4. Электрообработка

1. Электродиализ

Электродиализ – это разделение веществ, основанное на их электролитической диссоциации и переносе образовавшихся ионов через мембрану под действием разности потенциалов, создаваемой в растворе по обе стороны мембраны. Применяется для обессоливания воды и других жидкостей; особенно эффективен при использовании так называемых ионитовых мембран, избирательно пропускающих катионы либо анионы. На электродиализе основано введение лекарств через кожу (ионофорез)[1].

2. Электролиз

Электро́лиз — физико-химический процесс, состоящий в выделении на электродах составных частей растворённых веществ или других веществ, являющихся результатом вторичных реакций на электродах, которое возникает при прохождении электрического тока через раствор либо расплав электролита.

Упорядоченное движение ионов в проводящих жидкостях происходит в электрическом поле, которое создается электродами — проводниками, соединёнными с полюсами источника электрической энергии. Анодом при электролизе называется положительный электрод, катодом — отрицательный. Положительные ионы — катионы — (ионы металлов, водородные ионы, ионы аммония и др.) — движутся к катоду, отрицательные ионы — анионы — (ионы кислотных остатков и гидроксильной группы) — движутся к аноду.

Явление электролиза широко применяется в современной промышленности. В частности, электролиз является одним из способов промышленного получения алюминия, водорода, а также гидроксида натрия, хлора, хлорорганических соединений, диоксида марганца, пероксида водорода. Большое количество металлов извлекаются из руд и подвергаются переработке с помощью электролиза (электроэкстракция, электрорафинирование).

Электролиз применяется для обеззараживания воды[1].

3. Электрохимическая коагуляция

Электрохимическая коагуляция – это метод электрообработки при котором в межэлектродном пространстве под действием внешнего поля генерируются катионы образующие сорбирующие гидроксиды в результате чего под действием как катионов, так и гидроокиси происходит коагуляция, сорбция и разрушается устойчивость дисперсии. Этот метод пригоден для получения коагулянта, используется в технологии очистки и обеззараживания воды[1].

4. Электрофлотация

Электрофлотация – это флотация, при которой образование газовых пузырьков производится путём электролитического разложения воды с выделением на аноде пузырьков кислорода, а на катоде водорода. Применяется главным образом для очистки отработанных промышленных растворов и стоков от ионов металлов и тонкодисперсных осадков гидрооксидов металлов: железа, меди, никеля, кадмия, хрома, магния и др.

Принципиальная особенность электрофлотации — возможность осуществления процесса без реагентов-собирателей (применяются только реагенты для образования осадков и их флокуляции), а также высокая дисперсность пузырьков (мкм и десятки мкм), что на 1-2 порядка меньше, чем в обычной пенной флотации; это позволяет флотировать более тонкие частицы, вплоть до ионов.

Перспективность использования электрофлотации определяется возможностью существенного ускорения процесса отстаивания и отделения осадка, который в обычных химических производствах составляет 2-6 ч.

Кроме того, при электрофлотации существует принципиальная возможность селективного извлечения металлов, а не в смеси с др. компонентами раствора. Отсутствие органических реагентов не вызывает побочного загрязнения отработанных растворов, что благоприятствует созданию производств по извлечению электрофлотацией некоторых компонентов из морских и термальных вод.

Электрофлотация используется в обогащении и для очистки и обеззараживания воды[1].

5. Электрофорез

Электрофорез — это электрокинетическое явление перемещения частиц дисперсной фазы (коллоидных или белковых растворов) в жидкой или газообразной среде под действием внешнего электрического поля.

С помощью электрофореза удаётся покрывать мелкими частицами поверхность, обеспечивая глубокое проникновение в углубления и поры. Различают две разновидности электрофореза: катафорез — когда обрабатываемая поверхность имеет отрицательный электрический заряд (то есть подключена к отрицательному контакту источника тока) и анафорез — когда заряд поверхности положительный[1].

6. Электрокаогуляция

Электрокоагуляция— коагуляция (оседание) коллоидных систем вследствие действия на них постоянного электрического тока, который вызывает электрическую диссоциацию присутствующих в системе солей, выборочное взаимодействие ионов с образованием и выпадением гелей.

Электрокоагуляция используется для очищения оборотных вод в системах обработки шламов.

Технология производства на горно-рудных и обогатительных предприятиях требует большого количества воды. В связи с большой плотностью населения в развитых странах и постоянным ростом загрязнённости естественных источников пресной воды является абсолютно необходимым повторное использование оборотных вод. Поэтому роль электрокоагуляции как промышленной технологии очень важна[1].

7. Диэлектрофорез

Диэлектрофорез – метод электрообработки или такое явление, при котором поляризуется материал частиц и они и их агрегаты концентрируются в области большей напряженности поля при диэлектрической проницаемости частиц большей диэлектрической проницаемости среды. В случае если частицы имеют меньшую чем дисперсионная среда диэлектрическую проницаемость они выталкиваются в зону меньшей напряженности поля.

Диполофорез используется для глубокого обезвоживания и обессоливания нефти, а так же при очистке диэлектрических жидкостей и других неполярных сред[1].

8. Диполофорез

Диполофорез – это апериодический дрейф частицы в неоднородном электрическом поле. Диполофорез реализуется и в постоянном неоднородном поле, но здесь он часто оказывается лишь малой добавкой к электрофорезу. Под влиянием диполофореза частицы концентрируются в область максимума или минимума амплитуды поля.

Диполофорез применяют для направленного концентрирования микроорганизмов, формирования структур[1].

9. Электрофильтрование

Электрофильтрование – это метод электрообработки при котором осаждение и удерживание частиц ведут на поляризованной внешним электрическим полем диэлектрической загрузки в коллекторе и внутри ее.

Данный метод применяется в технологии использующей ионообменные смолы.

10. Электроосмос

Электроосмос – это движение жидкости через капилляры или пористые диафрагмы при наложении внешнего электрического поля. Электроосмос — одно из основных электрокинетических явлений. Его используют для удаления избыточной влаги из почв при прокладке транспортных магистралей и гидротехническом строительстве, для сушки торфа, а также для очистки воды, технических жидкостей и др.

11. Электрообезвоживание

Электрообезвоживание – это метод сгущения и регулирования реологических свойств, высококонцентрированных гидродисперсий во внешнем электрическом поле.

Данный метод применяется при утилизации осадков бытовых, промышленных и сточных вод[1].