鉛鋅礦尾礦沉降濃縮過(guò)程中不同絮凝劑的效果,包括無(wú)機(jī)高分子絮凝劑(聚合硫酸鐵PFS和聚合氯化鋁PAC)和有機(jī)高分子絮凝劑(陽(yáng)離子聚丙烯酰胺CPAM和陰離子聚丙烯酰胺APAM)以及它們的復(fù)合使用(PFS-CPAM)。
無(wú)機(jī)絮凝劑的效果:
聚合硫酸鐵(PFS)和聚合氯化鋁(PAC)在降低上清液濁度方面均表現(xiàn)出顯著效果。這是因?yàn)闊o(wú)機(jī)絮凝劑能夠通過(guò)電中和、吸附架橋等機(jī)制,使尾礦顆粒形成較大的絮團(tuán),從而加速沉降過(guò)程。在提升沉降速率方面,聚合硫酸鐵(PFS)優(yōu)于聚合氯化鋁(PAC)。這與PFS的分子結(jié)構(gòu)和電荷特性有關(guān),使其更容易與尾礦顆粒發(fā)生作用,形成更緊密的絮團(tuán)。
有機(jī)絮凝劑的效果:
有機(jī)高分子絮凝劑在提高沉降速率方面效果突出。這是因?yàn)橛袡C(jī)高分子絮凝劑具有較長(zhǎng)的分子鏈和較多的活性基團(tuán),能夠更有效地與尾礦顆粒發(fā)生作用,形成更大的絮團(tuán)。在去除濁度方面,陽(yáng)離子聚丙烯酰胺(CPAM)明顯優(yōu)于陰離子聚丙烯酰胺(APAM)。這是因?yàn)殛?yáng)離子聚丙烯酰胺(CPAM)的陽(yáng)離子基團(tuán)更容易與尾礦顆粒表面的負(fù)電荷發(fā)生作用,形成更緊密的絮團(tuán)。
復(fù)合絮凝劑的效果:
PFS-CPAM復(fù)合絮凝劑在保證去除濁度效果的同時(shí),極大提升了鉛鋅礦尾礦沉降速率,并優(yōu)于兩種單一絮凝劑。這是因?yàn)闊o(wú)機(jī)絮凝劑(PFS)和有機(jī)絮凝劑(CPAM)在絮凝過(guò)程中具有協(xié)同作用。無(wú)機(jī)絮凝劑通過(guò)電中和、吸附架橋等作用使尾礦顆粒形成初步絮團(tuán),然后有機(jī)絮凝劑通過(guò)其長(zhǎng)分子鏈和活性基團(tuán)進(jìn)一步橋聯(lián)和穩(wěn)定這些絮團(tuán),從而形成更大、更緊密的絮團(tuán),加速沉降過(guò)程。
絮凝機(jī)理:
無(wú)機(jī)絮凝劑主要通過(guò)電中和、吸附架橋等機(jī)制使尾礦顆粒形成絮團(tuán)。其中,電中和作用是指無(wú)機(jī)絮凝劑中的陽(yáng)離子與尾礦顆粒表面的負(fù)電荷發(fā)生作用,降低顆粒間的靜電斥力;吸附架橋作用是指無(wú)機(jī)絮凝劑分子通過(guò)吸附在尾礦顆粒表面,形成“橋梁”,將多個(gè)顆粒連接在一起形成絮團(tuán)。
有機(jī)絮凝劑則主要通過(guò)其長(zhǎng)分子鏈和活性基團(tuán)與尾礦顆粒發(fā)生作用,形成更大的絮團(tuán)。這些長(zhǎng)分子鏈可以像“網(wǎng)”一樣將多個(gè)尾礦顆粒包裹在一起,形成緊密的絮團(tuán)。
復(fù)合絮凝劑則結(jié)合了無(wú)機(jī)絮凝劑和有機(jī)絮凝劑的優(yōu)點(diǎn),通過(guò)無(wú)機(jī)絮凝劑的初步絮凝作用和有機(jī)絮凝劑的進(jìn)一步橋聯(lián)和穩(wěn)定作用,形成更大、更緊密的絮團(tuán),從而顯著提高沉降速率和去除濁度效果。