PAM积聚与降解对煤泥浮选及沉降影响的研究

作     者：邢慧娟 

作者单位：太原理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：樊玉萍

授予年度：2022年

学科分类：0819[工学-矿业工程] 081902[工学-矿物加工工程] 08[工学] 

主      题：聚丙烯酰胺 循环水 积聚 浮选 尾煤基光催化复合材料 光催化降解 

摘      要：煤炭是我国的主体能源,湿法选煤过程中煤泥水的闭路循环导致聚丙烯酰胺残留而积聚,含聚丙烯酰胺水体对分选系统中微细颗粒的分散与团聚以及煤泥水的沉降与脱水会产生一定影响。本文系统探究了聚丙烯酰胺经过沉降后的积聚规律,以及对浮选颗粒表面性质、分散与团聚的影响规律。在此基础上,将浮选尾煤进行焙烧、碱激发活化,采用水热法制备了尾煤基纳米二氧化钛复合材料,将其应用于煤炭洗选循环水体系聚丙烯酰胺的降解,有效促进了煤炭废水和废弃物的高效资源化循环利用。主要结论包括以下几方面:(1)煤泥水沉降后经过10次循环积聚,残留药剂量可达40 mg/L,在残留药剂量的作用下,沉降效果逐渐变差。同时,聚丙烯酰胺对浮选的影响具有两面性。当聚丙烯酰胺的含量为0.1 mg/L时有利于提高浮选的效率;当含量达到1 mg/L时,精煤的产率开始下降,浮选效果降低;而含量达到50 mg/L时,几乎完全抑制浮选的进行。不同聚丙烯酰胺对浮选效果影响大小顺序为:药剂浓度分子量离子类型。(2)改性尾煤与钛酸丁酯水热法制备的TiO/TC和Pb-TiO/TC为杂乱、无序的纳米级管状材料,TiO通过与改性尾煤基体中的Si O形成Ti-O-Si键,成功实现负载。TiO/TC的禁带宽度为3.16 eV,Pb掺杂后可以使其禁带宽度减小到3.08 eV。TiO/TC和Pb-TiO/TC的比表面积分别为360.33 m/g和358.54 m/g,比TiO的比表面积增大约75 m/g。(3)TiO/TC对聚丙烯酰胺溶液的去除率为43.02%,Pb掺杂使得Pb-TiO/TC对聚丙烯酰胺溶液的去除率提高到70.89%。光催化降解过程中聚丙烯酰胺大分子链断裂变成小分子,进一步氧化分解为NO、丙烯酸、乙酰胺和乙酸等。经过降解的聚丙烯酰胺溶液的浓度为14.6 mg/L,使用此溶液进行浮选试验时,精煤的产率为55.56%,与未经过降解的浓度为14.6 mg/L的聚丙烯酰胺溶液浮选结果相比,精煤产率提高6.54%,灰分降低1.30%,可燃体回收率和浮选完善指标均提高约6%。