Среда, 19 февраля, 2025

Инновационный метод очистки руды для производства удобрений с помощью ультразвука

Похожие новости
Фото: naked-science.ru

В рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030» российские ученые совершили прорыв в технологии очистки минерального сырья.

Российская Федерация занимает лидирующие позиции в мировом производстве и поставках калийных удобрений. Калий, наряду с азотом и фосфором, входит в тройку важнейших макроэлементов для полноценного развития растений. Этот элемент незаменим для метаболизма, значительно усиливает сопротивляемость растений к неблагоприятным условиям и способствует повышению урожайности.

Основным источником для производства хлорида калия служит сильвинитовая руда. В ее составе присутствуют различные примеси, включая глинисто-солевые шламы – микроскопические частицы породы и минералов. Современные стандарты качества требуют полного отсутствия посторонних включений в конечном продукте.

Для удаления примесей применяется инновационный метод флотации. Его принцип основан на различной способности минералов взаимодействовать с водой. Гидрофобные вещества прикрепляются к воздушным пузырькам и поднимаются на поверхность, образуя пену, а гидрофильные остаются в растворе. При флотации измельченную руду смешивают с водой до образования суспензии с последующим добавлением специальных веществ – флокулянтов.

Эти реагенты эффективно собирают мелкие частицы шлама, соединяют их с пузырьками воздуха и отделяют от основной массы руды. Для усиления действия флокулянты предварительно обрабатывают ультразвуком частотой свыше 20 кГц, что значительно улучшает их характеристики и ускоряет процесс очистки.

Исследователи из Пермского Политеха провели серию экспериментов с низкочастотным ультразвуком (22 кГц). Лабораторные испытания длительностью 6 минут показали, что именно при такой частоте происходит оптимальное измельчение частиц, способствующее их лучшему прилипанию к воздушным пузырькам и образованию легкоудаляемой пены.

Как отмечает аспирант Алексей Чернышев, ультразвуковое воздействие снижает вязкость раствора пропорционально увеличению мощности. Это критически важно для оптимизации процессов перемешивания и флотации, которые затрудняются при высокой вязкости суспензии.

По словам профессора Владимира Пойлова, эффективность флокулянта возрастает с увеличением мощности ультразвука от 0,68 Вт/см3. При низких частотах частицы шлама активно связываются между собой. Достигнуто повышение степени извлечения примесей на 3% по сравнению с контрольными образцами, что является существенным улучшением для труднодоступных включений в хлориде калия.

Комбинирование ультразвуковой обработки с флотацией позволяет достичь 63-процентной эффективности очистки сильвинита от шламов, превосходя традиционный показатель в 60%.

Данная разработка открывает новые перспективы для совершенствования технологии очистки сильвинитовой руды, что позволит значительно улучшить качество и увеличить объемы производства калийных удобрений в России.

Источник: naked-science.ru

Последние новости