水煤漿是粗顆粒懸浮體，煤炭屬於疏水性物質，要使漿體具有良好的流變性和穩定性，即使是易成漿的煤種，同時配以高堆積率的粒度分布，若不加入化學新增劑(表面活性劑)，要製成所希望的水煤漿是不可能的。在水煤漿製備中化學新增劑的主要作用在於改變煤粒的表面性質，使煤顆粒能夠在水中分散，使煤漿體有良好的流動性和穩定性。根據作用不同，化學新增劑可分為分散劑、穩定劑和助劑三類。
本文對水煤漿分散劑的種類、作用機理及其影響分散劑作用的因素進行討論。
1 水煤漿用分散劑
分散劑的主要作用是使水煤漿具有良好的流變特性，也就是說適當降低水煤漿的粘度，使之具有良好的流動性；其次是使水煤漿具有理想的流型，最好是水煤漿能成為觸變性液體。常用的分散劑主要有陰離子型和非離子型表面活性劑。
1.1 陰離子表面活性劑
除聚氧乙烯醚類改性陰離子表面活性劑外，聚合陰離子分散劑一般都不起泡，製漿時不需要另加消泡劑。
1.1.1 萘磺酸鹽類
其中最典型的是萘磺酸鈉甲醛縮合物，其適用範圍廣，能與各類分散劑混合使用。此分散劑製漿新增量視煤種的不同而不同，大約為幹煤質量的0.5％～1.
5％，特點是減粘作用及流型好，但通常穩定性差，常需和其他分散劑復配。
1.1.2 木質素磺酸鹽
木質素磺酸鹽作為分散劑的優點是原料豐富，易於加工，**便宜，而且漿的穩定性好，一般用量為幹煤質量的1％～2％；缺點是雜質含量大，因此，除易製漿煤種外，通常不單獨應用。
木質素磺酸鹽還可以經甲醛縮合製成木質素磺酸鹽甲醛縮合物，用作水煤漿分散劑，其平衡離子可以是na+、nh4+、mg2+、ca2+等。
1.1.3 磺化腐植酸鹽
將泥炭、褐煤或風化煤等在150℃下用鹼抽提，再經磺化，必要時還可以用甲醛縮合，即可得棕黑色的固體產物磺化腐植酸鹽類分散劑。此類分散劑的許多特點和木質素相似，但其分散效能更佳，可單獨使用，新增量為幹煤質量的1％～1.5％，缺點是漿的穩定性較差。
1.1.4 聚烯烴磺酸鹽
聚烯烴磺酸鹽是以苯乙烯磺酸、α—甲基苯乙烯磺酸或苯乙烯、丁二烯、乙烯等為原料共聚而成，或是以各種烯烴(如苯乙烯、乙烯基甲苯、丙烯、丁二烯)為單體聚合，再經磺化而成。聚合時以水或有機溶劑為介質，在100℃左右的條件下，以偶氮二異丁腈或過氧化苯甲醯等為引發劑進行反應。產物相對分子質量1萬～2萬，用量為幹煤質量的0.
5％左右。聚苯乙烯磺酸鹽(pss)比萘磺酸鹽甲醛縮合物性質更優越，對低灰水煤漿同時具有良好的減粘及穩定作用，前者隨分子量增加而減弱，後者則相反。因此，通過控制分子量可以同時兼顧水煤漿的流變性和穩定性，甚至可以不用穩定劑。
1.1.5 聚羧酸鹽類
聚羧酸鹽類主要包括聚丙烯酸鈉、馬來酸均聚物、丙烯酸／苯乙烯共聚物鈉鹽、丙烯酸／丙烯醯胺共聚物鈉鹽、馬來酸／丙烯酸共聚物、多環多元酸類、羥基苯甲酸聚合物鈉鹽及各種烯烴與丙烯酸或馬來酸共聚物等。
1.2 非離子型表面活性劑
非離子型表面活性劑作為分散劑的主要優點是可以通過改變環氧乙烷量，來實現親水親油性和分子量的調節、控制，不受水質及煤中可溶性物質影響，但**昂貴，用量一般為幹煤質量的0.5％以上。在多數情況下一般不需要再加穩定劑，但需要配用消泡劑。
1.2.1 聚氧乙烯醚類
這類分散劑是由含活潑氫的憎水原料與環氧乙烷經加成反應而得到。活潑氫指羥基(—oh)、羧基(—cooh)、氨基(—nh2)和醯胺基(—conh2)等基團中的氫原子。當含上述基團的憎水結構和煤大分子結構相似時分散效能最好。
其特點可通過控制環氧乙烷加和數n調節分散劑分子量及hlb值，通常情況下n值應大於40才有良好的效果。
1.2.2 聚氧乙烯／聚氧丙烯嵌段聚醚
這類分散劑常稱為聚醚類。以多元醇、多元胺或多元醇脂肪酸酯等為起始劑，適宜作為高濃度水煤漿分散劑，其成漿性、穩定性均很好，一般以每單位活性氫相對分子質量為3000～6 000為宜。
1.3 復配分散劑
幾種分散劑復配使用，可以提高水煤漿濃度，降低煤漿粘度，同時還可降低總新增劑用量，達到價廉、高效的目的。
研究表明，陰離子一非離子表面活性劑復配作為高效水煤漿分散劑比較理想，單獨以萘磺酸甲醛縮合陰離子分散劑對精煤製漿，煤漿濃度最高能達到68.1％，分散劑用量0.8％；改用陰離子一非離子二元表面活性劑作分散劑，則煤漿最高濃度可達70％，總分散劑用量只需0.
4％。對其他煤製漿的結果與之相似，單用陰離子分散劑，用量達0.9％時，水煤漿濃度最高達68.
7％；若採用復配分散劑，總新增劑量為0.5％時，即可制得69.0％以上的水煤漿。
十二醇聚氧乙烯醚(10)硫酸酯鹽與壬基酚聚氧丙烯／聚氧乙烯醚(相對分子質量為3 300)按3∶1復配，總用量為原煤的0.5％時，可製得67.5％、穩定性大於十天的水煤漿。
烷基酚聚氧乙烯醚硫酸酯鹽與萘磺酸鹽陰離子分散劑復配使用，配比以3∶8～7∶3效果最佳，當總用量為0.01％～5％時，煤漿濃度為50％～80％。十二胺聚氧乙烯醚(相對分子質量800)與其他分散劑復配時，製漿濃度可超過70％，粘度為2 800 mpa·s，穩定時間達兩個月以上。
以二乙烯三胺為起始劑的eo／po(環氧丙烷)共聚物，相對分子質量為3 400時，與萘磺酸鹽甲醛縮合物以1∶1復配，總用量為0.02％～4％，製漿濃度達70％時，煤漿粘度為1600mpa·s，穩定時間超過兩個月；若只用萘磺酸鹽甲醛縮合物，煤漿粘度超過2 200mpa·s；如果多胺類聚醚經硫酸化或磷酸化改性後，再與萘磺酸甲醛縮合物復配，用量為原煤的1％時，煤漿濃度可達70％，粘度990 mpa·s，穩定時間大於四周。
2 分散劑的作用機理
根據煤的表面性質、分散劑的結構特點及其物性和水煤漿效能指標關係的研究，認為其作用機理主要有以下三個方面：
2.1 提高煤表面的親水性
煤的表面是疏水的，分散劑分子通過其疏水基和煤表面結合後，此時親水基朝向水，這種定向排列方式把水分子吸附在煤粒的表面，變疏水性為親水性並形成一層水化膜，借水化膜將煤粒隔開，從而減少煤粒間阻力，達到降低粘度的作用。分散劑應有很好的水溶性，但並不是對煤的潤濕性越好，降粘作用就越佳。
2.2 增強顆粒間的靜電斥力
根據dlvo理論，顆粒穩定分散的先決條件是粒子間的靜電斥力超過粒子間的范氏引力。離子型分散劑不僅能改善煤表面的親水性，還具有增強煤粒間靜電斥力的作用，進一步促進煤粒分散於水介質中，靜電斥力對煤粒分散懸浮起穩定作用，然而分散劑的作用並不只是改變煤粒的表面電性。研究表明，提高ζ電位值有利於改善水煤漿的流動性，但起不了決定性作用。
2.3 空間位阻效應
離子型分散劑在產生較強的空間位阻效應的同時，還可提高煤粒表面的電性，使周圍可聚集更多的離子，這些離子和水分子結合也形成水化膜，水化膜中的水與體系中的「自由水」不同，它因受到表面電場吸引而呈定向排列。當顆粒相互靠近時，水化膜受到擠壓而產生變形，引力則力圖恢復原來的定向，這樣就使水化膜表現出有一定的彈性，所以水化膜也可稱之為一種空間位阻。
分散劑在煤粒表面形成的吸附膜的厚度可以反映顆粒間空間障礙大小的程度。對兩種陰離子(萘磺酸鹽甲醛縮合物和聚羧酸鹽)和非離子(聚醚類)分散劑的物化效能指標與自由製漿效果間的關係進行研究，發現非離子型的潤濕效果及提高電位的效果雖然遠不及離子型，但它的吸附效果大大地超過陰離子型，對於離子型分散劑，雙電層效應和吸附空間位阻效應同時存在，共同作用實現漿體流變穩定性；而非離子分散劑，其主要作用是在煤表面所形成的分散劑吸附膜的空間位阻效應。
3 影響分散劑作用的因素
3.1 分散劑結構對煤成漿性影響
分散劑分子特徵包括主結構特徵、取代基的型別及性質、聚合度、磺化度、hlb值及羥值等，與煤質及煤表面物化性質間有著密切的相關性。
3.1.1 主體結構
同一類分散劑對不同煤種在不同的條件下製漿，其成漿效能有很大區別，一般說來，變質程度高的煤種成漿性好，煤燃料比越大，成漿性越好；變質程度低的煤，對分散劑聚合度有很高的選擇性。為了提高其成漿性，要選用適宜的表面活性劑對煤表面進行改性，以使其表面親水性減弱，或將其經低溫改質處理。
3.1.2 取代基
在分散劑基本結構中，引入不同的取代基對煤的成漿性影響也不同，主體結構中多核芳烴單體上不同的取代基導致不同的成漿性。對不同變質程度的煤，使用單體結構中無任何取代基的分散劑時，其漿體煤濃度普遍相對較低，而分散劑單體結構中甲基取代基的存在則進一步降低了漿體的定粘濃度。構成分散劑的多核芳烴單體中苄基取代基的匯入，使煤具有最高的定粘濃度，這說明分散劑中芳環的引入有利於提高煤的成漿效能。
3.1.3 聚合度和磺化度
同一種煤，分散劑的聚合度和磺化度不同對煤的成漿效能影響不同，聚合度對煤的成漿效能影響有一最佳範圍。聚合度較低或較高時，其成漿效能都較低。而在一定範圍內，煤的成漿效能則隨磺化度的增加而增加。
3.2 分散劑種類對水煤漿效能的影響
煤化程度不同及產地不同的煤，其表面結構及性質差異很大，從而導致煤的成漿性不同。萘磺酸鹽甲醛縮合物類表面活性劑(nsf)，在一定範圍內都使變質程度高的水煤漿的定粘(1500 mpa·s／2800s－1)濃度達到70％以上，流變性也較理想；但對變質程度低的煤，則定粘濃度就要差很多。實驗表明，用萘磺酸鹽甲醛縮合物作分散劑對大同煤製漿，煤濃度最高只能達到65％；而每單位活潑氫相對分子質量為3 000～6 000或更高的多支鏈高分子量的聚醚類非離子表面活性劑，卻能使大同煤的濃度和穩定性提高，可製出濃度為69％，甚至70％的水煤漿，穩定性達28天以上。
煤質和分散劑的匹配十分重要，每一種分散劑都有各自適宜的煤種。對於易成漿煤或即燒用的煤漿，一般選用較便宜的木質素磺酸鹽、萘磺酸鹽甲醛縮合物等分散劑即可制得工業實用水煤漿；對於難成漿或要求高、貯存時間長、需要長途運輸的水煤漿，只選用一種分散劑往往是不夠的，需用陰離子分散劑／聚醚類非離子分散劑或在一般聚磺酸鹽基本結構中引入另一單體或取代基的分散劑。實驗表明，復配分散是提高煤濃度及穩定性、降低粘度和製漿成本的有效途徑。
但所菜單體分散劑的種類搭配、配比及用量要合適，而且要與煤匹配。
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