低温冷冻法对难成浆煤制水煤浆的作用机制研究

This research is closely integrated with the technical needs of high-performance CWS configuration by the coal which have difficulty in preparing slurry from large-scale coal chemical industry base. The interaction mechanism between matrix in CWS supramolecular system is put forward, which is from the perspective of sol system formed from coal-water self-assembly to network, adopting CWS preparation, supramolecular assemblies, facies analysis techniques of coal.,etc. In order to reveal the impacts of the principle to modified-CWS microstructure，under the action of ice particles that coal particles(mesh is from 40 to 200) pore structure,maceral occurrence form and manner, re-combine and re-arrange effect of interface dissolution and decentralized state. Associated with inquiry that how additives affect the swelling and separating mechanism of coal lithofacies -components, and its action -mechanism to the CWS slurry. In order to get new understanding of how the micro-composition changes of the coal affect coal slurry configuration, thus the new thinking of how to modificate coal and how to optimize the configuration of the coal slurry can be provided. . Implementation of this project can provide new technical basis for good stability, lower viscosity and higher concentration of slurry preparation. This has a strong practical significance and theoretical value for resources effective use and recycling applications of coals in Ningdong region. And it has reference significance for rich the theory of coal-slurry stability control and other slurry preparation.

本课题紧密结合大型煤化工基地对难成浆煤配制高性能水煤浆的技术需求，采用水煤浆制备、超分子组装、煤的岩相分析技术等，从煤水自组装并形成网络化的溶胶体系角度，提出冷冻-融溶法来重组并构建煤水为主要成分形成的水煤浆超分子体系的基质间相互作用机制，揭示在冰粒子作用下煤粒（目数在40-200目）孔隙结构、岩相组分赋存形态与方式及界面溶出与分散状态的重新组排效应对改性水煤浆的微观结构的影响规律，关联探究添加剂对煤的岩相组分的剥离或溶胀脱离机制的影响及其对水煤浆浆体的作用机制，获得煤的微观组成变化对煤浆配制影响的新认识，从而对如何改性煤质及优化煤浆的配置方法提供新的思路。.该项目的实施，为获得稳定性好，粘度越低，浓度较高的水煤浆提供新的技术依据；对于宁东地区煤种的有效利用及循环应用具有较强的实际意义与理论价值；对丰富煤浆的稳定性控制及其它浆体制备理论也具有借鉴意义。

基于大型煤化工基地对难成浆煤配置高性能水煤浆的技术需求，本项目提出采用超分子组装、煤的岩相分析等技术制备水煤浆，提出冷冻-融溶法来重组并构建煤水为主要成分形成的水煤浆超分子体系的基质间相互作用机制，获得煤的微观组成变化等对水煤浆制备的新认识和新思路。.围绕项目目标，项目执行过程中分别从煤质组分、煤的分子结构、冷冻实验、添加剂筛选与优化、制浆用工艺水的筛选与优化、水煤浆制浆工艺优化等方面进行研究，依次开展了题目为“1000t/a水煤浆工业放大线的设计”、“宁夏不黏煤制备水煤浆的技术研究”、“高盐水配制水煤浆的性能研究”、“冷冻处理低阶煤制水煤浆技术研究”、“低阶煤制水煤浆表面吸附特性研究”、“煤岩冷冻处理与力学性能研究”、“煤水混合物的破碎分散作用机制探索”、“宁东煤显微结构及水煤浆电学特性测试与分析”等的实验研究。.项目执行期间，共撰写实验学术论文6篇，其中已发表1篇，已录用待发表3篇，编修2篇。形成22个低阶煤样的制浆煤质数据库1个。培养专业学位硕士研究生5名，已毕业5名，1名成员考取博士研究生，晋升为副教授职称。获得宁夏回族自治区科技成果1项（项目组成员排名4,6,7,10,11），该成果作为四个代表性学术成果之一写入宁夏大学省部共建“煤炭高效利用与绿色化工”国家重点实验室申报书，该实验室已经获得科技部批复立项建设。.项目在以黏度为基准和以流动性为基准的水煤浆制浆特性评价方法对比、冷冻煤自然冷冻与循环冷冻冻融损伤机制与水煤浆湿法动态制浆过程的响应、低阶煤制水煤浆添加剂分子层次与表界面吸附作用机制的探索以及煤水混合物的研磨分散作用方面提出了新的见解，并创新性地提出了基于间隙机制的溢流式棒磨机湿法水煤浆制备堆垛模型，后续实验工作在进一步完善和补充中。.该项目的实施，为低阶煤制水煤浆提供新的技术依据；对于宁东地区煤种的资源化有效利用及循环应用具有较强的实际意义与理论价值。