接枝共聚物对细粒煤的助滤作用

3．2．2　PQAAM接枝共聚物对细粒煤的助滤作用^［73］

1．不同阳离子度的PQAAM接枝共聚物对细粒煤的助滤作用

采用特性粘度相近、不同阳离子度的聚季铵盐丙烯酰胺接枝共聚物PQAAM对细粒煤进行过滤脱水实验，其助滤效果如图3．11所示。

图3.11表明：特性粘度相近，阳离子度分别为16．24%、21．87%、25．75%的PQAAM接枝共聚物，当细粒煤脱水效果最佳时，其用量分别为16ppm、12ppm、10ppm，滤饼水分分别降低2．60%、2．28%、1．81%。可见：随着PQAAM阳离子度增大，煤泥脱水效果最佳时的药耗量降低，但降低滤饼水分的能力下降。因为PQAAM接枝共聚物的季铵盐阳离子基团通过电性中和作用吸附于煤粒表面，阳离子度越高，大分子中阳离子电荷密度越大，中和煤粒表面负电荷的能力越强，故仅需较低的用量就可以中和煤粒表面的负电荷，ζ电位数值变化较大，甚至导致煤粒表面电荷符号发生翻转。说明高阳离子度的PQAAM中季铵盐基团中和煤粒表面负电性的能力较强，桥联能力相对较弱；低阳离子度的PQAAM中和煤粒表面电荷的能力较弱，桥联能力相对较强。故细粒煤过滤脱水效果最佳时，高阳离子度的PQAAM接枝共聚物用量较少，但煤泥脱水效果不及低阳离子度的PQAAM接枝共聚物。

图3.11　不同阳离子度的PQAAM对细粒煤的脱水作用

2．不同特性粘度的PQAAM接枝共聚物对细粒煤的助滤作用

采用阳离子度相近、不同特性粘度的PQAAM对细粒煤进行过滤脱水实验，实验结果如图3.12、图3.13所示。

图3.12表明：对阳离子度较低的PQAAM接枝共聚物而言，随着特性粘度［η］的增大，煤泥脱水效果最佳时的药耗量减小，但对滤饼的降水能力也下降。因为阳离子度较低的PQAAM接枝共聚物中，季铵盐阳离子电荷密度较小，阳离子基团仅仅是一个活性吸附位，药剂主要以尾式或环式构型吸附于煤粒表面^［73］，如图3．14（a，b）所示。这种吸附构型有利于“桥联”絮凝，伸向溶液的链尾较长，因此随着PQAAM特性粘度的增加，相对分子质量增加，聚合度增大，对细粒煤的桥联作用增强，煤泥产生最佳助滤效果的药耗量减小。

图3.12　不同特性粘度的PQAAM对细粒煤的脱水作用

图3.13　不同特性粘度的PQAAM对细粒煤的脱水作用

图3.13表明：对阳离子度较高的PQAAM接枝共聚物而言，随着PQAAM特性粘度的增大，煤泥脱水效果最佳时的药耗量稍有减小，但对滤饼的降水能力相差不大。主要因为阳离子度较高的PQAAM接枝共聚物中，季铵盐阳离子电荷密度较大，阳离子链节之间的排斥作用使大分子趋于伸展，与煤粒表面荷负电区域间的静电吸引作用较强，当药剂分子与煤粒表面发生碰撞时，电性中和效应起主导作用。当药剂用量较小时，各链节与煤粒表面间的静电吸引作用使PQAAM较易吸附于煤粒表面，故在较低用量时，PQAAM絮凝剂大分子多以环式或平躺式构型吸附于煤粒表面，如图3.14（b，c）所示。故阳离子度较高的PQAAM对细粒煤脱水效果最佳时，特性粘度对药剂用量影响很小。

图3．14　高分子聚合物的吸附构型

实验过程中发现：阳离子度较低的PQAAM接枝共聚物所形成的絮团较大、较蓬松，絮团内包裹的水分较少，易于脱除，并且随着PQAAM特性粘度的增大，絮团粒度增大；阳离子度较高的PQAAM所形成的絮团粒度较小、均匀、且较密实，絮团内包裹的水分只有在较高压力下方可脱除，在同一压力下，其降水能力略差一些。结合实际生产，以节约能耗为前提，降低滤饼水分、增加精煤产率为目的，优先选用阳离子度较低、相对分子质量较高的阳离子絮凝剂型助滤剂。