化學絮凝沉淀是其基本的方法。我國用于煤泥水處理的絮凝劑可分為兩大類：一是無機鹽類絮凝劑，二是有機高分子絮凝劑。無機鹽類絮凝劑的作用機理是無機鹽在水中解離成離子，與煤泥微粒或煤泥膠體接觸作用，中和了煤泥表面的電性，降低表面能，使煤泥微粒凝聚沉淀。有機高分子絮凝劑的絮凝機理是：大分子鏈在煤泥微粒之間搭橋，把若干個顆粒連接起來，凝聚成團沉淀下去。實際應用中常將無機鹽類絮凝劑與有機高分子絮凝劑聯合使用，絮凝沉淀效果更好。
有機高分子絮凝劑常用的是聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺的分子量一般在1000—1800萬之間，不同粒度組成的煤泥水要選用不同分子量的絮凝劑。聚丙烯酰胺又可分為陽離子型，非離子型和陰離子型三種，使用時要與煤泥水的pH值相吻合，陰離子型的適于偏堿性煤泥水，陽離子型的適于偏酸性煤泥水，陰離子型和陽離子型聚丙烯酰胺混合使用，煤泥水絮凝沉淀效果更好。
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