Poliacrilamida (PAM) este un polimer liniar solubil în apă și este cel mai critic și cel mai utilizat agent de floculare și sedimentare în tratarea apei reziduale de prelucrare a mineralelor, adesea considerat un "ajutor universal" indispensabil.

I. Rolul și eficacitatea PAM în prelucrarea apei reziduale minerale

Apele reziduale de prelucrare a mineralelor se caracterizează de obicei prin: volum mare, conținut ridicat de solide suspendate (SS), prezența unor ioni de metale grele și a unor reactivi reziduali, compoziție complexă și pH variabil.

Floculare și sedimentare:

Mecanism: Grupurile active de pe lanțul molecular PAM funcționează prin neutralizarea sarcinii și flocularea prin mătură. Ele se adsorb pe particule fine suspendate și fine minerale, formând flocuri mari și dense ("flocuri de pin"), accelerând drastic rata lor de depunere.

Efect: îmbunătățește semnificativ eficiența îngroșatorilor și clarificatorilor, producând supranatant clar și reducând semnificativ conținutul de solide în suspensie. Aceasta este funcția sa de bază.

Îngroşirea noroiului:

Mecanism: În îngroșatoare, PAM promovează agregarea particulelor fine, eliberând apa prinsă între ele pentru a forma un flux mai dens.

Efect: Crește rata de recuperare și reutilizare a apei, reduce consumul de apă dulce și facilitează eliminarea reziduurilor (de exemplu, stivirea uscată).

Ajutor de filtrare:

Mecanism: Flocurile formate sunt mari și robuste, rezistente la rupere. În timpul filtrării, ele creează un tort de filtru poros, reducând conținutul de umiditate al tortului și creștend rata de filtrare.

Efect: îmbunătățește eficiența filtrelor (de exemplu, presele de filtre, filtrele de curea), reducând consumul de energie și timpurile de ciclu.

Eliminarea metalelor grele și a contaminanților:

Mecanism: Prin adsorbție și co-precipitare, PAM poate ajuta la eliminarea ionilor de metale grele (prezenți sub formă de hidroxidi sau complexe) prin blocarea lor în structura flocului.

Eficacitatea generală: Utilizarea PAM adecvată poate reduce, de obicei, substanțele solide suspendate în apele reziduale de la mii de mg/L la sub 150 mg/L (pentru descărcare) și chiar sub 30 mg/L (pentru reutilizare). Rata de clarificare poate fi îmbunătățită de mai multe ori până la zeci de ori.

II. Cheia succesului: alegerea corectă

Nu există PAM „universal”. Selecția trebuie să fie specifică locului și apei reziduale. Testele de laborator sunt obligatorii.

1. Înțelegerea tipurilor PAM

Clasificat după sarcină ionică, PAM are patru tipuri principale:

Poliacrilamidă cationică (CPAM): Cel mai bun pentru coloizi bogați în organice și încărcați negativ. Mai puțin frecvente pentru sedimentarea primară în prelucrarea mineralelor; mai frecvent utilizat pentru dezidratarea ulterioară a nămolurilor.

Poliacrilamida anionică (APAM): tipul cel mai frecvent utilizat în prelucrarea mineralelor. Ideal pentru apa neutră sau alcalină pentru a flocula particule anorganice încărcate pozitiv (de exemplu, oxidi de metal, mucoase silicate).

Poliacrilamidă non-ionică (NPAM): potrivită pentru condiții acide sau neutre în care sarcina de suprafață a particulelor este slabă. Mai puțin afectat de pH în medii saline, dar are dizolvare mai lentă.

Poliacrilamidă amfoterică (AMPAM): Utilizată pentru apele reziduale extrem de complexe, cu pH variabil. Mai scumpe și mai puțin frecvente în prelucrarea mineralelor.

2. Procedura de selecție de bază

Pasul 1: Analiza calității apei (Fundația)

Valoarea pH: Ghidul principal pentru tipul ionic.

pH < 7 (Acid): prioritizează non-ionic (NPAM) sau cationic (CPAM).

pH 7-14 (neutru-alcalin): anionic (APAM) este, de obicei, cea mai bună alegere.

Concentrația și concentrația substanțelor solide suspendate (SS) Compoziția: Mineralogia (fier, cupru, fosfat, minereu plumb-zinc) dictează sarcina suprafeței particulelor.

Potențialul Zeta: Măsoară sarcina de suprafață a particulelor. Un potențial extrem de negativ necesită o CPAM cu densitate ridicată de sarcină pentru neutralizare; un potențial pozitiv necesită APAM. Acesta este unul dintre cele mai științifice criterii de selecție.

Reagentii reziduali: colectorii, depresantii, etc., pot modifica proprietățile suprafeței particulelor, afectând performanța PAM.

Pasul 2: Testarea borcanului de laborator (obligatorie)

Acest lucru este esențial pentru screening-ul produsului și dozei optime.

Pregătirea eșantioanelor: Colectați eșantioane reprezentative de ape reziduale.

Pregătirea soluţiei: Pregătiţi soluţii 0,1% din diferite produse PAM (proaspăt preparate, utilizaţi în termen de 24-48 de ore).

Testul de amestecare:

Se adaugă o doză măsurată de soluţie PAM sub amestecare rapidă (200-300 rpm) timp de 1-2 minute pentru amestecarea iniţială.

Reduceți la amestecare lentă (50-60 rpm) timp de 5-10 minute pentru a observa formarea flocului (dimensiune, densitate și viteză).

Observarea sedimentului: Opriți amestecarea. Observați viteza de sedimentare, claritatea supranatantului și compactitatea sedimentului.

Evaluare: Măsurarea turbidității sau SS a supranatantului. Comparați eficacitatea diferitelor tipuri și doze. Scopul este de a găsi produsul care atinge claritatea dorită la cea mai mică doză.

Pasul 3: Testarea la scară pilot

După testele cu succes ale borcanelor, se efectuează încercări pilot la fața locului pentru a simula condiții reale (debit, energie de amestecare) pentru a confirma rezultatele și a regla parametrii operaționali.

3. Ghidul general de selecție (tabelul de referință)

Tipul de minereuCaracteristici tipice ale apei rezidualeTipul PAM preferatNotă

minereu de fierParticule neutre-alcaline, încărcate negativHidroliza anionică medie-înaltă (APAM)Cele mai frecvente, instalare rapidă, grupuri mari

Mineru de cupru/plumb-zincAdesea acidă, conţine sulf & metale greleNon-ionic (NPAM) sau anionic cu hidroliză scăzută (APAM)Depinde de pH-ul specific și de potențialul Zeta

Mineral de aur (cianare)Alcalin, conține cianuriAnionică (APAM)

Fosfatul RockAcidNon-ionic (NPAM)

Spălătorie de cărbune/cărbuneNeutru, conține ameni de cărbuneHidroliza anionică medie-scăzută (APAM)Non-ionic uneori utilizat

Dehidratarea nămoluluiSubflux îngrosit din clarificatoareCationic mediu-înalt (CPAM)Utilizat pentru prese de filtru / centrifuge

Notă: Acest tabel este doar o orientare generală. Testele de laborator sunt esențiale.

III. Considerații cheie de aplicare

Dizolvație și preparare: PAM trebuie să fie complet dizolvat („îmbătrânit”) pentru a se activa. Utilizați rezervoare de amestecare dedicate și urmați regula "** presărați încet în vortex**" pentru a evita aglomerările ("ochii peștilor"). Agitația ar trebui să fie suficientă pentru amestecare, dar nu atât de violentă încât să provoace degradarea lanțurilor polimerice prin tăietare.

Doza: Mai mult nu este mai bine. Suprdozajul poate provoca restabilizarea coloidilor, făcând apa din nou nebuloasă, reducând eficiența și creșterea costurilor. Doza optimă, de obicei între 1-10 ppm (g/tonă de apă), este determinată prin testarea borcanului.

Greutatea moleculară: Greutatea moleculară mai mare oferă o legătură mai puternică și flocuri mai mari, dar se dizolvă mai încet și este mai susceptibilă la degradarea de tăietare. Greutatea moleculară medie până la ridicată (12-18 milioane) PAM este utilizată în mod obișnuit.

Ajustare la fața locului: Calitatea apei poate fluctua. Este posibil să fie necesară monitorizarea continuă şi ajustarea ușoară a punctului de dozare şi a cantităţii.

Rezumat

Eficacitate: PAM este extrem de eficient și este tehnologia de bază pentru sedimentarea eficientă, reutilizarea apei și conformitatea în prelucrarea mineralelor.

Selecția este un proces sistematic și științific. "Testa mai întâi" este regula de aur.

Analiza calității apei (în special pH și potențialul Zeta).

Testarea tipului ionic și a produselor specifice prin testarea borcanelor.

Efectuați teste pilot pentru a finaliza parametrii.

Cheia succesului: Colaborați cu furnizori capabili tehnic care pot furniza o gamă largă de eșantioane și suport tehnic pentru a efectua aceste teste, asigurându-vă că obțineți rezultate optime de tratament la cel mai mic cost posibil.