高分子絮凝劑對采礦堿渣回填的研究.pdf

1、國內(nèi)外對工業(yè)廢堿渣的處理,除以合理排放、堆存外,尚無好的解決方法,更沒涉及到用堿渣回填大型鹽礦溶腔的問題。由于工業(yè)堿渣對水的吸附和保留能力很強(qiáng),單靠自然風(fēng)干需要四、五年甚至更長的時(shí)間,并且大型鹽礦溶腔中充滿著大量的鹵水,將堿渣漿液回填到腔內(nèi),會因其顆粒粒徑小、質(zhì)輕,布朗運(yùn)動作用大于重力沉降而懸浮在鹵水中難以沉降,填腔后抗壓強(qiáng)度也很低,影響了土地的使用和創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值。本文從研究堿渣漿液的絮凝劑著手,通過用陰離子改性的聚丙烯酰胺作絮凝劑,對

2、漿液中堿渣顆粒的電中和與架橋作用,形成較大絮體,使其在鹵水中更易沉降和固結(jié)。同時(shí)為了加強(qiáng)堿渣的抗壓強(qiáng)度,通過加入水玻璃、氟化鈉、水泥等添加劑,使其和堿渣漿液中的顆粒形成凝膠來達(dá)到強(qiáng)度的增加。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴當(dāng)聚丙烯酰胺用量5.0g,甲醛溶液5.7g,亞硫酸氫鈉7.28g,反應(yīng)溫度60℃,pH為9,反應(yīng)時(shí)間2~3h時(shí),通過紅外光譜儀分別對改性前后的聚丙烯酰胺進(jìn)行表征,對比各組的紅外光譜圖可知,實(shí)驗(yàn)成功地將磺酸基團(tuán)引入到了

3、聚丙烯酰胺側(cè)鏈上。⑵對比改性的300、700和1200萬分子量的聚丙烯酰胺在同一用量下的透光率隨波長的變化曲線可知,當(dāng)用量為0.03g時(shí),改性的700萬分子量的聚丙烯酰胺對漿液起到的絮凝效果最好。當(dāng)用量為3.00g時(shí),對應(yīng)改性的700和1200萬分子量的聚丙烯酰胺,透光率隨著波長的增加均在約50％~70%之間變化,絮凝效果相當(dāng)。而改性的300萬分子量的聚丙烯酰胺,透光率隨著波長均在約45%~65%之間變化,絮凝效果相對較差。并且當(dāng)用量分

4、別為0.15g、0.30g和1.50g,使用改性的700萬分子量聚丙烯酰胺時(shí),所對應(yīng)的曲線雖然較靠近,而絮凝的效果已經(jīng)達(dá)到70%。在使用改性的1200萬分子量的聚丙烯酰胺時(shí)曲線差別較大,絮凝效果變化較大,但不超過50%。因此,最終選用改性的700萬分子量的聚丙烯酰胺作絮凝劑。⑶在1000ml量筒中測試堿渣沉降實(shí)驗(yàn)。通過漿渣體積隨時(shí)間的變化曲線對比改性前后聚丙烯酰胺對堿渣漿液的絮凝效果,并由漿渣的最終體積與起始體積的比值說明改性前后聚丙烯

5、酰胺對堿渣漿液密實(shí)程度的影響。⑷對于堿渣漿液絮凝沉降以及增強(qiáng)的較佳配方為:堿渣300g;飽和鹵水以30g粗鹽/100mL蒸餾水的濃度標(biāo)準(zhǔn)配制,共400mL;改性聚丙烯酰胺1.50g。⑸通過加入水玻璃、氟化鈉和水泥等增強(qiáng)劑研究其對堿渣強(qiáng)度的影響。分別用壓縮機(jī)和自制的十字板剪切裝置彈簧測力器測定下層沉淀的抗壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度。結(jié)果表明,水玻璃、氟化鈉和水泥均可以提高堿渣的強(qiáng)度。其中,水泥單獨(dú)添加時(shí)即可達(dá)到強(qiáng)度要求。綜合其效果和經(jīng)濟(jì)成本考慮,較