基于兰炭末为原料制备的高成浆性的水煤浆及其制备方法与流程

1.本发明涉及水煤浆技术领域，尤其涉及基于兰炭末为原料制备的高成浆性的水煤浆及其制备方法。


背景技术：

2.水煤浆作为洁净煤技术，具有高效清洁、环保等特点。能够为社会和经济的发展提供能源基础，发展水煤浆气化技术具有一定经济效益和社会效益。目前一部分水煤浆厂和学校、研究院等正在尝试利用水煤浆处理废弃物，如工业废水、废液、生物质、工业固体残渣，将其进行掺废制浆，对社会发展和环境保护具有重大意义。其中电石生产板块过程中会产生大量较难处理利用的兰炭末，因此，对兰炭末掺配制备水煤浆的研究迫在眉睫。
3.兰炭是将不粘煤或弱粘煤通过中低温干馏工艺得到的固体物质，在兰炭生产过程中会产生粒度较小的兰炭末，不能完全合理、有效地利用起来，只是丢弃或者作为燃料处理，利用率低，因此亟需开发一种基于兰炭末为原料制备的高成浆性的水煤浆及其制备方法，从而实现煤与兰炭末二元粗分散体系下水煤浆性能的提升与优化，为兰炭末资源化利用提供理论基础。


技术实现要素：

4.本发明提出了基于兰炭末为原料制备的高成浆性的水煤浆及其制备方法，该方法工艺简单，操作方便，利用水煤浆技术处理兰炭末，扩展兰炭末应用领域，实现其资源化利用。
5.本发明提出的基于兰炭末为原料制备的高成浆性的水煤浆的制备方法，方法步骤如下：
6.s1：将煤粉进行粗磨，得物料a；
7.s2：将兰炭末进行干法球磨，得物料b；
8.s3：将s1中的物料a、s2中的物料b与添加剂、水混合制得水煤浆。
9.优选地，所述s1中粗磨后的煤粉平均粒径为74
±
10μm。
10.优选地，所述s2中球磨后的兰炭末的d50为10-20μm。
11.优选地，所述s2中球磨的条件为：转速100-200r/min、时间1-3h。
12.优选地，所述s3中物料a、物料b、添加剂和水的质量比为2-3:1:0.005-0.015。
13.优选地，所述添加剂包含如下重量份计的原料：β-萘磺酸盐甲醛缩聚物1-5份、木质素磺酸钠1-5份、聚异丁烯丁二酸酐三乙醇胺0.5-1.5份。
14.本发明提出的上述方法制备的基于兰炭末为原料制备的高成浆性的水煤浆。
15.本发明的有益技术效果：
16.(1)本发明的方法工艺简单，操作方便，利用水煤浆技术处理兰炭末，扩展兰炭末应用领域，实现其资源化利用。
17.(2)本发明的添加剂由β-萘磺酸盐甲醛缩聚物、木质素磺酸钠、聚异丁烯丁二酸酐
三乙醇胺组成，其在提高水煤浆成浆性上具有一定的协同作用，从而使得本发明制备的水煤浆具有很好的成浆性。
具体实施方式
18.本发明中粗磨用的设备为sf-高速粉碎机(棒磨机)；球磨用的设备为立式方形行星式球磨机；煤粉粒度的测定通过bt-2003激光粒度分析仪；水煤浆的粘度测定通过nxs-4c水煤浆粘度计。
19.本发明实施例中的煤粉为宁夏银星二号煤矿生产的煤粉，与兰炭末的基础性质如表1所示；此外本发明的水煤浆所适用煤粉并不局限于实施例的煤粉。
20.表1样品的基础性质
[0021][0022]
实施例1
[0023]
本发明提出的基于兰炭末为原料制备的高成浆性的水煤浆的制备方法，方法步骤如下：
[0024]
s1：将煤粉进行粗磨，得物料a；
[0025]
s2：将兰炭末进行干法球磨，得物料b；
[0026]
s3：将s1中的物料a、s2中的物料b与添加剂、水混合制得水煤浆。
[0027]
s1中粗磨后的煤粉平均粒径为74μm。
[0028]
s2中球磨后的兰炭末的d50为15μm。
[0029]
s2中球磨的条件为：转速1050r/min、时间2h。
[0030]
s3中物料a、物料b、添加剂和水的质量比为2.5:1:0.01。
[0031]
添加剂包含如下重量份计的原料：β-萘磺酸盐甲醛缩聚物3份、木质素磺酸钠3份、聚异丁烯丁二酸酐三乙醇胺1份。
[0032]
实施例2
[0033]
本发明提出的基于兰炭末为原料制备的高成浆性的水煤浆的制备方法，方法步骤如下：
[0034]
s1：将煤粉进行粗磨，得物料a；
[0035]
s2：将兰炭末进行干法球磨，得物料b；
[0036]
s3：将s1中的物料a、s2中的物料b与添加剂、水混合制得水煤浆。
[0037]
s1中粗磨后的煤粉平均粒径为64μm。
[0038]
s2中球磨后的兰炭末的d50为10μm。
[0039]
s2中球磨的条件为：转速100r/min、时间1h。
[0040]
s3中物料a、物料b、添加剂和水的质量比为2:1:0.005。
[0041]
添加剂包含如下重量份计的原料：β-萘磺酸盐甲醛缩聚物1份、木质素磺酸钠1份、聚异丁烯丁二酸酐三乙醇胺0.5份。
[0042]
实施例3
[0043]
本发明提出的基于兰炭末为原料制备的高成浆性的水煤浆的制备方法，方法步骤如下：
[0044]
s1：将煤粉进行粗磨，得物料a；
[0045]
s2：将兰炭末进行干法球磨，得物料b；
[0046]
s3：将s1中的物料a、s2中的物料b与添加剂、水混合制得水煤浆。
[0047]
s1中粗磨后的煤粉平均粒径为84μm。
[0048]
s2中球磨后的兰炭末的d50为20μm。
[0049]
s2中球磨的条件为：转速200r/min、时间3h。
[0050]
s3中物料a、物料b、添加剂和水的质量比为3:1:0.015。
[0051]
添加剂包含如下重量份计的原料：β-萘磺酸盐甲醛缩聚物5份、木质素磺酸钠5份、聚异丁烯丁二酸酐三乙醇胺1.5份。
[0052]
对比例1
[0053]
该方案的添加剂包含如下重量份计的原料：β-萘磺酸盐甲醛缩聚物3.5份、木质素磺酸钠3.5份；其余条件均与实施例1相同。
[0054]
对比例2
[0055]
添加剂包含如下重量份计的原料：木质素磺酸钠5份、聚异丁烯丁二酸酐三乙醇胺2份；其余条件均与实施例1相同。
[0056]
对比例3
[0057]
添加剂包含如下重量份计的原料：β-萘磺酸盐甲醛缩聚物5份、聚异丁烯丁二酸酐三乙醇胺2份；其余条件均与实施例1相同。
[0058]
对实施例1-3和对比例1-3制备的水煤浆的最高成浆浓度、表观粘度、静置3d后的析水率进行测定，结果如表2所示。
[0059]
表2水煤浆的指标测定
[0060]
组别成浆浓度/％表观粘度/mpa
·
s静置3d后析水率/％实施例161.64636.24.9实施例260.93609.86.8实施例361.25625.36.3对比例154.22487.813.4对比例252.17494.612.1对比例350.83470.315.9
[0061]
由实施例1-3可知，采用本发明制备的水煤浆的具有较高的成浆浓度，且静置3d后的析水率低，说明了本发明制备的水煤浆不仅成浆性好，而且稳定性高。由实施例1和对比例1-3可知，在提高水煤浆的成浆性和降低静置3d后的析水率上本发明的添加剂中的β-萘磺酸盐甲醛缩聚物、木质素磺酸钠、聚异丁烯丁二酸酐三乙醇胺具有一定的协同作用，从而使得本发明制备的是煤浆具有更好的成浆性和稳定性。