Hi，您好，欢迎来到中北化工，这里有聚丙烯酰胺（PAM）、阳离子聚丙烯酰胺,阴离子聚丙烯酰胺！

怎样用好聚丙烯酰胺

聚丙烯酰胺广泛使用于我国选煤厂浮选工艺，用来促进煤泥水沉降澄清，作用较好。但现在来看，其使用办法存在若干值得注意的问题。本文以出产实践和试验数据为根据，谈谈怎样运用好聚丙烯酰胺。

1、质量选用政策

现在出产制造聚丙烯酰胺的厂家较多，但质量良莠不齐。从商场和选煤厂收集到14种聚丙烯酰胺样品，在相同条件下进行试验室煤泥水絮凝沉降试验，其间有代表性的数据列于表1。从中能够看出，不同样品的澄清作用差距明显，这与絮凝剂的质量有很大联络。影响聚丙烯酰胺絮凝作用的主要要素是其分子量巨细和水解度。

表1不同聚丙烯酰胺的沉降作用

样品编号	1	2	3	4	5	6
澄清水浓度/mg.L-1	31.3	41.5	16.6	85.4	111.7	131.0

试验条件：聚丙烯酰胺用量4g/m³；煤泥水浓度40g/L；沉降时间3min。

1.1分子量

聚丙烯酰胺是线状结构的高分子絮凝剂，它依托架桥作用将质量小、不易沉降的小颗粒絮凝成团，絮团质量远大于单个颗粒，致使煤泥水中颗粒的沉降速度成倍添加。

（1）聚丙烯酰胺一个链节的长度为2.5×10^-4μm，当其分子量为600万时，长度达21μm。线性高分子的碳氢链越长，对有恰当距离的微粒越能构成架桥作用，因此，选煤厂所用聚丙烯酰胺的分子量应在600-1000万。特别当煤泥水浓度低时，更应选择高分子量的聚丙烯酰胺。但假定分子量过大，其水溶性下降，构成的絮团或许过于疏松，含水量大，影响后续的脱水回收作业。

（2）聚丙烯酰胺的溶解进程称为“溶胀”。首先是水分子向高分子絮凝剂内部松懈，使其胀大，抵达必定程度后，絮凝剂分子再向水中松懈，构成粘稠的水溶液。絮凝剂分子量越大，水溶液的粘度越大，松懈速度越慢，需求较长的时间才调充分溶解。

（3）聚丙烯酰胺的分子量是其质量的一项重要政策。按照GB17514-1998《水处理剂-聚丙烯酰胺》的标准，先用毛细管粘度计测定其水溶液的粘度，然后换算出分子量。在现场可通过查询聚丙烯酰胺溶解进程来定性判别：对分子量大的产品，需较长时间搅拌才调溶解，水溶液粘稠，用手触摸提起后，时有“拉丝”现象；而一些伪劣产品，尽管从外观上不易区分，但因其分子量小，并掺入了可溶性的盐类，所以溶解速度快且不发粘。

1.2水解度

非离子型聚丙烯酰胺（缩写为PAM-N）的结构式为：

式中，n为高分子的链节数目，其值在几万至几十万之间。

非离子型聚丙烯酰胺与碱反应即可生成阴离子型聚丙烯酰胺，它是不彻底的水溃散，在一个高聚合的分子中心一起带有两个不同的官能团，羧酸钠（COONa）上的钠离子溶于水中后，羧基（COO^-）呈负电荷。

不同水解度的阴离子型聚丙烯酰胺，因为其分子链上羧基（COO^-）数量不同，导致电荷架空力不等，使得线性分子扩展程度不同，图2所示为水溶液中不同水解度聚丙烯酰胺分子链的扩展情况。

水解度为零的非离子型聚丙烯酰胺的官能团（酰胺基）为-CONH₂，一起它带有少数的-CONH₃⁺，使它成为弱阳离子型，分子链节中的正电荷有较弱的架空力，使其有所扩展（见图2a），因此具有必定的絮凝才调。

水解度为10%左右的聚丙烯酰胺，其分子链中-COO^-与-CONH₃⁺正负电荷恰当，彼此吸引，使分子链卷曲缩短（见图2b），导致絮凝才调大大下降。

当水解度抵达33%左右时，溶液中-COO^-负电架空远跨过-CONH₃⁺的吸引，使分子链抵达恰当扩展程度（见图2c），此刻具有超卓的絮凝才调。

当水解度持续增大，羧基抵达67%时，因为负电架空使分子链基本彻底扩展（见图2d），按理其作用应该更好，可是因为线性分子带负电过多，与煤泥水中带负电的颗粒彼此架空，作用反而变坏。所以，选煤厂应运用阴离子型、水解度在33%左右的聚丙烯酰胺。

水解度是聚丙烯酰胺的又一项重要质量政策，按照GB17514-1998用甲基橙-靛蓝二璜酸钠作为指示剂，用标准盐酸滴定溶液进行丈量。

根据国家标准，测定聚丙烯酰胺分子量、水解度所需的用具都比较简单，易于操作。有条件的出产单位，能够按此对购进的每批聚丙烯酰胺产品进行随机质量检测，假定条件不符，应及时进行试验室量筒絮凝沉降对比试验。针对伪劣产品布满商场的情况，各选煤厂应有所警觉，采纳必要的防范措施。

2、絮凝剂水溶液的制备、贮存和混合

2.1稀释用水的浓度

为了使聚丙烯酰胺充分溶解，一般要制造浓度为0.1%-0.15%的水溶液。试验剖析了稀释用水中悬浮物浓度对絮凝作用的影响（见图3）。当水中悬浮物浓度＜200mg/L时，影响弱小，絮凝沉降的澄清水是清净的；当悬浮物浓度跨过200mg/L时，许多的悬浮颗粒表面吸附了必定数量线性高分子，使得絮凝剂水溶液的絮凝作用明显恶化，澄清水质急剧变浊。由此可见，中选煤厂煤泥水深度澄清，循环水浓度＜0.2g/L时，能够将其作为絮凝剂稀释用水；若循环水浓度较高，则会严峻影响澄清作用，添加絮凝剂用量。在这种情况下，主张选用清净自来水作为稀释用水，此处补加水量小，不会影响全厂的洗水平衡。

2.2贮存

聚丙烯酰胺在常温下比较稳定，高温、冰冻时易降解（分子链被堵截），下降絮凝作用，故其水溶液的贮存温度应控制在2-55℃。

笔者在试验室研讨了水溶液贮存天数对澄清水浓度的影响，从图中能够看出水溶液存放到第三有利地势，澄清水浓度已有增高的趋势，特别是触摸铁器的水溶液，絮凝澄清作用变差的情况更为明显。

这是因为铁制贮存器与絮凝剂水溶液长时间触摸，会有微量铁离子溶入液体，它们与聚丙烯酰胺的-CONH₂官能团彼此吸引而交联，构成立体状，然后下降了絮凝才调。因此，絮凝剂水溶液贮存的时间不宜跨过2d，好不必铁制贮存器，或在其内壁粘贴一层非金属内衬。

2.3运送

选煤厂设计时，应承认将絮凝剂水溶液自流至澄清浓缩设备，不要用离心泵运送，这是因为高分子絮凝剂经高速旋转叶轮剪切后，分子链会被剪短，然后影响絮凝作用。若不得不必泵运送，应选用柱塞泵。

2.4混合

絮凝剂水溶液与煤泥水进行充分混合很有必要，可用以下数字进行扼要说明：设絮凝剂水溶液的浓度为0.05%，单位用量为1g（纯絮凝剂）/m³（煤泥水）。则每立方米煤泥水需添加2L絮凝剂水溶液，二者混合份额为500:1，就纯絮凝剂而言，其混合份额为50万:1。

表2量筒翻转次数对沉降作用的影响

翻转次数	5	10	15	20	25	30
澄清水浓度/mg.L-1	61	40	34	35	39	42

煤泥水浓度：40g/L;絮凝剂用量：4g/m³；阴离子型聚丙烯酰胺分子量：1000万。

为了抵达充分混合的目的，通过一系列试验研讨了量筒翻转次数对澄清水浓度的影响，试验作用见表2和图6。由试验数据能够清楚地看到，量筒需翻转15次（混合时间18s），才调将絮凝剂的作用较充分的显示出来。但翻转次数过多，将损坏絮团，影响澄清作用，而絮团的强度与煤泥及絮凝剂性质有关，不同选煤厂的煤泥水与絮凝剂水溶液的混合程度或许有所区别。志向的情况是煤泥水进入澄清浓缩设备之前，不光与絮凝剂进行充分混合，并且能构成许多絮团，这样才调充分发挥设备的潜力。为此，应该做到以下几点：

①恰当延伸水溶液添加点到浓缩机的距离；

②根据具体情况，尽或许多设添加点；

③减小入料溜槽（或入料管）的斜度，并相应添加其过水断面，延伸混合时间。在答应的条件下，在入料溜槽底部逆水流方向垂直焊接若干块交错摆放的带筛孔的隔板，使其产生涡流，抵达充分混合的目的。

3影响絮凝作用的要素

3.1煤泥水的pH值

一般高分子絮凝剂不易受悬浮液pH值的影响，聚丙烯酰胺也是如此。不同pH值水样的絮凝沉降试验作用见表3和图8。从图表能够看出，在水样pH值为3-11的酸碱度规模内，按数理统计在95%的置信区澄清水浓度为74±2.2mg/L（去除试验测定过失）。这表明聚丙烯酰胺能在很宽的pH值规模内运用，我国大都选煤厂出产用水属中性水，少数厂呈酸性或碱性，选煤厂不必为此担忧。

表3不同pH值时的澄清水浓度

pH值	3	4	5	6	7	8	9	10	11	均匀值
澄清水浓度/mg.L-1	75	69	72	75	71	75	77	78	73	74

注：煤泥水浓度：40g/L；阴离子型聚丙烯酰胺分子量：100万，用量4g/m³。

3.2煤泥水的温度

水体温度对絮凝沉降作用的影响十分明显，试验作用见表4。从表中能够看出，跟着温度的升高，澄清水浓度大幅度下降，这是因为水温升高，水分子热运动加剧，促进絮凝剂分子松懈并与颗粒粘附，加快架桥速度，增大了絮团；别的温度高使水的粘度下降，絮团沉降阻力减小。因此，选煤厂要根据温度影响絮凝作用的规则，随时节转化恰当调整絮凝剂的添加量。

表4温度对絮凝沉降作用的影响

温度/℃	0	6	14	21	28	34
澄清水浓度/mg.L-1	768	583	446	228	123	36

注：煤泥水浓度：40g/L；阴离子聚丙烯酰胺分子量：1000万，用量4g/m³。

3.3煤泥水的浓度

（1）在絮凝剂添加量相同的条件下，跟着煤泥水浓度的添加，澄清水的浓度也随之增高（见表5、图9）。从图9可看出，关于本次试验粒度很细的煤泥，当煤泥水浓度在10-40g/L时，澄清水浓度增幅较峻峭；而跨过40g/L后，澄清水浓度大幅添加。

表5煤泥水浓度与澄清作用

煤泥水浓度/g.L-1		10	20	30	40	50	60
絮凝剂用量	按体积计/g.m-3	4	4	4	4	4	4
	按干煤计/g.t-1	400	200	133	100	80	67
澄清水浓度/mg.L-1		100	133	189	291	648	896

注：试验选用阴离子型聚丙烯酰胺，分子量1000万。

（2）在实践出产中絮凝剂添加量与进入浓缩机的煤泥水量及干煤量有关，因此要根据入料流量的多少和浓度的凹凸，及时调整絮凝剂添加量。

（3）在煤泥水浓度和絮凝剂添加量相同的条件下，粗粒煤泥的絮凝沉降作用较细粒煤泥好得多。

（4）当煤泥水浓度过高，甚至添加许多的絮凝剂也无济于事时，其原因有两个，一是絮凝剂分子链无法在高浓度煤泥水中充分扩展；二是即使有絮团产生，在严峻干扰沉降的条件下，固体颗粒和絮团的沉降速度恰当缓慢。完毕超卓絮凝澄清的先决条件是所沉降的煤泥能够及时回收，细泥不在煤泥水系统中循环堆集。

3.4 絮凝剂用量

为查询聚丙烯酰胺用量对絮凝作用的影响，在试验室进行了系列对比试验，试验作用见表6和图10。从图表中可看出，当聚丙烯酰胺用量从1g/m³增至3g/m³时，澄清水浓度急剧下降，絮凝作用改进明显。然后跟着絮凝剂用量的添加，澄清水浓度减幅峻峭。当絮凝剂用量跨过20g/m³时，澄清水浓度反而上升。因此，选煤厂应从技术经济合理性角度考虑，絮凝剂的用量不跨过5g/m³。

表6聚丙烯酰胺用量对澄清水浓度的影响

絮凝剂用量/g.m-3	1	2	3	4	5	6	7	8	10	12	20	24	32	40
澄清水浓度/mg.L-1	562	321	179	161	134	121	113	100	85	71	48	72	86	100

注：煤泥水样浓度：40g/L；阴离子型聚丙烯酰胺分子量：800万。

絮凝剂用量适当时，高分子吸附在颗粒表面，通过架桥作用，促进絮团构成（见图11A）。而当过量时，颗粒表面吸附太多的絮凝剂分子后，没有空余表面，抵达过饱和情况，不再吸附其他絮凝剂分子，不光起不到架桥作用，反而彼此架空，促进了分子间的松懈（见图11B）。

3.5煤泥水的硬度

许多选煤厂因为出产用水中溶有的钙、镁离子少，水质较软，微细颗粒表面带有同性负电而相斥，稳定地悬浮在水中。这时需求添加凝聚剂，其溶解并电离的金属正离子可下降微细颗粒表面的电动电位，促进它们在分子作用力下，构成小凝块。这些小凝块质量小，沉降速度慢，又需求絮凝剂线状分子的架桥作用，构成质量大的絮团，加快其沉降。凝聚与絮凝协同作用示意图见图12。由此可见，添加絮凝剂、凝聚剂后在同一时段内产生协同效应，完毕煤泥水澄清。

近年来，人们一向研讨在大幅度减少絮凝剂用量的前提下完毕煤泥水深度澄清。其机理是人为添加煤泥水中的钙、镁离子数量，跋涉水质硬度，然后大大强化凝聚-絮凝协同效应。试验室凝聚-絮凝试验作用见表7，从中能够看出，在絮凝剂用量相同的条件下，跟着水质硬度跋涉，澄清水浓度急剧下降。

表7水质硬度对澄清水浓度的影响

水质硬度（德国度）	0	6.0	10.9	19.8	27.0
水质硬度规模	极软水	软水	中等硬度水	硬水	极硬水
絮凝剂用量1g/m3时，澄清水浓度/mg.L-1	3263.0	820.7	214.5	184.5	155.1
絮凝剂用量3g/m3时，澄清水浓度/mg.L-1	2087.2	167.6	68.2	67.0

注：煤泥水浓度：40g/L；阴离子型聚丙烯酰胺分子量：1000万。

出产实践证明，以钙、镁离子类无机凝聚剂为主，高分子絮凝剂为辅的联合添加办法可大大节约药剂费用。聚丙烯酰胺一般约1.5万元/t。而钙、镁无机凝聚剂每吨单价仅几百元。据测算，两者联合添加的费用约为0.10元/t原煤，而独自添加聚丙烯酰胺的费用约为0.15元/t原煤。

关于完毕洗水闭路循环的选煤厂，假定循环水中残留的聚丙烯酰胺过多，还或许产生以下情况：①煤粒表面粘附的絮凝剂分子抵达过饱和情况，絮凝沉降作用急剧变坏；②煤泥在浮选机中无选择性絮凝，致使精煤灰分增高；③絮团发粘，若沉积在斜管浓缩机的斜管上，因粘附不下滑，恶化作业作用，若粘附在浓缩机底流管道中，会产生堵塞现象；④絮团亲水性添加，影响后续脱水回收作业的作业作用。

4、单体丙烯酰胺的毒性

聚合时所用的资料单体丙烯酰胺能使神经肌肉功用失调，对皮肤有刺激性。出产制造聚丙烯酰胺的进程中，单体丙烯酰胺不或许全部聚合，总会有较少数的残留。表8列出了国产聚丙烯酰胺对白鼠的毒性试验作用，从表中看出，跟着单体丙烯酰胺含量添加，病变情况也随之加剧，故单体含量的多少也是聚丙烯酰胺的一项重要质量政策。

表8白鼠毒性试验作用

饮用水中聚丙烯酰胺浓度/mg.L-1	单体丙烯酰胺均匀日摄入量/mg.kg-1（鼠重）	病理变化
80	0.18	白鼠成活和屠宰后均为发现异常现象
400	0.96	坐骨神经和甲状腺出现病理变化
1600	4.04	白鼠出产发育缓慢，体重下降，部分白鼠坐骨神经和甲状腺出现病变

在GB17514-1998中，对聚丙烯酰胺中残留的单体丙烯酰胺含量作了明确规定（见表9）。其间，优等品是世界标准的政策，一等品是向世界标准接轨的过渡产品，合格品是在，考虑到我国国情，要求需求抵达的政策。

表9聚丙烯酰胺产品中丙烯酰胺单体含量政策

聚丙烯酰胺用处	饮用水用	污水处理用
等级	优等品	一等品	合格品
单体丙烯酰胺含量（干基）/%	0.05	0.1	0.2

综上所述，主张选煤厂按照以人为本、制造和谐社会的基本国策，尽量选用优等品或一等品的聚丙烯酰胺。针对单体丙烯酰胺的特性，加强相关的劳动保护、防范措施，如操作人员运用乳胶手套，不得用手直触摸摸聚丙烯酰胺及其水溶液等。若选煤厂用循环澄清水作为打扫水，要求职工餐前、班后需求洗手。

5、结语

（1）聚丙烯酰胺是一种广泛使用于选煤厂的絮凝剂。为了抵达超卓的絮凝作用和下降出产本钱，需求运用分子量、水解度达标的产品。结合出产实践和影响絮凝沉降的要素，通过试验室试验，承认科学合理的水溶液制备和添加原则。

（2）聚丙烯酰胺是一种价格较贵的絮凝剂。主张选用以添加钙、镁离子型无机凝聚剂为主，絮凝剂为辅的煤泥水澄清技术，用跋涉水质硬度的办法来减少絮凝剂用量。这样，不光可节约费用，还能有用完毕煤泥水深度澄清、清水选煤。

（3）选用优异产品。根据聚丙烯酰胺的分子量、水解度和丙烯酰胺单体含量的政策，优选出产工艺完善、质量超卓、诚信度高的厂家产品。