ماده شیمیایی فلوکولانت چیست و چه کاربردی دارد ؟ گام اول باید بدانید که قرار است با چه چیزی سر و کله بزنید و ماده مذکور دقیقا چگونه کار خود را به انجام می‌رساند. تنها در این شرایط است که شما می‌توانید درک درستی از سایر اطلاعات موجود پیرامون فلوکولانت کسب کنید.اغلب روش های کانه آرایی در محیط آبی انجام می شود. برای فرآوری یک تن ماده معدنی حدودا 2تا3 تن آب مصرف می شود. در دهه اخیر با توجه افزایش جمعیت از یک سو و بحران آب بوجود آمده در اثر خشکسالی ها از سوی دیگر باعث شده تا در همه صنایع از جمله فرآوری مواد معدنی ، بازیابی آب از توجه ویژه ای برخوردار باشد.
در صنایع معدنی بخش عمده عملیات بازیابی آب، از باطله، توسط تیکنرها انجام می شود. تیکنر یک تانک استوانه ای است که در آن به کمک نیروی ثقل و در اثر اختلاف دانسیته، جداسازی ماده جامد (باطله) از آب انجام می شود. با توجه به اینکه ذرات با ابعاد ریز دانه بدلیل داشتن بار الکتریکی همنام، همدیگر را دفع کرده و ته نشین نمی شوند، بنابراین برای افزایش اختلاف دانسیته و به دنبال آن افزایش سرعت ته نشینی ذرات از مواد پلیمری به نام فلوکولانت استفاده می شود.
فلوکولانت ها پلیمرهایی با زنجیره پلیمری طویلی از اتم های کربن به همراه گروه های فعال هستند، که در فرآوری معدنی با هدف ایجاد مجموعه ذرات مورد استفاده قرار می گیرند. مکانیسم عملکرد فلوکولانت ها بدین صورت است، که گروه های فعال فلوکولانت می توانند روی سطح ذرات جذب شوند وبدین طریق زنجیر فلوکولانت تعداد زیادی از ذرات را در یک لخته کنار هم نگه می دارد و مجموعه ذرات ایجاد می شوند. مجموعه ذرات به دلیل دارا بودن وزن بیشتر نسبت به ذرات منفرد ته نشینی سریعتری خواهند داشت. فلوکولانت ها به 3 دسته کلی آنیونی، کاتیونی و خنثی تقسیم بندی می شوند. فلوکولانت ها علاوه بر افزایش سرعت ته نشینی و در نتیجه افزایش راندمان تیکنر، باعث افزایش شفافیت آب بازیابی شده نیز می شوند.
بیشتر بخوانید: فروش بلبرینگ
انواع فلوکولانت
فلوکولانت ها به محض حل شدن در آب یونیزه می شوند و با توجه به گروه های عاملی متصل به آنها به 3 دسته کلی آنیونی، کاتیونی و خنثی تقسیم بندی می شوند. معمولا برای تصفیه آب از فلوکولانت خنثی یا آنیونی استفاده می شود.
فلوکولانت آنیونی: بیشتر فلوکولانت های موجود در صنعت از کوپلیمرهای آکریل آمید و آکریلیک اسید می باشند.از انجاییکه کوپلیمرهای آکریلیک اسید دارای گروه های کربوکسیل با بار منفی بوده بنابراین هرچه مقدار کوپلیمرهای آکریلیک اسید را افزایش دهیم فلوکولانت با بار منفی بیشتری خواهیم داشت.
فلوکولانت های آنیونی معمولا نسبت به فلوکولانت های کاتیونی و خنثی از وزن مولکولی بالاتری (14 تا 18 میلیون گرم بر مول) برخوردار می باشد. وزن مولکولی بالای این ماده و خاصیت آنیونی آن منجر به جذب ذرات ،ایجاد لخته های سنگین و در نتیجه افزایش سرعت ته نشینی می شود.
فلوکولانت کاتیونی: این دسته از فلوکولانت معمولا در ساختار پلیمری خود گروه های آمونیوم، سولفونیوم و فسفونیوم بوده و دارای بار مثبت می باشند.
فلوکولانت خنثی: این دسته ازفلوکولانت ها بدون بار یا خنثی بوده که از مهمترین آنها میتوان به پلی آکریل آمید و پلی اتیلن اکساید اشاره کرد.
معنای واژه فلوکولانت چیست ؟
فلوکولانت از نظر لغوی به معنای لخته کننده است و کار خود را طی فرآیند فلوکولاسیون یا لخته سازی انجام می‌دهد. مقصود ما از نوشتن این مقاله بررسی نوع خاصی از Flocculant است که کاربردهای فراوانی در صنایع مختلف دارد. ماهیت این فلوکولانت پلی الکترولیت یا پلی اکریل آمید است که جداسازی جامدات از مایعات را تسریع می‌کند و تصفیه مایعات را سرعت می‌بخشد.
شاید ماهیت این ماده شیمیایی برایتان یادآور ماهیت کاتالیزها باشد. اما اگر ابعاد این پرسش که فلوکولانت چیست را تمام و کمال بررسی کنید، خواهید دانست که کارایی فلوکولانت چیزی فراتر از یک کاتالیزور ساده است. میتوان اینگونه استنباط کرد Flocculant خاصیت کلوئیدی نیز دارد، چراکه طی فرآیند فلوکولاسیون، ذرات جامد موجود در مایعات مختلف، به یک دیگر می‌چسبند و به دلیل قوام به وجود آمده در آنها، آنها در ناحیه مشخصی از مایع مذکور ثابت می‌مانند. این ناحیه ممکن است متغیر باشد.
بیشتر بخوانید: بوتیل گلیکول
حالا احتمالا درک درستی نسبت به فلوکولانت و نحوه عمل آن در فرآیند فلوکولاسیون داشته باشید. Flocculant در صنایع مختلفی از جمله صنایع دارویی و بهداشت، صنایع مرتبط با فراوری معدن ، صنایع مرتبط با زمین شناسی ، صنایع مرتبط با شیمی فیزیک، صنایع مرتبط با تصفیه آب، تست جار و صنایع مرتبط با تولید پنیر کاربرد دارد، که در ادامه به بررسی هر یک از این کاربردها خواهیم پرداخت. ترکیب شیمیایی فلوکولانت به کار رفته در هر یک از صنایع منحصر به فرد است، همین موضوع Flocculant ها را کاربردی‌تر می‌کند.
عملکرد ماده شیمیایی فلوکولانت
ماده شیمیایی فلوکولانت، ماده‌ای است که طی لخته سازی باعث وقوع هم زمان تغییر فیزیکی و شیمیایی می‌شود. درصد تغییرات شیمیایی و فیزیکی که طی فرآیند عمل فلوکولانت انجام می‌گیرند، نسبت به یک دیگر ثابت‌اند. طی فرآیند عمل Flocculant ، این ماده باعث به هم پیوستن ذرات ریز معلق در آب می‌شود و در نتیجه به هم چسبیدن این ذرات، ورقه‌های تحت عنوان flake شکل می‌گیرند. نباید نحوه عمل فلوکولانت را با مواد رسوب دهنده اشتباه گرفت، چراکه این دو فرآیند تفاوت‌های چشمگیری نسبت به یک دیگر دارند. عمده‌ترین تفاوت نحوه عملکرد ماده شیمیایی فلوکولانت با مواد رسوب ده، این است که Flocculant بر اساس به هم چسباندن ذرات جامد ریز معلق در مایع انجام می‌گیرد اما موادی که از باعث به وجود آمدن رسوبات می‌شوند، از یک ترکیب مایع تک فازی، ذرات جامد را جدا می‌کنند و محلول مذکور را تبدیل به محلولی دو فازی می‌کنند.
تصور کنید که ظرفی پر از آب و ذرات ریز رس در دستتان است و قرار است به کمک اضافه کردن یه ماده شیمیایی، بدون تغییر ماهیت آب، رس را از آب جدا کنید. ذرات رس به خودی خود بسیار ریزاند و به همین دلیل نمی‌توان آنها را از آب جدا کرد، بنابراین ماده شیمیایی مورد نظر باید این ذرات به یک دیگر بچسباند تا درنهایت مجموعه منسجم به دست آمده به راحتی از آب جدا شود. مهمترین نکته پیش از شروع فرآیند پاک سازی آب، انتخاب لخته کننده مناسب است.
فلوکولانت‌ها یا همان لخته کننده‌هایی که برای انجام این فرآیند در دسترس ما قرار دارند، شامل انواع مختلفی از مواد از جمله پلی آمین، تانین، آلوم، آلومینیوم کلرید، آلومینیوم کلرو هیدرات، فریک سولفات، آهن سولفات و کلرید آهن هستند. این مواد لخته کننده بار مخالف ذرات سوسپانسیون ایجاد می‌کنند و ذرات معلق در آب مانند یک توده کلوئیدی به یک دیگر متصل می‌شوند. در این شرایط برخی از مواد کمک لخته کننده، می‌توانند ژلی نامحلول در لخته به دست آمده ایجاد کنند، تا اینگونه لخته استحکام بیشتری پیدا کند.