Anionic vs nonionic polyacrylamide flocculants: aplikasi industri perlombongan

ON 24 . Oct . 2025

1.1 Polyacrylamide anionik

Polyacrylamide anionik (PAM) adalah polimer larut air yang membawa caj negatif. Ia biasanya digunakan dalam pelbagai aplikasi perindustrian, seperti rawatan air sisa dan pembuatan kertas. Tuduhan negatif polimer menjadikannya berkesan dalam flocculating zarah -zarah yang dikenakan secara positif, memudahkan penyingkiran mereka dari sistem berair.

1.1.1 Definisi dan Struktur Kimia

Polyacrylamide anionik dibuat oleh pempolimeran monomer acrylamide dengan kehadiran komonomer anionik yang sesuai, seperti asid akrilik. Proses ini membawa kepada pembentukan rantai panjang dengan caj yang kebanyakannya negatif. Struktur kimia terdiri daripada unit acrylamide yang mengulangi, dengan kumpulan anionik yang melekat pada tulang belakang polimer. Tuduhan negatif timbul dari kehadiran kumpulan karboksil (-COOH) dalam rantai polimer.

1.1.2 Sifat Pam Anionik

Berkesan dalam mengikat zarah -zarah yang dikenakan secara positif, seperti tanah liat, logam, dan pepejal yang digantung.
Berat molekul yang tinggi, yang membantu meningkatkan pemberbukuan dan kejelasan air.
Larut air dan boleh membentuk gel dalam kepekatan yang tinggi, meningkatkan keupayaannya untuk menghilangkan bahan cemar.
Relatif stabil dalam julat pH yang luas (biasanya pH 3-11), walaupun prestasi boleh dipengaruhi oleh kemasinan yang tinggi.
Ketoksikan yang rendah, menjadikannya selamat untuk digunakan dalam pelbagai aplikasi alam sekitar.

1.1.3 Aplikasi: Rawatan Air Sisa, Pembuatan Kertas, dll.

Rawatan Air Sisa: PAM anionik digunakan secara meluas dalam rawatan air sisa perbandaran dan perindustrian untuk menghilangkan pepejal, minyak, dan bahan cemar lain yang digantung. Ia membantu dalam membekalkan dan membasmi zarah untuk penyingkiran lebih mudah melalui penyelesaian atau penapisan.
Pembuatan Kertas: Dalam industri kertas, PAM anionik digunakan sebagai bantuan pengekalan, meningkatkan pengekalan gentian dan pengisi, serta meningkatkan kadar saliran pulpa kertas.
Perlombongan: Dalam perlombongan, PAM anionik digunakan untuk pengurusan tailing, membantu pemisahan pepejal-cecair dan meningkatkan kecekapan keseluruhan operasi pemprosesan mineral.
Minyak dan gas: Ia digunakan dalam industri minyak dan gas untuk proses pemulihan minyak yang dipertingkatkan, membantu memisahkan minyak dari air dan meningkatkan kecekapan operasi penggerudian.

1.2 Polyacrylamide nonionik

Polyacrylamide nonionik (PAM) adalah sejenis polyacrylamide yang tidak membawa apa -apa caj. Ia bersifat neutral dan sering digunakan dalam situasi di mana caj ionik kurang kritikal. Nonionic PAM mempunyai aplikasi yang luas dalam industri seperti penyaman tanah, pemprosesan tekstil, dan perlombongan, kerana sifat dan keserasiannya yang serba boleh dengan pelbagai jenis kimia air.

1.2.1 Definisi dan Struktur Kimia

Polyacrylamide nonionik disintesis dari monomer acrylamide tanpa penggabungan mana -mana kumpulan anionik atau kationik. Strukturnya terdiri daripada rantai polimer yang diperbuat daripada unit acrylamide, yang tidak mempunyai caj elektrik bersih. Neutral ini membolehkan PAM nonionik menjadi lebih stabil dalam sistem dengan keadaan ionik yang berbeza -beza, menjadikannya sesuai untuk aplikasi perindustrian tertentu.

1.2.2 Sifat Pam Nonionik

Caj neutral, menjadikannya lebih serba boleh dan serasi dengan pelbagai jenis kimia air.
Berat molekul sederhana yang membolehkan pemberbukuan yang berkesan sambil mengelakkan pembentukan gel yang berlebihan.
Prestasi yang baik di dalam air dengan kekerasan atau kemasinan yang tinggi, di mana jenis PAM lain mungkin tidak berkesan.
Lebih stabil di bawah keadaan berasid dan alkali berbanding dengan jenis PAM lain.
Ketoksikan yang rendah, menjadikannya selamat untuk digunakan dalam aplikasi alam sekitar seperti penyaman tanah dan rawatan air.

1.2.3 Aplikasi: Penyaman Tanah, Industri Tekstil, Perlombongan

Penyaman tanah: PAM nonionik sering digunakan untuk memperbaiki struktur tanah dan pengekalan air dalam bidang pertanian. Ia membantu mencegah hakisan tanah dengan mengikat zarah tanah dan mempromosikan penyusupan air yang lebih baik.
Industri Tekstil: Dalam industri tekstil, PAM nonionik digunakan dalam proses pencelupan untuk meningkatkan kecekapan penggunaan air dan untuk menghalang pemendapan semula pewarna pada kain.
Perlombongan: Nonionic PAM digunakan dalam industri perlombongan untuk pemisahan pepejal-cecair, terutamanya dalam pemprosesan tailing dan buburan mineral.
Rawatan Air: PAM nonionik juga digunakan dalam rawatan air untuk memperbaiki proses penjelasan, mengeluarkan kekotoran tanpa menambah sebarang caj ionik tambahan kepada sistem.

1.3 Polyacrylamide kationik

Polyacrylamide kationik (PAM) adalah polimer dengan tulang belakang yang positif. Ia biasanya digunakan untuk aplikasi di mana ia perlu untuk mengalihkan zarah -zarah yang dikenakan secara negatif. Keupayaannya untuk berinteraksi dengan zarah -zarah yang dikenakan negatif seperti tanah liat dan bahan organik menjadikannya sesuai untuk proses rawatan air tertentu, serta aplikasi perindustrian lain seperti pembuatan kertas dan penyahairan enapcemar.

1.3.1 Definisi dan Struktur Kimia

Polyacrylamide kationik dicipta oleh pemolimeran monomer acrylamide dengan comonomers kationik, seperti diallyl dimetil ammonium klorida. Ini memberikan rantai polimer sebagai caj positif. Struktur kimia PAM kationik termasuk tulang belakang acrylamide yang sama seperti jenis PAM lain, tetapi dengan fungsi tambahan kumpulan yang dikenakan positif, yang meningkatkan keupayaannya untuk mengikat bahan -bahan yang dikenakan secara negatif.

1.3.2 Sifat Pam Kationik

Positif dikenakan, menjadikannya sangat berkesan untuk flocculating zarah -zarah yang dikenakan secara negatif.
Berat molekul yang tinggi, menyumbang kepada pembentukan floc yang kuat dan kejelasan air yang lebih baik.
Lebih berkesan dalam keadaan berasid berbanding dengan PAM anionik, kerana ia dapat berinteraksi dengan lebih baik dengan bahan -bahan yang dikenakan negatif.
Boleh membentuk gel dalam kepekatan tinggi, berguna dalam aplikasi penyahairan.
Secara amnya lebih sensitif terhadap kemasinan yang tinggi dan ekstrem pH, yang boleh memberi kesan kepada prestasi.

1.3.3 Permohonan: Rawatan Air, Penyahairan Enapcemar, dll.

Rawatan Air: PAM kationik sering digunakan dalam rawatan air perbandaran dan perindustrian untuk membantu menghilangkan pepejal dan bahan pencemar organik yang digantung dengan mempromosikan pemberbukuan dan penyelesaian.
Penyahairan enapcemar: Ia biasanya digunakan dalam proses penyahairan enapcemar, di mana ia membantu zarah enapcemar aglomerat, menjadikannya lebih mudah untuk memisahkannya dari air.
Industri pulpa dan kertas: PAM kationik digunakan dalam industri kertas untuk alat pengekalan dan saliran, meningkatkan kekuatan dan kualiti kertas.
Industri Minyak dan Gas: Dalam industri minyak dan gas, ia digunakan dalam cecair penggerudian untuk meningkatkan kelikatan dan membantu dengan penyingkiran pepejal.

2. Perbezaan utama antara polyacrylamide anionik dan nonionik

2.1 caj dan kepentingannya

Perbezaan utama antara polyacrylamide anionik dan nonionik terletak pada sifat caj mereka. Polyacrylamide anionik mempunyai caj negatif, yang menjadikannya sesuai untuk mengikat dengan zarah -zarah yang dikenakan secara positif di dalam air, seperti logam berat atau pepejal yang digantung. Sebaliknya, polyacrylamide nonionik tidak dikenakan caj dan lebih berkesan dalam keadaan neutral atau sedikit alkali, di mana ia dapat mengalir tanpa memerlukan interaksi elektrostatik. Ini menjadikan PAM nonionik sesuai untuk proses seperti penyaman tanah, di mana matlamat utama adalah untuk meningkatkan pengekalan air tanpa menjejaskan keseimbangan ionik sistem.

2.2 Prestasi dalam keadaan air yang berbeza

Prestasi flocculants polyacrylamide boleh berubah dengan ketara berdasarkan keadaan air seperti pH, kemasinan, dan suhu. Pam anionik berfungsi dengan baik dalam persekitaran dengan sedikit berasid kepada pH neutral, di mana caj negatifnya dapat dikekalkan. Walau bagaimanapun, dalam keadaan salin tinggi, keberkesanan PAM anionik boleh berkurangan disebabkan oleh kesan pemeriksaan caj, yang mengurangkan keupayaan pemberbukuan.

Pam nonionik, yang dikenakan caj-neutral, kurang terjejas oleh perubahan dalam pH atau kemasinan dan boleh melaksanakan dengan baik di pelbagai jenis kimia air. Ini menjadikannya lebih serba boleh untuk aplikasi perindustrian, terutamanya dalam persekitaran dengan tahap salin yang berubah -ubah atau tinggi.

2.3 Saiz dan Kestabilan Floc

Saiz dan kestabilan floc adalah faktor penting untuk keberkesanan flocculants polyacrylamide. Polyacrylamide anionik biasanya menghasilkan floc yang lebih besar dan stabil kerana caj negatifnya, yang menarik zarah -zarah yang dikenakan secara positif di dalam air. Flocs yang lebih besar ini sesuai untuk aplikasi seperti rawatan air kumbahan, di mana pemisahan pepejal dari cecair diperlukan.

Sebaliknya, polyacrylamide nonionik membentuk flocs yang lebih kecil yang kurang stabil tetapi sangat berkesan dalam keadaan di mana agregasi zarah halus diperlukan. Flocs yang lebih kecil menjadikannya sesuai untuk digunakan dalam aplikasi di mana pemisahan yang lebih beransur -ansur lebih disukai, seperti dalam industri tekstil, di mana pewarna kain dan zarah kecil lain perlu dikeluarkan tanpa berkumpul.

2.4 Pertimbangan Dos dan Kos

Apabila ia datang kepada dos, PAM anionik umumnya memerlukan kepekatan yang lebih rendah untuk mencapai pemberbukuan yang berkesan berbanding PAM nonionik, terutamanya dalam persekitaran kekuatan tinggi ionik. Ini boleh menjadikan PAM anionik lebih kos efektif dalam aplikasi di mana jumlah flocculant yang besar diperlukan.

PAM nonionik mungkin memerlukan dos yang lebih tinggi untuk mencapai prestasi pemberbukuan yang sama, yang boleh mengakibatkan peningkatan kos dari masa ke masa. Walau bagaimanapun, kebolehgunaannya yang lebih luas di pelbagai keadaan air boleh menjadikannya pilihan yang lebih ekonomik dalam industri dengan keadaan operasi yang berubah -ubah, seperti perlombongan atau penyaman tanah.

3. Polyacrylamide nonionik dalam aplikasi perlombongan

3.1 Aplikasi khusus dalam perlombongan

3.1.1 Pengurusan Tailing

Polyacrylamide nonionik (PAM) digunakan secara meluas dalam perlombongan untuk pengurusan tailing, yang merupakan produk sampingan pengekstrakan mineral. Tailing sering campuran zarah halus, air, dan bahan kimia, yang memerlukan pengurusan yang berkesan untuk mencegah kerosakan alam sekitar. Pam nonionik membantu dalam proses pemberbukuan, di mana zarah halus aglomerat menjadi flocs yang lebih besar, menjadikannya lebih mudah untuk dipisahkan dari air. Ini dengan ketara mengurangkan jumlah tailing dan meningkatkan kejelasan air yang dikeluarkan kembali ke alam sekitar.

3.1.2 Pemprosesan Mineral

Dalam pemprosesan mineral, PAM nonionik digunakan untuk meningkatkan kecekapan pemisahan pepejal. Ia membantu dalam proses pengapungan, di mana mineral berharga dipisahkan dari bahan gangue. Dengan mempromosikan pembentukan flocs yang besar, stabil, PAM nonionik membantu dalam penyingkiran kekotoran dan meningkatkan hasil keseluruhan mineral yang diekstrak. Di samping itu, caj neutralnya memastikan bahawa ia tidak mengganggu tindak balas kimia yang berlaku semasa pemprosesan mineral, menjadikannya pilihan yang boleh dipercayai dalam konteks ini.

3.1.3 Kawalan habuk

PAM nonionik juga digunakan untuk kawalan habuk dalam operasi perlombongan, terutamanya di lombong terbuka. Penggunaan PAM di jalan raya dan stok membantu mengikat zarah debu bersama -sama, mengurangkan debu udara dan meningkatkan kualiti udara. Ini amat penting untuk keselamatan pekerja dan untuk memenuhi peraturan alam sekitar. Keupayaan PAM nonionik untuk mengekalkan kelembapan juga membantu mengekalkan penindasan habuk dalam tempoh yang lebih lama, walaupun dalam keadaan kering.

3.2 Manfaat Pam Nonionik dalam Perlombongan

3.2.1 Pemisahan pepejal yang dipertingkatkan

Salah satu manfaat utama PAM nonionik dalam perlombongan adalah keupayaannya untuk meningkatkan pemisahan pepejal-cecair. Dengan mengagregatkan zarah halus ke dalam floc yang lebih besar, PAM nonionik memudahkan penyelesaian yang lebih cepat dan penyingkiran pepejal yang lebih mudah dari fasa cecair. Ini penting dalam proses seperti pengurusan tailing dan rawatan air sisa, di mana pemisahan air dari sisa pepejal adalah langkah kritikal. Kecekapan yang lebih baik dalam proses ini mengurangkan kesan alam sekitar operasi perlombongan dan membantu mengitar semula air untuk digunakan semula.

3.2.2 Pengurangan Penggunaan Air

Satu lagi kelebihan menggunakan PAM nonionik dalam perlombongan adalah potensi untuk mengurangkan penggunaan air. Dengan meningkatkan pemisahan pepejal-cecair, ia membolehkan pemulihan air yang lebih baik, mengurangkan keperluan air tawar dalam proses perlombongan. Ini amat berharga di kawasan di mana sumber air adalah terhad atau di mana peraturan alam sekitar memberi mandat pengurangan penggunaan air dalam aktiviti perindustrian. Peranan PAM Nonionik dalam meningkatkan kecekapan sistem rawatan dan pemulihan secara langsung menyumbang kepada amalan perlombongan yang lebih mampan.

3.2.3 Peningkatan Pematuhan Alam Sekitar

Nonionic Pam juga membantu syarikat perlombongan memenuhi peraturan alam sekitar dengan meningkatkan kualiti air yang dikeluarkan ke dalam ekosistem sekitarnya. Dengan membantu dalam penyingkiran zarah halus dan bahan kimia dari air kumbahan, PAM nonionik memastikan bahawa efluen memenuhi piawaian ketat yang ditetapkan oleh badan pengawalseliaan. Ini amat penting dalam meminimumkan kesan aktiviti perlombongan pada sumber air tempatan, memelihara ekosistem akuatik, dan mengekalkan kesihatan masyarakat sekitar.

4. Pertimbangan untuk memilih flocculant dalam perlombongan

4.1 Kimia Air (PH, TDS, dll.)

Kimia air adalah salah satu faktor yang paling kritikal apabila memilih flocculant untuk proses perlombongan. Parameter seperti pH, jumlah pepejal terlarut (TDS), dan kekuatan ionik dapat mempengaruhi prestasi flocculant. Memahami komposisi kimia air membantu menentukan jenis flocculant yang paling berkesan untuk pemisahan pepejal yang optimum.

- Persekitaran pH yang tinggi boleh menjejaskan pengagihan caj pada polimer, mengubah keupayaannya untuk mengagregatkan zarah dengan cekap. - Bagi perairan dengan TD yang tinggi atau kemasinan, polyacrylamide nonionik mungkin lebih disukai kerana ia lebih baik dalam keadaan garam. - Kehadiran mineral tertentu boleh memberi kesan kepada keberkesanan flocculant, yang memerlukan pendekatan yang disesuaikan berdasarkan solek kimia air.

4.2 Bahan bijih dan gangue

Jenis bijih dan bahan gangue yang terdapat dalam proses perlombongan dengan ketara mempengaruhi pemilihan flocculant. Bijih yang berbeza mempunyai caj permukaan, saiz, dan komposisi mineral yang berbeza -beza, yang semuanya berinteraksi secara berbeza dengan flocculants. Sifat bahan gangue boleh menjejaskan kadar penetapan flocs dan kecekapan keseluruhan proses pemisahan.

Sebagai contoh, apabila berurusan dengan bijih sulfida, polyacrylamide kationik mungkin lebih disukai kerana keupayaannya untuk ikatan dengan permukaan zarah bijih yang dikenakan negatif. Sebaliknya, untuk bijih silikat, flocculant anionik mungkin berfungsi dengan lebih baik.

4.3 Saiz floc yang dikehendaki dan kadar penyelesaian

Saiz floc yang diperlukan dan kadar penyelesaian adalah faktor penting untuk dipertimbangkan ketika memilih flocculant. Saiz floc menentukan kecekapan proses pemisahan pepejal, sementara kadar penyelesaian mempengaruhi kelajuan di mana flocs dapat dikeluarkan dari air.

- Untuk bubur ketumpatan tinggi atau ekor tebal, floc yang lebih besar biasanya diperlukan untuk pemisahan yang cekap. - Dalam aplikasi di mana penyelesaian pesat adalah penting, flocculants yang menghasilkan flocs yang lebih besar dan lebih padat disyorkan. - Untuk zarah halus atau buburan cair, flocs yang lebih kecil dengan kawasan permukaan yang lebih tinggi mungkin bermanfaat untuk mengoptimumkan proses penyahairan.

4.4 Keperluan pengawalseliaan

Pematuhan peraturan adalah satu lagi faktor penting ketika memilih flocculant untuk aplikasi perlombongan. Banyak kawasan mempunyai peraturan alam sekitar yang ketat mengenai pelepasan air kumbahan dan penggunaan bahan kimia tertentu. Oleh itu, memilih flocculant yang memenuhi piawaian pengawalseliaan tempatan adalah penting untuk kejayaan operasi dan perlindungan alam sekitar.

- Flocculants bukan toksik dan biodegradable sering disukai dalam industri di mana kesan alam sekitar menjadi kebimbangan. - Adalah penting untuk mengesahkan bahawa flocculant yang dipilih tidak mengandungi bahan kimia terhad dan mematuhi piawaian antarabangsa, seperti peraturan jangkauan atau EPA.