磺化腐植酸系水煤漿分散劑的合成與性能研究.pdf

1、當(dāng)前國(guó)內(nèi)最嚴(yán)重的能源危機(jī)就是石油短缺問(wèn)題，我國(guó)是一個(gè)產(chǎn)煤大國(guó)，但煤炭資源的利用率不高，浪費(fèi)和污染問(wèn)題最為突出，近幾年的霧霾現(xiàn)象就是因?yàn)槲廴疽鸬摹Ｒ虼酥匾暿蛦?wèn)題，高效利用煤炭資源已經(jīng)成為急待解決的社會(huì)問(wèn)題。水煤漿作為一個(gè)新型的清潔、高效的石油能源替代品，已經(jīng)越來(lái)越引起人們的重視。
　　分散劑作為水煤漿技術(shù)的核心，決定著水煤漿性能的優(yōu)劣。分散劑的主要作用是降低水煤漿的制漿粘度，增大水煤漿的穩(wěn)定性。本文選用價(jià)格低廉的天然大分子物質(zhì)腐

2、植酸，并對(duì)其進(jìn)行改性研究，通過(guò)親水基團(tuán)的引入和增大相對(duì)分子質(zhì)量合成了兩種磺化腐植酸型分散劑，分別為磺化腐植酸-甲醛-磺化丙酮縮聚物、磺化腐植酸-磺化丙酮-尿素-甲醛縮聚物。并通過(guò)紅外、差示掃描量熱儀、熱重、接觸角、Zeta電位、流變性對(duì)分散劑的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，可知合成了符合預(yù)期的新型腐植酸基水煤漿分散劑。將合成的兩種分散劑分別與磺化腐植酸、市售萘系分散劑對(duì)比，研究分散劑的優(yōu)劣性。
　　首先，對(duì)來(lái)源于山西靈石縣的粗品腐植酸采用堿溶酸沉

3、法提取，通過(guò)紅外光譜、相對(duì)分子質(zhì)量的測(cè)定，研究了腐植酸和磺化腐植酸的基本結(jié)構(gòu)，并對(duì)兩種腐植酸所含有的官能團(tuán)含量使用酸堿滴定法進(jìn)行測(cè)定，其中腐植酸的總酸性基團(tuán)含量為4.402 mmol/g，磺化腐植酸的總酸性基團(tuán)含量為6.848 mmol/g。
　　方案一合成了一種新型磺化腐植酸-甲醛-磺化丙酮縮聚物分散劑。研究了反應(yīng)物的最佳配比，制定出最佳實(shí)驗(yàn)方案。結(jié)果表明，腐植酸與亞硫酸鈉最佳配比為3:1，且溫度為85℃時(shí)磺化腐植酸的性能最佳；

4、磺化腐植酸與磺化丙酮的最佳配比為2:1，甲醛用量為35％，反應(yīng)最佳溫度為80℃，最佳時(shí)間為3 h。對(duì)于彬長(zhǎng)煤，當(dāng)分散劑含量為0.3%時(shí)，水煤漿最大成漿濃度為67%，所配制的漿體表觀粘度為930 mPa·s。該分散劑的靜態(tài)吸附符合Langmuir等溫吸附方程，1 g彬長(zhǎng)煤粉可吸附5.99 mg分散劑。通過(guò)測(cè)量析水率確定穩(wěn)定性為二級(jí)。
　　方案二合成了磺化腐植酸磺化丙酮尿素甲醛聚合物分散劑。最佳合成方案為尿素添加量為28%，甲醛為40

5、%，最佳溫度為85℃，反應(yīng)時(shí)間3 h最合適，其他物料配比同方案一相同。同時(shí)對(duì)于合成的性能最好的分散劑，其分散劑最佳用量為0.25%，對(duì)彬長(zhǎng)煤樣其最大成漿濃度為68%，此時(shí)表觀粘度為902 mPa·s。分散劑磺化腐植酸磺化丙酮尿素甲醛聚合物為單層吸附，且曲線與Langmuir等溫吸附方程保持一致，1g彬長(zhǎng)煤粉可吸附約7.69 mg磺化腐植酸磺化丙酮尿素甲醛聚合物分散劑。穩(wěn)定性為一級(jí)。
　　新合成的兩種分散劑與市售的萘系分散劑和磺化腐