Le polyacrylamide (PAM) est un polymère linéaire soluble dans l'eau et est le flocculant et l'agent de décantation le plus critique et le plus largement utilisé dans le traitement des eaux usées de traitement des minéraux, souvent considéré comme une "aide universelle" indispensable.

I. Rôle et efficacité de la MAP dans le traitement des eaux usées minérales

Les eaux usées de traitement des minéraux se caractérisent généralement par un grand volume, une teneur élevée en solides en suspension (SS), la présence d'ions de métaux lourds et de réactifs résiduels, une composition complexe et un pH variable.

Flocculation et sédimentation :

Mécanisme: Les groupes actifs sur la chaîne moléculaire PAM fonctionnent par la neutralisation de charge et la flocculation de balayage de pontage. Ils s'adsorbent sur des particules fines en suspension et des fines minérales, formant de grands flocs denses (« flocs d'épingles »), accélérant drastiquement leur taux de dépôt.

Effet: Améliore considérablement l'efficacité des épaississants et clarificateurs, produisant du surnageant clair et réduisant considérablement la teneur en solides en suspension. C'est sa fonction fondamentale.

Épaysissement de boue:

Mécanisme: Dans les épaississants, le PAM favorise l'agrégation de particules fines, libérant de l'eau piégée entre elles pour former un sous-flux plus dense.

Effet : augmente le taux de récupération et de réutilisation de l’eau, réduit la consommation d’eau douce et facilite l’élimination des résidus (p. ex. empilage à sec).

Aide à la filtration:

Mécanisme: Les flocs formés sont grands et robustes, résistants à la cassure. Lors de la filtration, ils créent un gâteau de filtre poreux, réduisant la teneur en humidité du gâteau et augmentant le taux de filtration.

Effet: Améliore l'efficacité des filtres (par exemple, presses à filtre, filtres à bande), réduisant la consommation d'énergie et les temps de cycle.

Élimination des métaux lourds et des contaminants :

Mécanisme: Grâce à l'adsorption et à la co-précipitation, le PAM peut aider à éliminer les ions métalliques lourds (présents sous forme d'hydroxydes ou de complexes) en les piégeant dans la structure du floc.

Efficacité globale: L'utilisation du PAM approprié peut généralement réduire les solides en suspension des eaux usées de milliers de mg/L à moins de 150 mg/L (pour les rejets) et même à moins de 30 mg/L (pour la réutilisation). Les taux de clarification peuvent être améliorés de plusieurs fois à des dizaines de fois.

II. La clé du succès : la bonne sélection

Il n'y a pas de PAM "universel". La sélection doit être spécifique au site et aux eaux usées. Les tests en laboratoire sont obligatoires.

1. Comprendre les types de PAM

Classé par charge ionique, le PAM a quatre types principaux :

Polyacrylamide cationique (CPAM) : idéal pour les colloïdes riches en organique et chargés négativement. Moins commun pour la sédimentation primaire dans le traitement des minéraux; plus fréquemment utilisé pour la déshydratation ultérieure des boues.

Polyacrylamide anionique (APAM): Le type le plus couramment utilisé dans le traitement des minéraux. Idéal pour l'eau neutre ou alcaline pour floculer des particules inorganiques chargées positivement (p. ex. oxydes métalliques, slimes de silicate).

Polyacrylamide non ionique (NPAM): Convient pour des conditions acides ou neutres où la charge de surface des particules est faible. Moins affecté par le pH dans des environnements salins, mais a une dissolution plus lente.

Polyacrylamide amphotère (AMPAM) : utilisée pour les eaux usées à pH variable et très complexe. Plus cher et moins courant dans le traitement des minéraux.

2. Procédure de sélection de base

Étape 1: Analyse de la qualité de l'eau (La Fondation)

Valeur de pH: Le guide principal pour le type ionique.

pH < 7 (acide) : prioriser non-ionique (NPAM) ou cationique (CPAM).

pH 7-14 (neutre-alcaline): Anionique (APAM) est généralement le meilleur choix.

Concentration de solides en suspension (SS) Composition: La minéralogie (fer, cuivre, phosphate, minerai plomb-zinc) dicte la charge de surface des particules.

Potentiel zéta : mesure la charge de surface des particules. Un potentiel très négatif nécessite une CPAM à haute densité de charge pour la neutralisation; un potentiel positif nécessite APAM. C’est l’un des critères de sélection les plus scientifiques.

Réactifs résiduels: Collecteurs, dépresseurs, etc., peuvent altérer les propriétés de surface des particules, affectant les performances PAM.

Étape 2: Test en pot de laboratoire (OBLIGAtoire)

Ceci est essentiel pour le dépistage du produit optimal et du dosage.

Préparation de l'échantillon: prélever des échantillons représentatifs d'eaux usées.

Préparation de la solution: Préparer des solutions à 0,1% de différents produits PAM (fraîchement préparés, utiliser dans les 24-48 heures).

Test d'agitation:

Ajouter une dose mesurée de solution de PAM sous agitation rapide (200-300 tr/min) pendant 1-2 minutes pour le mélange initial.

Réduire à une agitation lente (50-60 tr/min) pendant 5-10 minutes pour observer la formation de floc (taille, densité et vitesse).

Observation du dépôt: Arrêtez d'agiter. Observez la vitesse de dépôt, la clarté du surnageant et la compacteur du sédiment.

Évaluation: Mesurer la turbidité ou SS du surnageant. Comparez l'efficacité de différents types et dosages. L'objectif est de trouver le produit qui atteint la clarté souhaitée au dosage le plus bas.

Étape 3: Test à échelle pilote

Après des essais de pot réussis, effectuer des essais pilotes sur place pour simuler des conditions réelles (débits, énergie de mélange) afin de confirmer les résultats et d’affiner les paramètres opérationnels.

3. Guide général de sélection (tableau de référence)

Type de mineraiCaractéristiques typiques des eaux uséesType de PAM préféréNotes

minérage de ferParticules neutres-alcalines, chargées négativementHydrolyse anionique moyenne-élevée (APAM)Les plus courants, dépôt rapide, gros flocs

Mineral de cuivre/plomb-zincSouvent acide, contient du soufre et métaux lourdsNon-ionique (NPAM) ou anionique à faible hydrolyse (APAM)En fonction du pH spécifique et du potentiel zéta

Mineral d'or (Cyanuration)Alcaline, contient des cyanuresAnionique (APAM)

roche phosphateacideNon ionique (NPAM)

Lavatrice au charbonNeutre, contient des fines de charbonHydrolyse anionique moyenne-faible (APAM)Non-ionique parfois utilisé

Déhydratation des bouesSous-flux épaissi des clarificateursCationique moyen-élevé (CPAM)Utilisé pour les presses à filtre/centrifugeuses

Remarque: Ce tableau est une ligne directrice générale seulement. Les tests en laboratoire sont essentiels.

III. Principales considérations d ' application

Dissolution et préparation : le PAM doit être entièrement dissous (« âgé ») pour s’activer. Utilisez des réservoirs de mélange dédiés et suivez la règle «** arroser lentement dans le vortex** » pour éviter les grappes (« yeux de poisson »). L'agitation doit être suffisante pour le mélange mais pas si violente pour provoquer une dégradation par cisaillement des chaînes polymères.

Dosage : plus n’est pas mieux. Un surdosage peut provoquer la restabilisation des colloïdes, rendant l'eau à nouveau trouble, réduisant l'efficacité et augmentant les coûts. Le dosage optimal, généralement compris entre 1 et 10 ppm (g/tonne d'eau), est déterminé par l'essai en pot.

Poids moléculaire: un poids moléculaire plus élevé fournit un pontage plus fort et des flocs plus grands, mais se dissout plus lentement et est plus susceptible à la dégradation par cisaillement. Le PAM de poids moléculaire moyen à élevé (12 à 18 millions) est couramment utilisé.

Ajustement sur place: La qualité de l'eau peut fluctuer. Un suivi continu et de légers ajustements du point de dosage et de la quantité peuvent être nécessaires.

Résumé

Efficacité : le PAM est hautement efficace et constitue la technologie de base pour la sédimentation efficace, la réutilisation de l’eau et la conformité dans le traitement des minéraux.

La sélection est un processus systématique et scientifique. "Test d'abord" est la règle d'or.

Analyser la qualité de l'eau (en particulier le pH et le potentiel zéta).

Écran le type ionique et les produits spécifiques par le biais d'essais en pot.

Mettre en œuvre des essais pilotes pour finaliser les paramètres.

La clé du succès : collaborez avec des fournisseurs techniquement compétents qui peuvent fournir une gamme d'échantillons et un support technique pour effectuer ces tests, vous assurant d'obtenir des résultats de traitement optimaux au moindre coût possible.