[发明专利]一种草浆造纸黑液水煤浆分散剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水煤浆分散剂，特别是涉及一种草浆造纸黑液高效水煤浆分散剂及其制备方法。具体地讲是以草浆碱法造纸浓缩黑液为原料，在常压下经过接枝磺化、缩聚反应制备出一种高分子量、高磺化度的黑液水煤浆分散剂。

背景技术

水煤浆是一种采用物理方法制备的煤基流体燃料，是由一定粒度组成的煤(约60％～70％)、水(约30％～40％)和少量分散剂制备而成。分散剂是制备高浓度水煤浆的关键，少量的分散剂吸附在煤水界面，使憎水的煤颗粒在水中分散，使水煤浆具有高浓度、低黏度、良好的流动性和稳定性，具有工业应用价值。

目前，国内外水煤浆分散剂的种类主要有阴离子型和非离子型。常用的阴离子型水煤浆分散剂有：(1)各类取代基萘磺酸盐缩聚物[CN1209439；US4282006；US4330301]，国内应用较广的萘系NDF产品就属于此系列，其优点是分散降黏能力强，然而浆体稳定性差，容易析水产生硬沉淀，而且价格偏高。(2)木质素磺酸盐[CN1404912]，主要来源于造纸废液，其最大优点是原料丰富，价格低廉，缺点是原料复杂，性能不稳定，难以满足生产要求。(3)腐植酸盐系列[如CN1298927；CN1069759]，其分散降黏能力较好，但浆体稳定性差，容易产生硬沉积。(4)聚烯烃系列[如CN1233618；CN 1286273；US5328491；US5233012；US5153299；US5100438；US4441888]，包括聚苯乙烯磺酸盐、马来酸与各类环戊二烯的聚合物钠盐、聚二烯磺酸盐、异丁烯和顺丁烯二酸酐聚合物钠盐等。它们一般对低灰水煤浆具有较好的分散稳定作用，但需要严格控制分子质量及其分布，而且价格高。(5)聚羧酸系列，用不饱和羧酸单体如(甲基)丙烯酸、马来酸钠盐和其他单体接枝共聚而成，是一种高效的水煤浆分散剂，但价格较高。非离子型水煤浆分散剂主要有聚氧乙烯和聚氧乙烷系列[如CN 1374378；US4358293；US4478603]。这类分散剂主要优点是不受水质及煤中可溶性物质的影响，并能兼作稳定剂，但价格昂贵，且不易制备高浓度的水煤浆。

目前，萘磺酸盐甲醛缩合物与聚苯乙烯磺酸盐是国外应用最为广泛的两类水煤浆分散剂，国内水煤浆厂主要以萘系、木质素磺酸盐和腐殖酸系分散剂为主。萘系分散剂制浆存在着稳定性差、成本较高的问题，而其它聚烯烃磺酸盐、聚羧酸盐和非离子分散剂虽高效但价格昂贵，制浆成本高。木质素类水煤浆分散剂具有广泛的原料来源和低廉的原料成本，应用为主流水煤浆分散剂的前景被广泛看好。目前应用的木质素类分散剂主要以酸法制浆废液回收的木质素磺酸盐、磺化酸析碱木质素、磺化黑液木质素为 主，改性的方法主要是磺化法，增加木质素的亲水性基团。由于木质素具有球形的复杂分子结构，分子量的分布范围宽，传统工艺磺化制备的木质素磺酸盐存在磺化度较低、分子量低的缺点，并且制备的具有球形结构的木质素磺酸盐在煤颗粒表面的吸附不牢固，对水煤浆的分散降黏性能不佳。因此，改性技术的局限性制约了木质素类水煤浆分散剂的推广应用。

发明内容

本发明的目的是针对现有木质素类水煤浆分散剂磺化度较低、分子量较低、分散降黏性能较差而开发的一种高效黑液水煤浆分散剂，该分散剂具有较高的磺化度和分子量，在较低的添加量下对水煤浆具有分散降黏性能优的特点，克服现有木质素类水煤浆分散剂难以制备高浓度水煤浆、适用煤种范围窄的缺点。

本发明的目的还在于提供所述造纸黑液水煤浆分散剂的制备方法。

本发明原理：鉴于传统磺化法的缺点，本发明提出接枝磺化的新概念，采用草浆造纸黑液为原料，利用其中木质素分子中含有的酚羟基、苯环、醚键、碳碳双键等高反应活性位与制备的活性磺化剂中间体进行接枝反应，接入亲水链和亲水基团，然后进行缩聚反应，制备的水溶性聚合物具有高磺化度和高分子量，并且对木质素的球形分子结构也具有一定改变。制浆实验证明制备的黑液水煤浆分散剂对不同变质程度的煤都具有较好的成浆性能，对于不同煤阶的煤种，其分散降黏性能和浆体稳定性均达到或优于萘磺酸盐甲醛缩合物。

本发明的目的是通过以下方法实现的：

一种草浆造纸黑液水煤浆分散剂，以质量份数计，分散剂的配方如下：

黑液                        200份

醛类物                      25～50份

羰基化合物                  20～60份

磺化剂                      25～50份