我国褐煤资源储量丰富,但褐煤遇水易泥化的特性给其利用带来较大影响,因此开展褐煤泥化研究,探索抑制褐煤泥化的方法,从源头上解决褐煤利用问题具有重要意义。本论文以内蒙古通辽地区褐煤为研究对象,首先对褐煤的组成及特性进行分析,利用水中静态浸泡的泥化试验,系统地研究了褐煤的泥化过程,揭示了褐煤的泥化机理;在此基础上,提出了电化学作用抑制褐煤泥化的方法,并对该方法的作用机理进行了探索;最后通过对电化学处理后褐煤煤泥水的凝聚沉降特性研究,展示了电化学作用抑制褐煤泥化方案应用于煤泥水处理工艺的可行性。褐煤组成及特性的研究内容包括工业分析、元素分析、矿物组成、泥化特性、以及煤泥水自然沉降特性等。结果表明,褐煤干燥基灰分含量高达39.72%,收到基低位发热量仅为11.24MJ·kg-1;低密度级褐煤(以下简称煤)中矿物质主要以石英、伊利石和黄铁矿为主,粘土岩(矸石)的矿物组成主要以伊利石、高岭石、长石和石英为主,其中粘土矿物含量高达42.8%;煤易碎,粘土岩极易泥化,泥化煤泥水具有微细粒含量多、自然沉降性能差等特点。通过水中静态浸泡试验,利用扫描电镜观测,离子色谱测试等,考察了粘土岩和煤浸泡过程的宏观特征变化规律、微观特征变化规律、化学元素迁移规律、以及水溶液化学环境对泥化过程的影响,揭示了褐煤的泥化机理。研究结果表明,粘土岩的水化是其发生膨胀及崩解泥化的根本原因,煤的水化会促进其碎裂。粘土岩的水化机制是表面水化、渗透水化和孔隙-裂隙水化相结合的综合水化机制;煤具有较为发育的孔隙-裂隙,水化机制以孔隙-裂隙水化为主,同时存在一定程度的表面水化。粘土岩和煤水化机制的不同是二者泥化程度上存在较大差异的主要原因。在泥化机理研究的基础上,进行了电化学方法抑制褐煤泥化的研究。提出了泥化效率指数(原料和经电化学处理试样泥化后细泥含量的相对差值)为评价指标,考察了试样起始粒度、电位梯度、电解质浓度、电化学作用时间、矿浆浓度对褐煤泥化的影响,同时对电化学作用前后煤质进行检测分析。研究结果表明,在最佳电化学条件下,粘土岩-0.01mm细泥含量由60.22%降低至16.38%,泥化效率指数达到72.80%,电化学作用对粘土岩泥化抑制作用显著;电化学作用对煤的碎裂起一定的促进作用,但是对煤质影响不大,因此控制适宜的电化学条件,抑制褐煤泥化可行。论文进行了抑制泥化机理分析。利用FTIR、X-射线衍射仪、ASAP2000型比表面及孔径分析仪、WDDY-2008J型电位滴定仪、JS94H型微电泳仪及JC2000型接触角测定仪,考察了电化学作用对粘土岩和煤的物质组成、孔隙结构及表面性质影响,查明了电化学抑制褐煤泥化的作用机理。主要研究结论为:①电化学作用在一定程度上脱除了粘土矿物的层间水,使其渗透水化能力降低;②电化学作用减少了粘土矿物的相对含量,生成了新物质碳酸钙和硅铝酸钙,使粘土岩胶结强度得到不同程度地增强,进而导致其水化能力减弱;③电化学作用下粘土岩孔隙发生脱水以及被微细颗粒充填,导致其孔隙结构发生明显变化,即比表面积大幅度减小、孔隙平均孔径增大、微孔减少、孔隙不规则程度降低等,这必然导致粘土岩的孔隙-裂隙水化能力减弱;④在电化学作用下,溶液Ca2+在粘土岩颗粒表面发生了特性吸附以及粘土岩的矿物组成发生了变化,导致粘土岩永久电荷密度和ζ电位绝对值降低,零电点、等电点和表面接触角增大,进而使粘土岩的渗透水化和表面水化能力减弱。综上所述,电化学作用有效减弱了粘土岩的表面水化、渗透水化和孔隙-裂隙水化能力,这是电化学作用抑制粘土岩泥化的机理。电化学作用有效脱除了煤中黄铁矿,以及使煤表面含氧官能团的含量不同程度地增加,导致煤碎裂性能有所增强。在电化学作用抑制褐煤泥化的研究基础上,利用EDLVO理论计算和沉降性能试验相结合的方法,对电化学处理后的褐煤煤泥水凝聚沉降特性进行研究。结果表明,当电位梯度为2.0V.cm-1时,煤样品上清液浊度由68NTU提高至161NTU,粘土岩样品上清液浊度由835NTU降至294NTU,粘土岩和和煤混合样上清液浊度由562NTU降至212NTU。说明电化学作用可以有效提高粘土岩样品或粘土岩和煤混合样在水中的沉降效果,与EDLVO理论计算结果相吻合。电化学作用虽然对煤颗粒的沉降不利,但对粘土岩颗粒及粘土岩与煤颗粒的沉降有利,因此,控制合适的电化学条件,可以达到有效调控褐煤煤泥水沉降的目的。本研究揭示了褐煤的泥化机理,并提出了采用电化学作用抑制褐煤泥化的方法,初步形成了电化学调控褐煤泥化的理论体系。本研究对于褐煤的高效湿法分选具有重要意义。