聚羧酸系列水煤浆添加剂的合成及性能研究

选媒末COAL PREPARATION TECHNOLOCY文章编号:101-3571(2007104-0037-03聚羧酸系列水煤浆添加剂的合成及性能研究吴晓华,朱书全,茅晔辉,周玲蛛,解维伟,任冠桥中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院,北京10083)摘要:试耻合成了一种新型的聚羧酸系列水煤浆添加剂。文章考查了该添加剂对双鴨山原煤、屯留泥、路宁原煤、常村煤泥的成菜效果,并与目前工业上已经应用成熟的幕系添加剂作了对比。结果表明,聚羧酸系列添加剂在堤高威浆浓度和降低添加剂用量方面明显优于幕系添加剂关键词:聚羧酸;水煤浆;分散剂;成浆浓度;添加剂用量中图分类号:0632文献标识码:A目前,水煤浆技术因其在能源、环境、经济方聚乙二醇和浓硫酸在一定温度下反应一段时间,合面的优势,已经在我国得到大面积应用。要制备优成聚乙二醇乙酸单酯,再加入适量的丙烯酸,在适良的水煤浆,添加剂是关键。宜的温度下反应一定时间,即得实验所用的聚氧乙已有和正在开发的水煤浆添加剂有:高缩烯链大分子单体合度萊磺酸缩合物;丙烯酸与其他丙烯酸单体共1.2聚羧酸系列水煤浆添加剂的合成聚,分子量控制在一定的范围;聚烯烃系列;木质将1份大分子单体、10份丙烯酸按单体浓度素磺酸盐;腐殖酸盐及磺化腐殖酸盐系列;羧酸盐为0.6-0.7mo/L加入到水溶液中,同时加入与及磷酸盐系列;非离子分散剂;环氧乙烷系列表面单体等量的异丙醇;待体系温度到85-90℃时活性剂等等。用量大、普适性差、稳定性不好是现滴加配置好的5.5份苯乙烯磺酸钠水溶液和占单体有水煤浆添加剂存在的问题总量4%的过硫酸钾溶液,控制时间在1h内滴完;聚羧酸系列高分子添加剂结构灵活,可以根据然后,升高温度到95~100℃,保温Ih,调节pH实际需要,改变其分子量、分子结构,从而能够广值在9-11之间,即得聚羧酸水煤浆添加剂泛用于水泥减水剂、洗涤剂添加剂、涂料及油墨中其分子结构如图1所示颜料分散剂口。本试验合成了一种新型的聚羧酸c系列水煤浆添加剂。CH:CH(HCH知(CH21聚羧酸系列添加剂的合成1.1聚氧乙烯链大分子单体的制备H=CH, CHyOOCCH采用乙酸保护羟基法,先将适宜配比的乙酸、收稱日期:2007-06-20作者简介:吴晓华(1981-),,山西昌阳人,中国矿业大学So, Na,)在读爆士研究生,研究方:净娱术。联系电话图1蹶羧系列添加荆的结构图13261803712。[3]秦兆坤,无机高分子絮凝剂聚合氯化铝的基础理论的试验研充及其应用[]·能源环堆保护,2003,与应用研究(D],北京:中国科学院生态环境研究中心,19977]徐海宏,李满,PAC与PAM复合冢凝剂处理矿井[4 0. Melia, CRI Coagulationin waste water treatmen水的研究]·煤炭科学技术,2006,34(4):83ns,ⅳe,K,E, Sijthoff and Noord, Alphen[8湛含辉,张晓琪,凝过程机理研究及其物理模型aan den Rijn, Netherlands, 1978.J!,选煤技术,2003,(5);3-75]谢广元,选矿学[M].徐州:中国矿业大学出版[9]湛含辉,张晓璞,混凝机理及其试验研究[J],矿社冶T程,2003,23(5);27-30[61刘立民,连传杰,高拱闹,等,矿井水电化学特性一枝长200年8月25日1.3聚羧酸系列添加剂的的性能试表1试治用添加剂的基本性质本试验选用合成的三种添加剂与现在已经工业添加剂名称浓度/%PH化应用的萘系添加剂,对双鸭山原煤、屯留煤泥KY334A黄色固体粉末常村煤泥四种煤作成浆试验。添加剂的KY33棕黄色固体粉末、四种煤的元素分析以及工业分析具体数棕红色28据如裘1~表3所示粽红色液体10.329-11粽红色液体12289-11表2四种煤的元素分析分析基/%空气干燥基wn/%潞宁原煤常村煤泥表3四种煤的工业分析山原煤6.5555.4屯倒煤泥17.2368.6283.610.21470.2165路宁原煤44.1212.763.02476355.880.90750.9261案村燥泥9711.8211.9272.9083.030.31330.3162结果与分析药剂选试验的条件2.1药剂的筛选试验煤样设定浓度/%添加剂用量/%<004m含量%试验共涉及萘系添加剂与聚丙烯酸系列添加剂双鸭山原煤各三种,基本性质如表1所示,并根据不同的煤种,选择合适的浓度、添加剂用量(以吨干煤的质量百分数计)与粒度分布制浆,具体条件列于常村螺泥4表4,成浆结果见表5。表5药剂筛选成浆试验结果屯留煤泥略宁原煤常村煤泥药剂名称实测浓度/黏度/实测浓度/黏度/实测浓度黏度/实测浓度/黏度>2000824.6609703.36725.88812.773.8666.87672.0850675,86619.20070423672374.166968.35832.474.42923.22635.01622.720074.251221.01由表5可以看出,对双鸭山原煤和屯留煤泥成列添加剂各一种,在表6所示的条件下制浆,观察浆结果较好的是KY34A和07042401;对路宁原水煤浆的浓度与黏度的变化,如图2所示煤效果较好的是KY334A和070421;对常村煤泥,聚羧酸系列淋加剂在设定浓度下都能很好的成浆添加剂川量/<004mm含量/效果最好的是070421,萘系添加剂所成浆黏度都双鸭山原煤大于2000mPa·8,观察所制备的水煤浆,可以选屯留煤泥71.05择KY334A落宁原煤88.86对四种煤分别用上述筛选出的恭系和聚羧酸系吴晓华等:聚酸乐列水谋添加剂的合成及性能研完2007年8月258种药剂的添加剂用量特点是,随着萘系添加剂用量增加,水煤浆黏度明显降低,而聚羧酸系列添加剂量对水煤浆黏度的影响并不大。对于潞宁原煤萘系与聚羧酸系列添加剂用量为0.4%-0.5%时均可制成黏度较低的水煤浆。对于屯留煤泥,蔡系添加剂用量为0.3%时,水煤浆的黏度为1970.71mPa·s,已经远远大于可以工业燃烧的水煤浆的黏度;聚羧酸系列添加剂在添加剂用量0.25%时水煤浆的黏度为903.31mPa·s。浓度图2四神煤成浆浓度试验结果由图2可以看出:所有的水煤浆的黏度都是随16着浓度的提高而增大。在给定条件下,对于常村煤I400滉,萘系謬加剂的最高浓度为72%,此时水煤浆的黏度为1014.86mPa·s;聚羧酸系列添加剂在000浓度76.45%时,黏度为1340.95mP·s。对于双800鸭山原煤,燕系添加剂在浓度66%~68%时,能呈现很好的成浆效果,浓度为68%时,黏度为450974.62mPa·s;聚羧酸系列添加剂最高成浆浓度为70.15%,黏度为1454.17mPa·s。对于潞宁原图3四种添加剂用量成浆试验结果煤,在添加剂浓度均为69%时,恭系添加剂所成2.4不同系列添加剂的比较横向比较图2两个系列添加剂对四种煤的成浆加剂所成水煤浆的黏度为617.07mP,5,对于屯结果,可得:在相同浓度,添加剂用量下,粟羧酸留煤泥,萘系添加剂成浆的最高浓度为75%,此时,黏度为80.1mPa·s;聚羧酸系列添加剂在低。而且,聚羧酸系列添加剂的最高成浆浓度也比浓度为76%时黏度为1215.62mPa·s萘系添加剂要高。所以,与萘系添加剂比较,聚羧2.3添加剂用量酸系列添加剂在提高水煤浆的浓度方面具有优势用筛选出的药剂分别对双鸭山原煤屯留煤图3结果显示,对當村煤泥和电留煤泥,聚羧酸、潞宁原煤、常村煤泥在表7所示条件下制备水系列添加剂比萘系添加剂在用量方面分别降0.1个煤浆,添加剂用量与黏度的关系如图3所示百分点和005个百分点。同时,对于这四种煤,在表7添加剂用量试验条件相同条件下,羧酸系列添加剂成浆黏度均比禁系设定浓度/<004m含丝添加剂要低。此外,还可以得出,与蔡系添加剂相比,聚羧酸添加剂随着添加剂用量的增加,水煤浆的屯闻煤泥黏度变化不是很明显,即一旦成浆后,再通过改变聚羧酸系列添加剂用量来降低水煤浆黏度意义不大。3结论由图3可知,大多数的水煤浆的黏度都是随着添加剂用量的增加而降低。在表7的条件下,对于(1)本试验合成了新型的聚羧酸系列水煤浆常村煤泥,聚羧酸系列添加剂在用量为03%时,添加剂。水煤浆的黏度687.61mPa·s;蔡系添加剂用量为(2)用所合成的聚羧酸系列添加剂对双鸭山0.3%,不能制成水煤浆,在添加剂用量为0.4%留、宁、常村四种煤进行了成浆试验。结果表时,黏度为1306.57mPa·s。对于双鸭山煤,在明:对这四种煤,聚羧酸系列添加剂都能制成优质添加剂用量为0.3%-0.5%时,萘系与聚羧酸系的高浓度水煤浆,最高成浆浓度分别为70.15%列添加剂均可以制成符合工业要求的水煤浆,这两16%、69%、7645%,而系添加剂的最高成浆第4期煤技末No, at2007年8月COAL PREPARATION TECHNOLOCY2007文章编号:1001-3571(2007)04-0040-03利用过滤理论优化带式真空过滤机的设计李佰云,李万华2(1,蝶炭科学研究忌院唐山研究院,河北唐山063012:2.河北旅游职业学院,河北承德067000)摘要:通过过滤罳论的探讨,根带忒真空过滤杋的作业条件,简化了过滤方程,分析了影响过滤效果的因素,开结合理论分析,迷行了优化设计,使之达到最佳过滤效果,实現了最经济的运关键词:水平带式真空过滤机;优牝设计;过滤理论中图分类号;TD46.22文献标识码:A水平带式真空过滤机是使过滤悬浮液在真空箱发挥真空过滤机的优势。的真空吸力作用下,通过真空箱上面同步运行的水平胶带和滤布截留固相物料,排出液相流体的一种1过滤理论固液分离设备。它广泛应用于化工、医药、食品从微观学角度看,固体颗粒从悬浮液中分离出矿山及环保等行业。水平带式真空过滤机与来是一种较为复杂的团液分离过程。在生产实践盘过滤机、滚筒过滤机相比,具有一些不可替代中,应用经验公式进行分析即可达到研究的目的的特点。水平带式真空过滤机按有无过滤胶带分为将粘度为μ的悬浮液中的固体全部截留于过滤介质水平胶带式和水平布带式;按其真空箱周定型式分表面,在过滤过程中,根据 Darcy过滤方程有固定真空箱式和真空箱往复移动式。由于固定真Q空箱式优于往复移动式,因此,国内外都大力发展u(R+R)'固定真空箱式平带过滤机。为适应现代化生产的需式中;Q为滤液流量m/;A为过滤面积,m;为常要和物料性质不同,需要在设计水平带式真空过滤数i为悬浮液粘度,m2/sR为单位过滤面积的滤机时依据过滤理论选用合理参数,以期最大限度地饼阻力,Lm;Rn为单位过滤面积的过滤介质阻力L/m;△P为过滤工作压力差,MPa。200706=28事佰云(1970-)。男,河北承德人,高级工程距,毕若过滤的是一种澄清液,上式中各参数均为常广业大学机根设计及制造专业,现在煤炭科学引究学院惠数,则滤液的流量亦将不变,滤液累积体积随时间山研究院从事分离、浓婚设备的开发及酸论研究工作。联系电延长而线性增加。当过滤含有固体颗粒的悬浮液时话;(0315)759%42在过滤介质表面上开始累积滤饼,导致滤屋阻力逐中以和浓度为68%、75%、69%、72%;聚羧酸系列添[2】李艳,乔卫红李宗石,聚羧酸系接枝共棄物分剂加剂的最低药剂用量为0.3%、0.25%、0.4%的研究进展[J.广州化工,2005,33(1):16-180.3%,面蔡系添加剂的用量分别为0.3%、[3]李崇智,李水德,陈荣军,等,米羧酸系高性能0.3%、0.4%、0.4%水剂的合成与性能I1】].化工建材,2002,(8)(3)将合成的聚羧酸系列添加剂的成浆效果与技术已经成熟的萘系添加剂进行比较,聚发酸系4李智,冯乃潇,牛全林聚殁酸系减水剂结构模型与高性能化分子设计1],建筑材料学报列添加剂在提高水煤浆的浓度方面性能优于桊系添2004,7(2):194-201加剂,在添加剂用量方面,聚羧酸系列添加剂在用5]肖雪清,黄雪红,胡玉,聚羧酸共聚物侧链结构量较少的情况下即可制浆,而且,再提高添加剂用对水泥分散性的研究[冂]·化学研究与应用量意义也不大。2005,17:825-828参考文6]陈兴权,丁永杰,李再峰,等,阴离子型部加剂对1RP佩金斯,等(美国).工业水煤浆示范性燃烧水煤浆动电势的影峭[1,煤炭转化,2006,29试验[A],水媒浆技术译文集[C],198.283(1);27-32