CN103232869A - 用于浓水制浆的水煤浆添加剂 - Google Patents

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Abstract

一种用于浓水制浆的水煤浆添加剂，由三聚磷酸钠、聚乙二醇、马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐、水制成，三聚磷酸钠、聚乙二醇和马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐占添加剂总质量的40%，水占添加剂总质量的60%，其中三聚磷酸钠与聚乙二醇、马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐的质量比为0.8:0.2:1～5。本发明的添加剂具有分散性好、用量小、稳定性高的优点，用于浓水制水煤浆的成浆性能优良、浆体流型好，可满足成浆浓度≥58%、粘度＜1200mPa·s、稳定期≥一个月（无不可恢复的硬沉淀）、24小时析水率＜3%的要求，同时解决了浓水回用的问题，对煤化工系统节水和资源利用具有积极作用。

Description

用于浓水制浆的水煤浆添加剂
技术领域
本发明属于水煤浆制备技术领域，具体涉及一种用于浓水制浆的水煤浆添加剂。
背景技术
煤、添加剂和水是水煤浆制备过程中必不可少的三要素，在水煤浆制备技术领域，目前国内外研究侧重于煤和添加剂对水煤浆制备的影响,就制浆用水的理论研究相对较少，因此对水煤浆制备用水的研究基本上是半经验性的。在反渗透技术领域，废水经反渗透处理后的浓水可生化性低，COD含量较高、色度大、污染物高，仅从节约水资源的角度看，二次利用浓缩水是很有必要的，但站在经济运行的观点上，少量回用还可以，大量或全部回用会造成较大的空间、电力、人力等资源的浪费。目前国内外对浓水的研究，还未达到有效利用，国内对浓水的回用一般体现在绿化、冲厕、洗涤等，许多企业对污染物较高的浓水直接排掉。
因此制浆用水的性质研究可作为日后水煤浆技术研究领域的一个方向。同时，探索以可回收率高、利用效率高、处理成本低、经济效益高的浓水回用领域是未来反渗透技术研究的发展趋势。对大型煤化工企业而言，将水煤浆制备技术和反渗透浓水回用技术结合起来考虑，浓水制浆研究也许会成为未来在节约能源和水资源技术领域的一个新的研究方向，研制新的添加剂适合于浓水制浆工艺也是未来添加剂技术新的研究方向。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种分散性好、用量小、稳定性高的用于浓水制浆的水煤浆添加剂。
解决上述技术问题所采用的技术方案是：该添加剂由三聚磷酸钠、聚乙二醇、马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐、水制成，三聚磷酸钠、聚乙二醇和马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐占添加剂总质量的40%，水占添加剂总质量的60%，其中三聚磷酸钠与聚乙二醇、马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐的质量比为0.8:0.2:1～5。
本发明用于浓水制浆的水煤浆添加剂，三聚磷酸钠与聚乙二醇、马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐的质量比优选为0.8:0.2:2～4，最佳为0.8:0.2:3。
上述的聚乙二醇的平均分子量为400～2000，马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐的平均分子量4000～8000，均由山东鲁津化工有限公司提供。
上述用于浓水制浆的水煤浆添加剂的制备方法为：按照上述原料的质量配比，将马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐加入水中，搅拌5分钟，再加入聚乙二醇，搅拌5分钟，加入三聚磷酸钠，继续搅拌5分钟，出料并分析检验，即得添加剂。
上述用于浓水制浆的水煤浆添加剂的使用方法为：将添加剂配制成质量分数为30%的添加剂水溶液，将破碎后的原煤、质量分数为30%的添加剂水溶液、浓水送入磨煤机中，添加剂的用量为干基煤质量的0.15%～0.25%，开启磨煤机运行15分钟后打开出料口，观察溢流出的水煤浆流型变化情况，并测定水煤浆浓度、粘度、粒度分布和稳定性。
本发明的添加剂具有分散性好、用量小、稳定性高的优点，用于浓水制水煤浆，增加了水煤浆的稳定性，同时该添加剂的成浆性能不易受浓水中钙、镁等金属离子的存在而改变，同时解决了浓水回用的问题，对煤化工系统节水和资源利用具有积极作用。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进一步详细说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
以制备用于浓水制浆的水煤浆添加剂1000g为例，所用原料及制备方法如下：
向搅拌罐中加入300g平均分子量为4000的马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐、600g水，30转/分钟搅拌5分钟，再加入20g平均分子量为600的聚乙二醇，继续搅拌5分钟，然后加入80g三聚磷酸钠，继续搅拌5分钟，三聚磷酸钠与聚乙二醇、马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐的质量比0.8:0.2:3，出料并分析检验，得到用于浓水制浆的水煤浆添加剂。
上述平均分子量为600的聚乙二醇和平均分子量为4000的马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐均由山东鲁津化工有限公司提供。
实施例2
以制备用于浓水制浆的水煤浆添加剂1000g为例，所用原料及制备方法如下：
向搅拌罐中加入320g平均分子量为4000的马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐、600g水，30转/分钟搅拌5分钟，再加入16g平均分子量为600的聚乙二醇，继续搅拌5分钟，然后加入64g三聚磷酸钠，继续搅拌5分钟，三聚磷酸钠与聚乙二醇、马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐的质量比0.8:0.2:4，出料并分析检验，得到用于浓水制浆的水煤浆添加剂。
实施例3
以制备用于浓水制浆的水煤浆添加剂1000g为例，所用原料及制备方法如下：
向搅拌罐中加入267g平均分子量为4000的马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐、600g水，30转/分钟搅拌5分钟，再加入26.6g平均分子量为600的聚乙二醇，继续搅拌5分钟，然后加入106.4g三聚磷酸钠，继续搅拌5分钟，三聚磷酸钠与聚乙二醇、马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐的质量比0.8:0.2:2，出料并分析检验，得到用于浓水制浆的水煤浆添加剂。
实施例4
以制备用于浓水制浆的水煤浆添加剂1000g为例，所用原料及制备方法如下：
向搅拌罐中加入200g平均分子量为4000的马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐、600g水，30转/分钟搅拌5分钟，再加入40g平均分子量为600的聚乙二醇，继续搅拌5分钟，然后加入160g三聚磷酸钠，继续搅拌5分钟，三聚磷酸钠与聚乙二醇、马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐的质量比0.8:0.2:1，出料并分析检验，得到用于浓水制浆的水煤浆添加剂。
实施例5
以制备用于浓水制浆的水煤浆添加剂1000g为例，所用原料及制备方法如下：
向搅拌罐中加入333g平均分子量为4000的马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐、600g水，30转/分钟搅拌5分钟，再加入13.4g平均分子量为600的聚乙二醇，继续搅拌5分钟，然后加入53.6g三聚磷酸钠，继续搅拌5分钟，三聚磷酸钠与聚乙二醇、马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐的质量比0.8:0.2:5，出料并分析检验，得到用于浓水制浆的水煤浆添加剂。
实施例6
在实施例1～5中，所用平均分子量为600的聚乙二醇用等质量平均分子量为400的聚乙二醇替换，平均分子量为4000的马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐用等质量平均分子量为8000的马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐替换，其他步骤与相应实施例相同，制备成用于浓水制浆的水煤浆添加剂。
实施例7
在实施例1～5中，所用平均分子量为600的聚乙二醇用等质量平均分子量为2000的聚乙二醇替换，平均分子量为4000的马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐用等质量平均分子量为6000的马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐替换，其他步骤与相应实施例相同，制备成用于浓水制浆的水煤浆添加剂。
为了证明本发明的有益效果，发明人采用实施例1制备的用于浓水制浆的水煤浆添加剂（以下均称本发明添加剂）在实验室进行使用，试验情况如下：
将添加剂配制成质量分数为30%的添加剂水溶液，将破碎后的原煤、质量分数为30%的添加剂水溶液、浓水送入磨煤机中，添加剂的用量为干基煤质量的0.2%。开启磨煤机运行15分钟后打开出料口，观察溢流出的水煤浆流型变化情况，并测定水煤浆浓度、粘度、粒度分布和稳定性，具体测试方法如下：
（1）水煤浆浓度测定：称量3g的水煤浆置于快速水分测试仪中，测试温度120℃、测试时间20分钟，待水分烘干至恒重后仪器显示的读数即为水煤浆浓度。
（2）水煤浆粘度测定：参考GB/T18856.4试验方法。
（3）水煤浆稳定性评价：将水煤浆于密闭容器中放置一定时间后，若发现浆体表面有明显析水，通过玻璃棒搅拌仍无法恢复原浆体流型，则该沉淀为硬沉淀；若浆体表面无明显析水，或有析水但通过搅拌可恢复原浆体状态，则该沉淀类型为软沉淀。在有软沉淀的情况下，称量析水部分的体积，析水量与原水煤浆体积之比称为析水率。
（4）水煤浆粒度测定：使用BT-2002激光粒度分布仪进行检测。
测试结果见表1和表2。
表1试验结果
指标 行业标准 试验测定结果
成浆浓度 ≥58% 61%
粘度 ＜1200mPa·s 950mPa·s
稳定期 ≥一个月（无不可恢复的硬沉淀） 60天
24小时析水率 ＜3% 2%
表2粒度分布
粒度（US标准筛，目） 通过率（%）
8 100
14 98～100
40 90～95
200 40～50
325 25～35
由表1和表2可见，本发明添加剂用量为干基煤质量的0.2%时，制备出的水煤浆成浆性能优良、浆体流型好，可满足成浆浓度≥58%、粘度＜1200mPa·s、稳定期≥一个月（无不可恢复的硬沉淀）、24小时析水率＜3%的要求。

Claims (5)

1.一种用于浓水制浆的水煤浆添加剂，其特征在于：该添加剂由三聚磷酸钠、聚乙二醇、马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐、水制成，三聚磷酸钠、聚乙二醇和马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐占添加剂总质量的40%，水占添加剂总质量的60%，其中三聚磷酸钠与聚乙二醇、马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐的质量比为0.8:0.2:1～5。
2.根据权利要求1所述的用于浓水制浆的水煤浆添加剂，其特征在于：所述的三聚磷酸钠与聚乙二醇、马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐的质量比为0.8:0.2:2～4。
3.根据权利要求1所述的用于浓水制浆的水煤浆添加剂，其特征在于：所述的三聚磷酸钠与聚乙二醇、马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐的质量比为0.8:0.2:3。
4.根据权利要求1所述的可用于浓水制浆的水煤浆添加剂，其特征在于：所述的聚乙二醇的平均分子量为400～2000。
5.根据权利要求1所述的用于浓水制浆的水煤浆添加剂，其特征在于：所述的马来酸-甲基丙烯酸共聚物钠盐的平均分子量为4000～8000。
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