CN114011589B - 基于二甲基二烯丙基氯化铵与聚丙烯酰胺煤泥水处理工艺 - Google Patents
基于二甲基二烯丙基氯化铵与聚丙烯酰胺煤泥水处理工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了基于二甲基二烯丙基氯化铵与聚丙烯酰胺煤泥水处理工艺，通过将玉米或小麦秸秆洗净、干燥，并研磨过筛，置于KMnO4中搅拌并浸泡，得到改性纤维，将壳聚糖加入去离子水中；解决因煤泥水因成分和pH不同等因素所导致的吸附特性不同，而使沉降处理的效率低下的问题；四氧化三铁的磁学性能较强、制备相对简单并且具有很强的惰性，且利用玉米和小麦秸秆，既可以增加磁性作用又可以将废料回收再利用，并配合聚丙烯酰胺的助凝作用，既可以提高对水中悬浮颗粒的去除能力，也可以缩短后续过程中沉淀污泥、排除污泥的时间，同时反应池的容积减少，提高土地利用率，降低农产品降解成本，从而达到了提升沉降和压滤效率的目的。
Description
技术领域
本发明涉及煤泥水处理领域，具体涉及基于二甲基二烯丙基氯化铵与聚丙烯酰胺煤泥水处理工艺。
背景技术
煤泥水主要是指混杂有大量煤粉和泥土的污水，水中的煤泥一般粒径都小于0.5mm，煤泥水是选煤过程重要的工作介质，同时也是煤炭湿法加工过程产生的工业废水，在选煤工艺中煤泥水处理涉及面广、投资大，难于管理，煤泥水特别稳定，静置几个月也不会自然沉降，处理非常困难，为了满足煤泥水闭路循环的水质要求，防止煤泥水闭路循环过程中水质的恶化，保护环境，煤泥水的处理也愈显必要，煤矿煤泥水由于原煤性质的差异，它们的性质也存在一定的差异和共性。
煤泥水的综合利用是一个极其重要的突破口，煤泥水的综合开发利用是废弃物处理的一个主要方面，开发利用好煤泥水，不仅能源有效解决环境污染问题，而且能够变废为宝，为我国的经济发展提供一个新的增长点，大大减少对环境的污染，现有的煤泥水处理工艺大多采用表面活性剂和聚丙烯酰胺的简单复配来达到使煤泥水絮凝沉降，但这种复配药剂的沉降效果并不明显，且压滤效果不好。
为此，我们提出基于二甲基二烯丙基氯化铵与聚丙烯酰胺煤泥水处理工艺。
发明内容
为了克服上述的技术问题，本发明的目的在于提供了基于二甲基二烯丙基氯化铵与聚丙烯酰胺煤泥水处理工艺：
(1)首先采用射线衍射法测定煤泥水中所含的主要矿物成分，并对煤泥水中不同矿物颗粒界面性质进行测定分析，采用密度泛函理论模拟计算矿物颗粒表面的吸附特性，构建煤泥水主要矿物颗粒界面模型并进行优化，针对不同药剂在不同矿物颗粒表面吸附特性进行模拟计算分析，根据模拟计算结果，确定所添加的药剂用量，按照用量向煤泥水中依次添加药剂，并搅拌混合进行煤泥水沉降处理，解决了因煤泥水因成分和pH不同等因素所导致的吸附特性不同，而使沉降处理的效率低下的问题；
(2)将玉米或小麦秸秆洗净、干燥，并研磨过筛，置于KMnO4中搅拌并浸泡，得到改性纤维，将壳聚糖加入去离子水中，加入FeS04·7H20和FeCl3·6H20，加入NH3·H20，加入改性纤维搅拌，利用磁分离仪器收集，得到纳米中间体A，将玉米或小麦秸秆洗净、烘干、研磨过筛，在马弗炉热解，得到活性炭，将壳聚糖加入去离子水中，加入FeS04·7H20和FeCl3·6H20，加入NH3·H20，加入活性炭搅拌，利用磁分离仪器收集，得到纳米中间体B，将纳米中间体A和纳米中间体B混合均匀，得到改性纳米助滤剂，解决了在使用过程中压滤效果不好的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
基于二甲基二烯丙基氯化铵与聚丙烯酰胺煤泥水处理工艺，该煤泥水的处理工艺包括以下步骤：
S1：采用射线衍射法测定煤泥水中所含的主要矿物成分，并对煤泥水中不同矿物颗粒界面性质进行测定分析；
S2：采用密度泛函理论模拟计算矿物颗粒表面的吸附特性，构建煤泥水主要矿物颗粒界面模型并进行优化，针对不同药剂在不同矿物颗粒表面吸附特性进行模拟计算分析；
S3：根据模拟计算结果，确定所添加的药剂用量；
S4：按照用量向煤泥水中依次添加药剂，并搅拌混合进行煤泥水沉降处理。
作为本发明进一步的方案：步骤S3中所述药剂包括改性纳米助滤剂、改性聚丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵和疏水表面活性剂，所述疏水表面活性剂为十二烷胺。
作为本发明进一步的方案：所述改性纳米助滤剂由以下步骤制备得到：
S31：将玉米或小麦秸秆洗净，在恒温干燥箱内进行干燥，并进行粉碎机粉碎，研磨过筛，置于KMnO4中搅拌并浸泡24-36h，经过抽滤，用蒸馏水洗涤至中性，再置于60-70℃干燥器中进行干燥，得到改性纤维；
S32：将壳聚糖加入去离子水中，45-55℃水浴加热，3000-4000r/min搅拌至完全溶解后，在氮气保护下加入FeS04·7H20和FeCl3·6H20，升温至80-90℃，搅拌10-30min，加入NH3·H20至溶液pH为9-10，持续加热搅拌30-40min，加入改性纤维，搅拌60-120min后，使用蒸馏水清洗至中性，利用磁分离仪器收集，于60-70℃真空干燥箱中干燥12-24h，得到纳米中间体A；
S33：将玉米或小麦秸秆洗净、烘干、研磨过筛，在500-600℃马弗炉热解2-3h，自然冷却后，先用盐酸清洗去除灰分和表面残留物质，再用蒸馏水清洗至中性，在60-70℃的恒温干燥箱内进行干燥，得到活性炭；
S34：将壳聚糖加入去离子水中，45-55℃水浴加热，3000-3500r/min搅拌至完全溶解后，在氮气保护下加入FeS04·7H20和FeCl3·6H20，升温至80-90℃，搅拌10-30min，加入NH3·H20至溶液pH为9-10，持续加热搅拌30-40min，加入活性炭，加热搅拌60-120min，用蒸馏水清洗至中性，利用磁分离仪器收集，于60-70℃真空干燥箱中干燥12-24h，得到纳米中间体B；
S35：将纳米中间体A和纳米中间体B混合均匀，得到改性纳米助滤剂。
作为本发明进一步的方案：步骤S31中所述KMnO4的浓度为0.1mol/L，所述过筛的孔径为50-100目。
作为本发明进一步的方案：步骤S32中所述NH3·H20的质量分数为28％，所述壳聚糖、去离子水、FeS04·7H20、FeCl3·6H20与改性纤维的用量比为3.0g：200mL：1.5g：2.9g：5.8g。
作为本发明进一步的方案：步骤S33中所述过筛的孔径为50-100目，所述盐酸的浓度为3-4mol/L。
作为本发明进一步的方案：步骤S34中所述NH3·H20的质量分数为28％，所述壳聚糖、去离子水、FeS04·7H20、FeCl3·6H20与改性纤维的用量比为5.0g：200mL：2.8g：3.9g：6.8g。
作为本发明进一步的方案：步骤S35中所述纳米中间体A和纳米中间体B的用量比为1g：1g。
本发明的有益效果：
(1)本发明首先采用射线衍射法测定煤泥水中所含的主要矿物成分，并对煤泥水中不同矿物颗粒界面性质进行测定分析，采用密度泛函理论模拟计算矿物颗粒表面的吸附特性，构建煤泥水主要矿物颗粒界面模型并进行优化，针对不同药剂在不同矿物颗粒表面吸附特性进行模拟计算分析，根据模拟计算结果，确定所添加的药剂用量，按照用量向煤泥水中依次添加药剂，并搅拌混合进行煤泥水沉降处理，煤泥水中微细颗粒通常都为亲水颗粒，颗粒表面易形成水化膜产生位阻效应，通过添加表面活性剂使颗粒表面疏水化，可以弱化甚至破解颗粒表面水化膜，进而消除粒间的位阻效应，疏水颗粒由于疏水引力作用在水中相互接触发生疏水缔合，形成疏水聚团，从而实现煤泥水微细颗粒快速沉降，聚丙烯酰胺可以有效地改善滤饼微观结构，增大了孔隙，对过滤速度的提高有明显帮助，通过调节药剂的不同使用量，从而达到提升沉降效率的目的；
(2)基于纳米FeS04的强磁性，以共沉法制备出改性纳米助滤剂作为絮凝剂的磁种，在壳聚糖为粘附剂的作用下负载到活性炭和纤维上FeS04、壳聚糖、活性炭、纤维素通过氢键缔合作用连接在一起，形成的结构更加稳定，制备得到的改性纳米助滤剂形貌为核磁结构且规整，纳米中间体A有团聚现象，活性炭所含的空隙和比表面积高于纤维，FeS04可以更好地负载在活性炭上，使吸附能力更高，改性纳米助滤剂是以磁核为核心的水处理剂，其中磁核与磁核之间以及磁核内部产生的磁耦合力可以影响煤泥水中微小颗粒的水合作用，可以使水溶液中抗磁性的微小颗粒水化作用降低，同时也提高了离子的疏水性，减少水对煤泥水微小颗粒的吸附，同时在絮凝过程中磁性降低煤泥水微粒表面的负电位，改善煤泥水泥浆的颗粒组分，部分煤泥水固体颗粒总表面积减少，粒径也会随之缩小，为后续煤泥水压滤提供强有力的帮助；
四氧化三铁的磁学性能较强、制备相对简单并且具有很强的惰性，对环境影响较小，无重金属的毒害性能，且利用玉米和小麦秸秆，既可以增加磁性作用又可以将废料回收再利用，并配合聚丙烯酰胺的助凝作用，既可以提高对水中悬浮颗粒的去除能力，也可以缩短后续过程中沉淀污泥、排除污泥的时间，同时反应池的容积减少，提高土地利用率，降低农产品降解成本，从而达到了提升沉降和压滤效率的目的。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
本实施例为基于二甲基二烯丙基氯化铵与聚丙烯酰胺煤泥水处理工艺，该煤泥水的处理工艺包括以下步骤：
S1：采用射线衍射法测定煤泥水中所含的主要矿物成分，并对煤泥水中不同矿物颗粒界面性质进行测定分析；
S2：采用密度泛函理论模拟计算矿物颗粒表面的吸附特性，构建煤泥水主要矿物颗粒界面模型并进行优化，针对不同药剂在不同矿物颗粒表面吸附特性进行模拟计算分析；
S3：根据模拟计算结果，确定所添加的药剂用量；
S4：按照用量向煤泥水中依次添加药剂，并搅拌混合进行煤泥水沉降处理；
其中改性纳米助滤剂由以下步骤制备得到：
S31：将玉米或小麦秸秆洗净，在恒温干燥箱内进行干燥，并进行粉碎机粉碎，研磨过筛，置于KMnO4中搅拌并浸泡24-36h，经过抽滤，用蒸馏水洗涤至中性，再置于60-70℃干燥器中进行干燥，得到改性纤维；
S32：将壳聚糖加入去离子水中，45-55℃水浴加热，3000-4000r/min搅拌至完全溶解后，在氮气保护下加入FeS04·7H20和FeCl3·6H20，升温至80-90℃，搅拌10-30min，加入NH3·H20至溶液pH为9-10，持续加热搅拌30-40min，加入改性纤维，搅拌60-120min后，使用蒸馏水清洗至中性，利用磁分离仪器收集，于60-70℃真空干燥箱中干燥12-24h，得到纳米中间体A；
S33：将玉米或小麦秸秆洗净、烘干、研磨过筛，在500-600℃马弗炉热解2-3h，自然冷却后，先用盐酸清洗去除灰分和表面残留物质，再用蒸馏水清洗至中性，在60-70℃的恒温干燥箱内进行干燥，得到活性炭；
S34：将壳聚糖加入去离子水中，45-55℃水浴加热，3000-3500r/min搅拌至完全溶解后，在氮气保护下加入FeS04·7H20和FeCl3·6H20，升温至80-90℃，搅拌10-30min，加入NH3·H20至溶液pH为9-10，持续加热搅拌30-40min，加入活性炭，加热搅拌60-120min，用蒸馏水清洗至中性，利用磁分离仪器收集，于60-70℃真空干燥箱中干燥12-24h，得到纳米中间体B；
S35：将纳米中间体A和纳米中间体B混合均匀，得到改性纳米助滤剂。
实施例2：
本实施例与实施例1的不同之处在于，改性纳米助滤剂由以下步骤制备得到：
S31：将玉米或小麦秸秆洗净，在恒温干燥箱内进行干燥，并进行粉碎机粉碎，研磨过筛，置于KMnO4中搅拌并浸泡24-36h，经过抽滤，用蒸馏水洗涤至中性，再置于60-70℃干燥器中进行干燥，得到改性纤维；
S32：将壳聚糖加入去离子水中，45-55℃水浴加热，3000-4000r/min搅拌至完全溶解后，在氮气保护下加入FeS04·7H20和FeCl3·6H20，升温至80-90℃，搅拌10-30min，加入NH3·H20至溶液pH为9-10，持续加热搅拌30-40min，加入改性纤维，搅拌60-120min后，使用蒸馏水清洗至中性，利用磁分离仪器收集，于60-70℃真空干燥箱中干燥12-24h，得到纳米中间体A；
S33：将玉米或小麦秸秆洗净、烘干、研磨过筛，在500-600℃马弗炉热解2-3h，自然冷却后，先用盐酸清洗去除灰分和表面残留物质，再用蒸馏水清洗至中性，在60-70℃的恒温干燥箱内进行干燥，得到活性炭；
S34：将壳聚糖加入去离子水中，45-55℃水浴加热，3000-3500r/min搅拌至完全溶解后，在氮气保护下加入FeS04·7H20和FeCl3·6H20，升温至80-90℃，搅拌10-30min，加入NH3·H20至溶液pH为9-10，持续加热搅拌30-40min，加入活性炭，加热搅拌60-120min，用蒸馏水清洗至中性，利用磁分离仪器收集，于60-70℃真空干燥箱中干燥12-24h，得到纳米中间体B；
S35：将纳米中间体A和纳米中间体B混合均匀，得到改性纳米助滤剂。
实施例3：
本实施例与实施例1的不同之处在于，改性纳米助滤剂由以下步骤制备得到：
S31：将玉米或小麦秸秆洗净，在恒温干燥箱内进行干燥，并进行粉碎机粉碎，研磨过筛，置于KMnO4中搅拌并浸泡24-36h，经过抽滤，用蒸馏水洗涤至中性，再置于60-70℃干燥器中进行干燥，得到改性纤维；
S32：将壳聚糖加入去离子水中，45-55℃水浴加热，3000-4000r/min搅拌至完全溶解后，在氮气保护下加入FeS04·7H20和FeCl3·6H20，升温至80-90℃，搅拌10-30min，加入NH3·H20至溶液pH为9-10，持续加热搅拌30-40min，加入改性纤维，搅拌60-120min后，使用蒸馏水清洗至中性，利用磁分离仪器收集，于60-70℃真空干燥箱中干燥12-24h，得到纳米中间体A；
S33：将玉米或小麦秸秆洗净、烘干、研磨过筛，在500-600℃马弗炉热解2-3h，自然冷却后，先用盐酸清洗去除灰分和表面残留物质，再用蒸馏水清洗至中性，在60-70℃的恒温干燥箱内进行干燥，得到活性炭；
S34：将壳聚糖加入去离子水中，45-55℃水浴加热，3000-3500r/min搅拌至完全溶解后，在氮气保护下加入FeS04·7H20和FeCl3·6H20，升温至80-90℃，搅拌10-30min，加入NH3·H20至溶液pH为9-10，持续加热搅拌30-40min，加入活性炭，加热搅拌60-120min，用蒸馏水清洗至中性，利用磁分离仪器收集，于60-70℃真空干燥箱中干燥12-24h，得到纳米中间体B；
S35：将纳米中间体A和纳米中间体B混合均匀，得到改性纳米助滤剂。
实施例4：
本实施例与实施例1的不同之处在于，改性纳米助滤剂由以下步骤制备得到：
S31：将玉米或小麦秸秆洗净，在恒温干燥箱内进行干燥，并进行粉碎机粉碎，研磨过筛，置于KMnO4中搅拌并浸泡24-36h，经过抽滤，用蒸馏水洗涤至中性，再置于60-70℃干燥器中进行干燥，得到改性纤维；
S32：将壳聚糖加入去离子水中，45-55℃水浴加热，3000-4000r/min搅拌至完全溶解后，在氮气保护下加入FeS04·7H20和FeCl3·6H20，升温至80-90℃，搅拌10-30min，加入NH3·H20至溶液pH为9-10，持续加热搅拌30-40min，加入改性纤维，搅拌60-120min后，使用蒸馏水清洗至中性，利用磁分离仪器收集，于60-70℃真空干燥箱中干燥12-24h，得到纳米中间体A；
S33：将玉米或小麦秸秆洗净、烘干、研磨过筛，在500-600℃马弗炉热解2-3h，自然冷却后，先用盐酸清洗去除灰分和表面残留物质，再用蒸馏水清洗至中性，在60-70℃的恒温干燥箱内进行干燥，得到活性炭；
S34：将壳聚糖加入去离子水中，45-55℃水浴加热，3000-3500r/min搅拌至完全溶解后，在氮气保护下加入FeS04·7H20和FeCl3·6H20，升温至80-90℃，搅拌10-30min，加入NH3·H20至溶液pH为9-10，持续加热搅拌30-40min，加入活性炭，加热搅拌60-120min，用蒸馏水清洗至中性，利用磁分离仪器收集，于60-70℃真空干燥箱中干燥12-24h，得到纳米中间体B；
S35：将纳米中间体A和纳米中间体B混合均匀，得到改性纳米助滤剂。
对比例1：
对比例1与实施例1的不同之处在于不使用改性纳米助滤剂。
对比例1：
本对比例使用中国专利CN201711090693.8所公开的一种煤泥水处理方法。
将实施例1-4以及对比例1-2的煤泥水工艺进行检测；
检测结果如下表所示：
由上表可知，实施例的初始沉降速度达到了12.5-13.6cm/min，而不使用改性纳米助滤剂的对比例1的初始沉降速度为8.9cm/min，使用中国专利CN201711090693.8所公开的一种煤泥水处理方法的对比例2的初始沉降速度为9.8cm/min，实施例的上清液透光率为95.9-97.9％，而不使用改性纳米助滤剂的对比例1的上清液透光率为79.9％，使用中国专利CN201711090693.8所公开的一种煤泥水处理方法的对比例2的上清液透光率为82.2％，实验例的数据明显优于对比例，说明聚丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵、疏水表面活性剂和改性纳米助滤剂的复配可以明显改善沉降效率，且优于现有技术，达到了使煤泥水的沉降工艺效率更高的目的。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上内容仅仅是对本发明所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
Claims (6)
1.基于二甲基二烯丙基氯化铵与聚丙烯酰胺煤泥水处理工艺，其特征在于，该煤泥水的处理工艺包括以下步骤：
S1：采用射线衍射法测定煤泥水中所含的主要矿物成分，并对煤泥水中不同矿物颗粒界面性质进行测定分析；
S2：采用密度泛函理论模拟计算矿物颗粒表面的吸附特性，构建煤泥水主要矿物颗粒界面模型并进行优化，针对不同药剂在不同矿物颗粒表面吸附特性进行模拟计算分析；
S3：根据模拟计算结果，确定所添加的药剂用量；
S4：按照用量向煤泥水中依次添加药剂，并搅拌混合进行煤泥水沉降处理；
步骤S3中所述药剂包括改性纳米助滤剂、改性聚丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵和疏水表面活性剂，所述疏水表面活性剂为十二烷胺；
所述改性纳米助滤剂由以下步骤制备得到：
S31：将玉米或小麦秸秆洗净，在恒温干燥箱内进行干燥，并研磨过筛，置于KMnO4中搅拌并浸泡，抽滤，用蒸馏水洗涤至中性，再置于干燥器中进行干燥，得到改性纤维；
S32：将壳聚糖加入去离子水中，水浴加热，在氮气保护下加入FeS04·7H20和FeCl 3·6H20，升温搅拌，加入NH3·H20，持续加热搅拌，加入改性纤维搅拌，使用蒸馏水清洗至中性，利用磁分离仪器收集，于真空干燥箱中干燥，得到纳米中间体A；
S33：将玉米或小麦秸秆洗净、烘干、研磨过筛，在马弗炉热解，自然冷却后，先用盐酸清洗去除灰分和表面残留物质，再用蒸馏水清洗至中性，在恒温干燥箱内进行干燥，得到活性炭；
S34：将壳聚糖加入去离子水中，水浴加热，在氮气保护下加入FeS04·7H20和FeCl 3·6H20，升温搅拌，加入NH3·H20，持续加热，加入活性炭搅拌，用蒸馏水清洗至中性，利用磁分离仪器收集，于真空干燥箱中干燥，得到纳米中间体B；
S35：将纳米中间体A和纳米中间体B混合均匀，得到改性纳米助滤剂。
2.根据权利要求1所述的基于二甲基二烯丙基氯化铵与聚丙烯酰胺煤泥水处理工艺，其特征在于，步骤S31中所述KMnO4的浓度为0.1mol/L，所述过筛的孔径为50-100目。
3.根据权利要求1所述的基于二甲基二烯丙基氯化铵与聚丙烯酰胺煤泥水处理工艺，其特征在于，步骤S32中所述NH3·H20的质量分数为28％，所述壳聚糖、去离子水、FeS04·7H20、FeCl 3·6H20与改性纤维的用量比为3.0g：200mL：1.5g：2.9g：5.8g。
4.根据权利要求1所述的基于二甲基二烯丙基氯化铵与聚丙烯酰胺煤泥水处理工艺，其特征在于，步骤S33中所述过筛的孔径为50-100目，所述盐酸的浓度为3-4mol/L。
5.根据权利要求1所述的基于二甲基二烯丙基氯化铵与聚丙烯酰胺煤泥水处理工艺，其特征在于，步骤S34中所述NH3·H20的质量分数为28％，所述壳聚糖、去离子水、FeS04·7H20、FeCl3·6H20与活性炭的用量比为5.0g：200mL：2.8g：3.9g：6.8g。
6.根据权利要求1所述的基于二甲基二烯丙基氯化铵与聚丙烯酰胺煤泥水处理工艺，其特征在于，步骤S35中所述纳米中间体A和纳米中间体B的用量比为1g：1g。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102755766A (zh) * | 2012-07-25 | 2012-10-31 | 大同煤矿集团有限责任公司 | 石炭系煤泥水中固体物质沉降方法 |
| CN105110439A (zh) * | 2015-08-24 | 2015-12-02 | 安徽理工大学 | 从煤泥水分选微细高岭石的方法 |
| WO2018144336A1 (en) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | Extrakt Process Solutions, Llc | Treatment of aqueous compositions including fines |
| CN110194516A (zh) * | 2019-06-19 | 2019-09-03 | 重庆长能环境科技有限公司 | 一种处理煤泥水的絮凝剂及其应用和煤泥水处理方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102755766A (zh) * | 2012-07-25 | 2012-10-31 | 大同煤矿集团有限责任公司 | 石炭系煤泥水中固体物质沉降方法 |
| CN105110439A (zh) * | 2015-08-24 | 2015-12-02 | 安徽理工大学 | 从煤泥水分选微细高岭石的方法 |
| WO2018144336A1 (en) * | 2017-01-31 | 2018-08-09 | Extrakt Process Solutions, Llc | Treatment of aqueous compositions including fines |
| CN110194516A (zh) * | 2019-06-19 | 2019-09-03 | 重庆长能环境科技有限公司 | 一种处理煤泥水的絮凝剂及其应用和煤泥水处理方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 微细粒煤泥水用絮凝剂的合成与应用;朱书全;降林华;邹立壮;;中国矿业大学学报(04);第534-539页 * |
| 阳离子高分子絮凝剂在细粒煤泥水中的应用;降林华;朱书全;邹立壮;徐初阳;谢修平;赵建兵;李学良;;煤炭科学技术(05);第97-100页 * |
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