В том случае, когда в исходной суспензии присутствуют только отрицательно заряженные частицы дисперсной фазы, эффективным является добавление солей алюминия или железа, например, сульфата алюминия или хлорида железа. В результате гидролиза этих солей образуются положительно заряженные золи гидроксидов алюминия или железа, которые вызывают взаимную коагуляцию взвешенных отрицательных частиц суспензии.
Весьма эффективно применение коагулянтов с повышенной основностью, например, гидроксосульфатов и гидроксохлоридов железа и алюминия. Они проявляются в виде полимерных гидроксокомплексов, которые дают прочные крупные хлопья. Наиболее оптимальными являются смеси этих солей.
В процессе гидролиза коагулянта образуются положительно заряженные полиядерные аквагидроксокомплексы металла, которые слипаются с отрицательно заряженными частицами суспензии.
Из хлорсодержащих соединений алюминия наиб шее распространение получили хлорид алюминия и гидроксохлориды алюминия. Гидроксохлориды алюминия соединения переменного состава, которые выражаются общей формулой
В настоящее время преимущественно используется пентагидроксохлорид алюминия
Эффективным методом понижения агрегативной устойчивости суспензий является сенсибилизация. Для этого обычно используются флокулянты - линейные полимеры с длиной цепочки до 1 мк, несущие полярные группы на обоих концах цепи. Длинная молекула полимера присоединяется двумя концами к двум разным частицам дисперсной фазы, скрепляя их углеводородным мостиком. Образуются флокулы - рыхлый хлопьевидный осадок.
Частицы различного происхождения имеют различное распределение зарядов, гидрофильных и гидрофобных областей на поверхности. Вследствие этого не представляется возможным применение некоего универсального полимерного флокулянта, необходим набор флокулянтов.
Полиакриламид, ПВС, ПДМДА являются наиболее широко применяемыми флокулянтами, выпускаемыми отечественной промышленностью. Из зарубежных флокулянтов, имеющих доступ на российский рынок, высокими флокулирующими свойствами обладают японские санфлоки:
N-520p, АН-70р, AS-310p, Al-310р, Аl-110р, СН-799.
Необходимая концентрация флокулянта в суспензии зависит от концентрации в ней взвешенных частиц. Количество флокулянта должно составлять 0,01-2% от массы твердой фазы. В противном случае может быть достигнут обратный эффект - произойдет коллоидная защита взвешенных частиц.
Способ внесения полимера существенно сказывается на результатах коагуляции суспензии. Установлено, что лучше всего флокулянт добавлять дробно в виде двойной добавки, т.е. вся доза флокулянта первоначально добавляется к половине объема суспензии, а через некоторое время этот раствор сливается со второй половиной исходной суспензии.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ РАЗРУШЕНИЯ СУСПЕНЗИИ
Эти методы используются в тех случаях, когда частицы в суспензиях имеют заряд, т.е. стабилизированы ионогенными веществами. В разрушаемой суспензии создается разность потенциалов, приводящая к направленному движению заряженных частиц и осаждению их на соответствующем электроде. Эти методы требуют больших энергетических затрат и специального оборудования и обычно не используются для разрушения больших объемов суспензий.
5.1.7.
ПАСТЫ
Пасты - это высококонцентрированные суспензии, обладающие структурой. Структура - это пространственная сетка, образованная частицами дисперсной фазы, в петлях которой находится дисперсионная среда. Можно сказать, что пасты занимают промежуточное положение между порошками и разбавленными суспензиями. Их и получают, соответственно:
растирая порошок в жидкости, обладающей достаточно большой вязкостью; например, некоторые сорта зубной пасты готовят путем смешивания мела с вязкой жидкостью, полученной путем варки крахмала в глицериновом водном растворе с добавлением небольшого количества ПАВ;
в результате седиментации разбавленной суспензии.
СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ В ВЫСОКОКОНЦЕНТРИРОВАННЫХ СУСПЕНЗИЯХ
Определяющей характеристикой пасты, независимо от метода получения, является наличие в ней структурно-пространственного каркаса, образованного сцеплением между собой частиц дисперсной фазы. Минимальную концентрацию, при которой возникает такая структура, называют критической концентрацией структуробразования.