选煤水化学——水化学性质对颗粒间相互作用的影响
张志军1
庄丽1
刘炯天2
1.中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京1000832.郑州大学河南资源与材料产业河南省协同创新中心,河南郑州450000
摘要：煤泥水的水化学性质对颗粒间相互作用有重要的影响.煤泥浮选需要煤颗粒与杂质颗粒在矿浆中充分分散,而煤泥水澄清需要颗粒有效凝聚.为解决浮选环节和澄清环节所需颗粒间分散-凝聚状态相矛盾的问题,以及所需水化学环境相矛盾的问题,以煤与高岭石颗粒为例,通过Zeta电位分布和原子力显微镜测力,从微观层面上研究了水化学性质对颗粒间作用行为的影响.金属离子对颗粒Zeta电位分布的影响研究表明,Ca2+使煤和高岭石颗粒各自的Zeta电位分布变窄,使同种颗粒间发生凝聚;Ca2+浓度由1 mmol/L增大到5 mmol/L时,煤与高岭石混合颗粒的Zeta电位分布由双峰变为单峰,煤与高岭石颗粒发生凝聚.Ca2+可以促进煤与高岭石颗粒间发生同类和异类凝聚,Na+对颗粒间凝聚行为的影响较小.用原子力显微镜直接测量颗粒间作用力,发现随着Ca2+浓度的增加,煤与高岭石颗粒间的作用斥力和作用范围逐渐减小,颗粒越来越容易发生凝聚,当Ca2+浓度增大到5 mmol/L时,煤和高岭石颗粒间出现引力;而Na+对颗粒间作用力的影响微弱.不同pH条件下颗粒间作用力的测试结果表明,随着pH值的减小,煤与高岭石之间的作用力由斥力转变为引力.通过原子力显微镜对煤颗粒间作用力的测定,发现煤颗粒间存在较强的疏水引力,同时表明,煤颗粒易发生同类凝聚,煤泥水澄清环节需重点考虑煤与黏土矿物颗粒、黏土矿物与黏土矿物颗粒的凝聚效果.
关键词：选煤水化学循环煤泥水系统水化学性质颗粒间相互作用原子力显微镜
分类号：TD94(选矿)
资助基金：北京市科技新星计划(Z191100001119034)国家自然科学基金(51704300)北京市自然科学基金(2192046)
论文发表日期：2021-05-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：9( 1685-1693 )
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