基于蒙脱石分散行为解析钙离子对煤泥水沉降性能的影响

摘要

蒙脱石在水中会发生晶层集合体分散和晶层剥离两个过程,通过添加钙离子改善煤泥水沉降性能的相关研究还未涉及这两个过程。在煤系蒙脱石水化分散初期、中期和分散完成三个时间点添加钙离子制成三种分散体系,分析三种体系中颗粒的粒度分布、Zeta电位分布和体系黏度的变化规律,计算颗粒表面水化指数,并借助冷冻扫描电镜观察颗粒在溶液中的形貌特征,研究钙离子对蒙脱石分散和体系沉降性能的影响。结果表明:在分散初期添加钙离子可使蒙脱土保持沉积态大颗粒状,不出现荷电量高的40μm以下颗粒,体系黏度低,沉降性能良好,钙离子抑制颗粒晶层剥离是体系沉降性能改善的主要原因;分散完成后添加钙离子,颗粒电动电位降低,但体系中微细颗粒占比没有降低,体系沉降性能改善不明显,钙离子作用机理主要为压缩双电层。水化分散中期添加钙离子的体系中各项参数介于上述两种体系之间,沉降性能改善不及初期添加钙离子体系。钙离子对实际煤泥水沉降性能的影响与对蒙脱石体系的规律一致。