应用不同种类的聚丙烯酰胺对大屯选煤厂浮选精煤进行絮凝助滤试验．比较了各种药剂的助滤脱水效果，并用絮凝作用机理加以解释。
随着采煤机械化的不断发展；细粒煤含量逐渐增加，进入浮选系统的煤泥量占人选原煤的2O%左右，带来了细粒物料脱水的难题。圆盘式真空过滤机是被广泛应用的浮选精煤脱水设备，滤后水分普遍偏高，使浮选精煤含水量约占垒部产品水分的.. 6O，从而导致最终产品水分偏高强化细粒煤脱水已成为煤炭工业中一个非常重要而又急待解决的问题。添加助滤剂的方法可以在不更动现有的过滤脱水设备和工艺的前提下，达到提高过滤效果、降低精煤水分的目的．因而被认为是解决细粒煤脱水的有效方法之一。
本文研究了各种类型聚丙烯酰胺高分子聚合物对细粒煤的絮凝助滤作用。
l 试验内窖
1．1 煤样
试验煤样为徐州矿务局大屯选煤厂浮选精煤，属于i／s焦煤。将煤样烘干后进行筛分，井对各粒级物料化验灰分，其粒度组成及灰分。
1.2药剂
试验选用了四种类型聚丙烯酰胺絮凝剂，即非离子型、阴离子型、阳离子型和两性聚丙烯酰胺，共7种药剂，如表2所示。先将药翘用蒸馏水溶解成浓度为o．5 的溶液·试验时再将其稀释为0．1 的溶液。
1．3 试验方法
过滤脱水试验装置如图1所示 每次试验用煤浆浓度为25 ～35 ，体积500mI．，为中性或弱碱性；真空度为0．4MPa．采用8O目锦纶滤布。通过烧杯搅拌试验法，测得各种药剂对大屯浮选精煤的最佳用量基本为4O～70git干煤泥。为了增强试验的可比性，本试验药剂用量为50g／t干煤泥。在烧杯中加入药剂后用搅拌器搅拌，然后将过滤器浸入烧杯底部1t3矿浆处，抽滤60s，干燥90s。
2 试验结果与分析
滤饼过滤脱水的主要目的是最大限度地降低水分，增加滤饼厚度，减少固体产品中的液含量和液体产品中的固含量。因此采用滤饼水分、滤饼厚度、滤液固含量、滤液体积等4个指标评价药剂的助滤效果。相同试验条件下，不同类型的聚丙烯酰胺对大屯选煤厂浮选精煤絮凝脱水试验结果。
a．加入聚丙烯酰胺后，滤饼水分可降低4．05 ～6．38 ，滤饼厚度可增加6．17～12．84ram，滤液固古量小于5glL，说明聚丙烯酰胺对细粒煤具有絮凝助摅作用。这是因为：煤是一种由有机质和无机质组成的复杂矿物，煤的表面特性是疏松多孔，粒度越小，煤粒中的毛细管使煤粒间含有的饱和水越多，过滤时滤饼的形成和透气性也就越差。在细粒煤浆中加入聚丙烯酰胺后，由于聚丙烯酰胺的吸附一桥联作用，改变了煤粒的粒度组成，形成透气性好、有利于快速脱水的絮团结构，使细粒煤的过滤脱水得到明显改善。
b．离子型聚丙烯酰胺较非离子型聚丙烯酰胺的助滤效果好，而两性聚丙烯酰胺助滤效果最好，滤饼水分下降5．5 ～6．4 ，滤饼厚度增加10．9～l1．7ram，游液周含量小于4g／L；阴离子型次之，滤饼水分下降；．2 ～6．1 ，滤饼厚度增加10．5～12．8mm，滤液固含量小于4g／L；阳离子型聚丙烯酰胺使滤饼水分下降4．6 ～5．8％，滤饼厚度增加7ram，滤液固含量小于4．5g!L}非离子型聚丙烯酰胺使滤饼的水分下降4．05 ，滤饼厚度增加6ram，滤液固的含量近5gtI。煤表面是杂极性的，在水溶液中既有负电荷与疏水区域，又有荷正电微区，怛整体而言，细粒煤泥以荷负电为主。非离子聚丙烯酰胺主要通过氢键和范德华力，以单点式吸附于煤表面，如图2(a)所示，吸附较弱，形成的絮团水分较高，滤饼薄；阴离子聚丙烯酰胺中的负电荷与煤粒表面的局部正电荷区域相吸 f，虽然煤粒表面的负电荷量大于正电荷量，但聚合物链节伸向溶液的部分较长，易于架桥形成絮团，以环式吸附于煤粒表面，试验煤样中粗粒煤泥(>0．125ram)的含量近2t3，形成的絮团大，絮团内水分也较少，且有利于快速脱水，形成的滤饼厚，水分较低，滤液固含量低，阳离子聚丙烯酰胺中的正电荷与煤粒表面的负电荷耜吸引，与少许正电区域相排斥，吸引能大于排斥能，主要以平躺式吸附于煤表面，所示，吸附易发生，但架桥困难．所形成的滤饼水分较高一些}两性聚丙烯酰胺含有阴阳两种离子，通过吸附一电中和作用，在煤粒表面以环式或平躺式共存，集中了阳离子型与阴离子型聚丙烯酰胺的优点，对细粒煤泥的絮凝助滤作用最强。
c．阴离子型聚丙烯酰胺中，水解度30的HPAM 较水解度70 的HPAM 助滤脱水作用好。阴离子型聚丙烯酰胺水解度越高，其负电荷密度越大，与煤粒问产生的排斥作甩越强烈，使之难以在煤粒表面吸附。当水解度为3O 时，大分子链伸展且所带负电荷弱，分子柔性较好，具有最佳絮凝作用；当水解度为70 时，分子链更为伸展，所带负电荷强，分子链僵直，柔性差，絮凝效果下降。
d．阳离子型聚丙烯酰胺中，阳离子含量为25 的CPKM 与阳离子含量为40 的CPAM 比较，前者助滤脱水效果好。因为阳离子型絮凝剂以平躺式吸附于煤粒表面，阳离子含量较高时，分子链上的正电荷彼此间产生排斥作用，分子链更加伸展，不易吸附于煤表面，絮凝作用变差。
e．两性离子聚丙烯酰胺，以阳离子：阴离子一10：10的APAM助滤效果好。若阳离子含量过高，则在煤表面产生较多的平躺式吸附，吸附于固体颗粒上的分子链段增多，絮凝剂用量增加．在相同用量时，滤饼厚度变薄。阴离子含量的多少及两分子链内部的阴阳离子存在相互作用，使得两性APAM 的絮凝作用复杂，有待于深入研究。
3 结论
非离子型、阳离子型、阴离子型、两性聚丙烯酰胺通过吸附一桥联作用或吸附一电中和作用，分别以单点式、环式、平躺式等三种形式吸附于煤粒表．面，在细粒煤的脱水过程中发挥絮凝助滤作用，可明显地改善细粒煤泥的过滤脱水效果，充分说明了聚丙烯酰胺是降低浮选精煤水分的有效助滤剂。
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