微细粒高岭石的絮凝动力学研究开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

在选矿过程中，矿石中有用矿物常常存在于大量的脉石中。为了使有用矿物同脉石分离，必须将矿石磨得足够细，采用重选、磁选、浮选等技术将其尽量分开。在许多湿法冶炼过程中，有用组分同杂质分离经常面临沉淀产生慢、悬浮物不沉降和渣的过滤难等问题。特别是处理某些含泥物质多或在过程中产生某些胶体物的矿石，液固分离的困难有时会导致流程无法进行。目前选矿工业中常用的固-液分离方法主要有离心、过滤、沉降、浮选等。对于不同的处理样品，一定要选择合适的分离方法，特别是难处理的高浓度工业废水以及精矿提取纯化等。絮凝浮选通过加入无机凝聚剂或高分子絮凝剂使微粒形成絮团，加捕收剂使絮团疏水化然后浮出，加抑制剂使絮团进一步抑制，将分散相浮出。料浆中的悬浮粒子或胶体都带有一定的电荷，当加入凝聚剂、絮凝剂时，带相反电荷的粒子、胶体与凝聚剂、絮凝剂就会发生电中和及吸附架桥作用，从而形成大的絮团。这些絮团经过疏水化处理后就可以通过浮选作用除去。因此，絮凝浮选具有选择性高、工艺设备简单、环境污染小等优点，在处理含有微细颗粒的悬浮料液方面具有明显的优越性，其分选效果优于常规浮选。所以，使用絮凝浮选对选矿过程中的难分离矿物进行处理具有非常重要的意义。

近年来，絮凝理论得到了很大的发展。自20世纪五十年代以来，人们对絮凝作用机理及工艺过程作了大量深入的研究，先后提出了许多理论及计算模型、模式[1]。二十世纪六十年代以前，有关絮凝的理论主要以物理理论作为其理论基础，主要有根据经典胶体化学理论的gwoy-chapman双电层模型而建立的dlvo凝聚物理理论[2]；二十世纪六十年代后，随着科技的发展进步，传统的絮凝理论已不能全面解释实际过程中出现的问题，这一时期相继提出了电中和/吸附凝聚[2]、吸附架桥理论以及微涡旋混凝动力学理论[3]。二十世纪八十年代以后，高分子絮凝剂及其理论的研究得到很大发展。随着界面电位计算体系和表面络合模式的发展，人们开始把表面络合、表面沉淀概念和定量计算方法引入絮凝机理研究之中，试图建立定量计算模式。依据吸附/电中和理论和表面络合模式，提出了“表面覆盖”絮凝模式[4]。然后又发展出了絮凝动力学[5]、絮凝形态学[6]等研究方向。

与此同时，絮凝选矿方法也在工业中得到了广泛的应用。张学英、常虎成等[7]应用絮凝技术的最新发展，研究了絮凝沉降技术在铝土矿选矿尾矿处理过程中的应用，在絮凝剂配方及合成工艺上作出了突破性的改变，研制出了新型高效的zsh-j絮凝剂并开发了铝土矿选矿尾矿浆处理新工艺。崔吉让等[8]对高岭石颗粒的分散与聚团行为进行了试验研究和理论计算，指出其溶液特性及荷电性质对颗粒的分散与聚团行为具有重要影响，实现高岭石的有效分选的重要前提之一是调节其表面性质。张晓萍等[9]通过添加阳离子型表面活性剂对微细粒高岭石在水介质中的疏水聚团行为进行了研究，研究表明，阳离子型表面活性剂的加入使高岭石颗粒表面动电位增大，显著提高了高岭石的聚团效果，且表面活性剂浓度越大，聚团行为越显著。陈军等[10]以季铵盐类药剂为表面活性剂开展了高泥化煤泥水疏水聚团沉降试验研究，考察了药剂用量、动能输入、ph值等因素对高泥化煤泥水疏水聚团沉降的影响规律，结果表明:季铵盐能够改善颗粒表面疏水性，降低颗粒表面电负性，提高煤泥颗粒疏水聚团效果。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：

运用光浊度仪对高岭土在不同条件下的絮凝状况进行检测，包括表面活性剂的种类及用量、高速分散机的转速、高岭石的颗粒大小等条件，然后对得到的数据进行记录处理，最后再进行数据拟合，得到絮凝动力学的数学模型。

3. 研究计划与安排

3.10-3.20查阅文献资料，了解本课题的主要研究内容，设计出大致的实验研究方案，并整理好开题报告

3.20-4.1对高岭石絮凝使用的表面活性剂种类和用量的最佳条件进行探究

4.2-4.7对高速分散机的转速对高岭石颗粒的絮凝的影响进行探究

4. 参考文献（12篇以上）

[1]袁宗宣.絮凝科学与技术的进展[j].重庆大学学报，2001.3:56.

[2]杨智宽.污染控制化学[m].武汉，武汉大学出版社，1998.3:34.

[3]王绍文.混凝动力学的涡旋理论探讨[j].中国给水排水，1991.7:38.