JPS62169896A

JPS62169896A - 石炭・水スラリ−用分散剤

Info

Publication number: JPS62169896A
Application number: JP61010877A
Authority: JP
Inventors: Tomofumi Nakamoto; 中本　奉文; Masami Yamaki; 八巻　真覧
Original assignee: Sanyo Kokusaku Pulp Co Ltd
Current assignee: Sanyo Kokusaku Pulp Co Ltd
Priority date: 1986-01-21
Filing date: 1986-01-21
Publication date: 1987-07-27
Also published as: JPH0560518B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は石炭・水スラリー用分散剤に関する。

詳しくは酸性下でナフタレンスルホン酸と変性リグニン
スルホン酸とホルマリンとの反応生成物を有効成分とす
る石炭・水スラリー用分散剤に関するものである。

（従来の技術〕石炭・水スラリー（以下ＣＷＭと略す）用分散剤として
リグニンスルホン酸塩（ＬＳＡｔｎ）やナフタレンスル
ホン酸ホルムアルデじド縮合物（ＮＳＦ＞塩を用いる方
法は、特開昭５２−７１５０６、特公昭６０−６３９５
で既に公知である。

これを更に発展させた特許として、ナフタレンスルホン
！　（ＮＳ＞とりゲニンスルホン酸（ＬＳＡ）誘導体〔
脱スルホンリグニンスルホン酸塩（ＤＳＬ＞）とホルム
アルデヒド（ＨＣＨＯ）との縮合反応生成物を分散剤と
して用いる方法（特開昭５８−３４８９６＞が開示され
ている。

また、特開昭６０−２６０９０には共縮合させるリグニ
ンスルホン酸は、木材チップをスルホン化して得られる
ものであり、その化学処理工程、加水分解反応や酸化反
応や脱スルホン化反応や脱メチル化反応等を受けた変性
リグニンスルホン酸や縮合反応による縮合リグニンスル
ホン酸が示されている。

しかしこの場合はただ単に一般な反応処理を例証しただ
けである。例えば酸化反応１つを考えた場合、酸化反応
に用いる薬品、またその程度によって変性リグニンスル
ホン酸は変わる。

従って化学処理が適当でない場合は逆にマイナスに作用
する。

特開昭５８−３４８９６に開示されている方法は特公昭
５２−２５４３３に記載されている方法に準じて得られ
るものである。

従ってこの方法はセメン１〜分散剤に適するように反応
処理されたものを、そのままそっくりＣＷＭに適用され
たものと解釈される。

またセメント分散剤の分野では特開昭６０−５０５１．
６０−５０５２が開示されている。

これはＤＳＬの代りに限外濾過したＬＳＡ塩を用いて縮
合反応させた後、酸化反応処理したものを用いるもので
ある。

しかしながらセメントと微粉末石炭は一児、同じ微粒子
を取扱うという点では似ているが、前者は無機物で必り
水硬性物質であるのに対し、後者は有機物で必り水硬性
はなくしかも表面構造も異なっている。

特に前者の分散剤の場合には高分散性の他にコンクリー
トの凝結遅延性や空気連行性が重視される。

縮合度が低い場合には、連行空気量が増加する為に反応
物の縮合度が重要で高縮合物にして用いられるのが一般
的である。

これに対して後者の場合は分散性の他に、できたＣＷＭ
の貯蔵安定性が重視される。

従ってこれに用いられる最適な分散剤の製法が異なって
くるのは当然の事と言える。

〔発明が解決しようとする問題点〕

工業的な使用に耐えうる経済的で高性能なＣＷＭ用の分
散剤が現在のところ知られていない。

ここで高性能な分散剤とは炭種による影響が少なく、次
の点に優れているものを言う、（１）低添加■で減粘効
果が大きい。

（２）貯蔵安定性が高い。

ことである。

（問題点を解決するための手段〕本発明者らはＮＳとＨＣＨＯに対して反応させるべぎリ
グニンスルホン酸塩について詳細にｆ！怠研究した結果
、亜硫酸パルプ排液（ＳＳＬ）をアルカリ性下空気酸化
した後に、限外濾過膜を用いて精製し、酸化した限外濾
過リグニンスルホン酸塩を用いることによって高性能な
　ＣＷＭ用分数分散剤発に成功した。

即ら本発明の変性リグニンスルホン酸塩はＳＳＬを２段
処理によって得られる。

１段目は高温アルカリ空気酸化又は酸素酸化処理を行い
、２段目は得られた酸化ＬＳＡ塩を限外濾過膜を用いて
低分子量物を除去、純度の高い精製リグニンスルホン酸
塩を製造する。

これをＮＳ、ＨＣＨＯと反応させることが最大の特徴で
ある。

更に詳しくは、１段目の反応はＳＳＬ中のＬＳＡ塩の５
０３Ｈ基はそのまま残し、即ち脱スルホン化反応が生じ
るまで激しく酸化反応させない（ＤＳＬのように酸性下
で沈澱が生じるまで激しく酸化反応しない）。

しかしＬＳＡ塩の官能基フェノール性ＯＨや−ＣＯＯＨ
等は増加するように適度に酸化反応を行う。

具体的には、ＮａＯＨをＳＳＬ固形分に対して５〜２０
％、温度１５０〜２００℃、時間１〜２時間、空気又は
酸素を吹込みながら湿式酸化反応を行う。

次に２段目の限外濾過処理は酸化生成物中の低分子量物
を除去する。

具体的には酸化生成物を希釈して、分画分子ｆｆ１５０
００〜５００００の限外濾過膜を用いてＬＳＡ塩の純度
が８０〜９５％になるまで濃縮又は濃縮定容を行う。

こうして得られたＬＪＦＬを用いてＮＳ、ＨＣＨＯと反
応させる。

この方法は特公昭５２−２５４３３に準じて行うが、具
体的に次に述べる。

分散剤の基本的な製法はＮＳに硫酸および水を添加し、
これを８０〜９５°Ｃに加熱してから３７％ＨＣＨＯを
約２時間にわたって添加する。

このものにＨＣｌ−１０とＬＩＦＬを添加し、９０〜１
２０’Ｃで５〜２０時間反応させ、中和し、無機塩を除
去して製品とする。

反応に用いる薬品の比率は、ＵＦＬはＮ８１００部に対
し５〜５０部（重」部、以下部という）、好ましくは１
５〜４０部である。

５０部以上では未反応ＮＳが多くなり好ましくない。ま
た５％以下ではＮＳＦに近くなって、本発明の特徴が発
揮されなくなる。

次に最初に用いるＨ　Ｃｌ−１０ｉｉｉはＮ３１００部
に対して２０〜２５部が適当である。

ＬＩＦＬと共に添加するＨＣＨＯはＵＦＬ１００部に対
し２０〜１００部である。

ＮＳと最初に混合する水と硫酸はＮ５１００部に対し、
水は１５〜３０部、好ましくは１８〜２５部であり、硫
酸は２０〜４０部である。

反応温度は９０〜１３０℃、時間は５〜２０時間である
。

本発明において上記ＨＣＨＯ反応物は、中和処理してア
ルカリ金属塩、アンモニウム塩、低級アミン塩等にされ
る。

アルカリ金属塩としてはＮａ、ｕ　、に塩、低級アミン
塩としてはモノエタノールアミン、ジェタノールアミン
、トリエタノールアミン塩である。

本発明に用いられる分散剤が適用される石炭は褐炭、亜
歴青炭、歴青炭、無煙炭など特に制限はない。

石炭の粒度には特に規定はないが、２００メツシュ通過
５０％以上好ましくは７０〜８０％がよい。

また本発明において、ＣＭＣ，ＭＯ，ポリアクリル酸塩
、縮合リン酸塩等公知の添加剤を併用することも可能で
ある。

また他の分散剤例えばＮ５ＦＳＬＳＡ塩も同様に併用可
能である。

〔作用〕

本発明において、ＵＦＬがＮ５ＳＨＣＨＯとの反応系で
、ＳＳＬの単なるＵＦリグニンとどのような反応相違が
あるかは明確ではない。

しかしながら、ＵＦＬは次の点で単なる限外濾過（ＬＪ
Ｆ）処理物とは異なっていると考えられる。

（１）本発明の場合は官能基が多い。

（−３Ｏ３Ｈの他に一〇〇〇Ｈ，フェノール性−〇Ｈ＞（２）リグニンスルホン酸塩以外のＲ，Ｓ、糖変成物以
外のものが反応阻害にならないように適度に酸化処理さ
れているので、ＵＦ精製の程度が多少低くても目的が達
成される。

共通点としては、ＬＳＡ塩中のＳＯ３Ｈが多いので、そ
の量を増加させた場合でも反応系で沈澱が生じない。

反応物の官能基母、ＬＳＡ塩の比率が増加すると、石炭
との親和性が大きくなる為に、より高性能な分散剤にな
るものと推定される。

〔実施例〕

く酸化、限外濾過処理したＬＳＡ塩の調製（ＵＦＬ）＞
　（１）１段目の反応５ＳＬ−ＮａをＮａＯＨでｐＨ１２に調製、高温１５０
〜１６０℃で２時間、アルカリ空気酸化した。

（２）２段目の反応（１）の液を濃度１０％まで希釈した後、分画分子量１
００００の限外濾過膜を用いて濃縮定容してリグニンス
ルホン酸塩純度が９０％になるまで精製した。

＜ＮＳ−ＬＩＦＬ−ＨＣＨＯ反応物の調製〉Ｎ３１００
部、９８％Ｈ２ＳＯ４３５部、水２０部の混合物を８０
〜９０℃に加熱し、３７％ＨＣＨ０２３部を２時間にわ
たって添加した。

その後ＵＦ１３０部、３７　％　ＨＣＨ０２３部からな
る液を１時間おきに３回に分けて添加し、９５〜１００
℃で１２時間撹拌しながら反応を行わせた。

反応終了後、冷却、ＮａＯＨで中和し、ＮａｚＳＯ＋は
晶析除去した。（Ａ）次に限外濾過精製リグニンスルホン１Ｎａ（ＬＳＡ塩純
度９５％）も同様に反応させた。

（Ｂ）〈石炭・水スラリーの調製法および流動性測定法〉１）
石炭・水スラリーの調製法あらかじめ所定口の分散剤を溶解した水の中に、２００
メツシュ８０％バスまで粉砕した歴青炭を投入しく全量
４００ｇ）混ぜ棒で充分濡らした後（ペースト化）、日
本特殊機化工業製Ｔ、に、ホモミキサーを用い８０００
ｒ、ｐ、ｍ、にて４０分間撹拌して石炭・水スラリーを
調製し、２０℃で、ＢＬ型回転粘度計を用いスラリー粘
度を測定した。この条件にて行なった実施例および比較
例を表１に示した。粘度の低いものが流動性の良い事を
示している。

２）石炭・水スラリーの安定性測定法１）の条件で調製した石炭・水スラリーをシリンダー（
内径３５Ｍ、高さ２５０ｍ＞に移し、直径６Ｍ、重さ３
０ｇのガラス棒をスラリーに貫入し、落下状態を経口的
に測定した。ガラス棒が自重で下まで貫入する場合には
、スラリーの安定性が良好であるが、途中１／２以上で
止まり、手で押しても下方へ貫入しなくなると、安定性
は不良となる。

この条件にてスラリーの安定性を測定し、その持続日数
を測定した実施例および比較例を表１に示した。持続日
数が長いものが安定性の良い事を示している。

表−１〔発明の効果〕本発明によれば従来のＤＳＬに代えてＬＩＦＬをＮＳ、
ＨＣＨＯとの反応に用いることにより、高性能なＣＷＭ
用の分散剤を得ることができる。前出の比較例で示した
ように、ＤＳＬやＬＳＡ塩（３３ｍ）を用いた場合のＮ
Ｓ、ＨＣＨＯとの反応物は、同じ糖度を得るのに分散剤
の添加量が多く、また炭種の影響が大きい。

これに対して本発明の場合はＮＳ−ＨＣＨＯとの反応性
向上と同時にリグニンスルホン酸塩の比率が多くできる
ようになるので、分散性が向上し、また炭種の影響が比
較的少なくなる。

従来のＤＳＬ（特公昭５８−３４８９６＞を用（＋Ｎ　
タｊｌＡ合ＬｔＮＳ１００部に対し、ＤＳ１３０部が限
度であったのに対し、本発明のＵＦＬの場合は４５部ま
で用いることが可能である。

従って従来の１．５倍量まで増加させることができる。

代理人　　弁理士　箕　浦　　清、璽し”３］・・・

Claims

【特許請求の範囲】

（１）リグニンスルホン酸塩から次の２段処理によって
得られた変性リグニンスルホン酸塩（ｉ）高温アルカリ空気酸化処理（ｉｉ）限外濾過処理と、ナフタレンスルホン酸と、ホルムアルデヒドとの反
応生成物を有効成分とする石炭・水スラリー用分散剤。
（２）変性リグニンスルホン酸塩とナフタレンスルホン
酸との割合が、５〜５０部：１００部（重量比）である
特許請求の範囲第１項記載の石炭・水スラリー用分散剤
。