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添加造纸黑液/改性后黑液对水煤浆性能的实验研究

李效其  
【摘要】:造纸黑液是造纸工业制浆工程中产生的黑色废水经过浓缩之后的粘稠液体,由于其难以分离降解,气味恶臭难闻,排放到河流湖泊之中,给我们的环境造成了严重的污染危害。迫于环境的严峻形势,对造纸黑液废水的综合治理已经到了刻不容缓的地步。造纸黑液中的碱木素、腐殖酸、半纤维等均具有表面活性剂功能,其中的成分可以取代添加剂。煤泥是煤炭洗选加工的副产品,是由微细颗粒煤粉、粉化矸石、泥土和水组成的粘稠物。随着煤炭入选比例的增大和机械化程度的加大,煤泥的产量将会加大,这么多的煤泥排放堆积,而且容易被风化吹干,造成严重的黑色沙尘暴,也给土地和空气污染造成了严重的危害。因此,可以直接利用黑液取代水和添加剂与煤泥、原煤制备水煤浆,这样既有效处理了造纸黑液和煤泥的排放,减少了环境污染,同时还可以降低水煤浆的生产成本,实现黑液和煤泥的资源化再利用,也给人们带来了更多的经济效益和社会效益。 本论文主要研究造纸黑液与煤泥、原煤制备水煤浆的成浆性,旨在研究黑液的表面活性剂功能,高效处理利用造纸黑液,节能减排,减少污染。首先,考察了使用稀释不同倍数的黑液与煤泥制成水煤浆的最高成浆浓度、流变性、静态稳定性,发热量等,以及改变pH对黑液煤浆的影响;其次,研究了黑液与原煤的成浆性;最后对黑液进行磺化改性,将改性后的黑液与煤泥、原煤制备水煤浆,比较改性前后煤浆的成浆性能。通过实验表明,黑液制备煤浆时能够表现出良好的表面活性剂功能,起到很好的活性作用;改性后黑液制备煤浆比改性前具有更好的表面活性功能。 主要实验结果如下: 1、黑液与煤泥制备煤浆的成浆性研究 选取两种黑液1#黑液(山西鸿昌农贸有限责任公司)、2#黑液(山西合盛工贸有限公司),与煤泥制备水煤浆,研究其成浆性能。1#造纸黑液的添加量为7.2%时,煤粉粒度小于160目,制得煤浆最高浓度为67.44%,可使煤浆稳定性可维持20天保持良好,流动性A级;2#造纸黑液的添加量为12.5%时,制得煤浆最高浓度为67%,流动性为A,稳定性在一周以上通过改变黑液的pH,考察其对黑液煤浆的成浆性能,结果实验表明pH对两种黑液煤浆影响都较小。但从总体上看,1#黑液煤浆的成浆性能优于2#黑液煤浆的成浆性能。 2、黑液与原煤制备煤浆的成浆性研究 选用1#黑液与山西当地的四种原煤(临汾煤、离石煤、晋阳煤、太原煤)制备水煤浆,研究其成浆性能。通过实验的比较发现,造纸黑液对原煤的成浆性仍然能够表现很好的分散功能,且当黑液添加比例为12%时,其浆体的综合性能达到最佳状态,成浆浓度达到近64%,稳定性可达10天左右。pH对黑液与原煤制备的煤浆的影响也较小。 3、黑液的磺化改性及改性后黑液煤浆的成浆性 对选用的黑液(1#黑液)进行化学磺化改性,考察其磺化温度,磺化时间对煤浆的成浆性能的影响,通过实验研究,表明磺化的反应温度范围主要集中在75-100℃,反应时间为30-40min时,制取的水煤浆粘度较低,流动性较好;流动性在整体上也有少许改善,比磺化前有一定的提高;稳定方面,改性后制备的煤浆比磺化前稳定性提高3-5天。


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