CN106281514B - 一种长效稳定水煤浆分散添加剂的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种长效稳定水煤浆分散添加剂的制备方法，属于水煤浆添加剂制备技术领域。本发明以牛粪和马粪等物质为原材料，对其进行发酵，得到发酵混合物，再将甘蔗渣和玉米秸秆依次进行碱泡、暴晒和粉碎，得到混合植物纤维粉末，接着将炼油废白土与去离子水混合加热后，与发酵混合物进行混合发酵，使发酵产生的气体充斥到白土间隙中，降低白土粘度，得到改性废白土浆料，最后将其与混合植物纤维粉末混合，即可得到长效稳定水煤浆分散添加剂。本发明制备的长效稳定水煤浆分散添加剂浆体稳定性能高，45～60天内不分层，且未出现无可恢复的硬沉淀；有效降低了水煤浆的粘度，使其表观粘度低于865.42mPa·s/100s‑1。
Description
技术领域
本发明涉及一种长效稳定水煤浆分散添加剂的制备方法，属于水煤浆添加剂制备技术领域。
背景技术
水煤浆是一种宽筛分、含固量高的复杂多级分散悬浮体系，易产生煤水分离，因此，低黏度和良好的稳定性是水煤浆最为重要的性能。要改善这些性能，在制浆时必需加入少量的化学添加剂，水煤浆添加剂的主要作用是改变煤粒表面的亲水性，增强静电斥力，促进煤粒均匀地分散在水中，防止煤粒聚结，提高水煤浆的流动性。在制浆中加入少量的添加剂能够改变煤粒的表面性质，使煤粒表面紧紧地被添加剂分子和水化膜包围，让煤粒均匀地分散水中，并提高水煤浆的流动性，其用量约为煤的1%。因此，添加剂不仅直接决定着水煤浆的质量，还影响着水煤浆的制浆成本，其费用是制浆成本的第二大因素。
目前，国内外正在研发和使用的水煤浆添加剂按其化学组成不同，分为以下几类：第一，萘磺酸盐缩合物。这类添加剂的优点是具有良好的润湿分散性能，浆体流型好，适用范围广；然而浆体稳定性差，易析水且产生不可逆的硬沉淀，而且价格偏高。第二，木质素磺酸盐。这类添加剂的优点是原料来源广泛，价格便宜，浆体稳定性好；然而原料成分复杂，性能不稳定，单独使用时难以满足工业应用要求。第三，腐植酸盐。这类添加剂的优点是分散性能好，然而其对水中金属离子敏感，容易形成沉淀，浆体稳定性差。第四，聚羧酸系列。这类添加剂的优点是浆体流动性和稳定性好，但价格较高，使用范围较窄。第五，聚烯烃系列。这类添加剂的优点是针对低灰分的水煤浆具有分散稳定作用，但是价格较高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对现有的水煤浆添加剂浆体稳定性差，易析水且产生不可逆的硬沉淀的问题，本发明以牛粪和马粪等物质为原材料，对其进行发酵，得到发酵混合物，再将甘蔗渣和玉米秸秆依次进行碱泡、暴晒和粉碎，得到混合植物纤维粉末，接着将炼油废白土与去离子水混合加热后，与发酵混合物进行混合发酵，使发酵产生的气体充斥到白土间隙中，降低白土粘度，得到改性废白土浆料，最后将其与混合植物纤维粉末混合，即可得到长效稳定水煤浆分散添加剂。本发明制备的长效稳定水煤浆分散添加剂稳定性能好，不易形成沉淀，且分散降粘性有了显著的提高，适用范围广。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
（1）按重量份数计，在1号发酵罐中依次加入60～80份牛粪，40～60份猪粪，30～50份马粪，250～300份清水，于温度为35～40℃，转速为120～160r/min条件下，恒温密闭发酵5～7天，得发酵混合物，备用；
（2）按重量份数计，依次称取30～40份甘蔗渣，60～80份玉米秸秆，置于质量分数为6～8%氢氧化钠溶液中浸泡8～12h，再将浸泡后的甘蔗渣与玉米秸秆均匀平铺于阳光下暴晒8～10天，随后转入粉碎机中，粉碎后过60～80目筛，得混合植物纤维粉末，备用；
（3）称取炼油废白土4～6kg，倒入盛有100～120mL去离子水的铁锅中，再将铁锅置于油浴锅中，于温度为120～150℃条件下，加热30～45min，静置，待自然冷却至室温，将铁锅中物料倒入球磨机中，按球料比为15:1～25:1加入球磨珠，调节球磨机公转转速至350～400r/min，自转转速至600～650r/min，球磨处理3～5h；
（4）待球磨结束，将球磨机中物料倒入2号发酵罐中，再加入1～2L步骤（1）备用发酵混合物，于温度为35～40℃，转速为150～200r/min条件下，恒温密闭发酵，直至发酵罐内压力达0.6～0.8MPa，随后开启发酵罐泄压阀，待泄压至常压，出料，得改性废白土浆料；
（5）按重量份数计，在混料机中依次加入160～200份上述所得改性废白土浆料，15～20份步骤（2）备用混合植物纤维粉末，于转速为300～400r/min条件下搅拌混合45～60min，出料，密封灌装，即得长效稳定水煤浆分散添加剂。
本发明的应用方法：按重量份数计，称取65～75份干基煤粉，25～35份水，将其搅拌混合均匀，得到水煤浆，接着将水煤浆与其质量20～30％的本发明所得长效稳定水煤浆分散添加剂进行搅拌混合均匀即可得到高分散性能水煤浆。经检测，该高分散性能水煤浆流动性能好，粘度较低，表观粘度低于865.42mPa·s，且稳定性能好，45～60天内不分层，且未出现无可恢复的硬沉淀。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
（1）本发明制备的长效稳定水煤浆分散添加剂浆体稳定性能高，45～60天内不分层，且未出现无可恢复的硬沉淀；
（2）本发明制备的长效稳定水煤浆分散添加剂有效降低了水煤浆的粘度，使其表观粘度低于865.42mPa·s；
（3）本发明以牛粪、炼油废白土等物质为制备原料，废弃物重回收利用，实现资源化可持续发展的目标。
具体实施方式
首先按重量份数计，在1号发酵罐中依次加入60～80份牛粪，40～60份猪粪，30～50份马粪，250～300份清水，于温度为35～40℃，转速为120～160r/min条件下，恒温密闭发酵5～7天，得发酵混合物，备用；按重量份数计，依次称取30～40份甘蔗渣，60～80份玉米秸秆，置于质量分数为6～8%氢氧化钠溶液中浸泡8～12h，再将浸泡后的甘蔗渣与玉米秸秆均匀平铺于阳光下暴晒8～10天，随后转入粉碎机中，粉碎后过60～80目筛，得混合植物纤维粉末，备用；再称取炼油废白土4～6kg，倒入盛有100～120mL去离子水的铁锅中，再将铁锅置于油浴锅中，于温度为120～150℃条件下，加热30～45min，静置，待自然冷却至室温，将铁锅中物料倒入球磨机中，按球料比为15:1～25:1加入球磨珠，调节球磨机公转转速至350～400r/min，自转转速至600～650r/min，球磨处理3～5h；待球磨结束，将球磨机中物料倒入2号发酵罐中，再加入1～2L备用发酵混合物，于温度为35～40℃，转速为150～200r/min条件下，恒温密闭发酵，直至发酵罐内压力达0.6～0.8MPa，随后开启发酵罐泄压阀，待泄压至常压，出料，得改性废白土浆料；按重量份数计，在混料机中依次加入160～200份上述所得改性废白土浆料，15～20份备用混合植物纤维粉末，于转速为300～400r/min条件下搅拌混合45～60min，出料，密封灌装，即得长效稳定水煤浆分散添加剂。
实例1
首先按重量份数计，在1号发酵罐中依次加入80份牛粪，60份猪粪，50份马粪，300份清水，于温度为40℃，转速为160r/min条件下，恒温密闭发酵7天，得发酵混合物，备用；按重量份数计，依次称取40份甘蔗渣，80份玉米秸秆，置于质量分数为8%氢氧化钠溶液中浸泡12h，再将浸泡后的甘蔗渣与玉米秸秆均匀平铺于阳光下暴晒10天，随后转入粉碎机中，粉碎后过80目筛，得混合植物纤维粉末，备用；再称取炼油废白土6kg，倒入盛有120mL去离子水的铁锅中，再将铁锅置于油浴锅中，于温度为150℃条件下，加热45min，静置，待自然冷却至室温，将铁锅中物料倒入球磨机中，按球料比为25:1加入球磨珠，调节球磨机公转转速至400r/min，自转转速650r/min，球磨处理5h；待球磨结束，将球磨机中物料倒入2号发酵罐中，再加入2L备用发酵混合物，于温度为40℃，转速为200r/min条件下，恒温密闭发酵，直至发酵罐内压力达0.8MPa，随后开启发酵罐泄压阀，待泄压至常压，出料，得改性废白土浆料；按重量份数计，在混料机中依次加入200份上述所得改性废白土浆料，20份备用混合植物纤维粉末，于转速为400r/min条件下搅拌混合60min，出料，密封灌装，即得长效稳定水煤浆分散添加剂。
按重量份数计，称取75份干基煤粉，25份水，将其搅拌混合均匀，得到水煤浆，接着将水煤浆与其质量30％的本发明所得长效稳定水煤浆分散添加剂进行搅拌混合均匀即可得到高分散性能水煤浆。经检测，该高分散性能水煤浆流动性能好，粘度较低，表观粘度为864.42mPa·s，且稳定性能好，60天内不分层，且未出现无可恢复的硬沉淀。
实例2
首先按重量份数计，在1号发酵罐中依次加入60份牛粪，40份猪粪，30份马粪，250份清水，于温度为35℃，转速为120r/min条件下，恒温密闭发酵5天，得发酵混合物，备用；按重量份数计，依次称取30份甘蔗渣，60份玉米秸秆，置于质量分数为6%氢氧化钠溶液中浸泡8h，再将浸泡后的甘蔗渣与玉米秸秆均匀平铺于阳光下暴晒8天，随后转入粉碎机中，粉碎后过60目筛，得混合植物纤维粉末，备用；再称取炼油废白土4kg，倒入盛有100mL去离子水的铁锅中，再将铁锅置于油浴锅中，于温度为120℃条件下，加热30min，静置，待自然冷却至室温，将铁锅中物料倒入球磨机中，按球料比为15:1加入球磨珠，调节球磨机公转转速至350r/min，自转转速至600r/min，球磨处理3h；待球磨结束，将球磨机中物料倒入2号发酵罐中，再加入1L备用发酵混合物，于温度为35℃，转速为150r/min条件下，恒温密闭发酵，直至发酵罐内压力达0.6MPa，随后开启发酵罐泄压阀，待泄压至常压，出料，得改性废白土浆料；按重量份数计，在混料机中依次加入160份上述所得改性废白土浆料，15份备用混合植物纤维粉末，于转速为300r/min条件下搅拌混合45min，出料，密封灌装，即得长效稳定水煤浆分散添加剂。
按重量份数计，称取65份干基煤粉，35份水，将其搅拌混合均匀，得到水煤浆，接着将水煤浆与其质量20％的本发明所得长效稳定水煤浆分散添加剂进行搅拌混合均匀即可得到高分散性能水煤浆。经检测，该高分散性能水煤浆流动性能好，粘度较低，表观粘度为865.31mPa·s，且稳定性能好，45天内不分层，且未出现无可恢复的硬沉淀。
实例3
首先按重量份数计，在1号发酵罐中依次加入70份牛粪，50份猪粪，40份马粪，270份清水，于温度为37℃，转速为140r/min条件下，恒温密闭发酵6天，得发酵混合物，备用；按重量份数计，依次称取35份甘蔗渣，70份玉米秸秆，置于质量分数为7%氢氧化钠溶液中浸泡10h，再将浸泡后的甘蔗渣与玉米秸秆均匀平铺于阳光下暴晒9天，随后转入粉碎机中，粉碎后过70目筛，得混合植物纤维粉末，备用；再称取炼油废白土5kg，倒入盛有110mL去离子水的铁锅中，再将铁锅置于油浴锅中，于温度为130℃条件下，加热35min，静置，待自然冷却至室温，将铁锅中物料倒入球磨机中，按球料比为20:1加入球磨珠，调节球磨机公转转速至370r/min，自转转速至620r/min，球磨处理4h；待球磨结束，将球磨机中物料倒入2号发酵罐中，再加入2L备用发酵混合物，于温度为37℃，转速为170r/min条件下，恒温密闭发酵，直至发酵罐内压力达0.7MPa，随后开启发酵罐泄压阀，待泄压至常压，出料，得改性废白土浆料；按重量份数计，在混料机中依次加入180份上述所得改性废白土浆料，17份备用混合植物纤维粉末，于转速为350r/min条件下搅拌混合50min，出料，密封灌装，即得长效稳定水煤浆分散添加剂。
按重量份数计，称取70份干基煤粉30份水，将其搅拌混合均匀，得到水煤浆，接着将水煤浆与其质量25％的本发明所得长效稳定水煤浆分散添加剂进行搅拌混合均匀即可得到高分散性能水煤浆。经检测，该高分散性能水煤浆流动性能好，粘度较低，表观粘度为855.42mPa·s，且稳定性能好，55天内不分层，且未出现无可恢复的硬沉淀。
Claims (1)
1.一种长效稳定水煤浆分散添加剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
（1）按重量份数计，在1号发酵罐中依次加入60～80份牛粪，40～60份猪粪，30～50份马粪，250～300份清水，于温度为35～40℃，转速为120～160r/min条件下，恒温密闭发酵5～7天，得发酵混合物，备用；
（2）按重量份数计，依次称取30～40份甘蔗渣，60～80份玉米秸秆，置于质量分数为6～8%氢氧化钠溶液中浸泡8～12h，再将浸泡后的甘蔗渣与玉米秸秆均匀平铺于阳光下暴晒8～10天，随后转入粉碎机中，粉碎后过60～80目筛，得混合植物纤维粉末，备用；
（3）称取炼油废白土4～6kg，倒入盛有100～120mL去离子水的铁锅中，再将铁锅置于油浴锅中，于温度为120～150℃条件下，加热30～45min，静置，待自然冷却至室温，将铁锅中物料倒入球磨机中，按球料比为15:1～25:1加入球磨珠，调节球磨机公转转速至350～400r/min，自转转速至600～650r/min，球磨处理3～5h；
（4）待球磨结束，将球磨机中物料倒入2号发酵罐中，再加入1～2L步骤（1）备用发酵混合物，于温度为35～40℃，转速为150～200r/min条件下，恒温密闭发酵，直至发酵罐内压力达0.6～0.8MPa，随后开启发酵罐泄压阀，待泄压至常压，出料，得改性废白土浆料；
（5）按重量份数计，在混料机中依次加入160～200份上述所得改性废白土浆料，15～20份步骤（2）备用混合植物纤维粉末，于转速为300～400r/min条件下搅拌混合45～60min，出料，密封灌装，即得长效稳定水煤浆分散添加剂。
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