La poliacrilamida (PAM) es un polímero lineal soluble en agua y es el floculante y agente sedimentante más crítico y ampliamente utilizado en el tratamiento de aguas residuales de procesamiento de minerales, a menudo considerado como una "ayuda universal" indispensable.

I. Papel y eficacia de la PAM en las aguas residuales de procesamiento de minerales

Las aguas residuales de procesamiento de minerales se caracterizan típicamente por: gran volumen, alto contenido de sólidos en suspensión (SS), presencia de iones de metales pesados y reactivos residuales, composición compleja y pH variable.

Floculación y sedimentación:

Mecanismo: Los grupos activos en la cadena molecular PAM funcionan a través de la neutralización de carga y la floculación de barrido de puente. Se adsorben sobre partículas finas en suspensión y finos minerales, formando flocos grandes y densos ("copos de pino"), acelerando drásticamente su velocidad de sedimentación.

Efecto: Mejora significativamente la eficiencia de los espesantes y clarificadores, produciendo sobrenadante transparente y reduciendo marcadamente el contenido de sólidos en suspensión. Esta es su función central.

Espesamiento de lodo:

Mecanismo: En los espesantes, el PAM promueve la agregación de partículas finas, liberando agua atrapada entre ellas para formar un flujo inferior más denso.

Efecto: Aumenta la tasa de recuperación y reutilización del agua, reduce el consumo de agua dulce y facilita la eliminación de residuos (por ejemplo, apilamiento en seco).

Ayuda de filtración:

Mecanismo: Los flocos formados son grandes y robustos, resistentes a la rotura. Durante la filtración, crean una torta de filtro porosa, reduciendo el contenido de humedad de la torta y aumentando la velocidad de filtración.

Efecto: Mejora la eficiencia de los filtros (por ejemplo, prensas de filtro, filtros de cinta), reduciendo el consumo de energía y los tiempos de ciclo.

Eliminación de metales pesados y contaminantes:

Mecanismo: A través de la adsorción y la co-precipitación, el PAM puede ayudar a eliminar los iones de metales pesados (presentes como hidróxidos o complejos) atrapándolos dentro de la estructura del floco.

Eficacia general: El uso del PAM apropiado puede reducir típicamente los sólidos suspendidos en aguas residuales de miles de mg/L a menos de 150 mg/L (para descarga) e incluso a menos de 30 mg/L (para reutilización). Las tasas de aclaración se pueden mejorar de varias veces a decenas de veces.

II. La clave del éxito: la selección correcta

No hay PAM "universal". La selección debe ser específica para el sitio y las aguas residuales. Las pruebas de laboratorio son obligatorias.

1. Comprender los tipos de PAM

Clasificado por carga iónica, el PAM tiene cuatro tipos principales:

Poliacrilamida catiónica (CPAM): Mejor para coloides ricos en orgánicos y cargados negativamente. Menos común para la sedimentación primaria en el procesamiento de minerales; más frecuentemente utilizado para la posterior deshidratación de lodos.

Poliacrilamida aniónica (APAM): El tipo más utilizado en el procesamiento de minerales. Ideal para que el agua neutra o alcalina flocule partículas inorgánicas cargadas positivamente (por ejemplo, óxidos metálicos, limos de silicato).

Poliacrilamida no iónica (NPAM): Adecuada para condiciones ácidas o neutras donde la carga superficial de las partículas es débil. Menos afectado por el pH en entornos salinos, pero tiene una disolución más lenta.

Poliacrilamida anfótera (AMPAM): Se utiliza para aguas residuales de pH variable y altamente complejo. Más caro y menos común en el procesamiento de minerales.

2. Procedimiento de selección básica

Paso 1: Análisis de la calidad del agua (La Fundación)

Valor de pH: La guía primaria para el tipo iónico.

pH < 7 (ácido): priorizar no iónico (NPAM) o catiónico (CPAM).

pH 7-14 (Neutral-Alcalino): Aniónico (APAM) es generalmente la mejor opción.

Concentración de sólidos en suspensión (SS) Composición: La mineralogía (hierro, cobre, fosfato, mineral plomo-zinc) dicta la carga superficial de las partículas.

Potencial Zeta: mide la carga superficial de las partículas. Un potencial altamente negativo requiere una CPAM de alta densidad de carga para la neutralización; un potencial positivo requiere APAM. Es uno de los criterios de selección más científicos.

Reagentes residuales: Los colectores, depresores, etc., pueden alterar las propiedades de la superficie de las partículas, afectando el rendimiento de la PAM.

Paso 2: Prueba de frasco de laboratorio (OBLIGATORIO)

Esto es esencial para seleccionar el producto óptimo y la dosis.

Preparación de la muestra: Recoger muestras representativas de aguas residuales.

Preparación de la solución: Preparar soluciones al 0,1% de diferentes productos PAM (recién preparados, usar dentro de 24-48 horas).

Prueba de agitación:

Añadir una dosis medida de solución de PAM bajo agitación rápida (200-300 rpm) durante 1-2 minutos para la mezcla inicial.

Reducir a agitación lenta (50-60 rpm) durante 5-10 minutos para observar la formación del floco (tamaño, densidad y velocidad).

Observación de sedimentación: Deja de agitar. Observe la velocidad de sedimentación, la claridad del sobrenadante y la compactez del sedimento.

Evaluación: Medir la turbidez o SS del sobrenadante. Compara la eficacia de diferentes tipos y dosis. El objetivo es encontrar el producto que logre la claridad deseada a la dosis más baja.

Paso 3: Prueba a escala piloto

Después de las pruebas de frasco exitosas, realice ensayos piloto en el sitio para simular condiciones reales (caudales, energía de mezcla) para confirmar los resultados y afinar los parámetros operacionales.

3. Guía general de selección (cuadro de referencia)

Tipo de mineralCaracterísticas típicas de las aguas residualesTipo PAM preferidoNotas

mineral de hierroNeutral-alcalino, partículas cargadas negativamenteHidrólisis Aniónica Medio-Alta (APAM)Los más comunes, sedimentación rápida, grandes flocos

Minero de cobre/plomo-zincA menudo ácido, contiene azufre y metales pesadosNo iónico (NPAM) o aniónico de baja hidrólisis (APAM)Depende del pH específico y del potencial Zeta

Mineral de oro (cianación)Alcalino, contiene cianurosAniónico (APAM)

Roca de fosfatoÁcidoNo iónico (NPAM)

Lavadora de carbón/carbónNeutro, contiene fines de carbónHidrólisis aniónica media-baja (APAM)No iónico a veces utilizado

Desagua de lodosSubflujo espesado de clarificadoresCatiónico Medio-Alto (CPAM)Se utiliza para prensas de filtro/centrífugas

Nota: Esta tabla es solo una guía general. Las pruebas de laboratorio son esenciales.

III. Consideraciones clave de aplicación

Disolución y preparación: el PAM debe estar completamente disuelto ("envejecido") para activarse. Utilice tanques de mezcla dedicados y siga la regla "** rociar lentamente en el vórtice**" para evitar los agrupamientos ("ojos de pescado"). La agitación debe ser suficiente para mezclar pero no tan violenta como para causar la degradación por cizallamiento de las cadenas de polímero.

Dosis: Más no es mejor. La sobredosis puede causar la restabilización de los coloides, haciendo que el agua vuelva a ser turbia, reduciendo la eficiencia y aumentando los costos. La dosificación óptima, típicamente entre 1-10 ppm (g/tonelada de agua), se determina mediante ensayos de frasco.

Peso molecular: El peso molecular más alto proporciona un puente más fuerte y flocos más grandes, pero se disuelve más lentamente y es más susceptible a la degradación por cizallamiento. Se usa comúnmente PAM de peso molecular medio a alto (12-18 millones).

Ajuste en el sitio: La calidad del agua puede fluctuar. Puede ser necesario un seguimiento continuo y ligeros ajustes al punto de dosificación y la cantidad.

Resumen

Eficacia: La PAM es altamente eficaz y es la tecnología principal para la sedimentación eficiente, la reutilización del agua y el cumplimiento en el procesamiento de minerales.

Selección: Es un proceso sistemático y científico. "Prueba primero" es la regla de oro.

Analizar la calidad del agua (especialmente el pH y el potencial Zeta).

El tipo iónico de la pantalla y los productos específicos a través de la prueba del frasco.

Realizar ensayos piloto para finalizar los parámetros.

Clave para el éxito: Colabore con proveedores técnicamente capaces que pueden proporcionar una gama de muestras y soporte técnico para llevar a cabo estas pruebas, asegurándose de obtener resultados óptimos de tratamiento al menor costo posible.