淀粉磷酸酯用作细煤粉絮凝剂的制备及其性能初步研究

论文摘要

由于煤矿选煤厂机械化程度的提高以及细颗粒煤比重的增加,选煤厂产生的洗煤废水中会悬浮有大量的微细煤粉,很难自然沉降,如果直接排放,不仅会严重污染环境还会造成资源的浪费。所以现代选煤工业需要絮凝效果良好、价格低廉、经济效益明显的絮凝剂。为了充分利用我国丰富的淀粉资源,满足含煤废水处理中对絮凝剂的更高要求,本文研究了淀粉基絮凝剂的制备工艺条件,考察了淀粉磷酸酯作为细煤粉絮凝剂的絮凝性能,初步探讨了其作用机理。首先考察了磷酸盐的种类、混合磷酸盐的质量配比、温度、酯化时间、混合磷酸盐用量、尿素的使用以及pH值对马铃薯淀粉磷酸酯的取代度以及反应效率的影响规律,通过单因素实验以及五因素四水平正交实验,探讨出制备马铃薯淀粉磷酸酯的最佳工艺条件。接着探讨了不同酯化度的淀粉磷酸酯的投加量,含煤废水的pH值和混合搅拌时间等对絮凝性能和效果的影响,同时考察并比较了淀粉磷酸酯/原淀粉以及淀粉磷酸酯/聚丙烯酰胺复合物对含煤废水的絮凝效果及悬浮物（SS）的去除性能,发现当添加10%原淀粉时复合物对细煤粉的沉降速度与未添加淀粉的絮凝效果很相似,当添加10%聚丙烯酰胺时形成的复合物对细煤粉有着良好的絮凝效果。最后通过验证实验确定了作为细煤粉絮凝剂的淀粉磷酸酯（SPF-15）的最佳制备工艺条件为:磷酸氢二钠与磷酸二氢钠质量比1:1,反应温度155℃,反应时间2.5h,尿素用量为6%,pH5.7,混合磷酸盐用量9%。该絮凝剂在SS为2852mg/L的含煤废水中最佳用量为2mL左右为宜,另外在处理含煤废水时如果有需要可以添加少量的原淀粉或聚胺从而可以达到良好的絮凝效果和经济效益。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 淀粉概述
• 1.1.1 淀粉的种类与来源
• 1.1.2 淀粉的结构与性质
• 1.2 变性淀粉
• 1.2.1 变性淀粉概述
• 1.2.2 变性淀粉的研究现状
• 1.3 淀粉磷酸酯
• 1.3.1 淀粉磷酸酯的概述
• 1.3.2 淀粉磷酸酯的制备
• 1.3.3 淀粉磷酸酯的性质与用途
• 1.4 淀粉磷酸酯用作絮凝剂的研究
• 1.4.1 絮凝剂概述
• 1.4.2 淀粉磷酸酯的国内外研究现状
• 1.5 本课题的研究内容与意义
• 1.6 本课题研究的创新点
• 第2章 淀粉磷酸酯制备工艺的研究
• 2.1 制备原理与方法
• 2.1.1 制备原理
• 2.1.2 淀粉磷酸酯制备
• 2.2 产品指标分析
• 2.2.1 淀粉磷酸酯产品的指标
• 2.2.2 反应取代度和反应效率的测定方法
• 2.3 淀粉种类的选择比较
• 2.4 马铃薯淀粉磷酸酯制备的单因素试验
• 2.4.1 酯化剂种类对反应的影响
• 2.4.2 酯化剂配比对反应的影响
• 2.4.3 温度对反应的影响
• 2.4.4 时间对反应的影响
• 2.4.5 混合磷酸盐用量对反应的影响
• 2.4.6 催化剂对反应的影响
• 2.4.7 PH 值对反应的影响
• 2.5 淀粉磷酸酯制备工艺条件的优化
• 2.5.1 五因素四水平正交实验设计
• 2.5.2 最佳工艺条件的确定
• 2.6 本章小结
• 第3章 淀粉磷酸酯对含煤废水的絮凝性能研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验材料及仪器设备
• 3.1.2 絮凝实验
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 对淀粉磷酸酯絮凝效果影响因素的探讨
• 3.2.2 絮凝性能的比较
• 3.3 本章小结
• 第4章 淀粉磷酸酯絮凝细煤粉的絮凝机理分析
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢