矿物具有遇水易膨胀分散的特性,这种特性在选煤过程中会使煤泥水难以沉降,在油田开发中则会对储层造成损害。矿物的膨胀主要以蒙脱土的水化膨胀为主。无机阳离子可以压缩颗粒表面扩散双电层使Zeta电位上升,减小颗粒表面水化膜厚度,使颗粒及晶层间排斥力减小,降低煤泥水的稳定性。聚乙二醇等大分子主要通过吸附在粘土表面和置换出粘土吸附的水分子,来破坏粘土的表面和层间的有序水分子结构,从而减弱粘土的水化膨胀分散,以达到抑制目的。本文研究了蒙脱土的膨胀规律,通过粘度计、粒度分布仪研究了在抑制和非抑制条件下聚乙二醇和KCl对蒙脱土膨胀分散的抑制作用,通过Zeta电位、X射线衍射和红外光谱分析抑制剂作用机理。主要结论如下:(1)蒙脱土的膨胀试验表明,水分子吸附在蒙脱土颗粒表面形成水化膜这一过程缓慢持续约40h,完全膨胀后水化指数I达到1.22。水分子由于浓度差产生扩散,进入蒙脱土的层间导致晶格膨胀是一个先快后慢的过程,蒙脱土原土的层间距为12.41?,晶格水化膨胀后层间最大可达14.75?。在酸性条件下,蒙脱土表面的扩散双电层被压缩,蒙脱土阳离子交换容量减小,随着p H降低水化指数也在不断减小,p H为3时,水化指数I降到0.27。(2)PEO的抑制性能随分子量的增大和疏水性的增强而增大,PEO的浓度越高对蒙脱土水化膨胀的抑制越强。抑制条件下的抑制性能明显优于非抑制条件:抑制条件下体系的颗粒粒度要大于非抑制条件,抑制条件下Zeta电位绝对值小于非抑制条件。(3)K~+能够交换出蒙脱土层间Na~+,减少水分子在层间的吸附。PEO可以吸附在蒙脱土颗粒表面,减少蒙脱土与水的接触面积,使水分子在蒙脱土的表面吸附和晶层渗透都减弱,从而抑制了蒙脱土的水化膨胀。同时PEO可以插入到蒙脱土的层间,使层间距达到17.57?。抑制剂不改变蒙脱土结构,PEO4000和K~+可发生协同作用,使烃基吸附增多,加大了蒙脱土的疏水性,同时增大了蒙脱土对K~+的吸附。(4)粘土抑制剂可极大改善煤泥水沉降性能,相比PEO4000,KCl作为抑制剂时煤泥水的沉降效果更好。使用PEO和KCl复配抑制剂时药剂用量小,固体浓度为3%的煤泥水在0.15%PEO和0.25%KCl的抑制环境中,24h内可达到上层液澄清状态。论文有图30幅,表14个,参考文献101篇。