主要儀器
LWMC-205型可調(diào)功率微波化學(xué)反應(yīng)器;pHS- 3C型精密數(shù)顯酸度計(jì);HJ-6A型六聯(lián)磁力加熱攪 拌器;TDL-5型大迆離心機(jī);2X-4旋片式真空泵; X-650掃描電鏡;BS110S型電子天平。
1.2實(shí)驗(yàn)藥品和試樣
質(zhì)童分?jǐn)?shù)為5%的FeCl3溶液、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20% 的NaOH溶液、引發(fā)劑，以上均為分析純;質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 1%的陽離子型聚丙烯酰胺(PAM)，平均相對分子質(zhì) 量為6.0xl〇VK解度25%,市售X業(yè)品；配制溶液 所用的水為亞沸水。
煤泥水樣分別采用大屯選煤廠的浮選精煤(焦煤) 和尾煤配制而成，其中，精煤灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)8.70%， 尾煤灰分質(zhì)量分?jǐn)?shù)47.50%,兩者經(jīng)篩分后粒度<
近年來，隨著采煤機(jī)械化程度的提高，收塵效率 的提高和潔凈煤生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，細(xì)粒煤量不斷增 加，煤泥脫水問題日益突出而廣泛應(yīng)用于細(xì)粒 煤脫水的真空過濾機(jī)，由于物料性質(zhì)（貧、細(xì)、雜）的 變化，又普遍存在著處理能力低，濾餅水分偏高，濾 液濁度偏大的現(xiàn)象，嚴(yán)重地影響著洗煤廠的生產(chǎn)工 藝平衡„在3前尚無良好的細(xì)粒煤脫水設(shè)備的情況 下，不改變現(xiàn)有的脫水工藝，應(yīng)用絮凝助濾劑強(qiáng)化煤 泥脫水，已經(jīng)成為當(dāng)前T.業(yè)同液分離的研究熱點(diǎn)之 一為此，筆者合成了一種新型高效金屬有機(jī)絮凝 劑聚丙烯酰胺鐵(PF)。經(jīng)初步實(shí)驗(yàn)表明，它應(yīng)用于 高濁度、高色度煤泥水處理時(shí)，形成的絮團(tuán)大而密 實(shí)，污泥體積小，易于濃縮脫水，脫水后的污泥不易 造成二次污染，處理后的水質(zhì)澄清，能滿足回用的目 的。
在特制的變頻回流式微波化學(xué)反應(yīng)器中，向裝 有適量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%的PAM溶液的二n瓶屮，逐 滴滴入一定量的Fe>鹽溶液。在引發(fā)劑作用下，反應(yīng) 30 min后得到一種亮黃色澄清溶液，其pH為3.2, 有效質(zhì)量分?jǐn)?shù)以FeCl3計(jì)為3.5%,以有機(jī)高分子絮 凝劑計(jì)<0.3%,有效存放時(shí)間超過30 d。
該合成方法簡單易行，但如果形成體PAM和配 體FeCl3的用量達(dá)不到最佳比例，則會有少量白色 膜狀物形成，此膜狀物經(jīng)稀堿液洗滌后,其中的FP 以Fe(OH)3B式沉淀,膜狀物即恢復(fù)為原來高分子 絮凝劑的形態(tài)，可重復(fù)利用
2.2PF的絮凝助濾脫水實(shí)驗(yàn)
句500 mL質(zhì)童濃度為200 g/L的煤漿中分別 加人一定量的混凝劑（如FeCl3、PAM和PF),先在 200 r/min轉(zhuǎn)速下視梓2 min,再在80 l/min轉(zhuǎn)速下 繼續(xù)攪拌5 min,然后采用自制的探頭式真空抽濾裝 置（濾頭直徑75 mm，濾布為80~90目錦綸)對煤漿 進(jìn)行抽濾。真空抽濾裝置見圖1。 1
表1PF與FeCl3和PAM的絮凝助濾脫水效果
項(xiàng)S絮凝劑濕餅厚 度/mm濕餅水
分/%濾液體 積/mL濾液固體質(zhì) 濃度/(g，P)
—2.036.6SI9.3
精煤助FeCl34.034.09622.9
濾脫水PAM10.328 J1633(4
PF12.825.41982.1
尾煤助PAM2.530.673J)182
濾脫水PF8.G26,988,26.5
注：絮凝劑投加質(zhì)量濃度均為50g/L。
圖2未絮凝和絮凝的濾餅結(jié)構(gòu)(放大1 200倍）
PF的絮凝作用是由于高分子絮凝劑PAM與 Fe34形成內(nèi)絡(luò)合物R^CONH^RCOO)3Fe3+,PF高分 子屮的Fe31及其水解產(chǎn)物帶有正電荷，以多點(diǎn)吸附 在懸浮顆粒的負(fù)電荷區(qū)，能使顆粒裸露的表面負(fù)電 荷降低，減少絮團(tuán)內(nèi)顆粒間的靜電斥力并聚沉，再借 助于PF高分子的長鏈橋連、卷掃.、網(wǎng)捕作用，形成 大的絮團(tuán)濾餅的掃描電子顯微鏡結(jié)構(gòu)分析也表明， PF使絮團(tuán)增大，改善了煤泥的脫水性能。
3結(jié)論
rF集脫穩(wěn)和架橋作用于一體，其絮凝助濾脫水 效果明顯優(yōu)于PAM和FeCl3等傳統(tǒng)絮凝劑。其突出 的優(yōu)點(diǎn)是，合成方法簡單，絮團(tuán)大且密實(shí)，不易破碎， 具有無機(jī)凝聚劑和有機(jī)絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)，能較大程度 地降低濾餅水分和濾液固含量，提高了濾餅厚度，增 大了物料回收率。