金属离子对铝硅矿物选择性分散影响的理论研究与实践.pdf

分类号V D C 博士学位论文 密级 金属离子对铝硅矿物选择性分散影响的 理论研究与实践 I n v e s t i g a t i o no f t h ei n f l u e n c eo fm e t a li o n so ns e l e c t i v e d i s p e r s i o no fd i a s p o r ea n ds i l i c a t em i n e r a l s 作者姓名周瑜林 学科专业矿物加工工程 学院 系、所 资源加工与生物工程学院 指导教师胡岳华教授 王毓华教授 论文答辩日期塑 [ 缱2答辩委员会主席 中南大学 2 0 11 年12 月 原创性声明 本人声明，所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究 工作及取得的研究成果。尽我所知，除了论文中特别加以标注和致谢 的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不 包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我 共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。 作者签名2 虱喻拯日期』坐L 年且月王日 学位论文版权使用授权书 本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即学校 有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文， 允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内 容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科 学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库， 并通过网络向社会公众提供信息服务。 摘要 我国的铝土矿资源类型主要为一水硬铝石型铝土矿，铝硅比低， 硅含量高。选矿脱硅是有效利用这类铝土矿资源的关键技术途径。正 浮选脱硅工艺已得到了推广应用，但其精矿脱水困难，残余药剂对后 续拜耳法工艺有不利影响。反浮选脱硅因微细粒浮选效率低，浮选流 程长等问题，至今仍未实现工业应用。选择性分散絮凝脱硅已被证明 是铝土矿选矿脱硅的一种有前景的工艺。无论怎样，在铝土矿选矿脱 硅过程中，由于矿物破碎、溶解和水质条件等原因，矿浆中不可避免 存在各种金属离子。这些金属离子或吸附于矿物表面改变矿物表面性 质，或与选矿药剂发生作用，并影响矿物颗粒的分散与凝聚行为。系 统研究金属离子对铝、硅矿物分散凝聚行为的影响规律及其作用机 理，对铝土矿选矿脱硅工艺的发展和工业应用具有重要理论指导意 义。 本文以河南低铝硅比铝土矿矿石，以及一水硬铝石和高岭石为研 究对象，系统考察了不同价态的金属离子对铝土矿矿石，以及一水硬 铝石和高岭石单矿物分散凝聚行为的影响及其作用机理。考察了不同 分散剂对金属离子存在时，铝土矿矿石及一水硬铝石和高岭石分散凝 聚行为的影响和机理，得到以下基本结论 1 ．一价钠、钾金属离子对一水硬铝石的分散性几乎没有影响；二 价金属离子在酸性条件下对一水硬铝石的分散凝聚行为影响较小，但 在碱性条件下促使一水硬铝石强烈聚沉；三价铁离子使一水硬铝石在 酸性和中性条件下能够充分分散，在碱性条件下明显聚沉；铝离子使 一水硬铝石的分散性增强。各种金属离子对高岭石的分散都几乎没有 影响。由此可见，金属离子价态是影响一水硬铝石和高岭石分散性的 重要因素，金属离子价态越高对一水硬铝石和高岭石分散性影响越 大。 2 ．碳酸钠和六偏磷酸钠对一水硬铝石和高岭石有良好的分散作 用；钙离子存在时，碳酸钠和焦磷酸钠对一水硬铝石的分散效果很差， 六偏磷酸钠、三聚磷酸钠和软水剂则可实现一水硬铝石和高岭石的有 效分散；镁离子水体系中，碳酸钠对一水硬铝石的分散效果很差，六 偏磷酸钠也不能实现一水硬铝石的有效分散；相同钙、镁离子浓度条 件下，软水剂和三聚磷酸钠均可实现铝硅矿物的有效分散，但软水剂 的用量远低于三聚磷酸钠的用量。 3 ．通过动电位测试、溶液化学计算、红外光谱分析和D L V O 理 论计算，探讨了三种不同价态金属离子和常用分散剂对一水硬铝石和 高岭石分散凝聚行为影响的机理。金属离子的羟基络合物在矿物表面 的吸附是金属离子与一水硬铝石和高岭石的主要作用形式。分散剂通 过调节矿浆p H 值或在矿物表面产生化学吸附而改变矿物表面电性， 从而改变矿物颗粒间的相互作用能，进而对矿物产生分散作用。钙、 镁离子存在时，分散剂的存在形式及组分浓度是影响其对铝硅矿物分 散作用的主要原因。 4 ．水的硬度是水质对铝土矿选择性分散与絮凝过程影响的主要 因素。实际矿石试验表明低浓度钙、镁离子水体系中，单用碳酸钠 作分散剂时，铝土矿的选择性分散与絮凝脱硅效果好。当碳酸钠用量 为2 5 0 0 9 ／t 时，矿浆即得到强化分散。添加聚丙烯酸钠有利于提高精 矿中A 1 2 0 3 的回收率，其用量为1 0 趴时，精矿A 1 2 0 3 的回收率为 9 1 ．9 6 ％，精矿铝硅比为7 ．1 6 。实际矿石采用强擦洗，并经过两次分 散与絮凝脱硅后，精矿A 1 2 0 3 的回收率达到8 5 ．4 5 ％，精矿铝硅比达到 8 ．5 9 ，精矿质量可满足拜耳法生产氧化铝的要求。高浓度钙离子水体 系下，碳酸钠、六偏磷酸钠和水玻璃对铝土矿的选择性分散效果明显 变差。以碳酸钠3 0 0 0 e d t ，水玻璃1 0 0 0 9 ／t 组合作为分散剂，以聚丙烯 酸钠为絮凝剂时，精矿A 1 2 0 3 的回收率为8 4 ．7 4 ％，精矿铝硅比仅为 7 ．5 。同样在高浓度镁离子水体系下，以碳酸钠2 5 0 0 9 ／t 和水玻璃 3 0 0 0 9 ／t 组合作为分散剂时，精矿A 1 2 0 3 的回收率为9 0 ％，精矿铝硅比 只达到7 ．0 。添加聚丙烯酸钠或磷酸酯淀粉只略微提高了精矿中A 1 2 0 3 的回收率，其絮凝的选择性明显地降低了。由此可见，钙、镁离子的 浓度越高，对铝土矿的选择性分散与絮凝脱硅过程就越不利。扩大连 续试验结果表明铝土矿选择性分散与絮凝脱硅工艺有可能实现工业 应用，但河南地区的水质硬度大，对该工艺的工业应用非常不利。软 水剂的使用可显著改善水质，大幅度地减少钙、镁离子对铝土矿选择 性分散与絮凝脱硅工艺过程的不利影响。 关键词一水硬铝石，高岭石，分散，金属离子，D L V O 理论 A BS T R A C T M o s to fb a u x i t er e s o u r c e si nC h i n aa r ed i a s p o r i cb a u x i t ew i t hl O W r a t i oo fA l z 0 3 ／S i 0 2 ．D e s i l i c a t i o nb yt h eu s eo fm i n e r a lp r o c e s s i n gi sa n e c e s s a r ya n de f f e c t i v eW a yt ou s et h i sk i n do fb a u x i t er e s o u r c e s ．D i r e c t f l o t a t i o np r o c e s sh a sb e e nw i d e l ys t u d i e da n du s e di ni n d u s t r i a lp r o c e s s ， b u ti t sc o n c e n t r a t ei Sd i f n c u l tt ob ed e w a t e r e da n dt h er e s i d u a lr e a g e n ti n c o n c e n t r a t ea l s oh a sn e g a t i v e i m p a c to nB a y e rd i s s o l u t i o np r o c e s s ． R e v e r s ef l o t a t i o np r o c e s si Sn o tu s e di ni n d u x t r i a lp r o c e s sd u et ot h el O W f l o t a t i o ne f f i c i e n c yo ff i n es i l i c a t e sa n dl o n gf l o t a t i o np r o c r d u r e ．S e l e c t i v e d i s p e r s i n g - f l o c c u l a t i n gp r o c e s sh a sb e e np r o v e da sa ne f f e c t i v ew a yt o r e m o v es i l i c a t e sf r o mb a u x i t e ．A n y w a y , t h e r ei si n e v i t a b l yaw i d ev a r i e t y o fm e t a li o n sg e n e r a t e df r o mm i n e r a lc r u s h i n g ，m i n e r a ld i s s o l v i n ga n d w a t e rc o n d i t i o n si nt h eb e n e f i c i a t i o np r o c e s s ．M e t a li o n sa d s o r bo nt h e m i n e r a ls u r f a c et oc h a n g et h en a t u r eo ri n t e r a c tw i t ht h eb e n e f i c i a t i o n a g e n t s ，a n dt h e na f f e c tt h ed i s p e r s i o na n da g g l o m e r a t i o no fm i n e r a l s ．A s y s t e m a t i cr e s e a r c ho nt h ei n f l u e n c eo fm e t a li o n so nt h ed i s p e r s i o na n d f l o c c u l a t i o no fa l u m i n u ma n ds i l i c a t em i n e r a l sh a sg r e a ts i g n i f i c a n c et o t h ed e v e l o p m e n ta n da p p l i c a t i o no fb a u x i t eb e n e f i c i a t i o np r o c e s s ． F o rd i a s p o r i cb a u x i t ef r o mH e n a np r o v i n c e ，d i a s p o r ea n dk a o l i n i t e ， t h ei n f l u e n c e so fm e t a li o n sv a l e n c e sa n dd i s p e r s a n t so nt h ed i s p e r s i o n a n df l o c c u l a t i o no fd i a s p o r ea n dk a o l i n i t e ，a n di t sm e c h a n i s m sh a v eb e e n s y s t e m a t i c a l l ys t u d i e di nt h i sd i s s e r t a t i o n 1 ．N aa n dKi o n sw i t hm o n o v a l e n c eh a v el i t t l ee f f e c to nt h e d i s p e r s i o no fd i a s p o r ea n dk a o l i n i t e ．D i v a l e n tm e t a li o n sh a v es o m ee f f e c t o nt h ed i s p e r s i o no fd i a s p o r ei nt h ea c i d i cc o n d i t i o n ，b u tm a k ea no b v i o u s c o a g u l a t i o no fd i a s p o r ei na l k a l i n ec o n d i t i o n ．T r i v a l e n tf e r r i ci o nm a k e s d i a s p o r ef u l l yd i s p e r s e di nt h ea c i da n dn e u g Nc o n d i t i o n s ，b u tm a k e s a n o b v i o u sc o a g u l a t i o no fd i a s p o r ei na l k a l i n ec o n d i t i o n ．A l u m i n i u mi o nc a n i m p r o v et h ed i s p e r s i o no fd i a s p o r et oac e r t a i ne x t e n t ．M e t a li o n sw i t h d i f f e r e n tv a l e n c e sh a v es h o w nn o tg r e a ti m p a c to nt h ed i s p e r s i o no f k a o l i n i t e ．V a l a n c yo fm e t a li o n si st h ek e yf a c t o rt oi n f l u e n c ed i s p e r s i o n o fd i a s p o r ea n dk a o l i n i t e ，a n dd i v a l e n tm e t a li o n sh a v eg r e a t e re f f e c tt h a n m o n o v a l e n tm e t a li o n so nt h ed i s p e r s i o no fm i n e r a l s ． I I I 2 ．S o d i u mc a r b o n a t ea n ds o d i u mh e x a m e t a p h o s p h a t eC a nm a k e d i a s p o r ea n dk a o l i n i t ew e l ld i s p e r s e d ．I nt h ep r e s e n c eo fc a l c i u mi o n s ， s o d i u mc a r b o n a t ea n ds o d i u mp y r o p h o s p h a t em a k ed i a s p o r ed i s p e r s e d p o o r l y , b u ts o d i u mh e x a m e t a p h o s p h a t e ，s o d i u mt r i p o l y p h o s p h a t ea n d w a t e rs o f t e n e rC a na c h i e v ea ne f f e c t i v ed i s p e r s i o no n d i a s p o r ea n d k a o l i n i t e ．I nt h ep r e s e n c eo fm a g n e s i u mi o n s ，s o d i u mc a r b o n a t em a k e sa p o o rd i s p e r s i o no fd i a s p o r e ，b u ts o d i u mh e x a m e t a p h o s p h a t ec a nn o t a c h i e v ea ne f f e c t i v ed i s p e r s i o no fd i a s p o r e ．A tt h es a m ec o n c e n t r a t i o no f c a l c i u ma n dm a g n e s i u mi o n s ，t h ed o s a g eo fw a t e rs o f t e n e ri sf a rl e s st h a n s o d i u m t r i p o l y p h o s p h a t e t oa c h i e v et h ee f f e c t i v e d i s p e r s i o n o f a l u m i n i u m ．s i l i c a t em i n e r a l s ． 3 ．I nt h i s d i s s e r a t i o n ，z e t ap o t e n t i a lm e a s u r e m e n t ，i n f r a r e d s p e c t r o s c o p y , s o l u t i o nc h e m i s t r y c a l c u l a t i o na n dD L V Ot h e o r e t i c a l c a l c u l a t i o nw e r ec a r r i e do u tt od i s c l o s et h ei n t e r a c t i o nm e c h a n i s mo f m e t a li o n so nt h ed i s p e r s i o no fd i a s p o r ea n dk a o l i n i t e ．I tc a nb ec o n c l u d e d t h a th y d r o x yc o m p l e x e so fm e t a li o n sa r ep a l ya ni m p o r t a n tr o l eo nt h e d i s p e r s i o no fd i a s p o r ea n dk a o l i n i t e ． 4 ．T h eh a r d n e s so fw a t e ri st h ek e yf a c t o rt oi n f l u e n c et h es e l e c t i v e d i s p e r s i o na n df l o c c u l a t i o n o fb a u x i t e ．T e s tr e s u l t ss h o wt h a t ，i nt h e p r e s e n c ec a l c i u ma n dm a g n e s i u mi o n sa tl o wc o n c e n t r a t i o n ，s o d i u m c a r b o n a t ec a na c h i e v ew e l ls e l e c t i v ed i s p e r s i n ga n df l o c c u l a t i n gf o rt h e d e s i l i c i c a t i o no fb a u x i t e ．W h e nt h ed o s a g eo fs o d i u mc a r b o n a t ei s2 5 0 0 9 ／t ， t h e d i s p e r s i o n o fs l u r r yi S i m p r o v e d ，a n dt h e a d d i t i o no fs o d i u m p o l y a c r y l a t eC a ni m p r o v et h eA 1 2 0 3r e c o v e r yo fc o n c e n t r a t e ．W h e nt h e d o s a g eo fs o d i u mp o l y a c r y l a t ei s10 9 ／t ，t h eA 1 2 0 3r e c o v e r yo f c o n c e n t r a t e i s91 ．9 6 ％w i t ht h eA 1 2 0 3 ／S i 0 2r a t i oo f7 ．16 ．A f t e rs t r o n gs c r u b b i n ga n d t w i c e d i s p e r s i n g f l o c c u l a t i n gd e s i l i c i c a t i o n ，t h eA 1 2 0 3r e c o v e r y o f c o n c e n t r a t ed e c r e a s e st o8 5 ．4 5 ％，b u tt h eA 1 2 0 3 ／S 1 0 2r a t i oi n c r e a s e st o 8 ．5 9 ，t h i sc o n c e n t r a t em e e t st h er e q u i r m e n to fB a y e rp r o c e s s ． I nt h ep r e s e n c eo fc a l c i u mi o na th i g hc o n c e n t r a t i o n ，i ti so b v i o u s l y t h a tt h ed e s i l i c i c a t i o nb ys e l e c t i v ed i s p e r s i n g f l o c c u l a t i n gp r o c e s sf o r b a u x i t eb e c o m e sw o r e sw h e ns o d i u m c a r b o n a t e ， s o d i u m h e x a m e t a p h o s p h a t ea n ds o d i u ms i l i c a t e a r eu s e da sd i s p e r s a n t ．U s i n g 30 0 0g ／ts o d i u mc a r b o n a t ea n d10 0 0g ／ts o d i u ms i l i c a t ea sc o m b i n e d d i s p e r s a n t ，s o d i u mp o l y a c r y l a t ea sf l o c c u l a n t ，t h eA 1 2 0 3r e c o v e r yo f c o n c e n t r a t ei s8 4 ．7 4 ％w i t ht h eA 1 2 0 3 ／S 1 0 2r a t i oo f7 ．5 ．I nt h ep r e s e n c eo f m a g n e s i u mi o n sa th i g hc o n c e n t r a t i o n ，．2 5 0 0 9 ／ts o d i u mc a r b o n a t ea n d 30 0 0 9 ／ts o d i u ms i f i c a t ew e r eu s e da sc o m b i n e dd i s p e r s a n t s ，t h eA 1 2 0 3 r e c o v e r yo fc o n c e n t r a t ei s 9 0 ％w i t ht h eA 1 2 0 3 ／8 i 0 2r a t i oo f7 ．0 ．T h e a d d i t i o no fs o d i u mp o l y a c r y l a t eo rp h o s p h a t ee a t e rs t a r c hw i l l o n l y i m p r o v et h eA h 0 3r e c o v e r yal i t t l e ，b u tt 1 1 e ys i g n i 乱a n f l yr e d u c et h e s e l e c t i v i t yo fd i s p e r s i n g - f l o c c u l a t i n gp r o c e s s ．T h eh i g h e rc o n c e n t r a t i o no f c a l c i u mo rm a g n e s i u mi o n si s ，t h em o r eh a r m f u lt ot h er e m o v a lo f s i l i c a t e sb ys e l e c t i v ed i s p e r s i n g ．f l o c c u l a t i n gp r o c e s sf o rb a u x i t e ．T h ep i l o t t e s tr e s u l t ss h o wt h a ts e l e c t i v ed i s p e r s i n g f l o c c u l a t i n gp r o c e s sf o rb a u x i t e i sp o s s i b l et ob eu s e di ni n d u s t r y , b u tt h eh i g hh a r d n e s sw a t e rh a sh u g e n e g a t i v ei m p a c t so n t h i s p r o c e s s ．H o w e v e r , t h eu s eo fan e ww a t e r s o f t e n e rC a ni m p r o v et h ew a t e rq u a l i t y , a n dr e d u c et h en e g a t i v ee f f e c t so f c a l c i u ma n dm a g n e s i u mi o n so nt h es e l e c t i v ed i s p e r s i n g ．- f l o c c u l a t i n g d e s i l i c a t i o np r o c e s so fb a u x i t e ． K E Y W O R D S d i a s p o r e ，k a o l i n i t e ，d i s p e r s i o n ，m e t a li o n s ，D L V Ot h e o r y V 目录 摘 要⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一I A B S T R A C T ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．I I I * L 月U吾⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．i 第一章文献综述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 ．1 铝土矿资源现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 ．2 铝土矿选矿脱硅研究现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 1 ．2 ．1 铝土矿化学选矿脱硅⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 ．2 ．2 铝土矿生物选矿脱硅⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 1 ．2 ．3 铝土矿物理选矿脱硅⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 1 ．3 金属离子对矿物分散絮凝影响研究评述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 1 1 ．3 ．1 金属离子的来源⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 1 1 ．3 ．2 金属离子的活化与抑制作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 2 1 ．3 ．3 金属离子的凝聚作用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 3 1 ．3 ．4 金属离子影响的消除⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 5 1 ．4 本论文研究的意义和内容⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯1 6 第二章试样、仪器和试验方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．18 2 ．1 试验原料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯18 2 ．1 ．1 单矿物样品⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．18 2 ．1 ．2 实际矿石样品⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．1 9 2 ．2 实验药剂⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 0 2 ．3 试验仪器和设备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 2 ．4 实验研究方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 2 ．4 ．1Z e t a 电位测试⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 1 2 ．4 ．2 粒度分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 1 2 ．4 ．3X 射线衍射分析脚 ⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 2 2 ．4 ．4 红外光谱测定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 2 2 ．4 ．5 分散试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．2 2 2 ．5 金属离子吸附量测定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 3 2 ．6 六偏磷酸钠的吸附量测定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 4 第三章金属离子对铝硅矿物分散性影响试验研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一2 5 3 ．1p H 值对一水硬铝石及高岭石分散凝聚行为影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 5 3 ．2 调整剂对一水硬铝石及高岭石分散凝聚行为影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 6 3 ．3 金属离子对一水硬铝石及高岭石分散凝聚行为影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 7 3 ．3 ．1N a ，K 对一水硬铝石及高岭石分散凝聚行为影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2 7 3 ．3 ．2C a 2 、M 9 2 、F e 2 对一水硬铝石及高岭石分散凝聚行为影响⋯⋯⋯⋯2 8 3 ．3 ．3F e 3 、A 1 3 对一水硬铝石及高岭石分散凝聚行为影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．2 9 3 ．4 小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．31 第四章金属离子对一水硬铝石及高岭石分散性影响机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 2 4 ．1 一水硬铝石和高岭石的分散凝聚机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 2 4 ．1 ．1 一水硬铝石和高岭石的表面动电位⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 2 4 ．1 ．2 矿物颗粒间相互作用理论基础⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 3 4 ．1 ．3 一水硬铝石颗粒间相互作用的D L V O 势能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 5 4 ．1 ．4 高岭石颗粒间相互作用的D L V O 势能⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3 5 4 ．2 一价钠、钾金属离子对一水硬铝石和高岭石分散凝聚影响机理⋯⋯⋯⋯3 6 4 ．3 二价金属离子对一水硬铝石和高岭石分散凝聚影响机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯3 7 4 ．3 ．1 钙、镁及亚铁离子在溶液中的水解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 7 4 ．3 ．2 二价金属离子在一水硬铝石和高岭石表面的吸附⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．3 9 4 ．3 ．3 二价金属离子对一水硬铝石和高岭石表面电性影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 0 4 ．4 三价铁、铝离子对一水硬铝石和高岭石分散凝聚影响机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 2 4 ．4 ．1 三价铁、铝离子的水解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 2 4 ．4 ．2 三价金属离子在一水硬铝石和高岭石表面的吸附⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．4 4 4 ．4 ．3 三价金属离子对一水硬铝石及高岭石表面电性影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 4 4 ．5 调整剂对一水硬铝石和高岭石分散作用机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4 5 4 ．5 ．1 碳酸钠的溶液化学⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 5 4 ．5 ．2 碳酸钠对一水硬铝石和高岭石表面动电位的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 6 4 ．5 ．3 六偏磷酸钠分散体系的溶液化学⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．4 7 4 ．5 ．4 六偏磷酸钠吸附量测定及其对铝硅矿物表面动电位的影响⋯⋯⋯⋯．4 9 4 ．6 小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．5 0 第五章钙镁离子存在时调整剂对铝硅矿物分散凝聚行为影响及机理⋯⋯⋯．．5 2 5 ．1 钙、镁离子存在时，分散剂对一水硬铝石和高岭石分散凝聚行为影响⋯5 2 5 ．1 ．1 钙、镁离子存在时，碳酸钠对一水硬铝石和高岭石分散凝聚行为影响5 2 5 ．1 ．2 钙、镁离子存在时，六偏磷酸钠对的一水硬铝石和高岭石分散凝聚行为 影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 3 5 ．1 ．3 钙、镁离子存在时，焦磷酸钠对一水硬铝石及高岭石分散凝聚行为影 响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 4 5 ．1 ．4 钙、镁离子存在时，三聚磷酸钠对一水硬铝石及高岭石分散凝聚行为 影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 5 5 ．1 ．5 钙、镁离子存在时，软水剂对一水硬铝石及高岭石的有效分散⋯⋯．5 6 5 ．2 钙、镁离子对溶液中分散剂离子组分影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯5 8 5 ．3 三聚磷酸钠及软水剂对一水硬铝石及高岭石表面动电位影响⋯⋯⋯⋯⋯5 9 5 ．3 ．1 三聚磷酸钠对一水硬铝石和高岭石表面动电位的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．5 9 5 ．3 ．2 软水剂对一水硬铝石和高岭石表面动电位的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 0 5 ．4 磷酸盐及软水剂在一水硬铝石表面作用的红外光谱图分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 1 5 ．5 小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 4 第六章铝土矿分散絮凝行为⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 5 6 ．1 低钙、镁浓度水体系下铝土矿分散絮凝行为⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯6 5 6 ．1 ．1 分散剂对低钙、镁浓度水体系下铝土矿分散絮凝影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 5 6 ．1 ．2 絮凝剂用量对铝土矿分散絮凝影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．6 7 6 ．1 ．3 多次脱硅及强擦洗对铝土矿分散絮凝影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7 0 6 ．2 高浓度钙离子水体系下铝土矿分散絮凝试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7 3 6 ．2 ．1 分散剂对高浓度钙离子水体系下铝土矿分散絮凝影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．7 3 6 ．2 ．2 絮凝剂