选煤水化学——水化学性质对颗粒间相互作用的影响 论文

煤泥水的水化学性质对颗粒间相互作用有着重要的影响。煤泥浮选过程要求煤颗粒与杂质颗粒在矿浆中充分分散，而煤泥水澄清则需要颗粒间有效凝聚。然而，这两个过程对颗粒间分散-凝聚状态以及所需的水化学环境存在矛盾。为了解决这一问题，研究以煤与高岭石颗粒为例，从微观层面上探讨了水化学性质对颗粒间作用行为的影响。

通过Zeta电位分布和原子力显微镜测力的研究，发现金属离子对颗粒间的作用具有显著影响。Ca²⁺使得煤和高岭石颗粒的Zeta电位分布变窄，从而促使同种颗粒间发生凝聚。当Ca²⁺浓度从1 mmol/L增加到5 mmol/L时，煤与高岭石混合颗粒的Zeta电位分布从双峰变为单峰，导致煤与高岭石颗粒发生凝聚。进一步研究发现，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⁺浓度达到5 mmol/L时，颗粒间甚至出现引力。相比之下，Na⁺对颗粒间的凝聚行为影响较小，且对颗粒间的作用力影响微弱。

在不同的pH条件下，颗粒间作用力的测试结果显示，随着pH值的减小，煤与高岭石之间的作用力从斥力转变为引力。这一现象为煤泥水处理中水化学环境的优化提供了重要的理论依据。

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