洁净煤技术

作者：尚颖泽, 李振, 王进, 常静, 王宏, 郭变变, 赵凯

关键词：煤泥水,高岭石,EDLVO理论,水化力,固液分离

黏土矿物表面的水化现象调控是提高我国煤炭资源开发利用效率和煤泥水循环利用效率的关键，其界面水化特性直接决定微细粒矿物的分散、凝聚与固液分离效果。高岭石作为选煤体系中含量最高、影响最显著的黏土矿物，其表面各向异性使得高岭石颗粒表面在不同方向上的物理和化学性质差异明显，是提升煤泥水治理水平亟须解决的核心科学问题。以选煤过程中的主要黏土矿物——高岭石为研究对象，基于EDLVO理论，采用原子力显微镜胶体力测量−力曲线拟合法，系统探究了溶液条件对高岭石Al基面、Si基面及端面水化特性的影响规律。结果显示高岭石表面水化力常数与矿物表面化学组成无关，且不受溶液pH影响，而衰减长度存在明显差异，呈现出Al基面>Si基面>端面的规律。在本研究体系下，发现水化力和DLVO力具有叠加性，并基于高岭石表面的水化特性，构建了高岭石自聚合结构的微观力学计算模型。结合高岭石3种表面水化力常数以及衰减长度值，计算出了不同溶液条件下高岭石颗粒发生团聚时的相互作用能，通过分析高岭石不同缔合结构的相互作用能，预测其在pH=5时达到最佳固液分离条件，该预测得到了宏观沉降试验的验证，证实了微观力学模型的可靠性。从微观角度揭示了高岭石表面水化作用机理，明确了溶液条件对颗粒相互作用的调控机制，为煤泥水中微细粒黏土矿物高效固液分离、选煤工艺优化及煤泥水资源化利用提供了重要理论依据与技术支撑。

来源：2026年第3期

《洁净煤技术》期刊编辑部

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