聚丙烯酰胺（PAM）絮凝劑是目前水處理中應(yīng)用較廣、效能較高的高分子有機(jī)合成絮凝劑，安徽淮南礦業(yè)集團(tuán)為了使各選煤廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，近年來選擇了大量的絮凝劑來加強(qiáng)煤泥水的處理、本文介紹了煤泥水處理中聚丙烯酰胺的作用，探討了新型聚丙烯酰胺類絮凝劑的研究及應(yīng)用現(xiàn)狀，并分析了淮南礦業(yè)集團(tuán)煤泥水處理中聚丙烯酰胺使用情況及我國聚丙烯酰胺發(fā)展現(xiàn)狀。

我國是一個(gè)多煤、少油、缺氣的國家，煤炭在我國能源體系中占主要地位，在今后很長的一段時(shí)期內(nèi)都不會(huì)改變。隨著近年來煤炭市場銷售形勢的不斷變化，竟?fàn)幦遮吋ち?，?jiān)持依靠科技進(jìn)步，推進(jìn)煤炭基礎(chǔ)理論研究、關(guān)鍵技術(shù)和重大裝備的研究，及選煤技術(shù)的發(fā)展對(duì)提高煤炭利用率減少對(duì)環(huán)境的污染具有重要的作用。煤泥水處理是選煤生產(chǎn)中的重要環(huán)節(jié)，隨著煤炭開采機(jī)械化程度的提高，大量的煤炭在開釆的過程中被機(jī)械破碎，煤炭在洗選過程中會(huì)產(chǎn)生碰撞、摩擦等現(xiàn)象，增加了原煤的入洗量，從而產(chǎn)生的煤泥水量也相應(yīng)增加。

選煤廠目前普遍采用絮凝沉降法處理煤泥水，聚丙烯酰胺（PAM）絮凝劑因其價(jià)格低、絮凝效果好，已成為應(yīng)用較廣、效能較高的高分子有機(jī)合成絮凝劑，日前被廣泛采用。聚丙烯酰胺（PAM）是水溶性高分子聚合物，由丙烯酰胺單體（AM）通過自由基聚合得到分子量不等的聚丙烯酰胺，不溶于除乙酸、氯乙酸等極性溶劑外的大多數(shù)有機(jī)溶劑，具有良好的絮凝性能。按其離子特性，PAM可分為陽離子、陰離子、兩性和非離子型四種類型。

1、聚丙烯酰胺類絮凝劑的作用原理

聚丙烯酰胺類絮凝劑的作用原理主要有以下幾種。

① 吸附：PAM分子鏈與微細(xì)顆粒和液體界面多點(diǎn)附著吸附，使膠體顆粒與聚合物之間形成架橋，同時(shí)分子鏈上的極性基團(tuán)吸附分散的顆粒，從而使顆粒形成大塊的聚集體而沉降。

② 靜電鍵合：聚合在帶有異種電荷微細(xì)顆粒的分子表面吸附的主要作用。膠體顆粒表面的電位阻止了分散顆粒發(fā)生凝聚，當(dāng)加入與之表面電荷相反的絮凝劑時(shí)，可以發(fā)生電荷中和和靜電吸附作用，從而使電位降低而發(fā)生凝聚。

③ 架橋：PAM分子鏈通過各種機(jī)械、物理、化學(xué)手段，將污泥分散相連接到一起，形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，從而起到架橋增強(qiáng)作用。

2、聚丙烯酰胺類絮凝劑的研究

煤泥水是混雜有大量煤粉和泥土的污水，有形狀、粒度、密度、巖相等不同的顆粒，各選煤廠煤泥的礦物組成以及巖相特征都不盡相同。不同類型的聚丙烯酰胺作用于不同類型的污水，在洗煤行業(yè)中根據(jù)煤泥水性質(zhì)需要選擇不同類型的聚丙烯酰胺，傳統(tǒng)的聚丙烯酰胺類聚合物主要的問題是在耐溫抗鹽等性質(zhì)方面存在著較大的缺陷，為解決這一問題，研究人員在聚合物結(jié)構(gòu)上提出一系列優(yōu)化方法。

（1）兩性離子聚丙烯酰胺絮凝劑

兩性離子聚丙烯酰胺是一種分子鏈上同時(shí)含有陰、陽兩種離子基團(tuán)的高分子化合物?？梢蕴幚矶喾N不同類型的廢物，特別是對(duì)污泥脫水，利用吸附架橋、電性中和，分子間的“纏繞”交聯(lián)作用使其脫水或絮凝。使處理后的污泥顆粒體積大、脫水性好。

兩性聚合物分子基團(tuán)在水溶液中，由于靜電吸引作用，易于產(chǎn)生分子間締合作用，導(dǎo)致分子鏈?zhǔn)湛s，分子構(gòu)象較為緊密；兩性離子聚丙烯酰胺在鹽溶液中的黏度隨外加鹽濃度的增加而增加，這一特性使其具有很好的抗鹽性能，因此具有廣泛的用途和很高的研究價(jià)值。

（2）聚丙烯酰胺與無機(jī)絮凝劑協(xié)同作用

有機(jī)-無機(jī)復(fù)合絮凝劑是一類新型絮凝劑，人們?cè)谶@個(gè)領(lǐng)域中的研究正在不斷的深入和加強(qiáng)，復(fù)合絮凝劑兼有機(jī)和無機(jī)絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)。以無機(jī)高分子絮凝劑聚合硫酸鋁（PAS）與有機(jī)高分子絮凝劑聚丙烯酰胺（PAM）復(fù)配組成有機(jī)-無機(jī)復(fù)合絮凝劑。有研究表明，將Al₂(SO₄)₃等無機(jī)絮凝劑和PAM結(jié)合使用比它們各自單獨(dú)使用的效果要好，不僅強(qiáng)化了絮凝效果，而且還能減少藥劑的投放量，大幅度降低了煤泥水處理成本。

（3）無機(jī)絮凝劑復(fù)配聚丙烯酰胺

在化學(xué)復(fù)合絮凝劑中，有機(jī)酸鹽容易發(fā)生電離，電荷的排斥作用使高分子鏈樹枝狀延伸，與膠體微粒形成很好的架橋作用?；瘜W(xué)復(fù)合絮凝劑與普通的聚合物絮凝劑、無機(jī)與有機(jī)共混絮凝劑相比，具有溶解快，架橋作用突出，沉淀容易形成，用量易控制，絮凝效果明顯等優(yōu)點(diǎn)。煤泥水是一種復(fù)雜而穩(wěn)定的分散體系，單一的絮凝劑往很難獲得滿意的處理效果，化學(xué)復(fù)合型絮凝劑表現(xiàn)出優(yōu)于單一絮凝劑的效果，能克服使用單一絮凝劑的很多不足，是絮凝劑發(fā)展的重要趨勢，也是煤泥水處理未來的應(yīng)用方向。

3、淮南礦業(yè)集團(tuán)聚丙烯酰胺煤泥水處理

安徽淮南礦業(yè)集體各礦選煤廠為了滿足新形勢下的客觀需求，為了使煤泥水快速沉淀，保證壓濾煤泥和洗煤水合格，保障煤礦生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，近年來選擇各類絮凝劑以增強(qiáng)對(duì)煤泥水處理。在供貨企業(yè)方面也經(jīng)過嚴(yán)格的供應(yīng)商考核制度，目前淮南礦業(yè)集團(tuán)聚丙烯酰胺采購渠道內(nèi)供應(yīng)商有巴斯夫特性產(chǎn)品有限公司、安徽巨成精細(xì)化工有限公司、安徽天潤化學(xué)工業(yè)股份有限公司、淮南望升實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司等。

4、聚丙烯酰胺發(fā)展現(xiàn)狀

從2008年至2015年，石油開采、采礦、造紙及水處理四大工業(yè)領(lǐng)域的全球聚丙烯酰胺市場以約7%的年均復(fù)合增長率持續(xù)增加。全球聚丙烯酰胺的主要制造點(diǎn)位于中國、北美和歐洲地區(qū)。目前全球約有20家較大公司生產(chǎn)聚丙烯酰胺，其中前五大公司分別是法國愛森集團(tuán)（snf），芬蘭凱美拉公司（ kemira）、日本dianitrix株式會(huì)社、美國亞什蘭公司和德國巴斯夫公司。

我國于二十世紀(jì)六十年代應(yīng)用研究聚丙烯酰胺，較早用于礦物精選，而后主要集中在石油開采行業(yè)應(yīng)用，近年來在水處理、造紙、紡織、洗煤等領(lǐng)域應(yīng)用逐漸擴(kuò)大。中國作為較大的聚丙烯酰胺消費(fèi)國家，具有廣闊的潛力。但我國的聚丙烯酰胺產(chǎn)業(yè)發(fā)展至今，雖然產(chǎn)能已達(dá)到國際先進(jìn)水平，但仍然還有許多問題需要解決，如企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模偏小、生產(chǎn)工藝相對(duì)落后，產(chǎn)品質(zhì)量相對(duì)較差，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理，盲目重復(fù)低水平引進(jìn)技術(shù)和投資等。目前，中國的聚丙烯酰胺生產(chǎn)企業(yè)多達(dá)200多家，但較大規(guī)模企業(yè)少之又少，甚至存在大量無牌作坊，無法形成規(guī)模效益和經(jīng)濟(jì)效益。

同時(shí)受企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模和生產(chǎn)工藝的影響，我國聚丙烯酰胺產(chǎn)品的質(zhì)量比外國成熟的大公司相對(duì)較差。國內(nèi)市場上的聚丙烯酰胺表觀相對(duì)分子量高，但實(shí)際相對(duì)分子量較低，甚至聚丙烯酰胺的含量低于40%，少數(shù)產(chǎn)品潮解、無絮凝效果、黏稠度不達(dá)標(biāo)等問題也給各行業(yè)使用帶來了不少麻煩，對(duì)聚丙烯酰胺行業(yè)的健康發(fā)展也帶來了隱患。

因此，優(yōu)化聚丙烯酰胺行業(yè)生產(chǎn)，提升企業(yè)規(guī)模化的競爭力（如企業(yè)整合），避免重復(fù)建設(shè)，改進(jìn)生產(chǎn)工藝，規(guī)范市場競爭，提升品牌效應(yīng)，提高市場動(dòng)向的關(guān)注度是我國聚丙烯酰胺發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。