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碱性黑液主要由碱木素、半纤维素(还原糖)及少量灰份组成,其中碱木素是制备水煤浆分散剂主要原料,而半纤维素则具有增粘作用。为了提高碱性黑液中木质素含量,降低黑液中还原糖含量,采取酸析法进行木质素和还原糖的分离。
酸析试验中,采用单因素法和正交实验法,探讨了黑液浓度、反应温度、硫酸浓度及搅拌时间对黑液酸析还原糖去除率的影响,得出的最佳工艺条件是:黑液浓度10﹪,反应温度70℃,硫酸浓度12﹪,搅拌时间30min。在该工艺条件下进行酸析反应,还原糖去除率可达90.18﹪。
对碱性黑液改性和酸析黑液改性两种工艺进行了研究。在添加剂用量为0.6﹪(煤基)的情况下,通过试验设计和分析,比较了两种工艺条件制备的添加剂的成浆性能,得出了两种工艺的最佳条件。酸析木素改性的最佳条件:磺化剂Na2SO3的量和甲基化剂的量均为木质素的6.7﹪,温度155℃,时间3h;碱性黑液改性的最佳条件:磺化剂Na2SO3的量为碱性黑液的10﹪,甲基化剂的量为碱性黑液的16﹪,温度150℃,时间3h。
为了使黑液直接改性和酸析木素改性制得的水煤浆添加剂有可比性,对黑液直接改性在最佳条件下制备的添加剂W1和酸析木素改性在最佳条件下制备的添加剂W2进行比较。结果表明酸析木素改性工艺比较优越,制备的水煤浆添加剂效果好。
最后本文从润湿分散作用、静电斥力分散作用及空间位阻与熵斥力分散作用三个方面对添加剂的作用机理进行了探讨。