煤泥水处理用絮凝剂聚丙烯酰胺的研究报告——我司聚丙烯酰胺生产厂家
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煤泥水处理用絮凝剂聚丙烯酰胺的研究报告

发布时间:2013-06-28 新闻来源:

  概要:煤泥水是由湿法选煤加工的煤矿选煤厂排放出来的工业尾水,其中含有大量的煤泥和泥砂,大量排入水域,沉积水底,淤塞河道,污染了河水,它已成为重要的煤炭损失源之一,并对环境有较严重的污染。为了提高选煤厂的经济效益和环境效益,在某些处理过程中往往用化学药剂来强化处理效果。而使用絮凝剂是水处理的主要途径之一。本文拟对处理煤泥水常用的絮凝剂的作用机理及其应用情况做一简单介绍。
1.煤泥水的主要特点
  煤泥水的主要特点是:浓度高,粒度细,灰分高,颗粒表面多数带负电荷,同性相斥,使得这些微粒在水中保持分散状态,它们在水中不仅受重力的作用,还受布朗运动影响。此外,煤泥水不但具有悬浮液的特点,往往还具有胶体的某些性质。
2.常用的絮凝剂及絮凝机理
  2.1 有机高分子类絮凝剂
  分类:按化学成分,可分为天然高分子絮凝剂和人工合成高分子絮凝剂;按其所带电荷不同,可分为非离子型、阴离子型和阳离子型絮凝剂;按产品分类,可分为水溶液型、干粉型和乳胶型三类等。
  絮凝机理:在煤泥水中,加入具有较长线性分子结构的高分子化合物,这些高分子化合物在水中溶解发生电离作用,并通过静电键合、氢键合、共价键合等作用与煤泥水的固体颗粒发生吸附作用。由于这些线性化合物分子结构通常很长,在水中充分的伸展,而且链上有很多活性基团,因此通常可以同时粘结多个颗粒,从而引起颗粒的聚集,形成絮团。这个过程就叫做絮凝, 而其中的高分子化合物就叫做絮凝剂。
  应用情况:聚丙烯酰胺PAM是使用最多的高分子类絮凝剂。常用的聚丙烯酰胺有三种类型,即阳离子型、阴离子型和非离子型。阳离子型聚丙烯酰胺是以丙烯酰胺为主与阳离子单体聚合而成,或将聚丙烯酰胺“阳离子化”。煤粒表面呈负电性,阳离子聚丙烯酰胺用作絮凝剂,分子链既可以在煤粒间架桥,又可以中和煤粒表面的负电荷,减少煤粒之间的排斥作用,有利于聚集与絮凝,从而提高脱水速度和降低精煤产品的水分。阴离子絮凝剂在煤粒表面为环式或尾式吸附,易于在煤粒间形成桥,对煤粒表面的双电层有压缩作用,且不易受矿浆pH值的影响。
  2.2无机絮凝剂
  种类:无机絮凝剂很少单独使用,往往作为助絮凝剂与高分子类絮凝剂联合使用。常见的无机凝聚剂有很多种,如石灰、硫酸铝、氯化钠、无水氯化钙、三氯化铁、碱式氯化铝等。
  絮凝机理:国内处理煤泥水采用的絮凝剂主要是铝盐, 铁盐和含Ca2+的无机盐与聚丙烯酰胺(PAM)联合使用。当把含铝、铁、钙离子的无机盐加入到带负电荷的煤泥水胶态中时,溶液中正离子浓度增加。根据DLVO理论,扩散层中反离子浓度增加,在反离子静电斥力作用下,迫使扩散层中正离子挤进吸附层里去,于是ξ负电位被消除,胶体电荷被中和,胶体周围水化膜被减弱。从而,促进煤泥颗粒凝聚。
  应用情况:采用投加FeSO4·7H2O和PAM两种絮凝剂,三点加药方式,即先投加PAM,再投加FeSO4·7H2O ,最后投加PAM,使矿煤泥水从10 g/L降至0. 268 g/L ,实现洗水闭路循环。
  聚氧硫酸根合高铁38是以硫酸亚铁为原料,通过固相化学反应方法研制而成的新型铁系无机高分子净水剂。它溶于水后,生成聚铁阳离子,阳离子带有正电荷,能有效降低煤泥水颗粒表面的ξ电位,同时吸附带负电的泥质颗粒,破坏悬浮液稳定性。它和PAM联合使用,使颗粒凝聚,沉降迅速。处理后水质较清,透光率83 %。
  聚合氯化铝铁絮凝剂PAFC,既具有聚合铝盐碱基度高,对原水适应性强的特点,又具有聚合铁分子量大,絮体沉降快的优点。当煤泥水中加入PAFC絮凝剂后,PAFC中高电荷的铝铁多核络合物充分发挥中和作用,是带负电荷的煤泥胶体相互凝结成更大的胶团。由于PAFC分子量高,该絮凝剂的水解产物对脱稳的煤泥胶团和氢氧化铁微絮体具有良好的粘接架桥和网铺卷扫作用。用该种絮凝剂对沙曲选煤厂煤泥水进行处理40,当投加PAFC29g/m3,PAM3g/m3 时,浓缩机溢流浓度从120g/L降至1g/L ,即具有很明显絮凝效果显著。
3.结论及展望
  絮凝技术已经成为当今煤泥水处理行业中十分重要的技术,而絮凝剂作为该技术的核心起着越来越重要的作用。
  有机高分子絮凝剂的生产和应用虽然已经取得了较大的进步,但其生产使用过程中的不安全性和给环境造成的二次污染仍应引起人们的重视。有资料表明:目前使用较多的聚丙烯酰胺,虽然完全聚合的聚丙烯酰胺没有多大问题,但其聚合单体丙烯酰胺却具有神经毒性,并且还是致癌物,所以聚合过程中单体的残留仍是一个令人担忧的问题。
  无机絮凝剂的使用已有较长的历史了,由于其优良的性价比,在一段时间内,它还会被当作助絮凝剂使用。
  随着人们环保意识的提高,有机高分子絮凝剂将沿着高效、廉价、无毒的方向发展,由于丰富的原料来源,天然高分子改性絮凝剂将有较好的发展前景,现已受到高度重视;而微生物絮凝剂的高效特性也使其成为一个发展热门。另外,从分子量和分子结构上看,有机高分子絮凝剂将沿着超高分子量絮凝剂、交联絮凝剂和胶丸状絮凝剂的方向发展。
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