水煤漿分散劑是指在煤水漿中添加的表面活性劑。能使煤粒穩定地分散在水中，長時間不產生分層和沉澱。常用的表面活性劑有磺酸鹽型分離子表面活性劑(如木質素磺酸鹽茶磺酸鹽、烯基磺酸鹽等)、聚氧乙烯刑非離了表面活性劑、水溶性高分一f聚合物以及陰離子表面活性列與非離子表面活性劑的復配物。
基本介紹
- 中文名：水煤漿分散劑
- 外文名：dispersant far rnai-water slurrie
- 定義：煤水漿中添加的表面活性劑
- 作用機理：潤濕分散作用
- 屬於：煤礦
- 學科：煤礦工程
分散劑的作用機理,作用機理,
分散劑的作用機理
煤的結構十分複雜，主體是多環芳香核，芳香核的化學性質不活潑，具有疏水性。芳香核上有數量不等的側鏈，容易氧化成含氧官能閉，如羧基、羰基、醌基、羥基和酚羥基等官能團，這些官能團極性較強，導致煤局部親水。同時，煤中還含有部分礦物質，這些礦物質大多具有一定極性。總體來看，煤的表面是強烈疏水的，局部有一定的親水性。因此．煤在水中的潤濕性較差，也就是說煤粒不能均勻地分散在水中。製備水煤漿的煤粉粒度很小，平均粒度多數在50μm以下，有極大的比表面，界面自由能很高，在水中的熱力學穩定性差，很容易白髮地通過疏水表面彼此聚結成團，使得煤粒和水不能密切結合成為漿體，在較高濃度時只會形成膏狀結構。
水煤漿分散劑是一種可以促進煤粒在水中均勻分散的化學藥劑。水煤漿作為漿體燃料，要求具有良好的流變性，所以分散劑還應有降低漿體黏度的作用。因此水煤漿分散劑的主要作用是分散和降黏。
作用機理
水煤漿分散劑作用機理，可以從以下三個方面來解釋。
(一)潤濕分散作用
在水煤漿製備過程中，煤粒完全浸沒往水中，同氣界面消失，產生固液界面，也就是說煤粒能否被水所潤濕是製備水煤漿的先決條件：煤表面具有強烈的疏水性，不能被水所潤濕。水煤漿分散劑具有雙親結構，作用基團一端呈極性，表現為親水；而另一端為非極性，表現為親油、疏水。分散劑分子疏水基團與煤表面的苯環、萘環或其他芳香環等疏水基團作用，而親水基團則朝向水，導致煤粒容易通過吸附的分散劑的親水基團與極性的水分子作用，使煤粒能在水中潤濕。由此可見，煤粒表面吸附分散劑後，其潤濕性提高，這由使用分散劑後煤粒的接觸角變小加以證實。
(二)靜電斥力分散作用
DLVO理論認為，膠體顆粒是相互吸引還是相互排斥取決於顆粒間的靜電排斥力和范德瓦耳斯力的綜合效應。一般情況下外界因素不會對范德瓦耳斯力產生影響，但顆粒問的靜電排斥力卻受溶液環境影響較大。溶液中的離子濃度，特別是高價金屬離子濃度增加，將壓縮雙電層厚度，使∈電位降低。顆粒間的靜電-H}斥力位能迅速降低，膠體分散體系容易失穩而產生聚結。
利用DLVO理論來解釋水煤漿分散劑的作用機理在國外頗為流行，有的學者甚至認為顆粒的車電位提高到-50 mV，水煤漿的流動性將變好。大量的研究證實，提高∈電位有利於改善水煤漿的流動性，反之則有利於水煤漿的穩定性。
對於離子型水煤漿分散劑，不但能改變煤的表面親水性，同時還能提高煤的車電位，增加煤粒間的靜電排斥力，促進煤粒更好地分散在水中。但事實上由於工業用水和煤中的可溶性礦物質的溶出離子，使得水煤漿中含有Mg-2、Ca2+等高價金屬離子。這些離子對於降低煤的表面電位十分明顯，即使有水煤漿分散劑作用，也不能使煤粒表面維持高的毒電位。從這一點來說，儘管水煤漿分散劑可能提高煤粒表面亭電位，但在外加離子的作用下，其∈電位不能維持。可見，靜電排斥力可促進煤粒在水中分散，但絕不是決定性的作用。
(三)空間位阻與熵斥力分散作用
空間位阻作用是指顆粒表面吸附高分子分散劑後，在其表面形成一吸附層，致使顆粒問產生空間阻隔作用，當顆粒彼此相互接近時，吸附層的空問障礙阻止了顆粒的繼續接近，防止顆粒聚結。熵斥力分散作用是指當具有一定吸附層的顆粒相互接近時，若未發生重疊，顆粒間不發生作用，彼此重疊時，由於吸附層中的高分子物質運動的自由度受到妨礙．吸附分子的熵減少，體系會自發地向增加熵方向發展，使顆粒有再次分開的傾向。
