金属阳离子对水溶液中蒙脱石膨胀性和凝聚的影响

摘要

粘土矿物在水溶液中具有良好的膨胀性和分散性，易造成矿浆泥化和浮选机械夹带等问题，影响浮选精矿的回收率和品位；同时，粘土矿物在水溶液中难以沉降，固液分离困难，影响水的循环利用，本研究针对上述问题，通过探究金属阳离子对水溶液中蒙脱石膨胀性质和凝聚的影响，为解决由粘土矿物引起的矿浆泥化和浮选机械夹带等问题提供理论基础。
　　本研究主要分析层间不同价态、不同水化性质的金属阳离子和不同价态、不同水化性质的金属阳离子电解质溶液对蒙脱石膨胀性质和凝聚的影响。通过层间距、膨胀容、红外分析探究了金属阳离子对水溶液中蒙脱石膨胀性质的影响；通过不同条件下蒙脱石悬浮液的浊度、凝聚度、Zeta电位值的测定以及对钙离子吸附特性的研究考察了不同价态、不同水化性质的金属阳离子对水溶液中蒙脱石凝聚的影响，并以DLVO理论计算的方法进行理论分析。
　　通过离子交换制备出不同层间金属阳离子的蒙脱石，研究结果表明，不同的层间金属阳离子蒙脱石的层间距和膨胀容存在差异，蒙脱石层间距的大小和层间离子的水合半径相关，膨胀容大小和层间离子有直接关系，三价层间离子的蒙脱石膨胀容最小，表明水溶液中膨胀性质最差。不同金属阳离子电解质溶液条件下的膨胀容的研究结果表明：金属的价态越高，蒙脱石的膨胀容越小，蒙脱石双电层的压缩程度越高，在水溶液中膨胀性质最差。而对于相同价态的金属阳离子而言，电解质溶液中金属阳离子的水化性越差，蒙脱石的膨胀容越小，蒙脱石双电层的压缩程度越大，膨胀性质越差。蒙脱石凝聚度试验结果分析表明：蒙脱石发生凝聚的临界电位为-23.5mV。对于不同价态的金属阳离子而言，凝聚能力大小为三价>二价>一价，对双电层的压缩能力也是三价>二价>一价。水化能力较强的离子的凝聚能力不如水化能力相对较差的离子。钙离子在蒙脱石表面的吸附行为研究表明：蒙脱石对钙离子的吸附曲线符合Freundich模型，钙离子在蒙脱石上的吸附主要是离子交换吸附为主，容易发生。综上可知，金属阳离子的价态和水化性质对水溶液中蒙脱石膨胀性和凝聚有不同的影响，pH越小，电解质离子价态越高，水化性质越差，蒙脱石的凝聚程度越高，分散性越差。

目录

声明

第1章 绪论

1.1蒙脱石概述

1.2蒙脱石的膨胀性

1.3蒙脱石胶体稳定性

1.4研究目的和研究意义

1.5研究内容

第2章 试验材料、设备及研究方法

2.1试验材料

2.2试验仪器和设备

2.3研究方法

第3章 金属阳离子对蒙脱石膨胀性的影响

3.1层间金属阳离子对蒙脱石膨胀性的影响

3.2金属阳离子电解质对蒙脱石膨胀容和Zeta电位的影响

3.3本章小结

第4章 金属阳离子对蒙脱石稳定性的影响

4.1 pH对蒙脱石凝聚程度和电位的影响

4.2蒙脱石悬浮液在电解质溶液中的沉降

4.3离子价态对蒙脱石凝聚程度和电位的影响

4.4离子水化性质对蒙脱石凝聚程度和电位的影响

4.5金属阳离子对蒙脱石稳定性影响的机理探究

4.6本章小结

第5章 结论与创新点

5.1结论

5.2创新点

参考文献

致谢

硕士期间成果及参加项目

获得成果：

参研项目：