在選礦和油田工業中的應用六偏磷酸鈉是浮選中常用的一種抑制劑,主要用于抑制石英和硅酸鹽礦物,以及方解石、石灰石等碳酸鹽礦物。關于六偏磷酸鈉的抑制機理,首先,六偏磷酸鈉在浮選抑制鈉長石、鋯英霞石、燒綠石和多水高嶺石時,根據示蹤原子試,六偏磷酸鈉能無選擇性地降低油酸鈉在上,并與礦物表面的多價金屬離子,六偏磷酸MgOH+生成MgNaP6O18,從而。其次,六偏磷酸鈉在水溶,并且能與礦物表面和液相中的Ca2+六偏磷酸在方解石表面生成絡合物CaNaP6O18,而NaP6O18無法完全滯留在方解石表面,相反還吸,因而錫石也會被抑制使得其抑,降低捕收劑在礦物表面的吸附量。,六偏磷酸鈉在浮選過程中還起到分散劑的作,蛇紋石泥化后覆蓋在鎳黃,對浮選過程非常不利。
因此添加一定量,這減少表面的覆蓋。它的分散機:使礦物表面電位降低,使礦物顆粒之,其鏈長最少能達到20~100個單位,,會使顆粒之間的空間位阻。
六偏磷酸鈉作為鉆井泥漿添加,提高泥漿的抗鹽能,降低泥漿失水。此外將一定量的六偏磷酸鈉溶,可以在管壁形成一層薄膜,以防止管道腐蝕。
化工原料中分散劑可以促使物料顆粒均勻分散于介質中,形成穩定懸浮液的藥劑,那么可以作為分散劑的材料有很多,一般把它們 分為無機分散劑和有機分散劑兩大類,而工業六偏磷酸鈉是屬于無機分散劑。
隨著我國工業化和城市化進程的加快,各類工業污染場地數量迅速增加,迫切需要污染土水風險管控和修復。為控制污染物在淺層土體和地下土水的遷移,研究高效的防滲控污豎向阻隔技術是目前我國環境巖土工程界的重要需求。我國鈣基膨潤土儲量豐富,具有廣闊的工程應用前景。論文提出磷酸鹽分散劑改良鈣基膨潤土系豎向隔離墻技術,研究六偏磷酸鈉改良鈣基膨潤土機理及隔離墻防滲控污性能,可為推廣膨潤土系豎向隔離墻技術在我國污染場地修復的應用提供科學依據。以六偏磷酸鈉改良鈣基膨潤土系豎向隔離墻為研究對象,以揭示改良機理和明確防滲控污性能為目標,采用室內試驗和理論分析相結合的技術路線,對六偏磷酸鈉改良鈣基膨潤土系豎向隔離墻技術進行系統研究,主要研究成果如下:
(1)研究了三種磷酸鹽分散劑改良鈣基膨潤土和回填料的分散特性變化規律。通過室內試驗,研究了分散劑種類、摻量對鈣基膨潤土和回填料分散特性指標的影響,對比分析了三種分散劑的改良效果。結果表明,磷酸鹽分散劑可顯著提高隔離墻材料分散性能,表觀黏度、液限和沉降體積隨分散劑摻量增加而降低,超過一定值后,降低趨勢變緩和;改良鈣基膨潤土和回填料的化學抗性明顯增強;六偏磷酸鈉的改良效果優于三聚磷酸鈉和焦磷酸鈉。
(2)系統研究了六偏磷酸鈉改良鈣基膨潤土泥漿的豎向隔離墻施工和易性。通過泥漿和易性測試,明確了六偏磷酸鈉和膨潤土摻量對隔離墻泥漿工程特性的影響規律。結果表明,六偏磷酸鈉可顯著改善鈣基膨潤土泥漿的施工和易性,馬氏黏度和泥漿密度隨六偏磷酸鈉和膨潤土摻量增加而增長,濾失量、濾餅厚度和pH值隨摻量呈現不同變化規律;馬氏黏度、濾失量和濾餅厚度存在唯一對應關系;提出六偏磷酸鈉改良鈣基膨潤土泥漿的關鍵工藝參數及其優化方法。
(3)研究了六偏磷酸鈉改良鈣基膨潤土系豎向隔離墻回填料的防滲和固結壓縮特性。通過柔性壁滲透和一維固結壓縮試驗,查明了改良作用和膨潤土摻量對回填料滲透系數、固結與壓縮特性的影響規律。結果表明,六偏磷酸鈉可降低回填料滲透系數達一個數量級,該降低效果較增大膨潤土摻量更為顯著;改良回填料滲透系數低于工程設計限值,且與國際廣泛應用的砂-優質鈉基膨潤土隔離墻回填料滲透系數數量級相當;提出了六偏磷酸鈉改良鈣基膨潤土系豎向隔離墻回填料的關鍵工藝參數及參數優化流程。
(4)揭示了六偏磷酸鈉改良鈣基膨潤土的控制機理。通過SEM、XRD、FTIR試驗和Zeta電位測量,明確了六偏磷酸鈉改良鈣基膨潤土微觀結構的變化特征。結果表明,六偏磷酸鈉改良鈣基膨潤土形成分散、致密的微觀結構,土體表面負電勢增強;改良后膨潤土晶層間距減小;六偏磷酸鈉主要通過離子交換、化學吸附及空間位阻穩定作用,增加膨潤土顆粒雙電層厚度、分離膨潤土團聚體、減小孔隙尺寸,進而形成改良鈣基膨潤土較高膨脹性、良好分散性及防滲性。
(5)明確了單一、復合金屬作用下改良鈣基膨潤土系隔離墻回填料的化學相容性。通過柔性壁滲透和一維固結壓縮試驗,研究了金屬種類及濃度對改良回填料滲透系數和固結壓縮特性的影響。結果表明,與清潔自來水滲透條件相比,鈣、鉛、鉻(六價)溶液和粉煤灰滲濾液污染地下水均未引起改良回填料滲透系數的顯著增加;改良回填料較優質鈉基膨潤土回填料具有更優越的化學相容性;用六偏磷酸鈉作為鈣基膨潤土系豎向隔離墻材料改良劑,具有良好社會環境效益和經濟效益。
(6)研究了六偏磷酸鈉改良鈣基膨潤土及回填料吸附重金屬的特性。通過Batch吸附試驗及pH、電導率和zeta電位測試,研究了改良鈣基膨潤土及改良回填料對鉛、鉻吸附特性的變化規律。結果表明,2%六偏磷酸鈉可使鈣基膨潤土和回填料的最大鉛吸附量增加45%和72%,最大鉻吸附量增加22%和13%;改良隔離墻材料對鉛的吸附能力顯著優于鉻;鉛的吸附機理主要為離子交換和沉淀作用,鉻的吸附機制為離子交換。
(7)建立了六偏磷酸鈉改良隔離墻阻隔重金屬污染物定量評價分析模型。通過運移參數擬合及不同因素對金屬離子擊穿改良隔離墻時間影響的分析,論證了六偏磷酸鈉改良隔離墻技術的優越性。結果表明,鈣離子的水動力彌散系數約為2.29~2.86×10-10 m~2/s,受試驗時間限制,未獲得擬合相關運移參數所需的鉛、鉻擊穿曲線;離子濃度及種類、改良作用、墻體厚度和水力梯度等均可影響金屬離子在隔離墻中的運移特征;提出了隔離墻設計厚度和服役壽命的分析模型,為改良鈣基膨潤土系豎向隔離墻工程設計提供參考借鑒。
常用的無機分散劑有硅酸鹽類和堿金屬磷酸鹽類(如:六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉和焦磷酸鈉等)。工業六偏磷酸鈉分散劑是一種在分子內同時具有親油性和親水性兩種相反性質的界面活性劑??删环稚⒛切╇y于溶解于液體的無機,有機顏料的固體顆粒,同時也能防止固體顆粒的沉降和凝聚,形成安定懸浮液所需的藥劑。
工業六偏磷酸鈉是一款能提高和改善固體或液體物料分散性能的助劑。在固體染料研磨時,加入分散劑,有助于顆粒粉碎并阻止已碎顆粒凝聚而保持分散體穩定。不溶于水的油性液體在高剪切力攪拌下,可分散成很小的液珠,停攪拌后,在界面張力的作用下很快分層,而加入工業六偏磷酸鈉的分散劑后攪拌,則能形成穩定的乳濁液。