一種復(fù)合原料制備焦油型水煤漿添加劑及生產(chǎn)工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及水煤漿添加劑領(lǐng)域，尤其設(shè)及一種復(fù)合原料制備焦油型水煤漿添加劑 及生產(chǎn)工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 水煤漿是上世紀(jì)八十年代興起的潔凈煤技術(shù)之一。它是由一定粒度分布的煤、水 和少量化學(xué)添加劑配制而成的一種漿體。具有工業(yè)應(yīng)用價值的水煤漿產(chǎn)品要求有高濃度、 低黏度、良好的流動性和穩(wěn)定時間長等特點。在水煤漿生產(chǎn)過程中，水煤漿添加劑對水煤漿 性能起著至關(guān)重要的作用。目前，水煤漿添加劑主要有木質(zhì)素系、糞系、腐植酸系和非離子 型等。但是運些產(chǎn)品各有優(yōu)點，也各有缺陷，應(yīng)用方面不同程度地受到制約。如木質(zhì)素橫酸 鹽的優(yōu)點是原料豐富，價格便宜，穩(wěn)定性較好，但缺點是制漿黏度較大，漿流動性不好;糞系 分散劑分散性好、降粘作用強、漿流動性好，但是漿體穩(wěn)定性較差，容易析水產(chǎn)生硬沉淀;非 離子型分散劑的主要優(yōu)點在于分子的親水親油性和相對分子質(zhì)量易于調(diào)節(jié)和控制，不受水 質(zhì)和煤中可溶物的影響，不需添加穩(wěn)定劑，但是價格昂貴。
[0003] 由于水煤漿添加劑分子結(jié)構(gòu)和煤質(zhì)存在著匹配性，運種匹配性影響著煤的成漿 性、流變性和漿體穩(wěn)定性。水煤漿添加劑普適性有限，幾種添加劑不可能普適于所有煤種。 因此，有必要開發(fā)適合不同煤化度煤種的添加劑。特別是低階煤，由于表面孔隙發(fā)達(dá)，含有 較多簇基、徑基等吸水基團，成漿濃度較低，穩(wěn)定性較差。因此，開發(fā)提高低階煤成漿性的添 加劑尤其重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了開發(fā)提高低階煤成漿性的添加劑，本發(fā)明W洗油、糞油、蔥油、造紙廢液等為 主要合成原料，按不同質(zhì)量比例混合，經(jīng)橫化、縮合等主要過程合成焦油型水煤漿添加劑， 具體的技術(shù)方案如下： 一種復(fù)合原料制備焦油型水煤漿添加劑，其特征在于，該添加劑含有苯橫酸鹽甲醒縮 合物、聯(lián)苯橫酸鹽甲醒縮合物、蔥橫酸鹽甲醒縮合物、糞橫酸鹽甲醒縮合物、木質(zhì)素橫酸鹽 和堵孔劑碳酸鹽，橫酸基團在環(huán)狀的e位;并采用W下方法制備： (1) 準(zhǔn)備原料:稱取洗油、糞油、蔥油、造紙廢液為原料； (2) 橫化反應(yīng):稱取橫化劑加入到洗油、糞油和蔥油的混合體系中進(jìn)行橫化反應(yīng)； (3) 水解反應(yīng):水解步驟(2)反應(yīng)體系中得到的0位W外的橫酸基團，然后加入造紙廢 液； (4) 縮合反應(yīng):稱取甲醒加入到步驟(3)得到的反應(yīng)體系中進(jìn)行甲醒縮合反應(yīng)； 巧）中和反應(yīng):向步驟(4)得到的反應(yīng)體系中添加堿性物質(zhì)，中和其中過量的酸； (6)濃縮、添加堵孔劑碳酸鹽、干燥制備而成。
[0005] -種復(fù)合原料制備焦油型水煤漿添加劑的生產(chǎn)工藝，其特征在于，生產(chǎn)工藝如下： (1)準(zhǔn)備原料:稱取洗油、糞油、蔥油、造紙廢液為原料； (2) 橫化反應(yīng):稱取橫化劑加入到洗油、糞油和蔥油的混合體系中進(jìn)行橫化反應(yīng)； (3) 水解反應(yīng):水解步驟(2)反應(yīng)體系中得到的0位W外的橫酸基團，然后加入造紙廢 液； (4) 縮合反應(yīng):稱取甲醒加入到步驟(3)得到的反應(yīng)體系中進(jìn)行甲醒縮合反應(yīng)； 巧）中和反應(yīng):向步驟(4)得到的反應(yīng)體系中添加堿性物質(zhì)，中和其中過量的酸； (6)濃縮、添加堵孔劑碳酸鹽、干燥制備出焦油型水煤漿添加劑。
[0006] 所述的洗油、糞油、蔥油、造紙廢液、堵孔劑碳酸鹽，其質(zhì)量比為：15~25:30~40: 20~30:10~25:10~25;所述的堵孔劑碳酸鹽為水溶性碳酸鹽;所述的造紙廢液為堿性造 紙廢液，其主要成分為木質(zhì)素、纖維素、無機鹽。
[0007] 步驟(2)所述的橫化反應(yīng)中起始原料與橫化劑摩爾比1:1.0-2.2,最好1:1.3-1.8， 橫化溫度ll〇°C-18(TC，起始原料為洗油、糞油、蔥油和造紙廢液的混合物，所述的橫化劑為 濃硫酸和發(fā)煙硫酸中的一種或兩種的混合物。
[000引步驟(3)所述的水解反應(yīng)，反應(yīng)溫度為120°C。
[0009] 步驟(4)所述的縮合反應(yīng)，縮聚起始原料與甲醒摩爾比1: 0.6-1.5，最好1: 0.7-1.3,縮合溫度90°C-12(rC;其聚合度為9~17。
[0010] 步驟(5)所述的堿性物質(zhì)為氨氧化鋼、氨氧化巧、碳酸鋼、碳酸鐘和氨氧化鐘中的 一種或多種的混合物，調(diào)PH值至7-9。
[0011] 所述的焦油型水煤漿添加劑用量為煤基用量的0.15%-1.0%。
[0012] 所述的焦油型水煤漿添加劑可單獨使用，也可與木質(zhì)素橫酸鋼復(fù)配或者與糞橫酸 甲醒縮合物復(fù)配，改善性能。
[0013] 所述的焦油型水煤漿添加劑對煤種粒度級配要求為:200目W下煤粉占的比例為 35%-50%〇
[0014] 該發(fā)明的有益效果有： 起始原料調(diào)配比例較寬，且來源廣泛、廉價;添加劑生產(chǎn)工藝中特別適用于調(diào)節(jié)投料 比、溫度、時間，通過水解作用除去環(huán)狀2號位置的橫酸基，合成的添加劑對煤種適用范圍較 寬，尤其是加入堵孔劑碳酸鹽，對提高低階煤成漿性效果明顯； 與其它添加劑相比，煤種適應(yīng)范圍較廣，對煤粉粒度級配要求較寬，且產(chǎn)品無毒； 焦油型水煤漿添加劑固含量為50%-70%，流動性較好，煤基用量小于1.0%的條件下，漿 體在剪切速率20s^時煤漿粘度小于SOOmpa. S; 堵孔劑碳酸鹽和煤中礦物質(zhì)在制漿過程中形成碳酸巧等碳酸鹽沉淀，由于形成的是膠 體狀碳酸巧沉淀，可吸附在煤孔隙中，提高水煤漿的堆積效率和穩(wěn)定性； 該添加劑煤基用量為糞系添加劑用量的1.25倍，成漿性效果與糞系添加劑相當(dāng)，原料 價格為糞系添加劑原料價格的65%; 造紙廢液污染嚴(yán)重，且處理難度較大，其作為水煤漿添加劑的部分生產(chǎn)原料，較好的解 決了其對環(huán)境的污染;造紙廢液作為部分生產(chǎn)原料，有利于提高產(chǎn)品的分子量，對提高水煤 漿漿體穩(wěn)定性作用明顯。
[001引【附圖說明】： 圖1產(chǎn)品1的紅外光譜圖； 圖2產(chǎn)品2的紅外光譜圖。
【具體實施方式】
[0016] 下面結(jié)合【具體實施方式】對發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說明，W下僅為本發(fā)明的較佳實施 例，依本發(fā)明申請專利范圍所作的均等變化與修飾，皆應(yīng)仍屬于本發(fā)明專利涵蓋的范圍。
[0017] 制備水煤漿的方法:按照預(yù)先設(shè)定的水煤漿濃度和添加劑的添加量根據(jù)公式：
其中，m水為補加的水量，111沁％需要的煤量，剛J咖為添加劑用量，C為煤漿濃度，Mad為煤中 水分。
[0018] 計算出固體添加劑、需補加水量及成漿所需煤量，將煤粉、添加劑和補加的水混合 均勻，在500~1500轉(zhuǎn)/分的攬拌速度下勻漿5~10分鐘。
[0019] 實施例1 (1)合成焦油型水煤漿添加劑：（1)按質(zhì)量比20:40:30:10稱取洗油、糞油、蔥油、造紙廢 液30g、60g、45g、15g，然后將稱取好的洗油、糞油、蔥油放入IL的四口燒瓶中，根據(jù)洗油、糞 油、蔥油、造紙廢液的平均分子量計算出其總摩爾數(shù)為1.5mol，稱取的濃硫酸2.3mol放 入恒壓滴液漏斗中。（2)油浴鍋控溫至155°C，W4d/s的速度加入98%的濃硫酸，在攬拌狀態(tài) 下于155°C恒溫4-化，進(jìn)行橫化反應(yīng)。（3)橫化反應(yīng)結(jié)束后，降溫至120°C，加水55g，于120°C 水解50min，加入稱量好的造紙廢液。（4)W4d/s的速度滴加37%的甲醒l.lmol，在115°C縮合 反應(yīng)地。（5)縮合反應(yīng)完畢后，添加碳酸鋼調(diào)PH值至7。（6)將濾液濃縮到50%，加入15g的碳酸 鋼，烘干制得棟色粉末狀產(chǎn)品1。
[0020] 由圖1看出，實施例1合成的焦油型水煤漿添加劑橫酸基及亞甲基吸收峰強度較 大，說明其橫化度較高，分子量相對較大，應(yīng)用于水煤漿效果較好。
[0021] (2)制備煤粉:將神木煤、北宿煤破碎到一定粒度（^ 3mm)，然后用高速萬能破碎機 干法粉碎。控制破碎時間，直接破碎制得粒度分布合適的煤粉，煤粉的粒度分布： 目數(shù) 神木 北宿 > 40 目 2.2〇/〇 1.8% 40 目~80 目 13.5〇/〇 10.6% 80 目~120 目 20.2〇/〇 21.7% 120 目~200 目 14.7〇/〇 17.3% 200 目~325 目 24.8% 22.6% < 325 目 24.6〇/〇 26.0% (3)制備水煤漿:按照預(yù)先設(shè)定的水煤漿濃度(神木62%、北宿65%)和添加劑用量0.15%， 計算固體粉末添加劑、需補加水量及成漿所需煤量，將煤粉、添加劑和補加水混合均勻，在 950轉(zhuǎn)/分的攬拌速度下勻漿5分鐘。
[0022] 用產(chǎn)品1進(jìn)行制漿實驗。煤樣來源:陜西神木煤、究礦北宿煤，煤質(zhì)分析及成漿性如 下：
實施例2 (I)合成焦油型水煤漿添加劑：（I)按質(zhì)量比20:40:30:10稱取洗油、糞油、蔥油、造紙廢 液共計1.5mol，將洗油、糞油、蔥油放入IL的四口燒瓶中，稱取98%的濃硫酸2.3mol放入恒壓 滴液漏斗中。（2)油浴鍋控溫至155°C，W4d/s的速度加入98%的濃硫酸，在攬拌狀態(tài)下于155 °C恒溫4-化，進(jìn)行橫化反應(yīng)。（3)橫化反應(yīng)結(jié)束后，降溫至120°C，加水55g，于120°C水解 50min，加入稱量好的造紙廢液。（4) W4d/s的速度滴加37%的甲醒1. Imol，在115°C縮合反應(yīng) 地。（5)縮合反應(yīng)完畢后，添加氨氧化巧調(diào)PH值至8。（6)將濾液濃縮到50%，加入15g的碳酸 鐘，烘干制得棟色粉末狀產(chǎn)品2。
[0023] 由圖2看出，實施例2合成的焦油型水煤漿添加劑橫酸基及亞甲基吸收峰強度較 大，說明其橫化度較高，分子量相對較大。
[0024] (2)制備煤粉:將神木煤、北宿煤破碎到一定粒度（^ 3mm)，然后用高速萬能破碎機 干法粉碎?？刂破扑闀r間，直接破碎制得粒度分布合適的煤粉，煤粉的粒度分布： 目數(shù) 神木 北宿 > 40 目 2.2〇/〇 1.8% 40 目~80 目 13.5〇/〇 10.6% 80 目~120 目 33.2〇/〇 21.7% 120 目~200 目 14.7〇/〇 29.3% 200 目~325 目 11.8〇/〇 10.6% < 325 目 24.6〇/〇 26.0% (3)制備水煤漿:按照預(yù)先設(shè)定的水煤漿濃度(神木62%、北宿65%)和添加劑用量0.15%， 計算固體粉末添加劑、需補加水量及成漿所需煤量，將煤粉、添加劑和補加水混合均勻，在 950轉(zhuǎn)/分的攬拌速度下勻漿5分鐘。
[0025] 用產(chǎn)品2進(jìn)行制漿實驗，成漿性如下：
實施例3 (I)合成焦油型水煤漿添加劑：（I)按質(zhì)量比25:35:20:20稱取洗油