 0,25. Çà ðîçðàõóíêîâèìè âåëè÷èíàìè
ì³í³ìàëüíî¿ ïëîù³, ùî ïðèïàäຠíà ÷àñòèíêè ÕÀÏ ñ ÏÀÀ â ïîâåðõíåâèõ
øàðàõ, çàïðîïîíîâàíî ñõåìàòè÷íå çîáðàæåííÿ ñòðóêòóðè çì³øàíèõ øàð³â
íà ìåæ³ ç ïîâ³òðÿì â çàëåæíîñò³ â³ä ñï³ââ³äíîøåííÿ êîìïîíåíò³â ³ äîâ-
æèíè âóãëåâîäíåâîãî ðàäèêàëó ÕÀÏ. Âñòàíîâëåíî, ùî ïðîöåñ ôëîòàö³é-
íîãî âèëó÷åííÿ ÕÀÏ äîö³ëüíî ïðîâîäèòè â ñëàáêî êèñëîìó, íåéòðàëüíîìó
³ ñëàáêî ëóæíîìó ñåðåäîâèùàõ ó ïðèñóòíîñò³ ÏÀÀ ïðè ìîëüíîìó
ñï³ââ³äíîøåíí³ nÕÀÏ : nÏÀÀ ñ 1 : 0,25.
E.A. Streltsova, I.V. Puzyryova, O.V. Voluvach
INFLUENCE OF POLYACRYLAMIDE ON SURFACE PROPERTIES
OF SOLUTIONS OF ALKYLPYRIDINIUM CHLORIDES IN THE
PROCESS OF ISOLATION
Summary
It is shown, that in the diluted aqueous solutions of alkylpyridinium
chlorides (ÀPC), containing polyacrylamide (PÀÀ), it is observed synergism
a surface tension. The maximal display synergism in process adsorption of
components takes place at their molar ratio nAPC : nPAA ñ 1 : 0,25. On calculated
values of the minimal area, falling a particles APC ñ PAA in a surface layers,
the schematic image of structure of the mixed layers on interface with air is
588 ISSN 0204–3556. Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû, 2008, ò. 30, ¹6
offered depending on a ratio of components and length of a hydrocarbon radical
APC. Set, that process flotation of isolation APC is expedient for spending
isolation APC in subacidic, neutral and alkaline condition at presence PÀÀ at
molar ratio nAPC : nPAA ñ 1 : 0,25.
1. Holmberg K., Jonson B., Kronberg B. Lindman B. // Surfactants and Polymer
in Aqueous Solution. ñ New York, 2004. ñ P. 250.
2. Áàðàí À.À. Ïîëèìåðñîäåðæàùèå ñèñòåìû. ñ Êèåâ: Íàóê. äóìêà, 1986. ñ
204 ñ.
3. Áàáàê Â.Ã., Àí÷èïîëîâñêèé Ì.À., Âèõîðåâà Ã.À., Ëóêèíà È.Ã. // Êîëëîèä.
æóðí. ñ 1996. ñ 58, ¹ 2. ñ Ñ. 155 ñ 162.
4. Áàðàíü Ø. // Òàì æå. ñ 2002. ñ 64, ¹ 5. ñ Ñ. 591 ñ 595.
5. Noskov V.A., Lin S.-Y., Loglio G., Miller R. // Abstract of XIII Int. Conf. "Sur-
face Forces" (Moscow, June 28 ñ July 04, 2006). ñ Moscow, 2006 ñ Ð. 44.
6. Âåéöåð Þ.È., Ìèíö Ä.Ì. Âûñîêîìîëåêóëÿðíûå ôëîêóëÿíòû â ïðîöåññàõ
î÷èñòêè ïðèðîäíûõ è ñòî÷íûõ âîä. - Ì.: Ñòðîéèçäàò, 1984. ñ 168 ñ.
7. Çàïîëüñêèé À.Ê., Áàðàí À.Í. Êîàãóëÿíòû è ôëîêóëÿíòû â ïðîöåññàõ
î÷èñòêè âîäû: Ñâîéñòâà. Ïîëó÷åíèå. Ïðèìåíåíèå. ñ Ë.: Õèìèÿ, 1987. ñ
208 ñ.
8. Êîçóá Ã.À., Òàðàñåâè÷ Þ.È., Äîðîøåíêî Â.Å. // Õèìèÿ è òåõíîëîãèÿ âîäû. ñ
1996. ñ 18, ¹ 3. ñ Ñ. 313 ñ 322.
9. Ãîí÷àðóê Â.Â., Ìàêñèìþê Ì.Ð., Ïîáåðåæíûé Â.ß. è äð. // Òàì æå. ñ 2002. ñ
24, ¹ 5. ñ Ñ. 402 ñ 418.
10. Ñòðåëüöîâà Å.À., Òûì÷óê À.Ô., Ïóçûðåâà È.Â. // Îáðàáîòêà äèñïåðñíûõ
ìàòåðèàëîâ è ñðåä.ñ Îäåññà: ÍÏÎ "ÂÎÒÓÌ", 2001. ñ ¹ 11. ñ Ñ. 165 ñ 167.
11. Ïîâåðõíîñòíî-àêòèâíûå âåùåñòâà: Ñèíòåç, àíàëèç, ñâîéñòâà, ïðèìåíåíèå
/ Ïîä ðåä. À.À. Àáðàìçîíà. ñ Ë.: Õèìèÿ, 1998. ñ 200 ñ.
12. Òàóáìàí À.Á. // Äîêë. ÀÍ ÑÑÑÐ. ñ 1940. ñ 29, ¹ 1. ñ Ñ. 23 ñ 27.
13. Áàðàíîâà Â.È., Âîëêîâà Ì.Â., Ëàâðîâ È.Ñ., Ïîëüêèíà Ñ.È. // Êîëëîèä.
æóðí. ñ 1976. ñ 38, ¹ 3. ñ Ñ. 423 ñ 437.
14. Ëóðüå Þ.Þ., Ðûáíèêîâà À.È. Õèìè÷åñêèé àíàëèç ïðîèçâîäñòâåííûõ
ñòî÷íûõ âîä. ñ Ì.: Õèìèÿ, 1974. ñ 335 ñ.
15. Õèìè÷åñêàÿ ýíöèêëîïåäèÿ:  33 ò. ñ Ì.: Ãîñ. íàó÷. èçä-âî "Ñîâ. ýíöèêë.",
1998. ñ Ò. 5. ñ 783 ñ.
Íàö. óí-ò èì. È.È. Ìå÷íèêîâà,
ã. Îäåññà, Óêðàèíà Ïîñòóïèëà 06.12.2007
|