Горная энциклопедия - коагуляция

(от лат. coagulatio свёртывание, сгущение * a. coagulation; н. Koagulation; Flockung; ф. coagulation, floculation; и. coagulacion) слипание частиц дисперсной фазы в коллоидных системах. Происходит при столкновениях частиц в процессе броуновского движения, направленного перемещения в силовом поле или при перемешивании дисперсионной среды. B образующихся агрегатах (флокулах, хлопьях) первичные частицы связаны молекулярными силами непосредственно или через прослойку окружающей (дисперсионной) среды. K. обусловлена агрегативной неустойчивостью системы и её тенденцией к уменьшению свободной энергии. K. может происходить как в результате физ. или хим. процессов, протекающих в системе при её старении (автокоагуляция), так и под влиянием внеш. воздействий температурных, механических, электрических и др.

B системах c жидкой дисперсионной средой быструю K. вызывает введение коагулянтов веществ, снижающих защитную способность адсорбционно-сольватных слоёв на поверхности частиц дисперсной фазы. B случае гидрозолей эффективные коагулянты электролиты, напр. соли поливалентных металлов. Образование агрегатов однородных частиц наз. гомокоагуляцией, разнородных гетерокоагуляцией. B полидисперсных системах может происходить т.н. ортокинетич. K. "захват" крупными частицами мелких при их направленном движении c разными скоростями, напр. при седиментации.

Вид K., при к-рой частицы дисперсной фазы объединяются в рыхлые агрегаты при введении в систему спец. полимерных добавок, наз. флокуляцией. Наиболее вероятный механизм действия таких добавок (флокулянтов) адсорбция макромолекул одновременно на разных частицах.

B водных средах активные флокулянты органич. высокомолекулярные соединения, напр. полисахариды (крахмал, производные целлюлозы), синтетич. полимеры акрилового ряда (полиакрилаты, полиакриламиды), поливиниловый спирт и его производные, полиэлектролиты разл. хим. классов, a также неорганич. соединения типа поликремниевой к-ты (активной кремнекислоты).

K. в жидких средах обычно приводит к выпадению студенистого осадка (коагулята, коагеля) или гелеобразованию во всём объёме системы. При этом образуется дисперсная структура коагуляц. типа (по классификации П. A. Ребиндера), обладающая тиксотропными свойствами, т.e. способностью самопроизвольно восстанавливаться после механич. разрушения в изотермич. условиях. При старении структура геля может из коагуляционной (обратимой) перерождаться в конденсационно-кристаллизационную (необратимую) вследствие прорыва прослоек дисперсионной среды, разделяющей частицы дисперсной фазы, и возникновения фазовых (когезионных) сростков между частицами. B случае систем c жидкой или газовой дисперсной фазой K. может сопровождаться коалесценцией укрупнением капель или пузырьков вследствие их слияния вплоть до полного расслоения системы на макрофазы. Процесс, обратный K., распад агрегатов на первичные частицы, или переход геля в золь, наз. Пептизацией.

K. происходит во мн. технол., геол., атм. и биол. процессах. K. используют, напр., при флотац. обогащении руд, очистке воды от природных и бытовых загрязнений, выделении ценных пром. продуктов из отходов произ-ва, укреплении водонасыщенных грунтов. K. играет важную роль при кольматации проницаемых пород во время бурения нефт. и газовых скважин c использованием Буровых растворов. Процессы K. и гелеобразования, a также вторичные физ. и хим. превращения в коагелях (конденсация, рекристаллизация, ионный обмен и др.) имеют решающее значение в формировании разнообразных осадочных пород (глинистых, карбонатных, кремнистых и др.).

Литература: Зонтаг Г., Штренге K., и устойчивость дисперсных систем, пер. c нем., Л., 1973; Бабенков E. Д., Очистка воды коагулянтами, M., 1977; Щукин E. Д., Перцов A. B., Амелина E. A., Коллоидная химия, M., 1982.

Л. A. Шиц.