Интенсификация процессов обезвоживания угольных шламов модифицированными полиэлектролитами

• Автор: Ульрих, Елена Викторовна
• Шифр специальности: 25.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Кемерово
• Количество страниц: 180 с. : ил.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
^ 1.1. Виды флокулянтов
1.1.1. Природные флокулянты
1.1.2. Синтетические флокулянты
1.2. Свойства флокулянтов
1.3. Использование флокулянтов
1.4. Основные методы наращивания ММ флокулянтов
1.4.1. Модификация органическими соединениями
1.4.2. Модификация полимерами
1.4.3. Модификация полисахаридами
1.4.4. Модификация неорганическими соединениям
1.4.5. Модификация ионогенными и неионногенными ПАВ
1.5. Флокуляция
1.5.1. Основные закономерности флокуляции дисперсий полимерами
1.5.2. Механизмы флокуляции
1.6. Обогащение полезных ископаемых’методом
селективной флокуляции
1.7. Обогащение полезных ископаемых методом флотофлокуляции
ВЫВОДЫ ПО ЛИТЕРАТУРНОМУ
ОБЗОРУ
ГЛАВА 2. ПОСТАНОВКА ЭКСПЕРИМЕНТА И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Структура эксперимента
2.2. Характеристика объектов исследования
2.3. Методы исследования флокулянтов
ф 2.3.1. Вискозиметрия
2.3.2. Определение реологических свойств
2.3.3. Кондуктометрия
2.3.4.Оптические методы
2.3.5. Определение анионов хлора
2.3.6. Набухание флокулянтов
2.3.7. Адсорбция флокулянтов
2.3.8. Флокуляция суспензий оксида меди (II)
2.3.9. Флокуляция суспензии угля
2.3.10. Обезвоживание осадков
ГЛАВА 3. ПОЛУЧЕНИЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ФЛОКУЛЯНТОВ И ИЗУЧЕНИЕ ИХ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ
3.1. Получение модифицированных флокулянтов
3.2. Свойства модифицированных флокулянтов
3.2.1. Физическая структура макромолекул
3.2.2. Реологические свойства флокулянтов
3.2.3. Электропроводность растворов флокулянтов
3.2.4. Светопоглощение
3.2.5. Содержание хлорид-ионов
ГЛАВА 4. ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ФЛОКУЛЯНТОВ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ПРОЦЕССАХ ОБЕЗВОЖИВАНИЯ УГОЛЬНЫХ
ШЛАМОВ
4.1. Набухание флокулянтов
4.2. Адсорбция флокулянтов
4.3. Флокуляция стандартных суспензии оксида меди (II)
4.4.Флокуляция угольной пульпы
4.5. Действие флокулянтов при фильтровании
4.6. Схема обогащения угля ОФ «Антоновская»
4.7. Предлагаемая технологическая схема флокуляции и фильтрования угольной пульпы с использованием модифицированных флокулянтов
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
Актуальность темы. Главным перспективным районом отечественной угледобычи является Кузнецкий угольный бассейн, на территории которого располагаются основные запасы коксующихся каменных углей. С целью снижения транспортных расходов добытого угля, повышения качества угольной продукции и снижения ее себестоимости широко используется процесс обогащения угля непосредственно на месте добычи, ставший в настоящее время обязательной технологической стадией в производстве высококалорийного топлива. При получении угольного концентрата для интенсификации основных и вспомогательных процессов, (осветление оборотной воды, фильтрования полученных хвостов), при очистке шахтных вод на стадии угледобычи подземным способом широко используются современные дорогостоящие (преимущественно зарубежные) высокомолекулярные технические вспомогательные материалы - фло-кулянты (полиэлектролиты с различной степенью ионогенности), способные при их малом удельном расходе резко увеличивать скорость протекания используемых процессов и экономическую эффективность всего производства.
Однако при использовании флокулянтов обнаружен ряд недостатков, сдерживающий дальнейшее развитие угольной промышленности: ограниченная молекулярная масса, высокая цена, недостаточная селективность. Имеющиеся в настоящее время приемы химического воздействия на флокулянты в процессе их синтеза или после него, не снижают эти недостатки. Данная работа направлена на интенсификацию процессов обезвоживания угольных шламов с помощью создания новых, более эффективных форм нахождения флокулянтов и изучения их свойств.
Целью работы является интенсификация процессов обезвоживания угольной суспензии на основе разработки способов получения и применения в технологических процессах обогащения угля модифицированных полиакриламидных флокулянтов на основе матричных катионных полиэлектролитов марки <&е^» с разной степенью ионизации.
бражение образуется пучком электронов, который проходит через линзу из электростатических и магнитных полей.
Изображение переводят в видимую форму с помощью флюоресцирующего экрана или фотографическим путем.
Предел разрешения для электронного микроскопа составляет несколько десятых долей нанометра: (увеличение в 1000 раз)[126].
Электронно-микроскопические исследования флокулянтов проводили на растровом электронном микроскопе ТЕБЬА-ВЗ 340 по стандартной методике. [ 128] На поверхность образцов с целью увеличения контрастности снимка методом катодного напыления предварительно напыляли проводящий слой золота толщиной около 30 нм. Исследовали поверхность пленок. Плёночные образцы флокулянтов для электронно-микроскопического изучения предварительно сушили в вакууме (10'4 мм рт.ст) в течение 1 часа. Микрофотографии снимали в камере с глубоким вакуумом (10‘6 мм рт.ст).
Метод электронной микроскопии позволяет наблюдать структуру полимеров, или их надмолекулярные структуры [128].
2.3.5. Определение анионов хлора
Характерную реакцию на хлорид-ион проводили при добавлении в анализируемые пробы (растворы полимера и в модификаторы) нитрата серебра с концентрацией 0,1 моль/дм3. Нитрат серебра в присутствии анионов хлора дает белый творожистый осадок, растворимый в растворе аммиака и в 10%-ом растворе карбоната аммония[124].
2.3.6. Набухание флокулянтов
Процессы набухания исследовали на основании известных методик [124]. Рассчитывали степень набухания, которая определяется объемом жидкости, поглощенной единицей объема вещества на данной стадии набухания при данной температуре:
а = (У2-Ух)1У{, (2.9.)
где V [ и У2 - объем вещества до и после набухания соответственно.
На основании расчетов строили кривые набухания.