[发明专利]难成浆煤用沥青作添加剂配制高浓度水煤浆

说明书

本发明属于一种新型液体燃料水煤浆。

随着水煤浆制备技术走向工业化，人们对煤的研究也逐步深入，在制备水煤浆时，煤的品种起着十分重要的作用，Watanabe等实验证明，煤中所含灰份对煤的成浆性能是有影响的[第六届国际煤浆会议（1984）]。王祖纳、张荣曾等指出煤的内含水量愈高，则愈不易成浆[第八届国际煤浆及制备会议（1986）]，吴家珊等证明（燃料化学学报）煤的含氧基团愈多，则愈不易成浆，以上这些工作证明，煤的表面亲水性愈高，则愈不易形成粘度小的水煤浆，以上这些工作都说明了煤的表面性质对水煤浆的成浆性质有十分重要的作用。

梁文平等使用了溴化十六吡啶作为煤的表面处理添加剂，使煤的表面疏水，可以提高煤的成浆性。指出了改善煤的成浆性的方向，但这类阳离子表面活性剂成本昂贵，而且改善煤的成浆效果不明显，因而这类表面处理添加剂没有工业应用价值。

在我国，有不少地方有优质煤，例如柠条塔矿的神木煤，灰分低，挥发分高，虽然是理想的制备水煤浆的原料，但其成浆性能太差，难以制备高浓度的水煤浆，如果找到一种价廉而高效的表面处理添加剂，这对于扩大水煤浆的煤种，使之用于制备水煤浆，便具有十分重要的意义。

本发明的目的是使用沥青作为表面处理添加剂，在煤粉碎和研磨过程中，把沥青加入到难成浆的煤中，沥青加入量为煤的干基重量的0.5-10%，可以明显地降低水煤浆的粘度，表1比较了在相同浓度下（70%煤干基含量）加沥青和不加沥青各种煤制备水煤浆的粘度差异。

表1

煤种    粘度（厘泊）    未加沥青    加沥青

柠条塔    1080    476

府各    2088    1428

左云    1068    652

恩口    528    532

注：1、粘度测量用NDJ-1型粘度计测定（上海天平仪器厂出品）

2、煤粉粒度60%的煤粉颗粒小于200目，最大颗粒不超过250μ

3、沥青与煤粉的比例0.5-10∶99.5-90各种添加剂与煤的用量比＜2%

从表1的数据可以看到，加沥青后对柠条塔煤、府各煤、左云煤都大大降低了用他们制备的水煤浆的粘度。而对恩口煤是例外，我们又测定了煤的润湿角，对比数据是加沥青和不加沥青的，结果见表2，从表2数据可以证明，加入沥青提高了煤的疏水性，因而降低了水煤浆的粘度，而恩口煤本身就具有较高的疏水性，因此加入沥青后，粘度不会有改变。

表2

煤种    润湿角α°    未加沥青    加沥青

柠条塔    16.5    46.5

府各    10    50.2

左云    8    39.8

恩口    62.8    60.9

沥青    65.5

沥青来源广泛，价格便宜，大量用于建筑和铺路的防水材料，它的灰分只占百分之零点几。而挥发份大于50%，用于制备水煤浆降低粘度效果明显，并有帮助燃烧和提高煤浆稳定性的特点，是一种理想的工业表面处理添加剂，使用它不会增加水煤浆的成本。各种沥青包括煤焦油沥青、石油沥青和电极沥青都可以用在本发明专利中作表面处理添加剂。

本发明的实施例一

煤种：神木煤（柠条塔矿）

煤粉粒度：60目～200目    30%

200目以下    70%

在相同粘度条件下，由于加入沥青使制得的水煤浆浓度增大，结果见表3、表4。

表3

添加剂用量    水煤浆浓度    粘度

添加剂种类    （占煤干基含量    （煤干基含量%）    （厘泊）

%）

萘磺酸甲醛    1    68.8    1200

缩合物

磺化腐植酸    1    67.1    1200

木质素磺酸钙    1.5    65    1200

表4

添加剂用量    沥青用量占    水煤浆浓度（煤    粘度

添加剂种类    （占煤干基含    煤干基%    干基含量%）    （厘泊）

量%）

萘磺酸甲醛    1    2    71.5    1200

缩合物

磺化腐植酸    1    2    69.8    1200

木质素磺酸钙    1.5    2    67.6    1200

本发明实施例二

煤种：山西左云煤