高分子絮凝剂在碳表面的吸附脱附特性研究
董宪姝1
马晓敏2
刘清侠3
樊玉萍1
陈茹霞1
朱阳戈4
1.太原理工大学矿业工程学院,山西太原 0300242.太原理工大学矿业工程学院,山西太原 030024;矿冶科技集团有限公司 矿物加工科学与技术国家重点实验室,北京 1001603.阿尔伯塔大学化学与材料工程系,阿尔伯塔埃德蒙顿T6G 1H9;深圳技术大学新材料与新能源学院,广东深圳 5181184.矿冶科技集团有限公司 矿物加工科学与技术国家重点实验室,北京 100160
摘要：煤炭清洁高效加工利用是"碳减排"的重要途径,采用耗散石英微晶天平(QCM-D)研究了聚丙烯酰胺类高分子絮凝剂在碳表面的吸附脱附行为,并深入分析了 Ca2+对絮凝剂吸附的影响机制,以为煤炭工业中固液分离、絮凝浮选等提供理论指导.结果表明:阳离子聚丙烯酰胺(CP AM)与碳表面的吸附作用最强,其次为聚丙烯酰胺(PAM),吸附均完全不可逆,阴离子聚丙烯酰胺(APAM)几乎不能与碳表面发生吸附作用.PAM表现出两段吸附特性,随着吸附量增加,吸附速率逐渐降低,吸附层构型变松散,难以达到吸附平衡;CP AM可在5 min内迅速达到吸附平衡,吸附层构型随着吸附量的增加先变松散,然后密实程度保持不变.Ca2+可以促进PAM在碳表面上的吸附,提高吸附速率,使其更容易达到吸附平衡,但对CPAM在碳表面上的吸附有显著抑制作用,随着Ca2+浓度的升高,抑制作用增强;Ca2+可以极大促进APAM的吸附,随着Ca2+浓度的增加,APAM的吸附量显著增加,且吸附可持续进行,不能达到平衡,吸附层先变松散,然后变密实,表明APAM通过Ca2+"桥接作用"在碳表面发生吸附,形成了 Ca2+与APAM循环交替吸附的现象;APAM与Ca2+同时加入的情况下,APAM的吸附量发生了波动性变化,体系中吸附和脱附行为同时存在,并伴随Ca2+和APAM的竞争吸附行为,证实了加药顺序对保证宏观絮凝效果的重要性.
关键词：高分子絮凝剂无定型碳聚丙烯酰胺耗散石英微晶天平钙离子
分类号：TD94(选矿)
资助基金：国家自然科学基金(51820105006)国家自然科学基金(52004178)国家自然科学基金(52074189)山西省留学归国人员择优资助项目(20210036)矿物加工科学与技术国家重点实验室开放基金项目(BGRIMM-KJSKL-2022-10)
论文发表日期：2022-05-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：10( 562-571 )
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