CN1174808C - 以磨机并联制备宽粒度分布固液浆体的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种浆体的制备方法，特别是一种以磨机并联制备宽粒度分布固液浆体的方法。本发明首先将预碎后的固体原料按10∶90至35∶65的质量百分比例与水和分散剂分别置于振动磨机和球磨机中磨矿，振动磨机制得的固液浆体经脱水器抽滤后与球磨机制得的固液浆体经混合罐混合而制得宽粒度分布的固液浆体。本发明通过拓宽固液浆体中颗粒粒径分布宽度，达到同时提高固液浆体的浓度和稳定性，具广泛的推广应用价值。

Description

以磨机并联制备宽粒度分布固液浆体的方法
一、所属技术领域
本发明涉及一种浆体的制备方法，特别是一种以磨机并联制备宽粒度分布固液浆体的方法。
二、背景技术
随着浆体在许多领域的广泛应用，如何制备高稳定性、高浓度浆体已经越来越引起人们的重视。湿法磨矿是制备浆体较常用和简捷的方法。为了提高浆体的浓度和稳定性，通常采取调整磨机的长径比、磨机筒体隔仓、调整磨介(如调整球磨机钢球尺寸的大小和比例、使用钢段替代部分钢球等)或调整磨机的给料粒度等方法来实现。但这些措施都存在仅仅改变了磨机的一个或几个工艺参数尚不能从根本上解决提高浆体的浓度和稳定性的问题。中国专利申请87101684提出了一种制备稳定化水煤浆的方法。该方法是在成品煤水浆中加入能与钙、镁离子生成不溶于水化合物的碱金属硅酸盐或碳酸盐，通过连续或断续的检测溶解在浆体上层液中钙、镁离子的浓度来控制其加入量，保证其加入量足以把这些离子转化成不溶于水的化合物，从而使煤浆在贮存期内稳定而不变质。这种方法虽然对提高煤浆稳定性有一定效果，但由于浆体中固体粒子的级配状况尚未根本改变，所以不能同时提高浆体浓度。中国专利申请85100543，提出使用草炭、风化煤或褐煤所产生的腐植酸盐或其磺酸盐衍生物，可以作为制备固体含量为55wt％以上的高浓度水煤浆添加剂，使用或与其他添加剂混合使用均可获得一定的降低粘度和稳定效果。这种方法虽然对提高浆体浓度有一定的效果，但由于添加剂的加入导致浆体中粒子之间接触点相应减少，所以无法解决浆体的稳定性的问题。
以上技术方案虽然分别在提高浆体的浓度和稳定性方面取得了一些进展，但目前尚无同时解决浆体的高浓度和高稳定性的方法，如何克服现有技术存在的问题，已成为当今浆体领域中亟待解决的难题之一。
三、发明内容
本发明的目的在于提供一种以磨机并联制备宽粒度分布固液浆体的方法，通过拓宽固液浆体中颗粒粒径分布宽度，达到同时提高固液浆体的浓度和稳定性的效果。
根据本发明提出以磨机并联制备宽粒度分布固液浆体的方法，其特征是首先将预碎后的固体原料按10∶90至35∶65的质量百分比例与水和分散剂分别置于振动磨机和球磨机中磨矿，振动磨机制得的固液浆体经脱水器抽滤后与球磨机制得的固液浆体经混合罐混合而制得宽粒度分布的固液浆体。本发明是利用两种粒度大小和分布均不同的固液浆体混合来实现其目的的。这是因为振动磨机和球磨机是两类不同类型的磨矿设备，磨矿机理有一定差别：振动磨机主要靠磨管中钢球的高频率振荡达到破碎效果，磨矿效率较高，可以制得平均粒度较小的粉体，但其粒子的粒径分布比较窄，堆积效率很低，制备的固液浆体的稳定性和定粘浓度都不高；球磨机的磨矿在破碎的前期以体积破碎为主，当粒子达到一定粒度后，破碎以表面破碎为主，磨矿效率较低，通常制得的粉体粒径较大。选用振动磨机和球磨机并联制备固液浆体有利于结合两种设备磨矿方式的优点，克服了振动磨机难以制备高浓度和高稳定性固液浆体的问题，通过混合二者制得的产品，制备的宽粒径分布、堆积效率高的固液浆体，从而同时达到提高固液浆体的浓度和稳定性的目的。本发明固液浆体中颗粒粒径分布的宽度可根据以下公式计算：
δ = Σ ( D n - D v ) 2 × C n D 2 v
式中，δ为颗粒粒径分布的宽度；Dn为第n个粒级的粒径；Dv为粒子的体积平均粒径；Cn为第n个粒子的百分含量。δ值越大，固液浆体中粒子的堆积密度就越高，粒子的堆积密度越高，一方面提高了固液浆体中粉体的堆积效率；另一方面增加了粉体粒子间的相互作用力和接触点，固液浆体的浓度和稳定性就越高。
本发明与现有技术相比有益效果在于：(1)拓宽了终端固液浆体的粒径分布，增加了颗粒的堆积效率，实现固液浆体的高浓度和高稳定性；(2)利用了振动磨机高效的优点，克服了不能单独制备高浓度固液浆体的缺点，提高了制浆效率；(3)工艺简单，操作方便，具有广泛的推广应用价值。
四.实施例
以下结合附图对本发明作进一步的详细描述。
实施例1.以磨机并联法制备宽粒度分布的兴隆庄2#精煤水煤浆的方法。
振动磨机和球磨机的煤投料质量百分比为10∶90至35∶65制备水煤浆。以振动磨机和球磨机的兴隆庄2#精煤投料质量百分比例为30∶70制备产量为4.0kg/h的宽粒度分布的水煤浆为例：振动磨机采用2MZG-38型，负荷为1.4kg/h，投煤量为0.83kg/h，分散剂NDF加入量为0.02kg/h(25wt％)，加入水为0.55kg/h，制得的固液浆体经脱水器抽滤后得浓度为72.0wt％的滤饼。球磨机采用XMB-Φ240×330型，容积为13.57L，负荷为2.88kg/h，投煤量为1.95kg/h，分散剂NDF加入量为0.03kg/h(50wt％)，加入水为0.90kg/h。将球磨机制得的固液浆体和振动磨机经脱水器抽滤后制得的滤饼混合，制得宽粒度分布的高浓度高稳定性的水煤浆。改变两台磨机的煤投料质量百分比，分别按10∶90、20∶80和35∶65并以相同的制浆产量重复上述实验，制得3种宽粒度分布的高浓度高稳定性的水煤浆。
按企标Q/3201NBJ02-1999分别测定单台球磨机(负荷为2.0kg/h)、单台振动磨机(负荷为2.0kg/h)以及按本发明在两台磨机煤投料质量百分比分别为10∶90、20∶80、30∶70和35∶65，并在相同的制浆产量条件下制得的6种水煤浆的煤浓度、粘度和动态稳定性，并使用激光粒度仪测定水煤浆的煤粒子粒径分布，按公式计算粒子的分布宽度，结果见表1。从表1中可见，使用本发明制得水煤浆的粒子的分布宽度都有不同程度的提高，浓度和动态稳定性也随分布宽度的增加而提高，当振动磨机和球磨机的煤投料质量百分比为20∶80时效果最佳。
                表1不同工艺方法制备的水煤浆性能表
制备方法 煤浓度(wt％) 表观粘度(mPa·S) 粒子分布宽度 平均粒径(μm)   24小时动态沉降速率(wt％/h)
      单台球磨机   67.5     1020   147.5   26.0     0.30
      单台振动磨机   58.5     1000   73.9   7.6     0.66
振动磨机和球磨机的固体原料投料质量百分比 10∶90   68.5     1020   177.3   24.0     0.14
20∶80   69.3     1010   209.0   22.1     0.07
30∶70   68.8     1060   195.4   19.6     0.08
35∶65   68.3     980   169.2   18.6     0.15
实施例2.以磨机并联法制备宽粒度分布的齐鲁石油焦水焦浆的方法。
振动磨机和球磨机的焦投料质量百分比为15∶85至35∶65制备水焦浆。以振动磨机和球磨机的齐鲁石油焦投料质量百分比为25∶75，制备产量为4.0kg/h的宽粒度分布的水焦浆为例：振动磨机采用2MZG-38型，负荷为1.24kg/h，投焦量为0.74kg/h，分散剂NDF加入量为0.01kg/h(50wt％)，加入水为0.49kg/h，制得的固液浆体经脱水器抽滤后得浓度为82.0wt％的滤饼。球磨机采用XMB-Φ240×330型，容积为13.57L，负荷量为3.1kg/h，投焦量为2.23kg/h，分散剂NDF加入量为0.03kg/h(50wt％)，加入水为0.84kg/h。将球磨机制得的固液浆体和振动磨机经脱水器抽滤后制得的滤饼混合，制得宽粒度分布的高浓度高稳定性的水焦浆。改变两台磨机的石油焦投料质量百分比，分别按15∶85和35∶65并以相同的制浆产量重复上述实验，制得2种宽粒度分布的高浓度高稳定性的水焦浆。
参照企标Q/3201NBJ02-1999分别测定单台球磨机(负荷为2.0kg/h)、单台振动磨机(负荷为2.0kg/h)以及按本发明在两台磨机焦投料质量百分比分别为15∶85、25∶75和35∶65，并在相同的制浆产量条件下制得的5种水焦浆的焦浓度、粘度和动态稳定性，并测定粒子的粒度分布，结果见表2。从表2中可见，使用本发明制得水焦浆的粒子的分布宽度都有不同程度的提高，水焦浆的浓度和动态稳定性也随分布宽度的增加而提高，当振动磨机和球磨机的石油焦投料质量百分比为25∶75时效果最佳。
                  表2不同工艺方法制备的水焦浆性能表
制备方法 煤浓度(wt％) 表观粘度(mPa·S) 粒子分布宽度 平均粒径(μm)   24小时动态沉降速率(wt％/h)
      单台球磨机   72.0   1010   153.7   31.0   0.30
      单台振动磨机   60.0   1000   58.3   11.3   0.76
振动磨机和球磨机的固体原料投料质量百分比  15∶85   72.8   950   187.2   28.0   0.14
 25∶75   74.2   1030   219.1   26.1   0.08
 35∶65   73.1   1060   190.3   24.1   0.11

Claims (2)

1、一种以磨机并联制备宽粒度分布固液浆体的方法，其特征是首先将预碎后的固体原料按10∶90至35∶65的质量百分比例与水和分散剂分别置于振动磨机和球磨机中磨矿，振动磨机制得的固液浆体经脱水器抽滤后与球磨机制得的固液浆体经混合罐混合而制得宽粒度分布的固液浆体。
2、根据权利要求1所述的以磨机并联制备宽粒度分布固液浆体的方法，其特征是预碎后的固体原料按20∶80质量百分比例与水和分散剂分别置于振动磨机和球磨机中磨矿。
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