聚季铵盐丙烯酰胺接枝共聚物治理煤泥水的应用研究

摘要　本文研究了聚季铵盐丙烯酰胺接枝共聚物PQAAM在煤泥水治理中的絮凝沉降作用，说明该絮凝剂是一种质量优良的新型高效的阳离子絮凝剂，对煤泥水治理和环境保护有着广泛的应用前景。
　聚季铵盐丙烯酰胺接枝共聚物　　絮凝剂　　阳离子

引 言　　随着市场经济的发展和国家环境保护要求的日益提高，发展洁净煤技术势在必行。选煤是使煤炭成为高效、洁净、可靠的能源的主要途径之一。同时实现煤泥厂内回收，杜绝煤泥外排，是选煤厂实现洗水闭路循环、保护环境的有效措施。开发应用高效、价廉的絮凝剂对选煤厂提高经济效益和环境效益具有极其重要的意义。
　　 目前聚丙烯酰胺高分子絮凝剂被广泛地用于煤泥水处理，但对易泥化页岩含量较高，含有大量难于聚沉的细泥的难处理煤泥水，由于微粒表面带有负电荷，阴离子或非离子聚丙烯酰胺不能捕捉表面电位很高的细泥，这部分细泥在煤泥水循环使用过程中，逐渐累积，导致煤泥水浓度逐渐增高，水质恶化，从而影响精煤质量。也有一些选煤厂采用铁盐、铝盐等无机凝聚剂处理煤泥水，但药剂用量大，其沉淀煤泥过滤性能差，对煤泥后期过滤及压滤造成相当大的困难。因此阳离子絮凝剂的研究日益受到人们的重视。

1　聚季铵盐丙烯酰胺接枝共聚物
聚季铵盐丙烯酰胺接枝共聚物PQAAM是一种具有阳离子基团的高分子絮凝剂。首先，二乙胺与环氧氯丙烷在一定条件下，进行线性聚合，得到一水可散的线形结构的季铵盐聚合物；再是，与丙烯酰胺进行接枝共聚反应，得到聚季铵盐丙烯酰胺接枝共聚物。
　　 该聚合物为透明胶体状，性能稳定，能与水以任意比例混溶，本身带正电，在煤粒表面有较强的吸附作用产生较强的亲和力，能改善煤的疏水性。PQAAM在水中以离子状态存在，从结构上分析， 有两个基团与煤表面发生键合作用:一个是酰胺基与煤粒表面的H、O元素形成氢键吸附，有一定的架桥作用； 另一个是阳离子季铵盐基团与煤粒表面的负电区域发生静电物理吸附，中和表面电性，使带有负电荷的细粒煤泥会因电荷中和作用使其扩散层受到明显的压缩，降低其电位，达到细泥相互碰撞凝聚，从而实现对煤泥水的絮凝作用。

2　试验内容2.1　煤泥水的组成及性质　　
实验用煤泥水为徐州庞庄矿选煤厂浓缩机入料，其固含量约为56 g／L,煤泥灰分为58.73％，煤泥粒度组成如表1所示，煤灰成分分析结果如表2所示。

表1　煤泥粒度组成