一种用于处理油砂矿尾矿的复合絮凝剂和熟化细尾矿的处理方法技术

本发明专利技术提供了一种用于处理油砂矿尾矿的复合絮凝剂和熟化细尾矿的处理方法，该絮凝剂包括：30～70％的聚丙烯酰胺；5～30％的聚二甲基二烯丙基氯化铵；2～20％的含钙物质，所述含钙物质为碳酸钙和氧化钙中的一种或多种；1～20％的吸附剂，所述吸附剂为硅藻土和活性炭中的一种或多种。该复合絮凝剂沉降速度快；固液分离后，上清液清澈，悬浮物含量低，浊度小；絮凝后形成的絮体密实，底泥固含量高；温度适应性强。该复合絮凝剂溶解性较好，配合适当的加药装置可直接干粉投加，省去絮凝剂溶解装置，减少投入。本发明专利技术可用于处理熟化细尾矿；还可同时用于底泥的二次脱水，加入到底泥后，毛细抽吸时间小，屈服应力适中，脱水率高。

A treatment method of compound flocculant and fine tailings for oil sand mine tailings

The invention provides a treatment method for composite flocculant and fine tailings of oil sand mine, the flocculant includes: 30-70% polyacrylamide; 5-30% polydimethyldiallylammonium chloride; 2-20% calcium containing substance, which is one or more of calcium carbonate and calcium oxide; 1-20% adsorbent, which is diatomite And one or more of the activated carbon. After solid-liquid separation, the supernatant is clear, the content of suspended matter is low, and the turbidity is small. After flocculation, the flocs are dense, the solid content of the bottom mud is high, and the temperature adaptability is strong. The compound flocculant has a good solubility, and can be directly added with dry powder in combination with a proper dosing device, thus eliminating the flocculant dissolving device and reducing the input. The invention can be used for treating the maturing fine tailings; it can also be used for the secondary dehydration of the bottom mud at the same time. After adding the bottom mud, the capillary suction time is small, the yield stress is moderate, and the dehydration rate is high.

【技术实现步骤摘要】
一种用于处理油砂矿尾矿的复合絮凝剂和熟化细尾矿的处理方法
本专利技术属于尾矿处理
，具体涉及一种用于处理油砂矿尾矿的复合絮凝剂和熟化细尾矿的处理方法。
技术介绍
油砂是指富含天然沥青的沉积砂，也称为“沥青砂”。实质上，油砂是一种由沥青、砂、富矿黏土和水组成的天然混合物。各地的油砂成分及其含量不同；按质量分数计，典型的油砂组成是：沥青含量为3～20％，无机质占80～85％，余下为3～6％的水。油砂矿通过开采及进一步的提取分离，便可得到合成原油。从油砂中能提取出具有高密度、高粘度、高碳氢比和高金属含量的油砂沥青油。在进行大规模工业化生产时，通常采用热碱水抽提法对油砂进行开采炼制，而每开采1m3的沥青，就会产生1.5m3的尾矿。油砂矿尾矿的主要成分是水、黏土、砂和残留的沥青。尾矿通常排放到尾矿坝中，实现固液分离，从而使水再次循环利用。粗砂粒从泥浆中快速沉淀分离，而细小的颗粒在悬浮液中形成稳定的分散体，大概一两年以后，这些分散体会形成固含量约30％的泥浆，被称为熟化细砂矿。在此之后，沉降就会越来越慢，尾矿保持这种流通状态通常会长达几十年甚至几个世纪。熟化细砂矿是油砂矿开采的副产物，是沥青、砂土、细砂、细黏土颗粒和工业废水的混合物。废水中含有大量有机和无机组分，由于其体积大、固结能力差、释水能力差等特点，对环境造成了严重的破坏，涉及到水的消耗、大气和土地的污染、土壤的失调等，已经引起了人们对其经济和环境的极大关注。国内外学者对熟化细尾矿处理进行了大量的研究，以寻找到最大限度对其进行脱水的方法，从而达到缩短尾矿复垦时间的目的。其中，絮凝是一种快速有效地实现固液分离的方法；使水或液体中悬浮微粒集聚变大，或形成絮团，从而加快粒子的聚沉，达到固液分离的目的，这一现象或操作称为絮凝。絮凝剂主要是带有正(负)电性的基团，其与水中带有负(正)电性的难于分离的一些粒子或者颗粒相互靠近，降低其电势，使其处于不稳定状态，并利用其聚合性质使得这些颗粒集中，并通过物理或者化学方法分离出来。在处理熟化细尾矿时加入絮凝剂，主要起到以下作用：1)使胶体颗粒的电荷得到中和，使稳定的颗粒脱稳，从而聚集在一起，使颗粒增大，从而沉降下来；2)能在单个颗粒之间起到架桥作用，使原本的小颗粒形成较大的胶团，沉降下来；3)降低悬浮物的同时，还能去除水中的重金属及有机物等。目前常见的方法是以聚丙烯酰胺为絮凝剂，对熟化细砂尾矿进行处理。但是，采用现有的絮凝剂处理时，沉降速率慢，且絮凝后上清液悬浮物多，浊度大，底泥含水率高，处理效果有待改善。
技术实现思路
有鉴于此，本申请提供一种用于处理油砂矿尾矿的复合絮凝剂和熟化细尾矿的处理方法，采用本专利技术提供的复合絮凝剂，沉降速度快，固液分离后上清液清澈，浊度小，底泥固含量高，具有较好的处理效果。本专利技术提供一种用于处理油砂矿尾矿的复合絮凝剂，包括以下质量百分含量的组分：30～70％的聚丙烯酰胺；5～30％的聚二甲基二烯丙基氯化铵；2～20％的含钙物质，所述含钙物质为碳酸钙和氧化钙中的一种或多种；1～20％的吸附剂，所述吸附剂为硅藻土和活性炭中的一种或多种。优选地，所述聚丙烯酰胺的粘均分子量为800万到1200万。优选地，所述复合絮凝剂包括5～15％的含钙物质，所述含钙物质为碳酸钙或氧化钙。优选地，所述复合絮凝剂包括以下质量百分比的组分：30～70％的聚丙烯酰胺；5～30％的聚二甲基二烯丙基氯化铵；2～20％的含钙物质；0.5～19％的硅藻土；0.5～1％的活性炭。优选地，所述硅藻土为采用有机物改性的改性硅藻土，其表面带有电荷。优选地，所述复合絮凝剂的外观为固体颗粒，20℃密度为0.7～0.8g/cm3，0.5％水溶液的pH值为7～8。本专利技术提供一种熟化细尾矿的处理方法，包括以下步骤：向熟化细尾矿中投加絮凝剂，之后经固液分离，得到上清液和底泥；所述絮凝剂为前文所述的复合絮凝剂。优选地，所述絮凝剂以干粉形式直接投加，投加量为100～400g/ton干量比。优选地，所述絮凝剂以浓度为200～500ppm的溶液形式投加。优选地，所述处理方法还包括：向得到的底泥中投加所述絮凝剂，得到二次脱水的物质。与现有技术相比，本专利技术提供用于处理油砂矿尾矿的复合絮凝剂，其主要包括聚丙烯酰胺和聚二甲基二烯丙基氯化铵两种有机高分子絮凝物质，并且以无机的含钙物质和吸附剂作为助凝物质进行复配。在本专利技术中，所述聚二甲基二烯丙基氯化铵的分子量相对聚丙烯酰胺较小，对于尾矿中的细颗粒物质有很好的凝聚作用；聚丙烯酰胺通常分子量大，可起到架桥作用，将形成的胶团进一步凝聚成更大的絮体，两者结合起来可以适应更宽粒径分布的尾矿体系。本专利技术所述复合絮凝剂反应迅速，沉降速度快；固液分离后，上清液清澈，悬浮物含量低，浊度小；絮凝后形成的絮体密实，底泥固含量高；温度适应性强，尤其是低温。此外，该复合絮凝剂溶解性较好，配合适当的加药装置可直接干粉投加，省去絮凝剂溶解装置，减少投入。本专利技术所述复合絮凝剂可用于处理熟化细尾矿等；还可同时用于底泥的二次脱水，加入到底泥后，毛细抽吸时间小，屈服应力适中，脱水率高。附图说明图1为本专利技术一些实施例中熟化细尾矿的粒径分布图；图2为本专利技术实施例2中应用复合絮凝剂的沉降曲线；图3为本专利技术实施例2中应用聚丙烯酰胺的沉降曲线。具体实施方式下面对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术提供了一种用于处理油砂矿尾矿的复合絮凝剂，包括以下质量百分含量的组分：30～70％的聚丙烯酰胺；5～30％的聚二甲基二烯丙基氯化铵；2～20％的含钙物质，所述含钙物质为碳酸钙和氧化钙中的一种或多种；1～20％的吸附剂，所述吸附剂为硅藻土和活性炭中的一种或多种。本专利技术提供的复合絮凝剂主要用于处理熟化油砂细尾矿，能使熟化油砂细尾矿快速实现固液分离，有效地去除的上清液中的悬浮物、COD和沥青，减小浊度，提高底泥固含量。按质量百分含量计，本专利技术提供的复合絮凝剂包括30～70％的聚丙烯酰胺(PAM)，其含量优选为40～65％。并且，所述复合絮凝剂包括5～30％的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC)。在本专利技术的实施例中，所述聚丙烯酰胺的粘均分子量为800万到1200万(一般本领域称粘均分子量为相对分子量，室温)。所述聚丙烯酰胺的离子度是根据不同的尾矿样品筛选确定，对于油砂矿一般常用阴离子和/或非离子类型。所述聚二甲基二烯丙基氯化铵的相对分子量是30-60万，溶解时间5-10min。在本专利技术中，所述聚二甲基二烯丙基氯化铵的分子量相对聚丙烯酰胺较小，对于尾矿中的细颗粒物质有很好的凝聚作用；聚丙烯酰胺通常分子量大，可起到架桥作用，将形成的胶团进一步凝聚成更大的絮体，两者结合起来可以适应更宽粒径分布的尾矿体系。此外，所述聚二甲基二烯丙基氯化铵的溶解性非常好，其与聚丙烯酰胺复配使用，可以克服聚丙烯酰胺溶解时间长的缺点；并且配合适当的加药装置可直接干粉投加，省去絮凝剂溶解装置，减少投入。本专利技术是由上述两种有机高分子絮凝物质与无机助凝物质复配而成的复合絮凝剂；并且其包括2～20％的含钙物质和1～2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理油砂矿尾矿的复合絮凝剂，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分：30～70％的聚丙烯酰胺；5～30％的聚二甲基二烯丙基氯化铵；2～20％的含钙物质，所述含钙物质为碳酸钙和氧化钙中的一种或多种；1～20％的吸附剂，所述吸附剂为硅藻土和活性炭中的一种或多种。

【技术特征摘要】
1.一种用于处理油砂矿尾矿的复合絮凝剂，其特征在于，包括以下质量百分含量的组分：30～70％的聚丙烯酰胺；5～30％的聚二甲基二烯丙基氯化铵；2～20％的含钙物质，所述含钙物质为碳酸钙和氧化钙中的一种或多种；1～20％的吸附剂，所述吸附剂为硅藻土和活性炭中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的复合絮凝剂，其特征在于，所述聚丙烯酰胺的粘均分子量为800万到1200万。3.根据权利要求1所述的复合絮凝剂，其特征在于，所述复合絮凝剂包括5～15％的含钙物质，所述含钙物质为碳酸钙或氧化钙。4.根据权利要求1所述的复合絮凝剂，其特征在于，所述复合絮凝剂包括以下质量百分比的组分：30～70％的聚丙烯酰胺；5～30％的聚二甲基二烯丙基氯化铵；2～20％的含钙物质；0.5～19％的硅藻土；0.5～1％的活性炭。5.根据权利要求4所述的复合絮凝...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭韵燕，金栋，蒋丽娜，杨建华，
申请(专利权)人：中国特种设备检测研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11