引用

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聚丙烯酰胺对膨润土吸附剂过滤性能的影响

潘嘉芬

(山东理工大学资源与环境工程学院，淄博255049)

    摘要：研究了阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰胺对不同性质膨润土过滤性能的影响，提出了{zj0}过滤条件；指出了不同情况下。宜采用不同类型的合适的助滤剂。

    关键词：聚丙烯酰胺膨润土过滤条件

Effect of Polyacrylamides on Filtrate Properies of Bentonite

Pang Jiafen

(School of Resources & Environment Enginecring,Shandong University of Technology, Zibo   255049)

Abstract: The effect of different polyacrylarnides on filtrate of bentonite were discussed in this paper. The main technical conditions were deter- mined moreover, and the research results indicated that, for different conditions must be use different suitable filter aids.

Keywords: polyacrylamides   bentonite   filtrate   condition

膨润土是以蒙脱石为主的片状黏土矿产，具有特殊的吸水性、水塑性、黏结性以及较强的离子交换性等，因此应用范围较广。用于环保领域则主要是作为污染物的吸附剂使用，如吸附重金属离子，印染废水中有机染料吸附等。膨润土吸附重金属离子铜、锌等后，可通过过滤制备各种xx材料；而吸附印染废水中的有机染料后，还可通过过滤、焙烧等工序循环使用。由于膨润土中矿物颗粒细小，用于吸附剂等使用后所产生的污泥比阻较大，过滤比较困难，特别是钠化后的膨润土污泥比阻更大，难以过滤，因此，寻找一种有效的膨润土泥浆助滤剂，提高其过滤速度，降低滤饼水分，这对实际生产过程中降低过滤和干燥的能耗、节省成本很有意义。本次试验采用阳离子、阴离子和非离子聚丙烯酰胺，对不同性质的膨润土进行了试验研究，供实际应用时参考。

1  试样、药剂及试验方法

     试样：潍坊某膨润土厂雷蒙磨磨细产品，-500目占95％。试样XRD分析结果：主要矿物为蒙脱石，含量为75％左右，伴生矿物有伊利石、石英等； d001值为1.5064nm，属于钙基膨润土。其化学成分(质量％)：Si02，59.89；A1203，18.34；Fe203，6.65；CaO，2.38；MgO，2.55；Na20，0.45；K20，1.93；烧失量，7.79。 pH值8；膨胀容6mL/g；膨润值9mL/3g；颜色灰白。试验时，将其配成10％的悬浮液使用。

     药剂：阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、非离子聚丙烯酰，配制成0.1％的溶液使用。悬浮液真空抽滤试验装置，见图l。

试验方法：烧杯中置人的膨润土浓度为10％，添加不同助滤剂种类和用量的滤液100mL，在 SXJQ-1型数显直流无级调速搅拌器中，以300r/min的转速搅拌3min后注人布氏漏斗。注入溶液后，开启真空泵(真空度0.025MPa)，并开始计时，记录不同时间计量筒的滤液累积体积，直至过滤结束。

2试验结果及讨论

2．1   三种聚丙烯酰胺对膨润土原土过滤性能的影响

2．1．1   阳离子聚丙烯酰胺：由图2可看出，随药剂用量的不断加大，过滤速度加快，当阳离子聚丙烯酰胺的用量为50g/t时过滤速度最快，但其用量继续增大，过滤速度又有所降低。

2．1．2阴离子聚丙烯酰胺：从图3可看出，随药剂用量的不断加大，过滤速度加快，阴离子聚丙烯酰胺的用量为30g/t时，过滤速度最快，但其用量继续增大，过滤速度又有所降低。

2．1．3非离子聚丙烯酰胺：从图4可看出，当非离子聚丙烯酰胺的用量为40g/t时，过滤速度最快，但其用量继续增大，过滤速度又有所降低。三种聚丙烯酰胺在{zj0}用量处对膨润土原土过滤速度的影响，见图5。综合比较可得出，三种聚丙烯酰胺对膨润土过滤的影响规律类似，且有一个{zj0}投加量。在{zj0}投加量处，过滤速度最快。将各种聚丙烯酰胺在{zj0}投加量处的过滤速度进行比较，可以得出，阳离子聚丙烯酰胺对潍坊膨润土原土的助滤效果{zh0}。原因可能是由于膨润土带负电荷，与阳离子电性中和，从而易于絮凝，所以过滤速度最快。

2．1．4 pH值的影响：用阳离子聚丙烯酰胺，其加入量为50g/t，考察pH值对膨润土原土过滤速度的影响，结果见图6。从图6看出，pH值对阳离子聚丙烯酰胺的助滤效果存在一定影响，在酸性和中性介质中，过滤速度快；pH值大于8之后，过滤速度较慢，尤其是pH值过大，将严重影响助滤效果。原因是阳离子聚合电解质在低pH的酸性溶液中电离度较大，分子形状趋向伸展，调理效果好；而在高pH值的碱性溶液中电离度较小，分子形状趋向卷曲，效果则差。

2．2三种聚丙烯酰胺对钠化膨润土过滤性能的影响

在10％的矿浆溶液(10g膨润土加90mL水)中，加入4g氯化钠，搅拌15min后，进行抽滤实验，其它操作条件同上。

2．2．1   阳离子聚丙烯酰胺：见图7。

2．2．2阴离子聚丙烯酰胺：见图8。

2．2．3非离子聚丙烯酰胺：见图9。

综合比较图7、8、9可得出，三种聚丙烯酰胺都有效地改善了钠化膨润土的过滤速度，加入少量的药剂，过滤速度就有明显改善。随药剂量的加大，过滤速度不断增大，而当药剂量超过一定量后，过滤速度开始减慢，这与原土过滤时所得结论一致。其中阳离子聚丙烯酰胺的{zj0}投加量为60g/t，阴离子聚丙烯酰胺的{zj0}投加量为60g/t，非离子聚丙烯酰胺的{zj0}投加量为50g/t。在{zj0}量处，钠化膨润土的过滤速度最快。三种聚丙烯酰胺在{zj0}用量处对膨润士过滤速度的影响，见图10。

比较三种药剂{zj0}投加量过滤速度可得出，阴离子聚丙烯酰胺对钠化膨润土的助滤效果{zh0}。

2．3三种聚丙烯酰胺对吸附重金属离子后的膨润土过滤性能的影响模拟重金属离子废水由分析纯硫酸铜配制，重金属铜离子浓度为200mg/L。为了使膨润土能够比较全面地吸附铜离子，先将加入重金属离子废水的膨润土液搅拌3min，然后再加入助滤剂搅拌2min，其他试验条件不变，进行抽滤。

2．3．1阳离子聚丙烯酰胺：见图11。

2．3．2阴离子聚丙烯酰胺：见图12。

2．3.3非离子聚丙烯酰胺：见图13。

     综合比较图11、12、13可看到，{zj0}投加量阳离子聚丙烯酰胺的是50g/t，阴离子聚丙烯酰胺的是30g/t，非离子聚丙烯酰胺的是60g/t。三种聚丙烯酰胺在{zj0}用量处对吸附重金属离子后的膨润土过滤速度的影响，见图14。由图14可看出，阴离子对吸附重金属离

子后的膨润土助滤性能{zh0}，这与膨润土原土的{zj0}助滤剂不同，而与钠化后的膨润土的{zj0}助滤剂相同。其原因可能是当膨润土吸附重金属离子后不仅对它的表面负电荷进行中和，而且由于铜离子附着在膨润土表面而使其带有一定的正电荷，因此，阴离子聚丙烯酰胺对吸附铜离子后的膨润土的助滤效果最为显著。

3结论

     1．不同类型的聚丙烯酰胺对不同性质的膨润土助滤性能不同，其中膨润土原土用阳离子型的较好；膨润上钠化后不经过水洗时，用阴离子型的较好；在200mg/L的重金属离子废水中作为吸附剂时，用阴离子型的较好。

     2．每种助滤剂都存在着一个{zj0}用量，加量不够或加过量都影响助滤效果；每种助滤剂助滤时都存在一个{zj0}pH值，pH值过高或过低都影响助滤效果。

     3．膨润土作为水中污染物的吸附剂使用时，由于污染物的性质不同，所用{zj0}助滤剂不同。因此，在实际应用时，{zj0}助滤剂的种类、{zj0}用量以及{zj0}pH值，应通过试验确定。

   4．膨润土吸附重金属离子可在短时间内达到吸附平衡[1]。因此，实际处理重金属离子废水时，经过短时间的搅拌吸附之后，膨润土的脱水可采用离心机连续处理，也可采用沉淀池处理，以降低运行成本。

参考文献1   潘嘉芬，涌泉膨润土吸附废水中Cu2+、Zn2+、Cr3+的试验研究[J].非金属矿．2006，29．(2)