六偏磷酸钠对球团中钙基膨润土改性及其作用机理

发布时间：2021-11-22 03:13

　　为揭示六偏磷酸钠改善球团中钙基膨润土亲水性的作用机理,采用往钙基膨润土中添加六偏磷酸钠进行强化铁精矿造球的试验研究。结果表明:六偏磷酸钠以化学吸附作用附着在钙基膨润土上,其中的Na⁺与钙基膨润土表面的Ca²⁺和Mg²⁺发生离子交换,PO^3-₄与膨润土表面裸露的Al原子、-OH基团等相互作用,使膨润土表面的负电势进一步增强,也弱化了膨润土中Ca²⁺的絮凝作用,最终让膨润土由原有的"团聚-絮凝"结构转变成"团聚-反絮凝"结构和"分散-反絮凝"结构,这两种结构保证水分充分被蒙脱石的晶层所吸收,提高了膨润土的亲水性和生球、预热球、焙烧球的质量。因此,当球团生产中钙基膨润土用量较高时,可通过配加少量的六偏磷酸钠来降低膨润土用量。 

【文章来源】：烧结球团. 2020,45(06)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

铁精矿的颗粒形貌(SEM)

不同六偏磷酸钠掺量下铁精矿接触角、生球孔隙率的变化情况如图2所示。由图2可知:铁精矿的接触角从57°降至51°,其亲水性有所改善。通过对铁精矿表面溶解的金属离子检测(表7)可知,铁精矿表面溶解的Ca2+和Mg2+的质量浓度较高,分别为14.58、3.5 g/L。加入六偏磷酸钠后,该物质会将Na+引入铁精矿中并置换铁精矿中的Ca2+和Mg2+,使双电层变厚,进而提高铁精矿的亲水性[12],这对提高生球、预热球、焙烧球抗压强度有利。但六偏磷酸钠中的PO 4 3- 会被铁精矿中未被Na+置换的Ca2+所吸附,使颗粒表面负电荷的密度增大,导致铁精矿颗粒间斥力增大[13],颗粒相互接触的面积减少,生球孔隙率增大,这有利于在干燥时生球水分的蒸发而提高爆裂温度,但不利于生球、预热球、焙烧球抗压强度的提高。表7 铁精矿表面溶解的金属离子组成 离子种类 c1值(质量浓度)/(mg·L-1) c2值(质量浓度)/(g·L-1) S2- 5.75 9.58 Fe3+ 0.10 0.17 Ca2+ 8.75 14.58 Na+ 0.55 0.92 Mg2+ 2.10 3.5

图3 六偏磷酸钠对钙基膨润土接触角和Zeta电位的影响表8 膨润土不同基团及振动类型下的衍射波段数cm-1 土体结构中-OH伸缩振动(结合水) H2O中-OH伸缩振动(自由水) Si-O伸缩振动 Al-Al-OH弯曲振动 Al-Fe-OH弯曲振动 Al-Mg-OH弯曲振动 Al-O-Si弯曲振动 Si-O-Si弯曲振动 3 626 3 439/1 640 1 037 915 839 794 520 467

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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本文编号：3510819