Emulsão PAM Catiônica

O mecanismo de floculação da emulsão de poliacrilamida água-em-óleo (A/O) (floculante de emulsão catiônica) é um processo abrangente no qual ela funciona como um floculante de emulsão catiônico em um sistema aquoso. Ele não inclui apenas as características de floculação da própria molécula do floculante de emulsão PAM, mas também envolve o processo especial de desemulsificação da emulsão para liberar os ingredientes ativos. 

O processo específico pode ser dividido nas seguintes etapas principais: 

1. Desemulsificação da emulsão e liberação catiônica da emulsão PAM 

A estrutura do sistema da emulsão de PAM de água em óleo é a seguinte: 

A fase aquosa (contendo as moléculas do floculante catiônico da emulsão ou suas dispersões) serve como fase dispersa, é envolvida pela fase oleosa contínua (como óleo mineral, óleo vegetal) e é estabilizada por emulsificantes (como tipo Span, tipo Tween) para formar uma emulsão. Quando essa emulsão é adicionada ao sistema de água a ser tratado (como esgoto, suspensão), devido à diferença de pressão osmótica entre o ambiente externo (fase aquosa) e a fase aquosa interna da emulsão, bem como a dissolução/dispersão do emulsificante na fase aquosa, a estabilidade da emulsão é interrompida e ocorre a desemulsificação: a fase oleosa é dispersa em pequenas gotículas de óleo na grande quantidade de fase aquosa e gradualmente se separa da fase aquosa. 

A emulsão catiônica de PAM encapsulada internamente (geralmente um polímero solúvel em água ou uma dispersão que pode se dissolver rapidamente na fase aquosa) é liberada no sistema aquoso, formando uma solução molecular ou dispersão de emulsão catiônica de PAM. 

2. Adsorção de moléculas do floculante de emulsão PAM em partículas coloidais 

As moléculas liberadas do floculante de emulsão PAM interagem com as partículas coloidais (como sedimentos, matéria orgânica, microrganismos, etc.) na água por meio de grupos polares (como o grupo amida -CO - NH₂), conseguindo adsorção: Interação de ligação de hidrogênio: 

O grupo amida no floculante de emulsão molecular PAM forma ligações de hidrogênio com grupos polares, como hidroxila (-OH) e carboxila (-COOH), na superfície das partículas coloidais. 

Força de Van der Waals: A longa estrutura da cadeia do polímero gera forças de atração de Van der Waals com a superfície da partícula. 

Adsorção eletrostática: Se as partículas coloidais forem carregadas negativamente (a maioria dos coloides naturais, como argila, bactérias, etc.), se a cadeia molecular do PAM floculante em emulsão contiver um pequeno número de grupos catiônicos (como o PAM catiônico), ele poderá ser adsorvido na superfície da partícula por atração eletrostática. Mesmo para PAM não iônicos ou aniônicos, a adsorção seletiva pode ocorrer na superfície da partícula por meio de diferenças locais na densidade de carga nos segmentos da cadeia. 

3. Eletroneutralização 

Efeito: Partículas coloidais geralmente carregam cargas (principalmente negativas) devido à adsorção de íons ou grupos em suas superfícies. É difícil para as partículas se agregarem devido à repulsão de cargas do tipo ".

As moléculas do floculante de emulsão PAM (especialmente os tipos catiônicos ou anfotéricos) podem neutralizar algumas das cargas superficiais por meio da adsorção na superfície da partícula, reduzindo a força repulsiva eletrostática entre as partículas e tornando-as mais propensas a se aproximarem e se agregarem. 

4. Floculação em Ponte (Mecanismo Central) A estrutura de polímero de cadeia longa (PAM floculante de emulsão) do PAM é a chave para sua floculação de alta eficiência: uma única cadeia molecular do floculante de emulsão catiônico pode adsorver simultaneamente múltiplas partículas coloidais (cada superfície de partícula adsorve diferentes segmentos de uma ou mais cadeias moleculares). Através da ponte de cadeia molecular, as pequenas partículas dispersas são conectadas para formar flocos maiores (estrutura de ponte). À medida que o tamanho do floco aumenta, a gravidade domina sua sedimentação, ou eles são separados por filtração, flotação, etc. 

O mecanismo de floculação da emulsão catiônica de PAM em água em óleo pode ser resumido como: A demulsificação da emulsão libera moléculas de PAM → O PAM se liga às partículas coloidais por meio de adsorção → A eletroneutralização reduz a repulsão de partículas → As moléculas de cadeia longa unem e conectam as partículas para formar grandes flocos → A separação sólido-líquido é alcançada. 

Sua vantagem é que a forma de emulsão permite que o PAM (floculante em emulsão catiônico) se disperse e libere rapidamente, evitando o problema de dissolução incompleta do PAM sólido, melhorando assim a eficiência da floculação.

Os principais campos de aplicação do floculante em emulsão catiônico são: 

1. Tratamento de esgoto: O floculante em emulsão PAM pode ser utilizado no tratamento de esgoto doméstico e efluentes industriais. Através do efeito de floculação, poluentes como sólidos em suspensão, matéria orgânica e íons de metais pesados presentes na água são removidos, melhorando sua qualidade. O floculante em emulsão catiônica tem um efeito significativo no tratamento de efluentes de indústrias como impressão e tingimento, fabricação de papel e processamento de alimentos. 

2. A emulsão de poliacrilamida catiônica PAM para desidratação de lodo pode separar efetivamente a água das partículas sólidas no lodo, reduzir o teor de umidade do lodo e facilitar o tratamento e o descarte subsequentes. 

3. Campo de mineração No processo de processamento de minerais, o floculante em emulsão PAM pode ser usado para flotação de minério, tratamento de rejeitos, etc. para melhorar a taxa de recuperação de minerais e reduzir a descarga de águas residuais. 

4. Indústria de fabricação de papel É usado para fortalecer o papel, auxiliar na retenção e drenagem, etc., para melhorar a qualidade e a eficiência da produção do papel. 

5. Indústria petrolífera O floculante em emulsão pode ser usado para tratamento de águas residuais de campos petrolíferos, tratamento de lama de perfuração, etc. para melhorar a eficiência e a proteção ambiental da extração de petróleo.

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