[发明专利]速溶型絮凝剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于废水处理的速溶型絮凝剂，特别是一种主要用于洗煤、选矿领域废水处理的速溶型絮凝剂及其制备方法。

背景技术

在废水处理领域，絮凝剂是一种使用非常广泛的可以使分散在水中的微粒凝聚和沉降的药剂，可以达到净化水体的作用。已知的絮凝剂种类有很多，那些具有长链分子结构并且呈现高亲水性的絮凝剂被称为水溶性高分子絮凝剂。根据其溶解在水中附带静电荷的性质，分为阴离子、阳离子、非离子絮凝剂三种。水中的悬浮物大部分以胶体的形式存在，根据胶粒表面所带电荷性的不同，在处理污水时需要选择合适种类能使表面形成大量的矾花，高效降低水体的浊度。

聚丙烯酰胺是目前世界上应用最广、效能最高的高分子有机合成絮凝剂，也是我国目前使用最多的絮凝剂。聚丙烯酰胺（PAM）的酰胺基（-CONH₂）可与许多物质亲和、吸附形成氢键。高分子量PAM在被吸附的粒子间形成“桥联”，使数个甚至数十个粒子连接在一起，生成絮团，加速粒子下沉。PAM分子量高（10³～10⁷），可调节分子量并可以引进各种离子团得到特定的性能。这使它成为最理想的絮凝剂。PAM絮凝剂主要用来处理水源水和各种废水。与传统无机絮凝剂和其它类型有机絮凝剂比较的优点在于：品种多，能适应多种条件，分子量高、用量小、价格低、效率高、生成的泥渣少，后处理容易。

阴离子聚丙烯酰胺大量用于洗煤选矿过程中。处理煤泥水，既能回收大量煤泥，又能防止黑水污染，并可使煤矿实现水循环，节约用水。浮选精煤时在过滤前加PAM，可以增加过滤速度和滤饼重量，从而提高生产能力；选矿过程中通常使用大量的水，最后常须从水或水溶液中分离有用固体矿物，并将废水净化回收使用。应用聚丙烯酰胺絮凝剂，可促使有用的固体物质很快的下沉，促进液体的澄清和泥饼的脱水，从而可提高生产效率，减少尾矿流失和水消耗，降低设备投资和加工成本，减少环境污染。随着开采过程中矿层的变化，矿石品位不同，洗选产生的废水性质较为复杂多变，而聚丙烯酰胺絮凝剂适应范围较宽，通过调节不同指标产品即可达到满意的处理效果。

聚丙烯酰胺絮凝剂为高分子聚合物，使用时固体干粉需配置成0.1%的絮凝剂水溶液，在水中溶解需要经历先溶胀、再溶解的过程，一般市售聚丙烯酰胺产品溶解时间为1小时左右。而在洗煤、选矿行业中，由于生产工艺用水量巨大，聚丙烯酰胺絮凝剂需求量大，为节省占地面积和设备投资成本，现场溶解聚丙烯酰胺絮凝剂的设备容积往往有限，因此通常要求絮凝剂溶解时间短，采用在线稀释溶解的方式可满足生产使用需求。因此，聚丙烯酰胺絮凝剂产品的溶解性指标成为了其应用上的一个重要性能指标和销售竞争条件。

为了克服目前普遍存在的洗煤、选矿聚丙烯酰胺絮凝剂溶解速度慢，溶药设备处理能力与生产使用要求不匹配的问题，防止因聚丙烯酰胺絮凝剂溶解速度慢制约废水处理工段产量和整体生产能力，防止未溶解完全絮凝剂勉强使用造成的胶团污堵设备管路及过滤罐，免除人工清理带来的麻烦，降低由于设备污堵或压差升高带来的停产隐患，减少未溶解完全药剂的浪费造成的经济损失，国内外学者从不同的角度已做了大量的速溶型聚丙烯酰胺絮凝剂研究工作。

公开号为CN102040269A的“造纸污水处理剂”，由玉米淀粉、聚丙烯酰胺、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、醋酸钠、水组成，生产成液体絮凝剂。该发明配方合理,使用效果满足造纸领域的特殊要求，液体絮凝剂便于溶解，缺点是造成运输成本增加，有效含量低，现场需占用较大空间增设储罐方能满足连续生产要求，药液容易降解，絮凝性能下降；整体药剂显碱性，不适用于酸性废水，限于造纸领域使用，不适用于洗煤、选矿等行业多变的水质。