吡啶对褐煤水煤浆流变性的影响规律研究

摘要

煤化工废水成分复杂,处理困难。为了揭示煤化工废水中的典型组分吡啶对褐煤水煤浆流变性的影响规律,在添加0~1.3%的吡啶下,测试了褐煤水煤浆的浓度、黏度及浆体流体特性,采用单组分吸附和双组分吸附试验,通过对褐煤颗粒在吸附吡啶和分散剂前后的Zeta电位、接触角、表面官能团分布和数量的变化、亲疏水性强度的变化、颗粒分散团聚行为的变化情况进行分析研究,解释流变性变化的机理。结果表明,随着吡啶添加量增大,褐煤水煤浆的浓度变化不大,但黏度从1050 mPa·s增大到1250 mPa·s,浆体屈服应力从29 Pa增大到40.28 Pa,流动性指数从0.686增大到0.976,假塑性降低,吡啶吸附量最高达到10.5 mg/g,分散剂吸附量则从5 mg/g减小到3.5 mg/g。褐煤吸附分散剂后的Zeta电位绝对值与分散剂浓度成正比关系,而吡啶有所增大,但当分散剂和吡啶同时存在时,Zeta电位绝对值从27.9 mV增大到42 mV左右。吸附吡啶前后褐煤颗粒的接触角也从55.4°降到35.8°。主要是因为吡啶吸附在褐煤颗粒表面,使得Zeta电位减小,接触角降低,从而增强了表面负电性及静电排斥作用,且吡啶与分散剂形成竞争吸附,导致褐煤对分散剂的吸附量显著降低,从而引起分散剂对褐煤颗粒的分散降黏效果降低,黏度升高,表面官能团分析发现,褐煤吸附分散剂、吡啶,都是发生了物理吸附过程。双组分吸附时,由于吡啶的加入,也会使得原有的分散剂吸附褐煤颗粒所形成水化膜中的自由水量减少,从而使得褐煤水煤浆的黏度升高,假塑性降低。