改性水煤浆分散剂合成的影响因素

实验以木质素磺酸钠、丙烯酸和乙二醇为原料,过氧化氢与七水合硫酸铁作引发剂,合成改性水煤浆分散剂GM;研究了原料配比、反应温度和反应时间对GM在褐煤制浆过程中分散性能的影响;结果表明,在木质素磺酸钠、丙烯酸与乙二醇的配比为1∶3∶4,反应温度70℃,反应时间1 h的条件下,可制备较为优良的褐煤用水煤浆分散剂GM。     

不同来源木质素磺酸钠的结构特征及用作水煤浆分散剂

引言 木质素磺酸盐分子中含有苯丙烷基(C6-C3)疏水骨架和磺酸基为主要亲水基团,是具有阴离子表面活性剂结构特征的高分子化合物,来源于亚硫酸法生产纸浆或纤维浆的副产物,具有吸附分散性,广泛应用于染料、涂料、石油、煤炭工业和建筑业等领域[1-2].     

木质素磺酸钠/萘系复合水煤浆分散剂的性能

将商用的木质素磺酸钠(SL)和萘系分散剂(NSF)进行复配制浆,考察复配分散剂对水煤浆性能的影响。结果表明,SL和NSF复配后具有一定的协同增效作用,当n(SL)∶n(NSF)为2∶1时,水煤浆具有较低的表观黏度以及较高的稳定性,说明合理的分散剂复配有利于提高水煤浆的性能。     

木质素类水煤浆分散剂改性研究进展

综述了磺化改性、缩聚改性以及接枝共聚改性在木质素磺酸盐类分散剂改性领域中的研究进展。木质素磺酸盐的磺化改性可以引入更多的磺酸基团以增强分散剂的亲水性,提高其在煤粉颗粒表面的分散性,但提浓降黏的效果有限。木质素磺酸盐通过缩聚改性能够有效增加分散剂分子的分子量和官能团的种类及数量,分散剂分子与水和煤粉颗粒的作用点均明显增多,但木质素磺酸盐缩聚改性的反应要求相对较高,通常需要对木质素磺酸盐进行一定预处理。木质素类分散剂的接枝共聚改性能够引入种类更多、功能性更强、长短可控的支链,改性后的木质素磺酸盐对水煤浆的分散性和稳定性提升显著,缺点是会使引发剂的用量、支链的大小对改性后分散剂的分散性和稳定性影响较大,改性条件的考察和优化难度较高。多种改性方法配合以及不同改性方式的合理选择是木质素类分散剂改性研究的重要发展方向。     

复配改性木质素磺酸钠及其工业应用

针对来自杨木造纸废液的木质素磺酸钠(LS)作为水煤浆分散剂较差的性能,通过磺化和缩聚反应对其进行了化学改性,制备出改性木质素磺酸钠(MLS)。研究了改性木质素磺酸钠与萘系、有机羧酸盐类等分散剂复配之后对水煤浆成浆性能的影响。结果表明:与木质素磺酸钠相比,改性木质素磺酸钠的磺酸基的红外特征衍射峰明显增强,改性木质素磺酸钠的分散降黏能力也明显增强。复配制备的新添加剂工业应用结果表明:新型的水煤浆添加剂对皇陵煤的煤浆性能影响较大,且能有效地提高煤浆煤质量分数。     

木质素磺酸钠的改性及对煤浆分散性研究

通过正交实验对木质素磺酸钠(SL)和丙烯酰胺(AM)接枝反应的条件进行了优化,考察了合成产物对烟煤成浆浓度、黏度和稳定性的影响.结果表明,当AM与SL质量比为1∶5,温度为40℃,引发剂K2S2O8-NaHSO3含量为3%条件下反应2.5h,得到的产物作为水煤浆分散剂,在添加量为0.8%(占干煤基的比例),煤浆浓度为69%时,黏度为550mPa·s,3d后的穿透率达74.75%;相同情况下使用未经改性的SL为分散剂制浆,黏度为610mPa·s,3d后穿透率为70.68%,明显低于改性分散剂制浆的穿透率,且改性SL所制煤浆同未改性SL所制煤浆的析水率相比也降低了4.45%.     

木质素改性及其作为水煤浆添加剂的性能研究

为制备出性价比高的水煤浆添加剂,根据木质素的组成和性质,采用均匀试验设计方法确定了木质素改性制水煤浆分散剂(DCS)的工艺条件。在义马煤的成浆实验中,通过添加剂的添加量与水煤浆黏度的关系及制浆浓度与水煤浆黏度的关系可以看出,在DCS添加量为0.8%(干煤基)时,水煤浆的浓度可达到65%,黏度为988mPa.s;由DCS、木质素磺酸钠(木钠)、萘磺酸钠(NSF)3种添加剂在制浆浓度都为64%时制得水煤浆的流动性和稳定性的比较中,可以看出DCS具有良好的分散与稳定性能。     

木质素系高效分散剂对水煤浆制浆性能的影响

以木质素磺酸钠为原料,通过磺化缩聚法合成一种木质素系水煤浆分散剂(GCL3S).水煤浆的流变性能测试表明,GCL3S对水煤浆的分散降黏能力优于萘磺酸盐甲醛缩合物系分散剂,GCL3S的分子量和磺化度是影响其对水煤浆分散降黏能力的主要因素,其中分子量的影响更为显著,适宜的分子量(特性黏度为6.84 mL/g～12.21 mL/g)和较高的磺化度(1.89 mmol/g)有利于提高GCL3S对水煤浆的分散降黏性能.采用Herschel-Bulkley模型对掺GCL3S的水煤浆浆体的流变曲线进行拟合,研究了GCL3S的分子量和磺化度对水煤浆流变性的影响.     

改性木质素磺酸盐水煤浆添加剂对神华煤制浆性能的影响

针对神华煤难以制成高浓度水煤浆的现状,采用Haake RV-Ⅰ流变仪等研究了改性木质素磺酸盐水煤浆添加剂(GCL3S)对神华煤水煤浆制浆性能的影响,GCL3S的质量分数为0.8%、制得的煤浆中煤质量分数达到62.63%,黏度可低至896 mPa.s,优于同等条件下萘系添加剂(FDN)的降黏效果,在接近中性条件下GCL3S的制浆性能最好,升高温度可以提高浆中煤的质量分数,对于用GCL3S制得的浆体,最佳搅拌时间是20~40 m in,其抗剪切性能明显优于FDN,GCL3S对煤浆的稳定时间为10 d,优于萘系添加剂。     

不同分子量木质素磺酸钠染料分散剂的结构及性能

采用超滤方法对木质素磺酸钠进行分离得到3种不同分子量级份。采用凝胶渗透色谱、紫外光谱、电位滴定等方法研究各级份的结构特征及其对分散染料性能的影响。结果表明,随着分子量的增加,木质素磺酸钠颜色加深、纯度提高,分子结构中愈创木基含量增多,酚羟基、磺酸基和羧基的含量降低;高分子量木质素磺酸钠对分散染料具有更优的分散性和高温稳定性,染料上染率也随其分子量的增大而增加,且当木质素磺酸钠浓度较高时,分子量增大,对纤维沾污减弱。木质素磺酸钠对染料的还原破坏作用与分子量和酚羟基含量有关,采用截留分子量大于2.5×10³的膜提纯的木质素磺酸钠级份对染料还原性最低,还原水解率由未提纯时的26.0%降为6.9%,且该级份木质素磺酸钠具有最优的匀染性能。     

洁净煤（水煤浆）用高效分散悬浮剂的制备

通过选用特定的小分子单体,采取分段聚合方式,合成具有特定官能团的化合物,用作水煤浆分散悬浮剂。     

酶解木质素―磺化丙酮―甲醛缩聚物的合成与应用

以酶解木质素、亚硫酸氢钠、偏重亚硫酸氢钠、丙酮和甲醛为原料制备酶解木质素―磺化丙酮―甲醛缩聚物(E-LSAF),并作为水煤浆制备中的添加剂。通过测定E-LSAF的红外光谱、吸附量和ζ-电位的,探讨了添加E-LSAF对水煤浆体系的影响,并对比了E-LSAF、碱木质素―磺化丙酮―甲醛缩聚物(A-LSAF)和工业木素磺酸钠作为水煤浆添加剂对水煤浆分散稳定性的影响。E-LSAF作为添加剂应用于水煤浆的制备中,既可以有效地利用酶解木质素,又可降低水煤浆制备的成本,提高水煤浆的分散稳定性能。     

水煤浆添加剂萘磺酸甲醛缩合物合成条件的优化

以精萘、浓硫酸和甲醛为原料,依次经过磺化、水解、缩合三个反应合成了萘磺酸甲醛缩合物(NSF),并获得了各反应的优化条件。结果表明:当2-萘磺酸(2-NSA)产率最大时,磺化反应的优化条件为n(萘)∶n(浓硫酸)=1∶1.15、反应温度160℃、反应时间3 h;水解反应要使1-萘磺酸(1-NSA)的残留量最低优化条件为反应温度115℃、反应时间60 min、n(萘)∶n(水)=1∶2.3,此时1-NSA水解的转化率最高;缩合反应的优化条件为n(萘)∶n(甲醛)=1∶1、酸度30%,反应温度105℃,反应时间2 h,在此条件下2-NSA全部聚合生成NSF。产物NSF的红外光谱(FTIR)和高效液相色谱(HPLC)分析表明,不同条件下获得的NSF都含有丰富的芳环、亚甲基和磺酸基结构;HPLC分析表明,NSF在磺化度、分子量大小和分子的主体结构(线性结构/枝状结构)方面存在差异,这种差异导致NSF在作为水煤浆分散剂时,对降低浆体黏度和提高浆体稳定性方面具有不同的性能;优化条件下得到的NSF在降低浆体黏度方面性能优于市售的萘磺酸甲醛缩合物系分散剂(NX-1),但二者对保持浆体稳定性的能力相当。     

水煤浆分散剂及其发展现状

简要概括了水煤浆分散剂的分散机理及其分类,在此基础上,分析了国内外水煤浆分散剂的研究现状,最后详细分析和论述了水煤浆分散剂的研究开发与工业应用前景。     

改性胍胶水煤浆分散剂的制备与性能表征

以胍胶为主剂,经过氧化还原反应后在分子链上引入含有羧基的丙烯酸、含有磺酸基的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸(AMPS)和丙烯酰胺分子单体,通过自由基缩合反应合成出改性胍胶聚合物分散剂,通过红外光谱、热分析仪、流变仪及激光粒度仪对合成产物及水煤浆体系进行测试,改性胍胶聚合物分散剂在280℃开始逐级分解,热稳定性较好;在分散剂加量为0.4%,制浆浓度为64%时,水煤浆体系的表观粘度为760 m Pa·s,水煤浆析水量较少、体系稳定。     

合成水煤浆分散剂几种工艺产品的比较

以亚硫酸钠、丙酮、甲醛为原料合成磺化丙酮——甲醛缩聚物水煤浆分散剂(SAF)。通过三种不同的工艺流程来合成分散剂,通过实验研究发现,0.6 mol/L,50 mL Na2SO3条件下制得的水煤浆分散剂效果最好,具有良好的分散性能,制浆黏度最低,析水率较低,流动性、稳定性都较好,是理想的水煤浆分散剂。     

苄基化疏水改性淀粉的合成及水煤浆分散性能

采用氧化淀粉和羟乙基淀粉为原料,氯化苄为疏水剂,引入一定量的疏水基团苄基,制备出两种新型苄基化改性淀粉(氧化苄基化淀粉(OBS)和羟乙基苄基化淀粉(HBS))。将OBS和HBS作为分散剂应用于神华煤制备水煤浆,探讨改性淀粉对浆体的表观黏度、制浆浓度、稳定性和流变性的影响。结果表明:OBS和HBS的最佳添加量为0.50%(质量分数,下同),最大制浆浓度为65%;苄基化疏水改性后制得的淀粉分散剂均具有较好的分散效果,含苄基和羧基更多的OBS分散剂性能更佳,浆体表观黏度为842 mPa·s,7 d析水率为4.3%,煤颗粒表面Zeta电位降至-36.2 mV,体现出较好的稳定性和流变特性。OBS分散剂通过结构中的疏水基团苄基与煤中的硫水区域通过π电子极化作用力结合,形成平躺的线性折叠链式吸附。     

两性改性淀粉的合成及其水煤浆分散性能研究

以市售阳离子淀粉为原料,以过硫酸铵(NH4)2S2O8作为引发剂,分别加入苯乙烯磺酸钠(SSS)和丙烯酸(AA)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)和丙烯酸(AA)单体进行接枝共聚,制备出两种两性改性淀粉CSSAS和CSMAS。将其作为分散剂用于神华煤制浆,探讨两性改性淀粉分散剂对水煤浆制浆性能的影响。CSSAS分散剂的最佳用量为0.4%,制浆质量分数为65%,表观黏度为837 mPa·s,7 d析水率为4.7%,CSSAS在神华煤表面的饱和吸附量为2.36 mg/g;CSMAS分散剂的最佳用量为0.4%,制浆质量分数为65%,表观黏度为910 mPa·s,7 d析水率为5.2%,CSMAS在神华煤表面的饱和吸附量为2.25 mg/g。两性改性淀粉中的阳离子与神华煤表面的负电荷可以很好地吸附,提供更多吸附位点,在煤表面的吸附较为理想。结合神华煤的结构特点及分散特性,分析了吸附模型和吸附作用机理。     

一种新型的腐植酸系水煤浆分散剂的制备及性质研究

实验采用直接酯化法,以马来酸酐和聚乙二醇600先酯化合成酯化单体,再以腐殖酸、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵和酯化单体为原料,以过硫酸钾为引发剂,采用水溶液自由基接枝共聚原理,合成出了一种新型的两性离子型腐殖酸分散剂(HDM)。通过红外光谱对接枝共聚产物的分子结构进行了表征。将其作用于榆林煤制浆,考察了单体配比、引发剂用量、反应温度等对水煤浆性能的影响。最佳工艺条件为:m(MAPEG-600)/m(HA)=2.5:1,引发剂KPS用量为HA和MAPEG-600总质量的6.0%。结果表明,HDM相较于市售的木质素磺酸钠有更好的稳定性。