Использование флотоотстойников позволяет достигать во многих случаях высоких технологических результатов. Этому способствует оптимизация режима на основе используемой модели флотоотстаивания. В этой связи нами разрабатывались различные модели флотоотстаивания на основе многостадийной модели флотационного процесса, разработанной ранее Б.С. Ксенофонтовым [1–3]. На рис. 1 представлена схема флотоотстойника без узла реагентной обработки.
Схема процесса флотоотстаивания без узла реагентной обработки представлена на рис. 2.
В представленной схеме процесса: А — исходное состояние частиц, В — состояние прилипания и закрепления частиц на пузырьках, С — состояние частиц в пенном слое, D — состояние частиц, выпавших в осадок.
Процесс флотоотстаивания, схема которого представлена на рис. 2, описывается следующей системой дифференциальных уравнений:
где CA, CB, CC, CD — концентрации частиц в состояниях A, B, C и D соответственно;
k1 , k2 , k3 , k4 , k5 — константы переходов флотируемых веществ из одного состояния в другое.
Константы переходов флотируемых веществ из одного состояние в другое определяются следующим образом:
где q — скорость барботирования;
Е — эффективность захвата частиц всплывающим пузырьком газа при флотации;
D — средний диаметр пузырьков во флотационной ячейке;
k0 — фактор полидисперсности пузырьков.
где n — концентрация флотокомплексов частица — пузырек;
ρ — плотность жидкости;
ν — кинематическая вязкость суспензии;
G — градиент скорости;
р, m — коэффициенты (1 ≤ р ≤ 2; m = ⅔);
d — диаметр частицы твердой фазы;
М — отношение диаметра частицы к диаметру пузырька;
Е — эффективность захвата частиц всплывающим пузырьком газа;
N — параметр, характеризующий прочность связи между частицей и пузырьком газа.
где υпод — скорость подъема флотокомплекса;
h — расстояние от зоны аэрации до пенного слоя (глубина флотокамеры).