CN1394689A

CN1394689A - 以磨机底料回流制备宽粒度分布浆体的方法

Info

Publication number: CN1394689A
Application number: CN 02113156
Authority: CN
Inventors: 沈健; 胡柏星; 何其慧
Original assignee: Research Center Of Surface And Interface Chemical Engineering Technology Nanjin
Current assignee: Research Center Of Surface And Interface Chemical Engineering Technology Nanjin
Priority date: 2002-06-13
Filing date: 2002-06-13
Publication date: 2003-02-05

Abstract

本发明涉及一种浆体的制备方法，特别是一种以磨机底料回流制备宽粒度分布浆体的方法。本发明将预碎后的固体原料与水和分散剂置于磨机中磨矿，其特征是制得的浆体进入滤浆器过滤，将含粗颗粒在内的10wt％至50wt％的浆体通过滤浆器底阀连续回流至磨机，和新入料一起磨矿，经滤浆器过滤后制得的浆体为宽粒度分布的浆体。本发明通过拓宽浆体中颗粒粒径分布宽度，达到同时提高浆体的浓度和稳定性，具广泛的推广应用价值。

Description

以磨机底料回流制备宽粒度分布浆体的方法

一、所属技术领域

本发明涉及一种浆体的制备方法，特别是一种以磨机底料回流制备宽粒度分布浆体的方法。

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87101648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底料回流制备宽粒度分布的浆体的方法，通过拓宽浆体中颗粒粒径分布宽度，以达到同时提高浆体的浓度和稳定性的效果。

根据本发明提出的以磨机底料回流制备宽粒度分布浆体的方法，首先将预碎后的固体原料与水和分散剂置于磨机中磨矿，其特征是制得的浆体进入滤浆器过滤，将含粗颗粒在内的10wt％至50wt％浆体通过滤浆器底阀回流至磨机，和新入料一起磨矿，经滤浆器过滤后制得的浆体为宽粒度分布的浆体。本发明是利用浆体中粗、细两种颗粒级配的原理来实现其目的的。这是因为在磨矿过程中，磨介有三种运动方式：抛落运动、泻落运动和圆弧运动。其中抛落运动起击碎作用，破碎方式以体积破碎为主，主要用于击碎粗颗粒；泻落运动起研磨作用，破碎方式以表面破碎为主，主要产生细颗粒；圆弧运动，由于磨介与磨机内壁不产生相对运动，对磨矿没有效果。因此使用无底流回流磨机制备浆体分两个阶段：第一阶段，固体粗颗粒的粉碎，固体粗颗粒粉碎的速度大于磨机研磨的速度，产生粒径较大的颗粒，由于缺乏小颗粒填充在大颗粒之间，此时体系流动性不好，减少了磨介在磨机中的抛落运动和泻落运动，增加了磨介的圆弧运动，使得磨矿效率降低；第二阶段，固体粗颗粒经过第一阶段的破碎，体系的流动性逐渐增加，磨介的泻落运动也逐渐增强，产生了能够满足流动要求的细颗粒，制得的浆体回流掺入磨机始料中磨矿，即可制得符合要求的浆体。本发明在磨矿开始阶段通过部分浆体回流引入含有一定量的细颗粒浆体，缩短了磨矿第一阶段的时间，同时由于入料的粒度已经是宽分布，使得制得浆体的粒子的粒度分布更宽，从而达到提高体系稳定性和体系浓度的目的。

本发明浆体中颗粒粒径分布的宽度可根据以下公式计算：

δ = Σ \frac{{(D_{n} - D_{&upsi;})}^{2} \times C_{n}}{{D^{2}}_{&upsi;}}

式中，δ为颗粒粒径分布的宽度；D_n为第n个粒级的粒径；D_υ为粒子的体积平均粒径；C_n为第n个粒子的百分含量。δ值越大，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，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)可以弥补磨矿开始阶段细颗粒的不足，使磨矿开始阶段的浆体具有一定的流动性，有利于磨介在磨机中的抛落运动和泻落运动，从而提高磨机的磨矿效率；(2)拓宽了磨机的入料粒度，有利于提高浆体颗粒的分布宽度和堆积效率，达到同时制备高浓度和高稳定性浆体的目的；(3)与以往抛弃滤浆器中的粗颗粒不同，本发明还可以使原来要滤去的粗颗粒，随回流浆体返回到磨机，二次回收利用，达到节约原料的目的；(4)本发明工艺简单、易于操作、效果显著，具有广泛的推广应用价值。

四、附图说明

附图是本发明以磨机底料连续回流制备宽粒度分布浆体的工艺流程示意图。

五、具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的详细描述。

实施例1.以磨机底料回流法制备宽粒度分布的兴隆庄2#精煤水煤浆的方法。

磨机的底流量为10wt％至50wt％，制备宽粒度分布的水煤浆。以20wt％的底流量，2.0kg/h的产量，制备宽粒度分布的水煤浆为例，磨机选用XMB-Φ240×330型球磨机，容积为13.57L，负荷为2.4kg/h，固体原料选用兴隆庄2#精煤，投煤量为1.36kg/h，分散剂NDF加入量0.017kg/h(50wt％)，加入水量为0.633kg/h，制得的浆体进入滤浆器过滤，将含粗颗粒在内的浆体以0.4kg/h的流量通过滤浆器底阀回流至磨机，和新入料一起磨矿，经滤浆器过滤后制得的浆体为宽粒度分布的浆体。按10wt％、30wt％，40wt％，50wt％改变底流量，并以相同的制浆产量重复上述实验，分别制得4种宽粒度分布的高浓度高稳定性的水煤浆。

按照Q/3201NBJ02-1999标准测定采用单台球磨机无底流量(负荷为2.0kg/h)和底流量分别为10wt％、20wt％、30wt％、40wt％、50wt％制得的6种水煤浆的煤浓度、粘度和动态稳定性，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，当回流底流质量百分比为20wt％时效果最佳。

表1不同工艺方法制备的水煤浆性能表

回流底流质量百分比(wt％)	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)
回流底流质量百分比(wt％)	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)	0	67.5	1020	147.5	26.0	0.30
10	68.5	1000	178.9	24.0	0.15	0	67.5	1020	147.5	26.0	0.30
10	68.5	1000	178.9	24.0	0.15	20	69.5	980	212.0	22.0	0.05
30	68.7	1050	182.4	21.0	0.12	20	69.5	980	212.0	22.0	0.05
30	68.7	1050	182.4	21.0	0.12	40	68.4	990	170.0	20.5	0.16
50	68.1	980	165.3	19.9	0.20	40	68.4	990	170.0	20.5	0.16

实施例2.以磨机底料回流法制备宽粒度分布的齐鲁石油焦水焦浆的方法。

以磨机的底流量为10wt％至30wt％制备宽粒度分布的水焦浆。以2.0kg/h的产量，底流量为20wt％，制备宽粒度分布的水焦浆为例，磨机选用XMB-Φ240×330型球磨机，容积为13.57L，负荷为2.4kg/h，固体原料选用齐鲁水焦浆，投焦量为1.476kg/h，分散剂NDF加入量0.018kg/h(50wt％)，加入水量为0.506kg/h，制得的浆体进入滤浆器过滤，将含粗颗粒在内的浆体以0.4kg/h的流量通过滤浆器底阀连续回流至磨机，和新入料一起磨矿，经滤浆器过滤后制得的浆体为宽粒度分布的浆体。按10wt％、30wt％改变底流量，并以相同的制浆产量重复上述实验，分别制得4种宽粒度分布的高浓度高稳定性的水煤浆。

参照Q/3201NBJ02-1999标准测定采用单台球磨机无底流(负荷为2.0kg/h)和底流量为10wt％、20wt％、30wt％制得4种水焦浆的焦浓度、粘度和动态稳定性，用激光粒度仪测定水焦浆的焦粒子粒径分布，按公式计算粒子的分布宽度，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，浓度和动态稳定性也同时随分布宽度的增加而提高，当回流底流质量百分比为20wt％时效果最佳。

表2不同工艺方法制备的水焦浆性能表

回流底流质量百分比(wt％)	焦浓度(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)
回流底流质量百分比(wt％)	焦浓度(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)	0	72.0	1010	153.7	31.0	0.38
10	73.3	980	195.3	22.8	0.16	0	72.0	1010	153.7	31.0	0.38
10	73.3	980	195.3	22.8	0.16	20	74.5	1000	223.5	20.1	0.08
30	72.8	960	200.1	20.8	0.13	20	74.5	1000	223.5	20.1	0.08

Claims

1、一种以磨机底料回流制备宽粒度分布浆体的方法，首先将预碎后的固体原料与水和分散剂置于磨机中磨矿，其特征是制得的浆体进入滤浆器过滤，将含粗颗粒在内的10wt％至50wt％浆体通过滤浆器底阀连续回流至磨机，和新入料一起磨矿，经滤浆器过滤后制得的浆体为宽粒度分布的浆体。

2、根据权利要求1所述的以磨机底料回流制备宽粒度分布浆体的方法，其特征是含粗颗粒在内的20wt％浆体通过滤浆器底阀连续回流至磨机。