煤泥水处理一直是选煤厂的关键环节之一,难沉降煤泥水给选煤厂的正常生产带来了极大的困难和挑战。本文选择对煤泥水沉降效果影响显著的粘土矿物高岭石作为研究对象,将高纯度高岭石与试验得到的低灰纯煤配置成煤泥水,利用扫描电子显微镜、Zeta电位分析仪、傅里叶变换红外光谱仪等仪器对不同高岭石含量煤样进行全面微观性质分析,得到了样品表面形貌,电性,官能团等特性。这些微观性质可为后续的试验现象做解释。测定不同煤泥水样品的电导率和pH值,得到煤泥水样品的宏观表征性质。电导率与加药量近似呈现正比的关系,可以用于智能控制系统的反馈量。煤炭颗粒会导致煤泥水pH上升,而高岭石颗粒会导致煤泥水pH下降,通过煤泥水pH的表征可以用于智能控制系统的前馈。测定在加药前后煤泥水宏观和微观性质的变化,并且利用Zeta电位,pH,电导率进行建模,获取加药前后煤泥水性质变化的模型。通过自然沉降试验认为,在去离子水中高纯度煤与添加高岭石的煤泥水很难沉降。随着水体硬度的增加,沉降效果逐渐明显,但是煤泥水中的高岭石使上清液整体发白,不利于煤泥水浊度的检测。通过凝聚沉降试验认为凝聚剂CaCl₂对含高岭石煤泥水沉降试验影响显著,通过三因素四水平正交试验,得到煤泥水浓度,高岭石含量,加药量对沉降效果的综合影响。根据试验结果,得到含高岭石煤泥水沉降速度与上清液浊度的沉降模型,可预测实际生产中的沉降效果。利于宏观可检测指标和综合沉降指标建立的煤泥水检测指标模型,可以用于近似分析煤泥水在不同指标下的沉降效果。通过EDLVO理论计算分析认为,在加药前后主要影响的是颗粒之间的静电作用能,随着加药量的增加,颗粒之间总势能减小,有利于颗粒的沉降。含高岭石煤泥水的颗粒沉降难易顺序为:煤-煤,煤-高岭石,高岭石-高岭石。Ca²⁺的加入除了降低了颗粒表面的电性,减弱了颗粒之间的斥力,还由于Ca²⁺特性吸附会使得颗粒表面的水化膜变薄,有利于颗粒凝聚为更紧密的大颗粒。