水化学条件对钒钛磁铁矿尾矿胶体稳定性的影响

作     者：赵启迪 黄明正 周丹 黄艺 马中建 ZHAO Qidi;HUANG Mingzheng;ZHOU Dan;HUANG Yi;MA Zhongjian

作者机构：成都理工大学生态环境学院成都610059 攀钢集团矿业有限公司攀枝花617000 

出 版 物：《环境化学》 (Environmental Chemistry)

年 卷 期：2024年第43卷第7期

页      面：2409-2420页

核心收录：

学科分类：083001[工学-环境科学] 0830[工学-环境科学与工程（可授工学、理学、农学学位）] 07[理学] 08[工学] 0703[理学-化学] 

基　　金：四川省科技计划项目(2023NSFSC0811,2021JDTD0013,2021YFQ0066) 珠峰科学研究计划(2020ZF11405)资助 

主　　题：尾矿胶体 稳定性 团聚 DLVO理论 

摘      要：尾矿胶体的稳定性对其携带污染物的迁移能力具有重要影响,但目前其稳定性尚未得到关注.为探究不同水化学条件对钒钛磁铁矿尾矿胶体稳定性的影响,采用扫描电子显微镜和X射线能量色散谱仪、傅里叶变换红外光谱和X射线光电子能谱分析尾矿样品和尾矿胶体的性质,并通过团聚动力学试验和DLVO理论计算考察了不同pH(6—9)、离子强度(1—150 mmol·L^(-1) NaCl)和天然有机质(0.1—100 mg·L^(-1)腐殖酸钠和0.01—10 mmol·L^(-1)乙酸)条件下尾矿胶体的稳定性.结果表明:(1)pH的升高增加了尾矿胶体表面的负电荷量,使得胶体颗粒间静电排斥力增大,增加了尾矿胶体在水溶液中的稳定性.(2)在设置的离子强度梯度下,离子强度越大,尾矿胶体越不稳定.这是由于尾矿胶体的双电层结构被压缩,导致胶体颗粒之间的静电斥力减弱从而失稳团聚.(3)尾矿胶体的水动力学直径(Dh)随着腐殖酸钠浓度的提高而显著减小.因腐殖酸钠的吸附导致的负电荷增加和空间位阻效应,使得尾矿胶体更加稳定.而尾矿胶体Dh随乙酸浓度提高显著增大.这是由于乙酸的zeta电位随乙酸浓度增加趋近于中性.高浓度乙酸与尾矿胶体吸附后,降低了尾矿胶体间的静电斥力,导致失稳团聚.