Poliakrylamid (PAM) jest rozpuszczalnym w wodzie polimerem liniowym i jest najbardziej krytycznym i szeroko stosowanym flokulantem i środkiem osadzającym w oczyszczaniu ścieków z przetwórstwa mineralnego, często uważanym za niezbędną "uniwersalną pomoc".

I. Rola i skuteczność PAM w przetwarzaniu ścieków mineralnych

Wody ściekowe przetwórstwa mineralnego zazwyczaj charakteryzują się: dużą objętością, wysoką zawartością zawieszonych substancji stałych (SS), obecnością jonów metali ciężkich i odczynników pozostałych, złożonym składem i zmiennym pH. PAM wykonuje głównie następujące funkcje w celu osiągnięcia ponownego wykorzystania wody lub zgodności z normami rozładunkowymi:

Flokulacja i sedimentacja:

Mechanizm: Aktywne grupy na łańcuchu cząsteczkowym PAM funkcjonują poprzez neutralizację ładunku i flokulację przelotową. Adsorbują się na drobne zawieszone cząstki i drobne minerały, tworząc duże, gęste płatki ("płatki szpilowe"), drastycznie przyspieszając ich szybkość osadzania.

Efekt: Znacznie poprawia wydajność zagęszczaczy i oczyszczaczy, wytwarzając czysty nadnatant i znacznie zmniejszając zawartość zawieszonych substancji stałych. To jest jego podstawowa funkcja.

Grubienie szlamy:

Mechanizm: W zagęszczaczach PAM sprzyja agregacji drobnych cząstek, uwalniając wodę uwięzioną między nimi, aby utworzyć gęstszy podprzepływ.

Efekt: Zwiększa tempo odzyskiwania i ponownego wykorzystania wody, zmniejsza zużycie wody słodkiej i ułatwia usuwanie odpadów (np. układanie na sucho).

Pomoc filtracyjna:

Mechanizm: Utworzone floki są duże i wytrzymałe, odporne na pękanie. Podczas filtracji tworzą porowate ciasto filtracyjne, zmniejszając zawartość wilgotności ciasta i zwiększając szybkość filtracji.

Efekt: Zwiększa wydajność filtrów (np. pras filtracyjnych, filtrów taśmowych), zmniejszając zużycie energii i czas cyklu.

Usuwanie metali ciężkich i zanieczyszczeń:

Mechanizm: Poprzez adsorpcję i współopadanie, PAM może pomóc usunąć jony metali ciężkich (obecne jako wodorotlenki lub kompleksy) przez uwięzienie ich w strukturze floku.

Ogólna skuteczność: Stosowanie odpowiedniego PAM może zazwyczaj zmniejszyć zawieszone w ściekach substancje stałe z tysięcy mg/l do poniżej 150 mg/l (do wyładunku), a nawet do poniżej 30 mg/l (do ponownego wykorzystania). Wskaźniki wyjaśnienia można poprawić kilkakrotnie do dziesięciokrotnie.

II. Klucz do sukcesu: prawidłowy wybór

Nie ma "uniwersalnego" PAM. Wybór musi być specyficzny dla miejsca i ścieków. Testy laboratoryjne są obowiązkowe.

1. Zrozumienie rodzajów PAM

Klasyfikowany według ładunku jonowego, PAM ma cztery główne typy:

Poliakrylamid katjonowy (CPAM): Najlepiej nadaje się do kolorydów bogatych w organiki i ujemnie naładowanych. Mniej powszechne dla osadzenia pierwotnego w przetwarzaniu minerałów; częstsze stosowane do późniejszego odwodniania osadu.

Anionowy poliakrylamid (APAM): Najczęściej używany typ w przetwarzaniu minerałów. Idealny dla wody neutralnej lub zasadowej do flokulacji dodatnie naładowanych cząstek nieorganicznych (np. tlenków metali, śluzów krzemianowych).

Poliakrylamid niejonowy (NPAM): nadaje się do warunków kwaśnych lub neutralnych, w których ładunek powierzchniowy cząstek jest słaby. Mniej wpływa na pH w środowiskach solnych, ale ma wolniejsze rozpuszczanie.

Poliakrylamid amfoterowy (AMPAM): Stosowany do ścieków o bardzo złożonym, zmiennym pH. Droższe i mniej powszechne w przetwarzaniu minerałów.

2. Procedura wyboru podstawowego

Krok 1: Analiza jakości wody (Fundacja)

Wartość pH: Podstawowy przewodnik dla typu jonowego.

pH < 7 (kwasy): Priorytet niejonowy (NPAM) lub kationowy (CPAM).

pH 7-14 (neutralno-alkaliczne): anionowe (APAM) jest zazwyczaj najlepszym wyborem.

Stężenie zawieszonych substancji stałych (SS) Skład: Mineralogia (żelazo, miedź, fosforan, ruda ołowiu-cynku) dyktuje ładunek powierzchniowy cząstek.

Potencjal Zeta: mierzy ładunek powierzchniowy cząstek. Wysoce ujemny potencjał wymaga CPAM o wysokiej gęstości ładowania do neutralizacji; Pozytywny potencjał wymaga APAM. Jest to jedno z najbardziej naukowych kryteriów selekcji.

Pozostałe czynniki: Kolektory, środki tłumiające itp. mogą zmieniać właściwości powierzchni cząstek, wpływając na wydajność PAM.

Krok 2: Testowanie słoika laboratoryjnego (obowiązkowe)

Jest to niezbędne do przesiewania optymalnego produktu i dawkowania.

Przygotowanie próbek: Zbieranie reprezentatywnych próbek ścieków.

Przygotowanie roztworu: Przygotuj roztwory 0,1% różnych produktów PAM (świeżo przygotowane, użyj w ciągu 24-48 godzin).

Test mieszania:

Dodać zmierzoną dawkę roztworu PAM podczas szybkiego mieszania (200-300 obrotów na minutę) przez 1-2 minuty do początkowego mieszania.

Zmniejszyć do powolnego mieszania (50-60 obrotów na minutę) przez 5-10 minut, aby zaobserwować tworzenie się floku (wielkość, gęstość i szybkość).

Obserwacja osadzania: Przestań mieszać. Obserwuj prędkość osadzania, przejrzystość nadpływu i gęstość osadu.

Ocena: Pomierz zamętność lub SS nadpływu. Porównaj skuteczność różnych rodzajów i dawek. Celem jest znalezienie produktu, który osiągnie pożądaną jasność w najniższej dawki.

Krok 3: Testowanie na skalę pilotażową

Po udanych testach słoików przeprowadzić testy pilotażowe na miejscu w celu symulacji rzeczywistych warunków (przepływ, energia mieszania) w celu potwierdzenia wyników i doskonalenia parametrów operacyjnych.

3. Ogólny przewodnik selekcji (tabela referencyjna)

Rodzaj rudyTypowe cechy ściekówPreferowany typ PAMUwagi

rudy żelazaNeutralno-alkaliczne, ujemnie naładowane cząstkiŚrednio wysoka hydroliza anionowa (APAM)Najczęstsze, szybkie osadzanie, duże floki

Ruda miedzi/ołowiu-cynkuCzęsto kwasy, zawiera siarkę i metale ciężkieNiejonowe (NPAM) lub anionowe niskiej hydrolizy (APAM)Zależy od konkretnego pH i potencjału Zeta

Ruda złota (cyjanowanie)Alkaliczne, zawiera cyjankiAnionowe (APAM)

Skała fosfatowaKwasoweNiejonowe (NPAM)

Pralnia węgla/węglaNeutralny, zawiera grzywny węglowyŚrednio-niska hydroliza anionowa (APAM)Niejonowe czasami używane

Odwodnianie szlamuZagęszczony podprzepływ z klarownikówŚrednio-wysokie katjonowe (CPAM)Używany do pras filtracyjnych/odśrodków

Uwaga: Ta tabela jest tylko wytycznym ogólnym. Testy laboratoryjne są niezbędne.

III. Kluczowe uwagi dotyczące zastosowania

Rozpuszczanie i przygotowanie: PAM musi być w pełni rozpuszczony („starzony”) do aktywacji. Użyj dedykowanych zbiorników mieszających i postępuj zgodnie z zasadą "** powoli posypać do wiru**", aby uniknąć gromadzeń ("oczy ryb"). Agitacja powinna być wystarczająca do mieszania, ale nie tak gwałtowna, aby spowodować degradację łańcuchów polimerowych.

Dawkowanie: więcej nie jest lepsze. Przedawkowanie może spowodować restabilizację koloidów, ponownie zmęczając wodę, zmniejszając wydajność i zwiększając koszty. Optymalna dawka, zazwyczaj między 1-10 ppm (g/ton wody), jest określana przez badanie słoików.

Masa cząsteczkowa: Wyższa masa cząsteczkowa zapewnia silniejsze mostowanie i większe floki, ale rozpuszcza się wolniej i jest bardziej podatna na degradację przez ścieranie. Powszechnie stosowany jest średnio do wysokiej masy cząsteczkowej (12-18 milionów) PAM.

Dostosowanie na miejscu: Jakość wody może się zmieniać. Może być konieczne ciągłe monitorowanie i niewielkie dostosowanie punktu dawkowania i ilości.

Podsumowanie

Skuteczność: PAM jest bardzo skuteczna i jest podstawową technologią efektywnego osadzenia, ponownego wykorzystania wody i zgodności w przetwarzaniu minerałów.

Wybór jest systematycznym, naukowym procesem. "Najpierw sprawdź" to złota zasada.

Analizuj jakość wody (zwłaszcza pH i potencjał Zeta).

Ekran typu jonowego i konkretnych produktów za pośrednictwem testów słoików.

Przeprowadzenie badań pilotażowych w celu sfinalizacji parametrów.

Klucz do sukcesu: Współpraca z dostawcami zdolnymi technicznie, którzy mogą zapewnić szereg próbek i wsparcie techniczne w celu przeprowadzenia tych testów, zapewniając osiągnięcie optymalnych wyników leczenia przy możliwie najniższych kosztach.