Изменение свойств водных сред при обработке высоковольтными наносекундными электромагнитными импульсами

В последние годы наблюдается рост интереса к электроразрядным технологиям в решении различных задач, в том числе обработки материалов, технических и питьевых вод и модельных растворов. Это можно проследить по значительному увеличению как патентной активности, так и научных публикаций в данной области. Хотя основное внимание исследователей сосредоточено на лабораторных испытаниях, но есть и примеры успешного внедрения в промышленное производство. Данная работа посвящена разработке технологии и устройства для воздействия высоковольтными наносекундными электромагнитными импульсами (НЭМИ) на водную среду с целью изменения её свойств. Основная идея заключается в использовании высоковольтных наносекундных электромагнитных импульсов для изменения свойств водной среды. В ходе выполнения работы получены следующие научные и практические результаты: 1. Экспериментально доказано, что электрические характеристики электродной системы: продольное, волновое сопротивление, коэффициент отражения и сопротивление нагрузки в водной среде и в воздухе – незначительно различаются между собой вне зависимости от материала излучателя-электрода. 2. Экспериментально установлено, что при обработке НЭМИ водной среды, к обрабатываемой среде подводится 90 % энергии от генератора. 3. Разработаны схемные решения электродной системы для повышения флотационных и физико-химических свойств обрабатываемой водной среды, обеспечивающие уменьшение содержания алюминия, железа, цинка, марганца и меди на 10–90 % в питьевой, сточных водах и на входе и выходе очистных сооружений. 4. Установлено, что обработка НЭМИ водных растворов с высокой концентрацией ионов металлов меди и никеля при температуре 90 °С влияет: – на пространственное построение кристаллов меди; – образование рентгеноаморфного оксогидроксида железа FeOOH размером 30…50 нм, который в 10 раз меньше, чем в образце без обработки. 5. Создана лабораторная установка для изучения влияния обработки НЭМИ золотосодержащей пульпы на её физико-химические и технологические свойства, апробированная на АО НПФ «Башкирский золотодобывающий комбинат» (патент РФ № 17761 от 02.03.2018). 6. Установлена возможность практического применения высоковольтных наносекундных электромагнитных импульсов при подготовке упорных золотосодержащих руд к цианированию. По результатам работы предложена технология обработки НЭМИ пульпы из упорной золотосодержащей руды, которая позволит получить прирост извлечения золота до 8,4 %, серебра – до 4,16 %, меди – до 27 %, цинка – до 52,56 %. 7. Разработана и представлена пилотная установка по обработке НЭМИ золотосодержащей пульпы, годовое потребление электроэнергии которой составит не более 40 000 кВт·ч (из них генератор потребит всего 438 кВт·ч). Установка может дать чистую прибыль от 5,3 до 7,6 млн руб. в год.