July 2011 .現(xiàn)代化工第31卷第7期●8.Mordem Chemnical Industry2011年7月水煤漿添加劑研究及發(fā)展動(dòng)向劉明強(qiáng),劉建忠,王傳成,高夫燕,王睿坤,周俊虎,岑可法(浙江大學(xué)能源清潔利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江杭州310027)摘要:簡(jiǎn)述了水煤漿技術(shù)在我國(guó)發(fā)展的背最及其基本性能.分析了水煤漿分散劑和穩(wěn)定劑的作用機(jī)理及現(xiàn)在常用的添加劑種類(lèi)和性能.介紹了因內(nèi)外水煤漿掭加劑的研究現(xiàn)狀和成果,取點(diǎn)闡述了復(fù)配、政性等新技術(shù)的應(yīng)用，以及兩性離子型等新型添加劑的開(kāi)發(fā)情況.結(jié)合日前任在的.些問(wèn)題 ,展望S裕加劑的發(fā)展趨勢(shì)。關(guān)鍵詞:水煤漿;添加劑;分散劑;穩(wěn)定劑中圈分類(lèi)號(hào):TQ423;:TQ536文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):0253 - 4320(2011)07 -0008 -04Research and development of coal water slurry additivesLIU Ming-qiang, LIU Jian zhong, WANG Chuan-cheng, GAO Fu-yan, WANG Rui-kun,Zhou Jun-hu, CEN Ke-fa(State Key Laboratory of Clean Energy Utilization, Zhejiang University , Hangzhou 310027 , China)Abstract: The development background of coal water slurry( CWS) and its basic perfornance are briefly reviewed.The mechanism of the CWS dispersants and stabilizers is analyzed in detail. Some commonly used additives and theirperformance are introduced as well. The research status and achievements of CWS at home and abroad are summarized.The application of new technologies and the development of new additives such as amphoteric ionic additives are focused.The development trends of the new additives are put forwards finally.Key words: coal water slurry; additive; dispersant; stabilizer煤炭作為一次能源消耗約占我國(guó)總能源消耗的表面性質(zhì),使煤顆粒能夠在水中分散,使煤漿具有良72%左右,在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，我國(guó)的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)好的流動(dòng)性和穩(wěn)定性。根據(jù)作用不同,添加劑可分仍將以煤炭為主。由于傳統(tǒng)的燃煤方式存在環(huán)境污為分散劑穩(wěn)定劑和輔助添加劑3類(lèi)。分散劑是最染大燃料利用率低等問(wèn)題,隨著構(gòu)建資源節(jié)約型、重要的水煤漿添加劑”]。環(huán)境友好型社會(huì)目標(biāo)的提出,迫切需要一種清潔的1分散劑的作用機(jī)理和分類(lèi)煤炭利用方式。水煤漿是- -種高濃度煤水混合物，由質(zhì)量分?jǐn)?shù)1.1 作用機(jī)理62%~70%的煤粉、30%~38%的水和約1%的添水煤漿分散劑是--種表面活性劑,由疏水基和加劑組成。它既保持了煤炭原有的一些特性,又具親水基2部分構(gòu)成。制漿時(shí)加入少量的分散劑可改有石油一樣的流動(dòng)性,并具有一定的穩(wěn)定性,可以貯變煤粒的表面性質(zhì)，使煤粒表面被添加劑分子和水存、泵送、霧化與穩(wěn)定燃燒。水煤漿由于含硫率和粉化膜所包圍,讓煤粒均勻分散在水中,從而提高水煤塵量都較低,在燃燒過(guò)程中火焰溫度比油和煤粉低,漿的流動(dòng)性。分散劑的作用機(jī)理可從3個(gè)方面加以排放的污染物相對(duì)較少，是一種比較理想的代油潔解釋:潤(rùn)濕分散作用、靜電斥力分散作用及空間位阻凈燃料1-2。效應(yīng)4)。煤為疏水性物質(zhì),且煤漿中的煤粒很細(xì),具有很(1)分散劑一端是非極性的親油基.即疏水基,大的比表面積，容易自發(fā)地聚結(jié),因而煤粒與水不能另一端是親水的極性基,即親水基。在水煤漿中分密切結(jié)合成為- .種漿體,很容易產(chǎn)生煤水分離。良散劑分子的疏水基和煤表面結(jié)合,親水基朝水定向好的流變性和穩(wěn)定性是水煤漿最為重要的性能,要排列,把水分子吸附在煤粒表面,形成- - 層水化膜,使水煤漿具有良好的流體特性,加人化學(xué)添加劑必變疏水性為親水性。同時(shí)水化膜可將煤粒隔離開(kāi),不可少。水煤漿添加劑的主要作用在于改變煤粒的中國(guó)煤化工作用'”。收稿日期:2011 -01 -24:修回日期:2011 -04 -02YHCNMHG作者簡(jiǎn)介:劉明強(qiáng)(1988-),男.碩士生.從事水煤漿添加劑方面研究.18768133690.463591981@ qq. com;劉建忠(1965 -)男,博士.教授.博士生導(dǎo)師.主要從事煤高效清潔燃燒與轉(zhuǎn)化、燃燒源污染物形成與控制、新能源與可再生能源等方面的研究和教學(xué)工作.通訊聯(lián)系人，13605708085 jdiu@ zju. edu. cn。2011年7月.劉明強(qiáng)等:水煤漿添加劑研究及發(fā)展動(dòng)向(2)溶膠的經(jīng)典穩(wěn)定( DLVO)理論認(rèn)為,膠體顆Span80和壬基酚聚氧乙烯(30)醚NP -30與木質(zhì)素粒穩(wěn)定存在的先決條件是顆粒間的靜電斥力大于范磺酸鈉按2:3的質(zhì)量比復(fù)配制漿,煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)可德華引力。煤粒在很寬的pH范圍內(nèi)表面均帶負(fù)電達(dá)70% ,表觀黏度990 mPa.s,穩(wěn)定性大于20 d。荷。在水煤漿內(nèi)加人陰離子型分散劑可以提高煤?！?3)聚烯烴系列。使用這類(lèi)分散劑制得的水煤表面的負(fù)電位值,增強(qiáng)煤粒表面的靜電斥力,使煤粒漿黏度和穩(wěn)定性都很理想,用量約為干煤質(zhì)量的間不易接近,難以聚集,從而增強(qiáng)水煤漿的分散穩(wěn)0.5% ,但價(jià)格昂貴,對(duì)煤種要求嚴(yán)格,-般多用于低定性?；曳置悍N。實(shí)際應(yīng)用時(shí)需嚴(yán)格控制分子質(zhì)量及其分(3)水化膜中的水因受到表面電場(chǎng)的吸引而呈布,否則會(huì)大大降低分散劑的功效。日本Lion公司定向排列。當(dāng)煤粒相互靠近時(shí),水化膜受擠壓變形,20世紀(jì)90年代初期開(kāi)發(fā)的聚苯乙烯磺酸鈉(PSS)引力則力圖恢復(fù)原來(lái)的排列方式，這樣就使水化膜是此類(lèi)分散劑的代表間。具有一定的彈性。煤粒表面吸附添加劑分子時(shí),顆(4)腐殖酸系列。此類(lèi)分散劑從低階煤中提粒間就增加了一層障礙,煤粒、添加劑分子的親水鏈取,分散性好，可單獨(dú)使用。實(shí)驗(yàn)證明,原料煤越年及水分子就構(gòu)成了三維水化膜,當(dāng)顆粒相互靠近時(shí)，輕,制得的添加劑降黏效果越好。其缺點(diǎn)是對(duì)金屬由水化膜的彈性作用產(chǎn)生較強(qiáng)的排斥力可阻擋煤粒離子敏感,容易形成沉淀，漿體的穩(wěn)定性差,對(duì)制漿聚結(jié),產(chǎn)生空間隔離位阻效果。水質(zhì)要求較高。曾凡等[0]用含腐殖酸的原料煤和1.2 種類(lèi)根據(jù)分散劑分子溶于水后是否離解,可將其分各類(lèi)含木質(zhì)素的造紙廢液按- -定比例混合,經(jīng)抽提、為離子型和非離子型，又根據(jù)所帶電荷性質(zhì)可將離磺化和縮合等工藝過(guò)程后,所得的腐殖酸添加劑制子型分散劑分為陰離子型和陽(yáng)離子型。陽(yáng)離子型分漿黏度低,煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)65% ~72%,且長(zhǎng)期靜:散劑成本高,因此較少使用。常用的分散劑是陰離置穩(wěn)定。此外,用不飽和羧酸單體,如(甲基)丙烯酸、馬子型和非離子型兩大類(lèi)。來(lái)酸鈉鹽和其他單體接枝共聚而成的聚羧酸系分散1.2.1 陰離子型分散劑陰離子型分散劑可分為合成有機(jī)高分子分散劑劑也較為常用,兼有分散和穩(wěn)定雙重作用，可根據(jù)實(shí)和天然高分子改性分散劑兩大類(lèi)。其中合成有機(jī)高際需要改變其分子質(zhì)量和分子結(jié)構(gòu),也可以通過(guò)復(fù)分子分散劑主要有煤焦油系、三聚氰胺系、聚烯烴磺配改善其性能。還有丙烯酸系添加劑,如丙烯酸和酸鹽系聚羧酸鹽系等;天然高分子改性分散劑主要苯乙烯聚合物鈉鹽丙烯酸和丙烯酰胺共聚物鈉鹽、聚丙烯磺酸鹽等。此類(lèi)分散劑減黏作用好,水煤漿有木質(zhì)素分散劑和腐殖酸分散劑等。(1)聚蔡磺酸鹽系列。萘系分散劑是最常用的質(zhì)量濃度高,漿液穩(wěn)定,用量少101。煤焦油系分散劑,其主要成分是萘磺酸甲醛聚合物，1.2.2 非離子型分散劑疏水部分為萘,功能基團(tuán)是磺酸基。萘系添加劑是這類(lèi)分散劑在水中并不電離，親水基主要由分目前市場(chǎng)上使用最為廣泛的添加劑。其優(yōu)點(diǎn)是分散子結(jié)構(gòu)中的含氧官能團(tuán)提供，其親水端是聚氧乙烯性好,減黏作用強(qiáng),漿體流型好;缺點(diǎn)是漿體穩(wěn)定性或再配以少許的磺酸基,疏水端是烷基苯或烷基苯差,易析水產(chǎn)生硬沉淀,價(jià)格偏高。Kaushal 等(6} 制酚等,可用通式R(CH2CH20),H來(lái)表示,n值在得以萘-甲苯為主鏈的分散劑可使煤漿固含量達(dá)到50~100時(shí),分散效果才比較明顯。這類(lèi)分散劑可以通過(guò)調(diào)節(jié)E0數(shù)(環(huán)氧乙烷的聚合度)來(lái)實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)69% (質(zhì)量分?jǐn)?shù)) ,表觀黏度為998 mPa.so(2)木質(zhì)素磺酸鹽系列。木質(zhì)素磺酸鹽主要來(lái)分子的親水親油值(HLB值)和相對(duì)分子質(zhì)量,從而自于造紙廢液,其優(yōu)點(diǎn)是原料豐富,價(jià)格便宜,易于達(dá)到改變其成漿性能的目的。非離子分散劑既可用加工,且漿體穩(wěn)定性好;缺點(diǎn)是用量大,成漿濃度低,作分散劑,又能兼作穩(wěn)定劑，且不受水質(zhì)及煤中可溶黏度較大,有較多雜質(zhì),漿體流型較粗糙,因此常與物影響,但需配用消泡劑,適宜制高質(zhì)址濃度水煤其他分散劑復(fù)配使用或通過(guò)改性提高其性能。李鳳漿。中國(guó)煤化工利因其價(jià)格昂貴而起等門(mén)對(duì)木質(zhì)素磺酸鈣進(jìn)行離子交換、氧化、磺化尚未YHCNMHG改性后,發(fā)現(xiàn)其活性基團(tuán)增加了,表面活性有所提非離子型分散劑主要分為,聚氧乙烯系列,如山高,煤漿中煤的質(zhì)斌分?jǐn)?shù)提高了2% ,漿體穩(wěn)定性也梨糖醇聚氧乙烯醚、月桂醇聚氧乙烯醚等;聚氧乙烷明顯改善。劉明華[41采用失水山梨醇脂肪酸系列,如聚氧乙烷與聚氨丙烷嵌段共聚物。.●10.現(xiàn)代化工第31卷第7期煤漿穩(wěn)定性好[16]。2穩(wěn)定劑的作 用機(jī)理和分類(lèi)在國(guó)內(nèi),中國(guó)礦業(yè)大學(xué)較早地對(duì)水煤漿技術(shù)開(kāi)2.1作用機(jī)理展了系統(tǒng)研究,深人研究了煤與添加劑作用成漿的水煤漿是一種高濃度固液兩相粗分散體系,煤機(jī)理及影響煤成漿性的因素，形成了一套較為完備粒具有疏水性,很容易自發(fā)聚結(jié),在重力和其他外加的水煤漿技術(shù)體系。南京大學(xué)冉寧慶等[17]開(kāi)發(fā)的力作用下發(fā)生沉淀,無(wú)論是分子熱運(yùn)動(dòng)、顆粒間的范亞甲基萘磺酸鈉苯乙烯磺酸鈉-馬來(lái)酸鈉(NDF)德華力,還是顆粒間的靜電斥力都不足以阻止水煤適應(yīng)的煤種較多，分散性強(qiáng),在國(guó)內(nèi)已得到較為廣泛漿顆粒的沉淀(4]。由穩(wěn)定劑作用形成的空間結(jié)構(gòu)的應(yīng)用。此外,國(guó)內(nèi)還有一些企業(yè)也在開(kāi)發(fā)水煤漿對(duì)顆粒沉淀產(chǎn)生的機(jī)械阻力,可有效阻止顆粒沉淀添加劑并投入應(yīng)用?；茨系V業(yè)集團(tuán)合成材料有限責(zé)的發(fā)生。制備水煤漿時(shí)加人穩(wěn)定劑，在穩(wěn)定劑的作任公司開(kāi)發(fā)的HNF型水煤漿添加劑可以兼顧水煤用下,已分散的煤粒與周?chē)渌毫＜八嗷ソ宦?lián)，漿的分散性和穩(wěn)定性*8)。形成一種脆弱但有一定強(qiáng)度的三維空間結(jié)構(gòu)。在靜3.2研究與 發(fā)展動(dòng)向置時(shí),這種結(jié)構(gòu)能有效地阻止顆粒沉淀,即使沉淀也我國(guó)水煤漿技術(shù)普遍存在著分散劑與煤種匹配是松軟的可恢復(fù)的軟沉淀,而且水被包含在結(jié)構(gòu)的性差的問(wèn)題,--種添加劑往往只對(duì)特定煤種能起到空隙內(nèi),使得漿體黏度升高，有較高的靜切應(yīng)力,這明顯的分散降黏的作用,而對(duì)其他煤種效果不有利于漿體的穩(wěn)定。一旦受到外力剪切作用，空間佳[9),嚴(yán)重制約著添加劑的推廣,大大降低新產(chǎn)品結(jié)構(gòu)受到破壞,結(jié)構(gòu)中的水被釋放出來(lái),漿體黏度又的經(jīng)濟(jì)效益。所以開(kāi)發(fā)適用性廣的添加劑意義重會(huì)迅速降下來(lái),即具有剪切變稀的特性。撤除外力大,是今后添加劑研究的發(fā)展方向之- -。后,結(jié)構(gòu)恢復(fù)要滯后-段時(shí)間,漿體顯示出觸變性,萘系分散劑制漿存在著穩(wěn)定性差和成本較高的這對(duì)水煤漿的存貯、輸送有十分重要的意義川。問(wèn)題,木質(zhì)素系分散劑則存在制漿黏度大、投加量多2.2種類(lèi)的問(wèn)題,腐殖酸系分散劑有穩(wěn)定性差的缺點(diǎn)，而其他穩(wěn)定劑主要有無(wú)機(jī)穩(wěn)定劑和有機(jī)高分子聚合物非離子分散劑和聚羧酸類(lèi)分散劑雖高效但價(jià)格昂兩大類(lèi)。其中,無(wú)機(jī)穩(wěn)定劑主要是一些無(wú)機(jī)鹽和無(wú)貴,制漿成本高。不管是哪種添加劑,都存在著限制機(jī)礦物質(zhì),如膨潤(rùn)土等種類(lèi)的黏土。有機(jī)高分子聚其推廣的缺點(diǎn)。所以,開(kāi)發(fā)出成本較低,兼具分散性合物包括瓜爾膠、阿拉伯膠等有機(jī)多糖類(lèi)高分子聚和穩(wěn)定性的多功能復(fù)合型高效水煤漿添加劑，是今合物羥乙基纖維素聚丙烯酰胺,以及一-些微細(xì)膠后研究的趨勢(shì)。體粒子等天然改性或合成的有機(jī)高分子物質(zhì)。實(shí)踐大量研究發(fā)現(xiàn),幾種分散劑復(fù)配使用會(huì)產(chǎn)生協(xié)中大多數(shù)有機(jī)多糖類(lèi)高分子聚合物都可作穩(wěn)定劑。同效應(yīng),有取長(zhǎng)補(bǔ)短、協(xié)同增效的作用，可以提高水穩(wěn)定劑的用量隨煤種、穩(wěn)定劑類(lèi)型、要求的穩(wěn)定期而煤漿質(zhì)量濃度,降低黏度,減少分散劑用量,達(dá)到降異,在干煤質(zhì)量的0. 006% ~0. 100%間變化4)。低成本、提高效能的目的。常見(jiàn)復(fù)配方式為陰離子-陰離子型復(fù)配,非離子非離子型復(fù)配,非離子-3添加劑研究進(jìn)展陰離子型復(fù)配。其中非離子-陰離子型復(fù)配所制得3.1研究成果的添加劑性能最佳,如木質(zhì)素磺酸鹽與聚氧乙烯醚從上世紀(jì)70年代開(kāi)始,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)水煤漿添的復(fù)配等。戴財(cái)勝等[0]以木質(zhì)素為主要原料生產(chǎn)加劑開(kāi)展了大量的研究,取得了豐碩的成果,開(kāi)發(fā)出的復(fù)合型水煤漿添加劑( DCS)具有價(jià)格低、工藝簡(jiǎn)了多種性能優(yōu)良的水煤漿添加劑,其中- -些已用于單、煤種適應(yīng)性廣、成漿性能優(yōu)良等特點(diǎn)。與萘系水實(shí)際生產(chǎn)。日本研究人員開(kāi)發(fā)的水煤漿專(zhuān)用分散劑煤漿添加劑NS相比,不僅添加劑用量少,而且穩(wěn)定萘磺酸鹽聚合物( NSF)和聚苯乙烯磺酸鹽( PSS)已性遠(yuǎn)超過(guò)萘系添加劑。用婁底煤制漿,添加劑DCS經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。日本Lion公司開(kāi)發(fā)出以聚的使用量質(zhì)量分?jǐn)?shù)僅為0.2%,制得煤漿質(zhì)量分?jǐn)?shù)苯乙烯磺酸鈉(PSSNa)為基礎(chǔ)的水煤漿忝加劑，加高達(dá)中國(guó)煤化工s,69 d不產(chǎn)生硬人量少,分散性穩(wěn)定性都比亞甲基磺酸鹽( NSF)等沉淀。|YHCNMHG傳統(tǒng)分散劑優(yōu)越15。美國(guó)專(zhuān)利US005100438A 公改性是提高分散劑分散效果的另一種途徑,可開(kāi)了一種水煤漿添加劑及其制備方法,該添加劑由分為物理法和化學(xué)法。物理法以膜分離技術(shù)為主,多羧酸與聚醚多元醇和脂肪胺共聚而成,制得的水通過(guò)超濾等分離技術(shù)將成分復(fù)雜、分子質(zhì)量不同的2011年7月劉明強(qiáng)等:水煤漿添加劑研究及發(fā)展動(dòng)向分散劑分離、分級(jí)提純?；瘜W(xué)法包括化學(xué)提純和化種性能優(yōu)良的水煤漿添加劑已得到較大規(guī)模應(yīng)用。學(xué)改性?；瘜W(xué)提純指通過(guò)化學(xué)沉淀除去分散劑中的但目前廣泛采用的蔡系、木質(zhì)素系、腐殖酸系等類(lèi)型雜質(zhì),進(jìn)而改變其物化性能;化學(xué)改性是通過(guò)在分散的添加劑在使用時(shí)都有一些不足,特別是對(duì)煤種的劑分子上引入其他官能團(tuán)來(lái)改變分散劑自身的性適應(yīng)性較差,需要開(kāi)發(fā)新型低成本、高性能、適應(yīng)性質(zhì)。常見(jiàn)的化學(xué)改性方式有磺化磺甲基化、縮合、廣的添加劑,采用復(fù)配、改性技術(shù)、兩性離子型添加接枝共聚、化學(xué)氧化等(21]。Zhou 等[2]以磺化改性劑等是未來(lái)水煤漿添加劑發(fā)展的趨勢(shì)。后的造紙黑液為分散劑,獲得的分散劑溶解度高。參考文獻(xiàn)他們發(fā)現(xiàn)磺酸基含量和分子質(zhì)量是影響此分散劑性能的重要因素。在適當(dāng)?shù)姆秶鷥?nèi),磺化劑量越大,磺[1]劉曉霞,屈睿,黃文紅,等.水煤漿添加劑的研究進(jìn)展[J].應(yīng)用化工,2008,37(1);1-3.酸基含量越多,大分子質(zhì)量分子含量越多,分散劑分[2]余學(xué)海,劉建忠,趙衛(wèi)東,等. -種優(yōu)化煤成漿特性的方法[J].散性能越好。熱力發(fā)電,2009 ,38(4):14-17.一些新型添加劑也越來(lái)越為人們所重視,如兩[3]陳榮榮,常宏宏,魏文瓏,等水煤漿用分散劑的研究進(jìn)展[J].性離子添加劑.生物質(zhì)添加劑等。目前國(guó)內(nèi)外水煤選煤技術(shù),2007 ,10(5):78 -82.漿大多采用陰離子型和非離子型添加劑,對(duì)同時(shí)含[4]劉明華。水煤漿添加劑的制備及應(yīng)用[ M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社2006.有陰陽(yáng)兩種離子基團(tuán)的兩性離子添加劑研究較少。[5] Mishra s K,Senpatip P K. Rheologial behavior of cal-water slur此類(lèi)添加劑在酸性和蜮性溶液中皆可使用,在相當(dāng)r[J]. Enery Soures. 2002 ,24(2):159 - 167.寬的pH范圍內(nèi)都有良好的性能，而且?guī)缀蹩梢酝琜6] Tiwani K K, Basu s K, Bitetal K C. High-concentration cal-water所有其他類(lèi)型添加劑復(fù)配。此外兩性離子添加劑對(duì)alumy from indian cols using newly developed aditives[J]. FuelProcessing Technology ,2003 ,85(1):31 -42.水質(zhì)要求不高,有較好的耐硬水性和耐高濃度電解[7]李風(fēng)起.朱書(shū)全水煤漿添加劑改性木質(zhì)素磺酸鈉結(jié)構(gòu)與性能質(zhì)性,甚至在海水中也可有效使用2)。朱雪丹的研究[J].煤炭學(xué)報(bào),000 ,25(4) :439 -443.等[23]以丙烯酸、聚乙二醇為主要原料,制得聚乙二[8]孫慈忠表面活性劑在水煤漿制漿中的應(yīng)用[J].精細(xì)與專(zhuān)用醇一丙烯酸酯類(lèi)大分子單體,再將該大分子單體與化學(xué)品,2002,10(8):17-19.乙烯基磺酸鈉和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨共[9]曾凡,高明球,武劍青,等高濃度水煤漿添加劑:中國(guó),91105733[P]. 1993 -03 - 10.聚,制備了一種新型兩性聚羧酸系水煤漿分散劑。[10]桂斌新型高效水煤漿舔加劑的研究[D].杭州:浙江大該分散劑分子主鏈上同時(shí)帶有陰陽(yáng)離子基團(tuán),兼具學(xué),2006.分散和穩(wěn)定功能。用該分散劑對(duì)神府煤做成漿性試[11]楊蔭堂.聚醚型非離子表面活性劑的制造及性能[J].表面活驗(yàn),結(jié)果顯示,當(dāng)制漿固體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為65%時(shí),水煤性劑工業(yè)1999(4):1-9.9[12] Nilgun Karntepe. Adeorption of a non-ionic dispersant on lignite漿表觀黏度僅為920 mPa.s,分散劑用量?jī)H為干基particle sufece[J]. Energy Convenion and Manegement ,2003 ,44煤質(zhì)量的0.5%。(8):1275 -1284.無(wú)論從研究成果還是實(shí)際生產(chǎn)來(lái)看,國(guó)內(nèi)對(duì)陰[13]周志軍,桂斌,李寧,等.高分子交聯(lián)的掭加劑對(duì)煤粉成漿性的離子型分散劑的關(guān)注遠(yuǎn)甚于對(duì)非離子型添加劑的研研究[].能源工程2006,18(4);18-21.究。非離子型添加劑雖然價(jià)格昂貴,但是它兼具分[14]王曉春,吳國(guó)光,王共遠(yuǎn)水煤漿舔加劑及其研究進(jìn)展[J].煤化工,2004.32(6):15 -18.散和穩(wěn)定的功能,少劑量添加劑即可制得高濃度高[15]張延霖,邱學(xué)青,王衛(wèi)星.水煤漿添加劑的發(fā)展動(dòng)向[J].現(xiàn)代穩(wěn)定性的水煤漿,且對(duì)水質(zhì)要求不高，是- -種理想的化工,2004 ,24(3):16-19.水煤漿添加劑。因此,大力開(kāi)展對(duì)非離子型分散劑[16]謝欣馨,戴愛(ài)軍,杜彥學(xué).水煤漿分散劑的發(fā)展動(dòng)向[J].煤炭的研究,對(duì)我國(guó)水煤漿添加劑技術(shù)的發(fā)展意義重大。加工與綜合利用,2010,28(2):43 -46.[17]冉寧慶,戴郁肯,朱光,等.亞甲基蔡磺酸-苯乙烯磺酸~馬來(lái)酸4結(jié)束語(yǔ)鹽對(duì)水煤漿的分散作用研究[].南京大學(xué)學(xué)報(bào)199,35(5);643 -647.在今后的相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),我國(guó)能源仍將以[18]李少冰. HNP系列水煤漿添加劑的應(yīng)用[1].潔凈煤技術(shù),煤炭為主,石油相對(duì)稀缺,石油越來(lái)越依賴(lài)于進(jìn)口。中國(guó)煤化工[1性對(duì)其成漿性能的影響大力發(fā)展水煤漿利用技術(shù),對(duì)優(yōu)化我國(guó)能源結(jié)構(gòu),實(shí)YHCNMHG現(xiàn)煤炭清潔利用意義重大。[20]戴財(cái)勝,楊紅波復(fù)合型水煤漿掭加劑的合成與性能研兗[J].經(jīng)過(guò)多年的努力,我國(guó)水煤漿技術(shù)基本成熟,在煤化工.200836(1):41 -43.水煤漿添加劑研究與開(kāi)發(fā)上取得了較大的成就，多(下轉(zhuǎn)第13頁(yè))2011年7月.姚金環(huán)等:機(jī)械活化強(qiáng)化礦物漫出過(guò)程的研究進(jìn)展Bala2等人”在研究機(jī)械活化對(duì)硫砷鋼礦表面性質(zhì)的效果不盡相同，如圖1所示，濕磨對(duì)晶粒大小、晶影響時(shí),通過(guò)測(cè)定不同活化時(shí)間下硫砷鋼礦的比表格畸變的影響更加明顯，因此浸出效果更好6l。在面積發(fā)現(xiàn),隨著活化時(shí)間的增加,顆粒的比表面積增相同條件下，濕磨時(shí)鋅的浸出率要比干磨時(shí)提高大,當(dāng)物料在磨機(jī)轉(zhuǎn)速為1 000 r/min 時(shí)活化602% ~4%。從前人的研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)械活化過(guò)程中結(jié)min ,其比表面積是未活化樣品的14倍。眾多研究構(gòu)的變化是導(dǎo)致機(jī)械活化儲(chǔ)能增大、反應(yīng)活性提高表明,機(jī)械活化初期，由比表面積增大而產(chǎn)生的表面的主要原因。能是機(jī)械活化儲(chǔ)能增大、反應(yīng)活性提高的一個(gè)重要50000.16原因。40.12號(hào)1.2晶體結(jié)構(gòu)的變化點(diǎn)30000.08會(huì)在機(jī)械力的作用下，晶體的表面會(huì)不斷形成缺陷，導(dǎo)致表面電子受力被激發(fā)產(chǎn)生等離子、表面鍵斷" 10000.0裂引起表面能量變化、表面結(jié)構(gòu)趨于無(wú)定形化。隨0306001201501著機(jī)械力的持續(xù)作用,礦物的晶體結(jié)構(gòu)也會(huì)發(fā)生多機(jī)械活化時(shí)間/min種變化,包括晶格缺陷、晶格畸變、晶型轉(zhuǎn)變、結(jié)晶程1,2-干磨;3,4-濕磨度降低甚至非晶化等。礦物原料結(jié)構(gòu)的變化通常采圖1異極礦晶粒尺寸 D和晶格畸變率ε隨用X射線衍射法( XRD)加以判定。首先通過(guò)XRD活化時(shí)間和活化方式的變化譜圖分析其物相,判斷活化過(guò)程中是否有新相生成;其次通過(guò)衍射線可以計(jì)算晶粒大小D、晶格畸變率1.3其他性質(zhì)的變化ε、結(jié)晶度X、無(wú)序化程度A等參數(shù),通過(guò)這些參數(shù)評(píng)伴隨顆粒粒度減小、比表面積增大和晶體結(jié)構(gòu)價(jià)機(jī)械活化對(duì)礦物結(jié)構(gòu)破壞程度。另外也可以用紅發(fā)生變化的同時(shí),礦物的其他--些性質(zhì)也會(huì)發(fā)生變外吸收光譜法和穆斯堡爾譜法簡(jiǎn)單地說(shuō)明被活化礦化,如熱穩(wěn)定性、礦物在機(jī)械力作用下誘發(fā)化學(xué)反應(yīng)物結(jié)構(gòu)的破壞情況。司偉等人(4)利用XRD對(duì)機(jī)械而導(dǎo)致礦物表面化學(xué)成分變化等。利用差式掃描量活化前后鎳鐵尾礦進(jìn)行了表征,發(fā)現(xiàn)未處理鎳鐵尾熱法( DSC/DTA)可以對(duì)礦物原料的熱穩(wěn)定性進(jìn)行礦中主要礦物是鎂橄欖石Mg2Si0。和磁鐵礦Fe,0。研究。曹琴園等人”報(bào)道了利用熱重分析(TG)和隨著活化的進(jìn)行,鎂橄欖石主要晶面(112)的衍射差式量熱掃描( DSC)研究機(jī)械活化前后異極礦熱穩(wěn)峰向低角度移動(dòng),同時(shí)磁鐵礦晶面(511)的衍射峰定性的變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn),機(jī)械活化異極礦的熱重曲強(qiáng)度降低,衍射峰彌散,半峰寬變大,樣品晶格結(jié)構(gòu)線與未活化的礦樣具有相似的變化規(guī)律,但各階段產(chǎn)生一定程度的無(wú)序化。鎳黃鐵礦機(jī)械活化預(yù)處理的質(zhì)量損失起始溫度左移,質(zhì)量損失率有所增加。不同時(shí)間后,通過(guò)XRD衍射線計(jì)算無(wú)序化程度A發(fā)說(shuō)明球磨使礦物的熱穩(wěn)定性降低,反應(yīng)活性提高,各現(xiàn)，活化時(shí)間越長(zhǎng)A值越大,當(dāng)活化時(shí)間tm = 60階段反應(yīng)在較低的溫度下即可進(jìn)行。DSC結(jié)果顯min,A = 60%。而活化時(shí)間tiu >30 min時(shí),比表面示,機(jī)械活化后的礦樣,由于在球磨過(guò)程中伴隨晶體積已不再增加,說(shuō)明延長(zhǎng)活化時(shí)間,無(wú)定化程度是影結(jié)構(gòu)的破壞而導(dǎo)致吸熱峰峰值下降。姚金環(huán)等響鎳黃鐵礦反應(yīng)活性的主要原因'”]。Yuan等人].人●通過(guò)DSC研究了硬鋅渣機(jī)械活化前后熱穩(wěn)定在研究千磨和濕磨2種活化方式對(duì)異極礦結(jié)構(gòu)的影性的變化,發(fā)現(xiàn)攪拌磨機(jī)械活化60min以后,DSC響時(shí),由XRD分析發(fā)現(xiàn)，干磨和濕磨均使礦樣的衍曲線上的吸熱峰出峰溫度向低溫遷移,由未活化時(shí)射峰寬化,強(qiáng)度下降,晶粒尺寸D降低,晶格畸變率的4209遷移至367C ,表明機(jī)械活化礦物熱穩(wěn)定性ε增大,且均隨球磨時(shí)間的增加更加明顯。說(shuō)明晶下降,反應(yīng)活性提高。體的有序結(jié)構(gòu)在機(jī)械力作用下遭到破壞。但是兩者機(jī)械活化還可能使某些礦物在活化過(guò)程中發(fā)生(上接第11頁(yè))中國(guó)煤化工[21]劉彩芳.水煤漿添加劑及工業(yè)廢液與煤種的適配規(guī)律研兗[23CCHC N M H G制化學(xué)[M].北京:化學(xué){D].杭州:浙江大學(xué),007.[22] Zhou Mingong, Kong Qian, Pan Bing,a al. Evaluation of teated[24]朱霄丹,張光華,來(lái)智超,等.兩性秦羧酸系水煤漿分散劑的合black liquor ued邸dispersant of concentrated coal-water slumy成及性能研究[J].選煤技術(shù),2010,2(1):20-23.■