膨润土基煤泥水絮凝剂制备与应用

发布时间：2019-11-28 09:35

【摘要】：膨润土的主要成分是蒙脱石，由于蒙脱石优越的物理化学性能，在各行各业多个领域都有应用，被称为万能土。膨润土中蒙脱石的含量与膨润土类型决定其应用价值及经济价值。本文以辽宁阜新低品位钙基膨润土原矿为实验原料，对其进行提纯、钠化改性、有机改性研究，应用正交试验与单因素实验结合的实验研究方法，确定了膨润土纯化、钠化改性、有机改性的最佳工艺条件。在膨润土提纯实验中，考察各种分散剂对超声自然沉降法提纯膨润土效果，以焦磷酸钠作为分散剂效果最佳。探索了分散剂浓度、超声作用时间、超声作用强度、搅拌时间、搅拌温度、搅拌转速对超声自然沉降法提纯膨润土的影响。综合考虑，确定超声自然沉降法提纯膨润土的最佳工艺条件为：选取焦磷酸钠作为分散剂，超声强度200W，超声作用时间为30min,分散剂浓度0.3%，搅拌时间60min,搅拌转速500r/min，搅拌温度20℃，在最佳工艺条件下提纯膨润土，膨润土中蒙脱石的含量超过97%，相比膨润土原矿中蒙脱石含量增加超过30%。在膨润土钠化改性实验中，，考察各种钠化剂对钙基膨润土的钠化效果，以草酸钠作为钠化剂效果最佳。探索了Na+浓度、钠化温度、钠化时间、料浆浓度对湿法膨润土钠化改性的影响。综合考虑，确定湿法钠化改性辽宁阜新钙基膨润土的最佳工艺条件为：选取草酸钠作为钠化改性剂，Na+浓度0.14mol/L，钠化温度为80℃，钠化时间为120min。在最佳工艺条件下进行钙基膨润土钠化改性实验，膨润土的膨胀容从10mL提高到66mL，膨润值从8mL提高到91mL，取得了理想的钠化效果。在膨润土有机改性实验中，选用十六烷基三甲基溴化铵为有机改性剂，探索十六烷基三甲基溴化铵用量、有机改性温度、有机改性时间、料浆浓度对湿法有机改性钠基膨润土影响。综合考虑，确定湿法有机改性辽宁阜新钠基膨润土的最佳工艺条件为：选取草酸钠作为有机改性剂，有机改性剂用量为7.7mmol，有机改性温度为70℃,有机改性时间为90min，料浆浓度为1:40。在最佳工艺条件下进行钠基膨润土有机改性实验，有机改性后的有机膨润土烧失量为45.32%，d001晶面层间距为21.579，获得了较大层间距，取得了理想的有机改性效果。将合成的有机膨润土应用于马兰8#煤沉降实验中，单一使用有机膨润土作为絮凝剂时，并不能达到很好的沉降效果。将有机膨润土与PAM联合使用与单一使用PAM进行煤泥水絮凝沉降做对比，PAM使用量降低60%，降低成本。
【图文】：

杂质矿物,蒙脱石,超声波,超声波强度

图 3-1 超声强度对提纯实验的影响Fig.3-1 The bentonite purification effect in different power of ultrasonic wave超声波可以使蒙脱石在水介质中充分的分散解离，并且与杂质矿物分离。但是研现，超声波的作用并不单纯的是分散和解离作用，超声波通过水介质使得杂质矿物脱石产生振动和声压剪切等作用[49]。超声波强度太弱，会使得杂质矿物与蒙脱石未

膨润土,蒙脱石,膨润土悬浊液,矿物杂质

图 3-2 超声时间对膨润土提纯的影响Fig.3-2 The bentonite purification effect in different time of ultrasonic wave超声波作用能够使蒙脱石在水介质中充分地分散解离，并且与杂质矿物分离。超对膨润土悬浊液有絮凝作用，悬浮在水介质中的蒙脱石矿粒与矿物杂质颗粒会随着波而振动，由于这些矿物的粒度大小不同，颗粒质量不同，颗粒的振幅也不相同，
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TD94;TD923.3

【参考文献】