聚季銨鹽類粘土穩(wěn)定劑抑制砒砂巖膨脹研究.pdf

1、砒砂巖地區(qū)主要分布于山西、陜西、河南和內蒙古四省地區(qū)，由于砒砂巖遇水后潰散成沙的特性，導致當地的水土流失十分嚴重，生態(tài)環(huán)境惡劣。本文從新的角度認識砒砂巖，并使用聚季銨鹽類粘土穩(wěn)定劑對砒砂巖的遇水潰散成沙的特性進行改善，其無毒、環(huán)保且經濟實惠，處理后的砒砂巖地區(qū)水土流失程度降低，增加土壤中的有機物含量，提高土壤肥力，提高土壤的保水性，使植物可以生長從而進一步固化土壤。
　　本文通過試驗研究，首先對砒砂巖原巖的礦物組成以及水理性質進行

2、了研究，砒砂巖主要礦物成分為石英、長石、碳酸鹽以及蒙脫石等粘土礦物，紅色砒砂巖的風化程度大于白色砒砂巖，測試其干燥飽和吸水率、崩解形態(tài)及自由膨脹率，確定砒砂巖是一種膠結能力很差的弱膨脹巖；其次利用濕法提純從砒砂巖中水洗離心提純出紅色蒙脫石和白色蒙脫石，并測試提純出的蒙脫石的吸藍量、膨脹指數、粒徑以及陽離子交換容量，測得的數據分別為32.42g/100g和38.00g/100g、3.25ml/g和3.53ml/g、21.08μm和15.7

3、μm、113.51mmol/100g和119.62mmol/100g，對其氧化物組成、光學顯微鏡下的微觀形貌進行分析，提純后的蒙脫石中石英、長石等礦物含量明顯減少，其主要的氧化物成分為SiO2、Al2O3、Fe2O3以及CaO；第三，通過紅外光譜對陽離子粘土穩(wěn)定劑LYPO和陽離子高分子絮凝劑 LYPW進行表征，確定兩種產品均為季銨鹽類的高分子聚合物；第四，使用陽離子粘土穩(wěn)定劑LYPO和陽離子高分子絮凝劑 LYPW對提純出的蒙脫石進行處理

4、，測定處理后的蒙脫石膨脹體積，并通過Zeta電位、XRD、FTIR、TG/DTG、SEM對處理后的蒙脫石進行表征，得到抑制蒙脫石膨脹的最佳使用質量分數為0.8%，并研究了調節(jié)溶液pH值后對蒙脫石的膨脹抑制效果，發(fā)現不同的酸堿度，對抑制蒙脫石膨脹的效果影響甚微；第五，探究不同質量分數的溶液處理后砒砂巖試塊在水中的崩解形態(tài)，發(fā)現處理后的試塊崩解速度明顯慢于未處理的砒砂巖試塊，其中陽離子高分子絮凝劑LYPW處理的砒砂巖崩解速度慢于陽離子粘土穩(wěn)