CN1174809C

CN1174809C - 以磨机并联底料回流制备宽粒度分布固液浆体的方法

Info

Publication number: CN1174809C
Application number: CNB011380624A
Authority: CN
Inventors: 健沈; 沈健; 胡柏星; 何其慧
Original assignee: Research Center Of Surface And Interface Chemical Engineering Technology Nanjin
Current assignee: Research Center Of Surface And Interface Chemical Engineering Technology Nanjin
Priority date: 2001-12-30
Filing date: 2001-12-30
Publication date: 2004-11-10
Anticipated expiration: 2021-12-30
Also published as: CN1356176A

Abstract

本发明涉及一种浆体的制备方法，特别是一种以磨机并联底料回流制备宽粒度分布固液浆体的方法。本发明是将预碎后的固体原料与水和分散剂分别置于两台并联磨机中磨矿，两台磨机的固体投料百分比例为20∶80至39∶61，所得的固液浆体进入混合罐混合，再经滤浆器过滤，将含粗颗粒在内的20wt%固液浆体经滤浆器底阀分别回流到两台磨机中和新入料一起磨矿，经滤浆器过滤后制得宽粒度分布的固液浆体。本发明通过拓宽固液浆体中颗粒粒径分布宽度，达到同时提高固液浆体的浓度和稳定性，具广泛的推广应用价值。

Description

以磨机并联底料回流制备宽粒度分布固液浆体的方法

一、技术领域

本发明涉及一种浆体的制备方法，特别是一种以磨机并联底料回流制备宽粒度分布固液浆体的方法。

二、背景技术

随着浆体在许多领域的广泛应用，如何制备高稳定性、高浓度浆体已经越来越引起人们的重视。湿法磨矿是制备浆体较常用和简捷的方法。为了提高浆体的浓度和稳定性，通常采取调整磨机的长径比、磨机筒体隔仓、调整磨介(如调整球磨机钢球尺寸的大小和比例、使用钢段替代部分钢球等)或调整磨机的给料粒度等方法来实现。但这些措施都存在难以制备粒度宽分布、从而同时实现浆体的高浓度和高稳定性的问题。中国专利申请87101684提出了一种制备稳定化水煤浆的方法。该方法是在成品水煤浆中加入能与钙、镁离子生成不溶于水的碱金属硅酸盐或碳酸盐，通过连续或断续的检测溶解在浆体上层液中钙、镁离子的浓度来控制其加入量，保证其加入量足以把这些离子转化成不溶于水的化合物，从而使煤浆在贮存期内稳定而不变质。这种方法虽然对提高煤浆稳定性有一定效果，但由于浆体中固体粒子的级配状况尚未根本改变，所以不能同时提高浆体浓度。中国专利申请85100543，提出使用草炭、风化煤或褐煤所产生的腐植酸盐或其磺酸盐衍生物，可以作为制备固体含量为55wt％以上的水煤浆添加剂，使用或与其他添加剂混合使用均可获得一定的降低粘度和稳定效果。这种方法虽然对提高浆体浓度有一定的效果，但由于添加剂的加入导致浆体中粒子之间接触点相应减少，所以无法解决浆体的稳定性的问题。

以上技术方案虽然分别在提高浆体的浓度和稳定性方面取得了一些进展，但目前尚无同时解决浆体的高浓度和高稳定性的方法，如何克服现有技术存在的问题，已成为当今浆体领域中亟待解决的难题之一。

三、发明内容

本发明的目的是在于提供一种以磨机并联底料回流制备宽粒度分布固液浆体的方法，通过拓宽固液浆体中颗粒粒径分布宽度，以达到同时提高固液浆体的浓度和稳定性的效果。

根据本发明提出的以磨机并联底料回流制备宽粒度分布固液浆体的方法，其特征是首先将预碎后的固体原料与水和分散剂分别置于两台磨机中磨矿，调节两台磨机的固体投料质量百分比例为20∶80至39∶61，将制得固液浆体进入混合罐混合，再经滤浆器过滤，将含粗颗粒在内20wt％固液浆体经滤浆器底阀分别回流到两台磨机中，和新入料一起磨矿，经滤浆器过滤后制得的固液浆体为宽粒度分布固液浆体。这是因为在磨矿过程中，磨介在磨机里有三种运动方式，抛落运动、泻落运动和圆弧运动，其中抛落运动起击碎作用，破碎方式以体积破碎为主，主要用于击碎粗颗粒；泻落运动起研磨作用，破碎方式以表面破碎为主，主要作用产生细颗粒；圆弧运动，由于磨介与磨机内壁不产生相对运动，对磨矿没有效果。磨机磨制高浓度固液浆体分两个阶段：第一阶段，粗颗粒的粉碎，磨介的抛落运动将固体颗粒破碎的速度大于研磨的速度，产生粒径较大的颗粒，由于缺乏小颗粒填充在大颗粒之间，体系流动性不好，减少了磨介在磨机中的抛落运动和泻落运动，增加了磨介的圆弧运动，使得磨矿效率降低；第二阶段，固体颗粒经过第一阶段的充分破碎，体系的流动性逐渐增加，磨介的泻落运动也逐渐增强，产生了能够满足级配要求的细颗粒，有利于制得流动性和粘度符合要求的固液浆体。制得的固液浆体一部分回流参与磨矿，改善了固液浆体的初始流动性，缩短了第一阶段的时间，拓宽了入料粒度分布；并通过调节并联磨机的负荷，使制备的固液浆体颗粒粒径分布更宽、堆积效率更高，更加有利于提高固液浆体的浓度和稳定性。本发明固液浆体中颗粒粒径分布的宽度可根据以下公式计算：

δ = Σ \frac{{(D_{n} - D_{v})}^{2} \times C_{n}}{{D^{2}}_{v}}

式中，δ为颗粒粒径分布的宽度；D_n为第n个粒级的粒径；D_v为粒子的体积平均粒径；C_n为第n个粒子的百分含量。δ值越大，固液浆体中粒子的堆积密度就越高，粒子的堆积密度越高，一方面提高了固液浆体中粉体的堆积效率；另一方面增加了粉体粒子间的相互作用力和接触点，固液浆体的浓度和稳定性就越高。

本发明与现有技术相比有益效果在于：(1)底料的回流弥补了磨矿开始阶段细颗粒的不足，使磨矿开始阶段的矿浆就具有一定的流动性，有利于磨介在磨机中的抛落运动和泻落运动，从而提高了磨机的磨矿效率；(2)通过调节并联磨机的负荷，使制备的固液浆体颗粒粒径分布更宽、堆积效率更高，更利于同时达到提高固液浆体的浓度和稳定性的目的；(3)与以往抛弃滤浆器中的粗颗粒不同，磨机底流回流法可以使原来要滤去的粗颗粒随部分固液浆体返回到磨机，进行回收利用，达到节约资源的目的，本发明具有广泛的推广应用价值。

四、附图说明

附图是本发明并联磨机部分底料回流制备宽粒度分布固液浆体的工艺流程示意图。

五.实施例

以下结合附图对本发明作进一步的详细描述。

实施例1.以磨机并联底料回流法制备宽粒度分布兴隆庄2#精煤水煤浆的方法。

以两台磨机的磨机入料质量百分比例为20∶80至39∶61，底料的回流量为20wt％，制得宽粒度分布的水煤浆，以制备4.0kg/h产量，两台磨机的煤入料质量百分比为30∶70制备宽粒度分布的水煤浆为例：球磨机(1)采用XMB-Φ240×330型球磨机，容积为13.57L，磨机负荷为1.2kg/h，投煤量为0.84kg/h，分散剂NDF加入量为0.01kg/h(50wt％)，加入水量为0.35kg/h，球磨机(2)采用的XMB-Φ240×330型球磨机，容积为13.57L，负荷为2.8kg/h，投煤量为1.97kg/h，分散剂NDF加入量为0.03kg/h(50wt％)，加入水量为0.80kg/h，先将两台球磨机制得的固液浆体进行混合，并控制固液浆体回流到球磨机(1)和球磨机(2)的流量分别为0.24kg/h、0.56kg/h，过滤后制得宽粒度分布的水煤浆，再测试其性能。

按企标Q/3201NBJ02-1999分别测定无底流球磨机(负荷为2.0kg/h)、两台并联磨机的磨机入料质量百分比例为20∶80、30∶70、39∶61制得的3种宽粒度分布的高浓度高稳定性的水煤浆的煤浓度、粘度和动态稳定性，用激光粒度仪测定水煤浆的煤粒子粒径分布，按公式计算粒子的分布宽度，结果见表1。从表1中可见，使用本发明制得水煤浆的粒子的分布宽度都有不同程度的提高，浓度和动态稳定性也随分布宽度的增加而提高，两台磨机入料质量百分比例为30∶70时效果达到最佳。

表1不同工艺方法制备的水煤浆性能表

制备方法		煤浓度(wt％)	表观粘度(mPa·S)	粒子分布宽度	平均粒径(μm)	24小时动态沉降速率(wt％/h)
制备方法		煤浓度(wt％)	表观粘度(mPa·S)	粒子分布宽度	平均粒径(μm)	24小时动态沉降速率(wt％/h)	单台球磨机		67.5	1020	147.5	26.0	0.30
两台磨机的磨机入料质量百分比例	20∶80	70.1	1010	231.0	37.0	0.04	单台球磨机		67.5	1020	147.5	26.0	0.30
	20∶80	70.1	1010	231.0	37.0	0.04	30∶70	70.5	1020	256.0	25.0	0.02
	39∶61	69.8	1030	219.1	24.7	0.05	30∶70	70.5	1020	256.0	25.0	0.02

实施例2.以磨机并联底料回流法制备宽粒度分布齐鲁石油焦水焦浆的方法。

以两台磨机的磨机入料质量百分比例为20∶80至39∶61，底料的回流量为20wt％，制得宽粒度分布的水焦浆，以制备4.0kg/h产量，两台磨机的石油焦入料质量百分比为30∶70制备宽粒度分布的水焦浆为例：球磨机(1)采用XMB-Φ240×330型球磨机，容积为13.57L，磨机负荷为1.2kg/h，投石油焦量为0.91kg/h，分散剂NDF加入量为0.01kg/h(50wt％)，加入水量为0.28kg/h，球磨机(2)采用的XMB-Φ240×330型球磨机，容积为13.57L，负荷为2.8kg/h，投焦量为2.12kg/h，分散剂NDF加入量为0.03kg/h(50wt％)，加入水量为0.65kg/h，先将两台球磨机制得的固液浆体进行混合，并控制固液浆体回流到球磨机(1)和球磨机(2)的流量分别为0.24kg/h、0.56kg/h，过滤后制得宽粒度分布的水焦浆，再测试其性能。

参照企标Q/3201NBJ02-1999分别测定无底流球磨机(负荷为2.0kg/h)、两台并联磨机的磨机入料质量百分比例为20∶80、30∶70、39∶61制得的3种宽粒度分布的高浓度高稳定性的水焦浆的焦浓度、粘度和动态稳定性，用激光粒度仪测定水焦浆的焦粒子粒径分布，按公式计算粒子的分布宽度，结果见表2。从表2中可见，使用本发明制得水焦浆的粒子的分布宽度都有不同程度的提高，水焦浆的浓度和动态稳定性也随分布宽度的增加而提高，两台磨机入料质量百分比例为30∶70时效果达到最佳。

表2不同工艺方法制备的水焦浆性能表

制备方法		煤浓度(wt％)	表观粘度(mPa·S)	粒子分布宽度	平均粒径(μm)	24小时动态沉降速率(wt％/h)
制备方法		煤浓度(wt％)	表观粘度(mPa·S)	粒子分布宽度	平均粒径(μm)	24小时动态沉降速率(wt％/h)	单台球磨机		72.0	1010	153.7	31.0	0.30
两台磨机的磨机入料质量百分比例	20∶80	74.9	990	238.6	26.1	0.06	单台球磨机		72.0	1010	153.7	31.0	0.30
	20∶80	74.9	990	238.6	26.1	0.06	30∶70	75.5	1020	261.7	24.5	0.03
	39∶61	74.8	1000	225.2	25.9	0.06	30∶70	75.5	1020	261.7	24.5	0.03

Claims

1、一种以磨机并联底料回流制备宽粒度分布固液浆体的方法，其特征是首先将预碎后的固体原料与水和分散剂分别置于两台磨机中磨矿，两台磨机的固体投料质量百分比例为20∶80至39∶61，所得的固液浆体进入混合罐混合，再经滤浆器过滤，将含粗颗粒在内的20wt％固液浆体经滤浆器底阀分别回流到两台磨机中，和新入料一起磨矿，经滤浆器过滤后制得的固液浆体为宽粒度分布固液浆体。

2、根据权利要求1所述的以磨机并联底料回流制备宽粒度分布固液浆体的方法，其特征是两台磨机的固体投料质量百分比例为30∶70。