Polyacrylamide (PAM) là một polymer tuyến tính hòa tan trong nước và là chất kết hợp và định cư quan trọng nhất và được sử dụng rộng rãi trong xử lý nước thải xử lý khoáng sản, thường được coi là một "trợ giúp phổ quát" không thể thiếu. Việc lựa chọn chính xác là điều tối quan trọng, vì nó trực tiếp xác định hiệu quả xử lý, chi phí vận hành và hiệu suất của các quy trình hạ lưu.

I. Vai trò và hiệu quả của PAM trong nước thải xử lý khoáng sản

Nước thải xử lý khoáng sản thường được đặc trưng bởi: khối lượng lớn, hàm lượng chất rắn treo (SS) cao, sự hiện diện của các ion kim loại nặng và thuốc thử dư, thành phần phức tạp và pH biến đổi. PAM chủ yếu thực hiện các chức năng sau để đạt được các tiêu chuẩn tái sử dụng nước hoặc tuân thủ:

Tụ thể và trầm tích:

Cơ chế: Các nhóm hoạt động trên chức năng chuỗi phân tử PAM thông qua trung lập điện tích và kết nối kết hợp quét. Chúng hấp thụ vào các hạt treo mịn và khoáng chất mịn, hình thành các hạt lớn, dày đặc ("pin flakes"), đẩy nhanh đáng kể tốc độ định cư của chúng.

Hiệu ứng: Cải thiện đáng kể hiệu quả của chất làm dày và làm rõ, sản xuất chất vượt trội rõ ràng và giảm đáng kể hàm lượng chất rắn treo. Đây là chức năng cốt lõi của nó.

Bùn làm dày:

Cơ chế: Trong chất làm dày, PAM thúc đẩy sự tập hợp của các hạt mịn, giải phóng nước bị mắc kẹt giữa chúng để hình thành một dòng chảy dày đặc hơn.

Hiệu ứng: Tăng tốc độ phục hồi và tái sử dụng nước, giảm tiêu thụ nước ngọt và tạo điều kiện cho việc xử lý chất thải (ví dụ: xếp chồng khô).

Trợ giúp lọc:

Cơ chế: Các đống được hình thành là lớn và mạnh mẽ, chống phá vỡ. Trong quá trình lọc, chúng tạo ra một bánh lọc xốp, giảm hàm lượng độ ẩm bánh và tăng tỷ lệ lọc.

Hiệu ứng: Nâng cao hiệu quả của bộ lọc (ví dụ: máy ép lọc, bộ lọc vành đai), giảm tiêu thụ năng lượng và thời gian chu kỳ.

Loại bỏ kim loại nặng và chất ô nhiễm:

Cơ chế: Thông qua hấp thụ và đồng trầm, PAM có thể giúp loại bỏ các ion kim loại nặng (có mặt dưới dạng hydroxit hoặc phức hợp) bằng cách mắc kẹt chúng trong cấu trúc floc.

Hiệu quả tổng thể: Sử dụng PAM thích hợp thường có thể giảm chất rắn bị treo nước thải từ hàng ngàn mg / L xuống dưới 150 mg / L (để xả ra), và thậm chí xuống dưới 30 mg / L (để tái sử dụng). Tỷ lệ làm rõ có thể được cải thiện gấp nhiều lần đến hàng chục lần.

II. Chìa khóa thành công: Lựa chọn đúng

Không có PAM "phổ quát". Lựa chọn phải là địa điểm cụ thể và nước thải cụ thể. Thử nghiệm phòng thí nghiệm là bắt buộc.

1. Hiểu các loại PAM

Được phân loại theo điện tích ion, PAM có bốn loại chính:

Cationic Polyacrylamide (CPAM): Tốt nhất cho các colloid hữu cơ giàu điện tiêu cực. Ít phổ biến cho trầm tích chính trong chế biến khoáng sản; được sử dụng thường xuyên hơn để khử nước bùn sau đó.

Anionic Polyacrylamide (APAM): Loại được sử dụng phổ biến nhất trong chế biến khoáng sản. Lý tưởng cho nước trung lập hoặc kiềm để tụ các hạt vô cơ có điện tích tích cực (ví dụ: oxyt kim loại, chất nhầy silicat).

Polyacrylamide không ion (NPAM): Thích hợp cho điều kiện axit hoặc trung lập nơi sạc bề mặt hạt yếu. Ít bị ảnh hưởng bởi pH trong môi trường muối nhưng có sự hòa tan chậm hơn.

Amphoteric Polyacrylamide (AMPAM): Được sử dụng cho nước thải phức tạp cao, pH biến đổi. Đắt hơn và ít phổ biến hơn trong chế biến khoáng sản.

2. Quy trình lựa chọn cốt lõi

Bước 1: Phân tích chất lượng nước (The Foundation)

Giá trị pH: Hướng dẫn chính cho loại ion.

pH < 7 (axit): ưu tiên không ion (NPAM) hoặc cationic (CPAM).

pH 7-14 (kiềm trung lập): Anion (APAM) thường là lựa chọn tốt nhất.

Nồng độ chất rắn treo (SS) Thành phần: Khoáng học (sắt, đồng, phốt phat, quặng chì-kẽm) quyết định sạc bề mặt hạt.

Tiềm năng Zeta: Đo tải bề mặt của các hạt. Tiềm năng tiêu cực cao đòi hỏi một CPAM mật độ sạc cao để trung lập; tiềm năng tích cực đòi hỏi APAM. Đây là một trong những tiêu chuẩn lựa chọn khoa học nhất.

Thuốc phản ứng còn lại: Bộ thu thập, thuốc giảm, v.v., có thể thay đổi tính chất bề mặt hạt, ảnh hưởng đến hiệu suất PAM.

Bước 2: Kiểm tra lọ phòng thí nghiệm (bắt buộc)

Điều này là cần thiết để sàng lọc sản phẩm và liều lượng tối ưu.

Chuẩn bị mẫu: Thu thập các mẫu nước thải đại diện.

Chuẩn bị giải pháp: Chuẩn bị 0,1% giải pháp của các sản phẩm PAM khác nhau (được chuẩn bị mới, sử dụng trong vòng 24-48 giờ).

Kiểm tra khuấy:

Thêm một liều đo dung dịch PAM dưới khuấy nhanh (200-300 rpm) trong 1-2 phút để trộn ban đầu.

Giảm đến khuấy chậm (50-60 vòng/phút) trong 5-10 phút để quan sát sự hình thành của đống (kích thước, mật độ và tốc độ).

Quan sát định cư: Dừng khuấy. Quan sát tốc độ định cư, độ rõ ràng của chất vượt trội và độ nhỏ gọn của trầm tích.

Đánh giá: Đo độ mờ hoặc SS của chất vượt trội. So sánh hiệu quả của các loại và liều lượng khác nhau. Mục tiêu là tìm ra sản phẩm đạt được độ rõ ràng mong muốn ở liều lượng thấp nhất.

Bước 3: Kiểm tra quy mô thí điểm

Sau khi thử nghiệm bình thành công, tiến hành thử nghiệm thí điểm tại chỗ để mô phỏng điều kiện thực tế (tỷ lệ dòng chảy, năng lượng trộn) để xác nhận kết quả và điều chỉnh tinh tế các thông số hoạt động.

3. Hướng dẫn lựa chọn chung (Bảng tham khảo)

Loại quặngĐặc điểm nước thải điển hìnhLoại PAM ưa thíchGhi chú

quặng sắtNeutral-alkaline, hạt điện âmAnion thủy phân cao trung bình (APAM)Phổ biến nhất, định cư nhanh chóng, đống lớn

Đồng / chì-kẽm quặngThường có axit, chứa lưu huỳnh & kim loại nặngNon-Ionic (NPAM) hoặc Anion thủy phân thấp (APAM)Tùy thuộc vào pH cụ thể và tiềm năng Zeta

Quặng vàng (Cyanidation)Kiềm, chứa cyanideAnion (APAM)

Phosphate đáaxitKhông Ion (NPAM)

Máy giặt than / thanTrung lập, chứa phạt thanAnion thủy phân trung bình-thấp (APAM)Non-Ionic đôi khi được sử dụng

Bùn khử nướcDày underflow từ clarifiersCationic cao trung bình (CPAM)Được sử dụng cho máy ép lọc / máy ly tâm

Lưu ý: Bảng này chỉ là một hướng dẫn chung. Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm là cần thiết.

III. Các cân nhắc ứng dụng chính

Hòa tan và chuẩn bị: PAM phải được hòa tan hoàn toàn ("già") để kích hoạt. Sử dụng bể trộn chuyên dụng và tuân theo quy tắc "** rắc chậm rãi vào xoáy xoáy**" để tránh cụm ("mắt cá"). Sự kích động nên đủ để trộn nhưng không quá bạo lực để gây ra sự suy thoái cắt của chuỗi polymer.

Liều lượng: nhiều hơn không tốt hơn. Lượng quá liều có thể gây ra sự ổn định lại của các colloid, làm cho nước trở nên mưa một lần nữa, làm giảm hiệu quả và tăng chi phí. Liều lượng tối ưu, thường là từ 1-10 ppm (g / tấn nước), được xác định bằng thử nghiệm bình.

Trọng lượng phân tử: Trọng lượng phân tử cao hơn cung cấp cầu nối mạnh mẽ hơn và các nhóm lớn hơn nhưng hòa tan chậm hơn và dễ bị thoái hóa cắt hơn. Trọng lượng phân tử trung bình đến cao (12-18 triệu) PAM thường được sử dụng.

Điều chỉnh tại chỗ: Chất lượng nước có thể dao động. Theo dõi liên tục và điều chỉnh nhẹ đến điểm liều lượng và lượng có thể là cần thiết.

Tóm tắt

Hiệu quả: PAM có hiệu quả cao và là công nghệ cốt lõi cho trầm tích hiệu quả, tái sử dụng nước và tuân thủ trong chế biến khoáng sản.

Sự lựa chọn: Là một quá trình có hệ thống, khoa học. “Kiểm tra trước” là quy tắc vàng.

Phân tích chất lượng nước (đặc biệt là pH và tiềm năng Zeta).

Loại ion màn hình và các sản phẩm cụ thể thông qua thử nghiệm bình.

Thực hiện thử nghiệm thí điểm để hoàn thành các thông số.

Chìa khóa thành công: Hợp tác với các nhà cung cấp có khả năng kỹ thuật có thể cung cấp một loạt các mẫu và hỗ trợ kỹ thuật để tiến hành các thử nghiệm này, đảm bảo bạn đạt được kết quả điều trị tối ưu với chi phí thấp nhất có thể.