本發(fā)明屬于褐煤應(yīng)用
技術(shù)領(lǐng)域：
，涉及其表面改性，特別涉及一種陽(yáng)離子瀝青乳液包覆改性低階煤及其制備水煤漿的方法。
背景技術(shù)：
：水煤漿是在上個(gè)世紀(jì)七八十年代，石油緊缺而興起的一種以煤代油的新型技術(shù)。水煤漿是一種新型的煤基潔凈環(huán)保燃料，由約60～70％的煤、30～40％的水和少量添加劑，經(jīng)過(guò)一定的工藝加工制備而成的固、液兩相懸浮分散體系，具有與油一樣的流動(dòng)性與穩(wěn)定性；可以泵送、霧化與穩(wěn)定著火燃燒；其熱值大約相當(dāng)于燃油的一半。我國(guó)發(fā)展水煤漿技術(shù)具有重要意義。具有工業(yè)應(yīng)用價(jià)值的水煤漿應(yīng)具有高濃度、低黏度、良好的流動(dòng)性及穩(wěn)定性。目前低階煤制備高濃水煤漿存在的問(wèn)題是孔隙度及內(nèi)水含量高，含氧官能團(tuán)豐富，表面親水基團(tuán)羧基、羥基和羰基含量較多等原因?qū)е缕涿侯w粒親水性大，從而影響其流變性能。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中低階煤內(nèi)水含量大、脫水提質(zhì)后容易復(fù)吸水的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種陽(yáng)離子瀝青乳液包覆改性低階煤及其制備水煤漿的方法，對(duì)孔隙度及內(nèi)水含量用微波的技術(shù)將水分降低；由于低階煤表面的羧基等含氧基團(tuán)以及煤粒表面的無(wú)機(jī)礦物質(zhì)如碳酸鹽、硅酸鹽均為電負(fù)性，本發(fā)明選用帶正電性、成膜性能好、覆蓋力強(qiáng)的陽(yáng)離子瀝青乳液，對(duì)低階煤顆粒進(jìn)行包覆改性，對(duì)煤顆粒表面的孔隙進(jìn)行封堵，防止提質(zhì)干燥后的煤顆粒重新吸附水分，以降低其對(duì)自由水的復(fù)吸，提高煤表面的疏水性，從而使難成漿的低階煤呈現(xiàn)出類(lèi)似高階煤的表面強(qiáng)疏水性，提高其改善其水煤漿的流動(dòng)性及其漿體穩(wěn)定性，能使脫水后的煤顆粒具有孔隙度大為降低、疏水性提高、煤粉對(duì)自由水復(fù)吸率低、用量少、覆蓋均勻、高效經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)，同時(shí)可以利用常用的萘磺酸鹽、木質(zhì)素鹽作為分散劑，從而成為提高低階煤制備高濃水煤漿的一種有效方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種陽(yáng)離子瀝青乳液包覆改性低階煤的方法，首先在微波作用下對(duì)低階煤進(jìn)行內(nèi)水脫除，直到煤粉質(zhì)量恒重，然后用陽(yáng)離子瀝青乳液作為表面改性劑對(duì)煤粉進(jìn)行封孔和表面包覆，實(shí)現(xiàn)低階煤改性。所述陽(yáng)離子瀝青乳液通過(guò)如下方式獲取：分別將1gspan60和3gtween60以及0.2g的十六烷基三甲基氯化銨放入燒杯中，加入200ml水，攪拌均勻得到乳化劑水溶液，然后將乳化劑水溶液加熱到70℃；再稱(chēng)取50g瀝青，加熱至140℃；啟動(dòng)膠體磨，將乳化劑熱水溶液注入膠體磨中，再緩慢將熱瀝青倒入進(jìn)行乳化，大約10min后停止膠體磨，冷卻至室溫可得到陽(yáng)離子瀝青乳液。所述封孔和表面包覆通過(guò)噴霧法實(shí)現(xiàn)。所述陽(yáng)離子瀝青乳液的添加量為低階煤干重的0.5～2.0％。所得改性低階煤可用于制備水煤漿：在改性低階煤中加入分散劑和水，攪拌制備。所述分散劑為萘磺酸鹽或木質(zhì)素鹽，加入量為干基煤重的0.3％。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：(1)本發(fā)明利用微波提質(zhì)的方法，經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、安全高效的進(jìn)行了低階煤內(nèi)水脫附，并以表面包覆的形式對(duì)低階煤進(jìn)行表面改性，防止水煤漿中煤粒對(duì)自由水的復(fù)吸，從而改善其成漿性能，突破了傳統(tǒng)的以研究分散劑來(lái)提高成漿性的觀念。(2)本發(fā)明改性劑采用陽(yáng)離子瀝青乳液，使其與煤表面的相互作用方式由單一的氫鍵吸附變?yōu)闅滏I吸附和靜電吸附的雙重作用。因此改性劑吸附效果更佳，用量少，方法簡(jiǎn)單、更有效地改善煤粒表面的疏水性及孔隙結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到降低水煤漿表觀黏度及防止自由水復(fù)吸的作用。具體實(shí)施方式下面結(jié)合實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施方式。實(shí)施例1將煤粉在微波條件下進(jìn)行內(nèi)水脫除，直到其質(zhì)量保持不變，然后分別用煤粉質(zhì)量的0.5％陽(yáng)離子瀝青乳液用小型噴霧劑以以霧化方式對(duì)煤粉進(jìn)行包覆改性，并將改性好的煤粉放置于105℃烘箱中除去水分，密封保存。實(shí)施例2將煤粉在微波條件下進(jìn)行內(nèi)水脫除，直到其質(zhì)量保持不變，然后分別用煤粉質(zhì)量的1％陽(yáng)離子瀝青乳液用小型噴霧劑以霧化的方式對(duì)煤粉進(jìn)行包覆改性，并將改性好的煤粉放置于105℃烘箱中除去水分，密封保存。實(shí)施例3將煤粉在微波條件下進(jìn)行內(nèi)水脫除，直到其質(zhì)量保持不變，然后分別用煤粉質(zhì)量的1.5％陽(yáng)離子瀝青乳液用小型噴霧劑以霧化的方式對(duì)煤粉進(jìn)行包覆改性，并將改性好的煤粉放置于105℃烘箱中除去水分，密封保存。實(shí)施例4將煤粉在微波條件下進(jìn)行內(nèi)水脫除，直到其質(zhì)量保持不變，然后分別用煤粉質(zhì)量的2.0％陽(yáng)離子瀝青乳液用小型噴霧劑以霧化的方式對(duì)煤粉進(jìn)行包覆改性，并將改性好的煤粉放置于105℃烘箱中除去水分，密封保存。應(yīng)用效果測(cè)試：選用內(nèi)蒙褐煤為研究對(duì)象，通過(guò)破碎、球磨、篩選和級(jí)配，攪拌均勻后制得相同濃度的水煤漿(質(zhì)量分?jǐn)?shù)57％)，煤的粒徑級(jí)配：0.840～0.420mm占8％、0.420～0.124mm占42％、0.124～0.074mm占7％、0.074～0.063mm占8％、0.063mm以下占35％。分散劑為萘磺酸鹽，加入量為0.3％(占干基煤wt％)，發(fā)明實(shí)施的表面疏水改性的煤粉制漿性能測(cè)試結(jié)果如下表1所示，由表1可以看出本專(zhuān)利所述陽(yáng)離子瀝青乳液改性過(guò)的煤粉的水煤漿表觀粘度在0h、6h、12、24h、48h后的變化。表1：各實(shí)施例產(chǎn)品的成漿性能比較性能指標(biāo)(mpa·s)0h6h12h24h48h微波提質(zhì)對(duì)比樣81711981572202228070.5％陽(yáng)離子瀝青乳液6128621008110217851.0％陽(yáng)離子瀝青乳液592854956103513561.5％陽(yáng)離子瀝青乳液55671285292411242.0％陽(yáng)離子瀝青乳液502668715734824當(dāng)前第1頁(yè)12