聚丙烯酸系列水煤浆添加剂的性能评价和试验的研究.pdfVIP

08年全国水煤浆技术推广工作会议论文集 聚丙烯酸系列水煤浆添加剂的 性能评价与试验研究 杨纯，朱书全，吴晓华，茅晔辉 (中国矿业大学(北京)化学与环境工程学院) 摘要：本论文以丙烯酸、聚乙二醇、丙烯酸乙酯、苯乙烯磺酸钠等原料合成了2个系 列13种新型的水溶性聚丙烯酸系列水煤浆添加剂。利用所制得的添加剂对屯留煤制浆，找出 了性能最优的添加剂。并在同一煤种同一制浆浓度的条件下，将其制浆结果与萘磺酸甲醛缩 合物添加剂的性能作了比较，结果表明聚丙烯酸系列添加剂在提高成浆浓度和降低添加剂用 量方面明显优于萘系添加剂。 关键词：聚丙烯酸系列添加剂；水煤浆；降黏能力；最高制浆浓度 1概述 添加剂的作用在水煤浆的制备中极其关键。现有的添加剂种类主要有萘磺酸盐系、聚烯 烃系、腐殖酸系、木质素磺酸盐系、非离子型添加剂等…。但是它们普遍存在用量大、普适 性差、稳定性不好或价格昂贵的问题【2】。聚羧酸盐系表面活性剂作为减水剂已经应用到建筑 工业中，它是一种新型减水剂，分子大多呈梳形，结构非常灵洲31。与其他类型的减水剂相 比，它具有掺量低、减水率大、不离析、不泌水、保坍性能好等优点，因此聚羧酸系减水剂 已成为国内外的研究热点14l。煤表面的亲疏水性与水泥不同，但分散剂对煤的作用机理与减 水剂对水泥的作用机理很相似p由l，因此可以借助聚羧酸系减水剂的合成方法，对聚羧酸盐 系表面活性剂进行设计和改性，合成出良好的水煤浆分散剂。本论文主要对所制得的聚羧酸 系列水煤浆添加剂的性能进行试验与评价。 2试验研究 2．1合成试验 本论文采用可聚合单体直接共聚的合成方法r71，先用内烯酸、乙酸和聚乙二醇制得聚氧 乙烯链活性大分子单体。然后以内烯酸、大分子单体、苯乙烯磺酸钠与苯乙烯或内烯酸乙酯， 在引发剂作用下进行水溶液聚合生成目标产物。论文按上述方法，通过改变原料种类及其配 比，合成了2个系列共13种添加剂。合成实验结束后，用屯留精煤对所有添加剂进行成浆， 找出各个系列中性能最好的添加剂，并确定最佳合成条件。最后，根据此适宜合成条件合成 了新型的聚内烯酸系列添加剂。 2．2成浆试验 本试验水煤浆制备采用干法制浆【8l。其具体步骤如下：(1)用球磨机在额定电压额定转 116 国家水煤浆工程技术研究中心 08年全囝水煤浆技术推广工作会议论文集 速下，通过控制不同的磨煤时间，得粒级不同的煤粉。(2)称取一定质量的已经过级配混合 好的煤粉，加入一定量的添加剂和水；(3)把配好的混合物搅拌分钟lO左右，即得水煤浆。 其工艺流程如下图l： 图1水煤浆干法成浆工艺流程图 3试验结果与讨论 3．1合成试验 3．1．1苯乙烯系列 简写为St系列。试验中，根据st与大分子单体的配比不同，此系列共合成了如下6个 目的含量为80．35％，添加剂用量4％0，配置成浆浓度75％。 表1 St系列添加剂成浆结果 从表l中得知，st系列的转化率随着St加入量的增大，其趋势在减小。这可能是因为 st不溶于水，其在水溶液中的共聚是比较困难的。由表中数据看出，在同一制浆浓度下，试 剂St2所制出的水煤浆黏度较低，F值、K值较大，N值较小，是本系列中性能最好的试剂。 表中的F值表征水煤浆的稳定性，其值越大越好：K值表征水煤浆的流动性，其值也越大越 好：N值表征浆体性质，其值大于l说明浆体是胀塑性，其值小于l说明浆体是假塑性(下 同)。 3．1．2丙烯酸乙酯系列 简写为EA系列。根据EA与大分子单体的配比不同，此系列共合成了如下7个试剂： 含量为80．35％，添力HCfJ用量4‰，配置成浆浓度75％。 I 17 国家水煤浆工程技术研究中心 08年全国水煤浆技术推广工作会议论文集 由表2中数据可知，EA系列总体上的转化率是比较高的，这可能是因为EA溶于水， 在水溶液中与其他反应物共聚相对容易。当EA的比例为大分子单体的0～5倍时，其共聚 的转化