¿Qué es la polivinilamina?
La poliacrilamida (abreviada como PAM) se clasifica en tipos catiónicos, aniónicos y no-iónicos, con un peso molecular que oscila entre 4 millones y 20 millones. Este producto es un polvo blanco fácilmente soluble en agua; sin embargo, se descompone fácilmente cuando las temperaturas superan los 120 grados. La poliacrilamida es un floculante polimérico sintético-comúnmente conocido como "Separan"-y pertenece a la clase de polielectrolitos. Se utiliza ampliamente en los procesos de separación sólido-líquido de lodos de lixiviación en molinos de uranio (como en los procesos de lavado de decantación a contracorriente) para mejorar las propiedades de clarificación, sedimentación y filtración de los lodos.
Propiedades: Coloide viscoso incoloro o amarillento. Es una resina-soluble en agua que se puede disolver en agua en cualquier proporción. En un número limitado de disolventes-como el ácido acético glacial, el ácido acrílico, el etilenglicol, la formamida, el glicerol y el ácido láctico-su solubilidad es sólo aproximadamente del 1 %. Es casi completamente insoluble en disolventes orgánicos. Se descompone fácilmente cuando las temperaturas superan los 120 grados.
La acrilamida se sintetiza a partir de acrilonitrilo en presencia de un catalizador de cobre. Luego, la acrilamida se polimeriza en presencia de K₂S₂O₈ (persulfato de potasio) para formar poliacrilamida. Después del tratamiento alcalino y el lavado con agua, se prepara una aleación de cobre-aluminio como catalizador y se carga en un reactor de hidratación. La materia prima de acrilonitrilo se bombea a un tanque de almacenamiento y posteriormente se alimenta a un tanque dosificador. El agua purificada-que ha sido sometida a un-tratamiento de intercambio iónico- se introduce en el tanque dosificador y luego se bombea continuamente al reactor de hidratación en una proporción proporcional a través de un precalentador de materia prima.
La reacción de hidratación se produce a una temperatura de 85 a 125 grados, produciendo una solución acuosa de acrilamida. Cualquier acrilonitrilo residual se dirige desde una columna de evaporador instantáneo de regreso a un condensador y luego fluye a un tanque dosificador de agua para su reciclaje. La solución de acrilamida fluye desde el evaporador instantáneo a un tanque de almacenamiento; luego se bombea a un tanque superior, se pasa a través de una columna de intercambio de resina y finalmente se dirige a un tanque de almacenamiento para preparar una solución de monómero con una concentración del 7 al 8%. Luego, esta solución se introduce en una caldera de polimerización para producir un producto de poliacrilamida coloidal, lo que da como resultado el material acabado final.
La poliacrilamida está disponible principalmente en dos formas: polvo y coloide. Dado que la forma coloidal es difícil de transportar y manipular, la poliacrilamida en polvo (PAM) ha ganado un gran favor entre los usuarios en los últimos años. Las dispersiones poliméricas-específicamente las emulsiones PAM- también han atraído considerable atención debido a su excelente solubilidad en agua. Especificaciones de poliacrilamida: el peso molecular relativo es uno de los principales indicadores de rendimiento utilizados para diferenciar entre varios tipos de poliacrilamida. La PAM de alto-peso molecular- se utiliza principalmente como floculante; El PAM de peso-molecular-medio sirve principalmente como agente de resistencia-en seco en la fabricación de papel; y la PAM de bajo-peso molecular-funciona como dispersante.
¿Cómo seleccionar un floculante catiónico?
¿Por qué es absolutamente crítica la selección del tipo iónico específico cuando se utiliza poliacrilamida catiónica para tratar aguas residuales? Porque numerosas empresas industriales generan lodos industriales y aguas residuales, y diferentes tipos de aguas residuales requieren la selección de tipos específicos de poliacrilamida catiónica. Por tanto, ¿qué factores se deben tener en cuenta a la hora de seleccionar la poliacrilamida catiónica adecuada?
Primero, es esencial comprender el origen, las propiedades, la composición y el contenido de sólidos del lodo. Según sus constituyentes primarios, los tipos de lodos se pueden clasificar en términos generales en lodos orgánicos y lodos inorgánicos. En general, la poliacrilamida catiónica se utiliza para el tratamiento de lodos orgánicos y para la deshidratación de lodos, mientras que la poliacrilamida aniónica se utiliza para el tratamiento de lodos inorgánicos. La poliacrilamida catiónica no se utiliza fácilmente en ambientes altamente alcalinos, mientras que la poliacrilamida aniónica no es adecuada para su uso en ambientes altamente ácidos. Normalmente, cuanto mayor sea el contenido de sólidos del lodo, mayor será la dosis de poliacrilamida requerida.
Selección de la ionicidad de la poliacrilamida catiónica: en el caso de lodos destinados a deshidratación, se pueden realizar pruebas de laboratorio a pequeña escala- para detectar floculantes de poliacrilamida con distintos grados de ionicidad, identificando así el producto más adecuado. Este enfoque no sólo garantiza resultados óptimos de floculación sino que también minimiza la dosis requerida de poliacrilamida, reduciendo así el costo total de los productos químicos para el tratamiento del agua. Los criterios clave para seleccionar la ionicidad apropiada son el tamaño del flóculo resultante y la fuerza del flóculo (específicamente, el contenido de agua del flóculo).
Tamaño de los flóculos: si los flóculos son demasiado pequeños, su velocidad de sedimentación se verá comprometida; por el contrario, si los flóculos son demasiado grandes, absorberán cantidades excesivas de agua, lo que provocará una mala permeabilidad dentro de la matriz de lodo. El tamaño del flóculo se puede controlar eficazmente ajustando el peso molecular de la poliacrilamida.
Resistencia de los flóculos: Los flóculos deben permanecer estables y resistir la rotura bajo fuerzas de corte. La selección de poliacrilamida con un grado apropiado de ionicidad ayuda a mejorar la resistencia de los flóculos.
Consideremos algunas industrias específicas como ejemplos:
Los procesos de lavado de carbón y de arena son generalmente relativamente simples y permiten el uso directo de poliacrilamida catiónica.
Tratamiento de aguas residuales en la industria química.
Las aguas residuales generadas por las industrias de blanqueo, teñido y fabricación de papel son particularmente difíciles de tratar; en consecuencia, la dosis de los agentes de tratamiento debe aumentarse y mantenerse en un nivel apropiado.
Las concentraciones de contaminantes en las aguas residuales de galvanoplastia y en las aguas residuales industriales en general no suelen exceder los estándares de tratamiento establecidos para las aguas residuales domésticas. Los métodos de tratamiento de aguas residuales domésticas varían, al igual que los floculantes específicos empleados. Si se utiliza un método de tratamiento bioquímico, se requiere poliacrilamida catiónica únicamente como agente de deshidratación de lodos.
Si se adopta un método de tratamiento fisicoquímico, se puede agregar primero cloruro de aluminio polimérico, seguido de poliacrilamida aniónica.
La poliacrilamida catiónica se utiliza para deshidratar; La dosis específica requerida para diferentes tipos de aguas residuales debe determinarse en función de las características únicas de la calidad del agua.
