水煤漿制備工藝

根據(jù)煤的煤質(zhì)指標(biāo)和實(shí)驗(yàn)室成漿性試驗(yàn)可以判定煤炭成漿的難易程度。對(duì)制備水煤漿的　原料煤要求：成漿性好，燃燒性能好。研究表明，中國有豐富的制漿原料煤。

級(jí)配技術(shù)是水煤漿制備的關(guān)鍵技術(shù)之一。制備高濃度水煤漿，要求水煤漿中大小煤顆?！∠嗷コ涮?，達(dá)到較高的堆積密實(shí)度，這就要求水煤漿中煤顆粒分布是有講究的。

用經(jīng)濟(jì)有效的方法制備出符合商業(yè)要求的水煤漿的整套工藝。包括煤炭的降灰(脫硫)、破碎、磨碎、加添加劑、捏混、攪拌，剔除產(chǎn)品中的超粒與雜物等作業(yè)。

水煤漿是一種新型煤基流體潔凈環(huán)保燃料，既保留了煤的燃燒特性，又具備了類似重油的液　態(tài)燃燒應(yīng)用特點(diǎn)，是目前我國一項(xiàng)現(xiàn)實(shí)的潔凈煤技術(shù)。它由65～70%的煤、29～34%的水和小于　1%的化學(xué)添加劑，經(jīng)過一定的加工工藝制成。它外觀象油，流動(dòng)性好，儲(chǔ)存穩(wěn)定（一般3～6個(gè)月　不沉淀），運(yùn)輸方便（火車或汽車罐車、管道、船舶），燃燒效率高，污染物（SO2、Nox）排放　低，約2t水煤漿可以替代1t燃油，可在工業(yè)鍋爐、電站鍋爐和工業(yè)窯爐等代油或煤、氣燃用。

水煤漿的制備技術(shù)主要包括制漿煤種選擇、級(jí)配技術(shù)、制備工藝、制漿設(shè)備及添加劑等。

為了保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，制漿過程中應(yīng)有煤量、水量、各種添加劑量、煤漿流量、料位與液位的在線檢測(cè)裝置與閉路控制系統(tǒng)。

水煤漿添加劑有多種，不可缺少的是降粘分散劑與穩(wěn)定劑。其中分散劑最為重要，它直接影響著水煤漿的質(zhì)量和制備成本。

1） 分散劑：煤炭的表面具有強(qiáng)烈的疏水性，與水不能密切結(jié)合成為一種漿體，在較高濃度　時(shí)只會(huì)形成　一種濕的泥團(tuán)。在制漿中加入少量的分散劑改變煤粒的表面性質(zhì)，使煤粒表面緊　緊地為添加劑分子和水化膜包圍，讓煤粒均勻地分散水中，并提高水煤漿的流動(dòng)性　，用量約為煤的1%。由于各地煤炭的性質(zhì)千差萬別，適用的添加劑配方亦各異。一般來說，分散劑是一種表面活性劑。

2） 穩(wěn)定劑：水煤漿畢竟是一種由固、液兩相粗分散體系，煤粒又很容易自發(fā)地彼此聚結(jié)。在重力或其他外加質(zhì)量力作用下，發(fā)生沉淀是不可避免的。為防止發(fā)生硬沉淀，必需加入少量的穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑有兩方面的作用，一方面使水煤漿具有剪切變稀的流變特性，即當(dāng)水煤漿　靜置存放時(shí)有較高的粘度，開始流動(dòng)后粘度又可迅速降下來；另一方面使沉淀物具有松軟的結(jié)構(gòu)，防止產(chǎn)生不可恢復(fù)的硬沉淀。

我國開發(fā)了腐植酸類、木質(zhì)素類、萘系及高分子等種類的添加劑，可以替代進(jìn)口。目前，噸漿添加劑的成本在20~40元之間，并仍有下降空間。 2100433B

干法，干、濕法，一段高濃度和二段中濃度4種典型的制漿工藝流程圖如圖1所示。利用選煤廠煤泥或浮選精煤制備水煤漿，是合理有效利用煤炭資源的好途徑。煤泥制漿工藝有兩種，當(dāng)其細(xì)度及粒度分布可滿足制漿要求時(shí)，可用圖1中流程d，省去磨礦作業(yè);當(dāng)需要進(jìn)一步調(diào)整粒度分布時(shí)，可用圖1中流程c，省去破碎作業(yè)。

水煤漿制備工藝降灰

除制備超低灰(灰分小于1%)精細(xì)水煤漿外，制漿用煤的降灰均采用常規(guī)的選煤方法。通常用降灰后精煤去磨碎，只有當(dāng)煤中礦物雜質(zhì)嵌布很細(xì)，需經(jīng)磨細(xì)方可解離選出合格制漿用煤時(shí)，才采用磨碎后降灰方法。

水煤漿制備工藝磨碎

磨碎分干法與濕法。干法要求入料水分小于5%，其安全與環(huán)境條件不及濕法。由于降灰多為濕法，國內(nèi)外的制漿工藝多用濕磨。濕磨分高濃度(大于60%)與中濃度(40%～50%)磨礦2種工藝。中濃度磨機(jī)的能力高，但產(chǎn)品要經(jīng)過過濾脫除多余水分，濾餅與分散劑再經(jīng)捏混和強(qiáng)力攪拌后才能均勻混和成漿。高濃度磨礦工藝簡(jiǎn)單，磨礦濃度稍高于最終煤漿產(chǎn)品濃度，分散劑直接加入磨機(jī)，在磨礦過程中就能很好地與煤粒表面接觸，因而可省去捏混與強(qiáng)力攪拌工序，但高濃度磨礦能力低，需要很好地掌握磨機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，以免因煤漿粘度過高而喪失磨礦功效。原則上各種類型的磨機(jī)，例如雷蒙磨、中速磨、風(fēng)扇磨、球磨、棒磨、振動(dòng)磨與攪拌磨都可用于制漿。磨礦流程可以是一段，也可以由幾臺(tái)磨機(jī)構(gòu)成多段，應(yīng)視具體情況通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。目的都是為了使最終磨礦產(chǎn)品既符合細(xì)度要求，又有較高的堆積效率。

水煤漿制備工藝捏混

只在干磨與中濃度濕磨工藝中采用。它的作用是使煤粉或?yàn)V餅與水和分散劑均勻混合并初步形成具有一定流動(dòng)性的漿體，以便于在下一步攪拌工序中進(jìn)一步調(diào)勻和增強(qiáng)藥劑與煤粒間的作用。捏混和攪拌設(shè)備與其它行業(yè)常用的大同小異。充分?jǐn)嚢韬蟮拿簼{和高濃度磨礦產(chǎn)品均已具有很好的流動(dòng)性，根據(jù)需要可再補(bǔ)加穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑加入后，還需要強(qiáng)力攪拌，增強(qiáng)藥劑與煤粒表面間的接觸，以改善煤漿的流變特性。

在制漿過程中會(huì)產(chǎn)生少量超?；蚧烊肽承╇s物，它將給貯運(yùn)和燃燒帶來困難，所以產(chǎn)品在裝入貯罐前應(yīng)有超粒、雜物剔除環(huán)節(jié)，一般采用可連續(xù)工作的篩網(wǎng)(條) 濾漿器。

制漿設(shè)備主要包括球磨機(jī)、輸漿泵、攪拌器等。我國已開發(fā)出多種類型的水煤漿專用磨機(jī)（球磨機(jī)、振動(dòng)磨機(jī)），基本可以滿足水煤漿制備的要求。我國的水煤漿專用磨機(jī)最大的處理　量為15萬噸/年。隨著制漿規(guī)模的擴(kuò)大，需要進(jìn)一步開發(fā)大型、高效的球磨機(jī)，以降低制漿成本。

結(jié)合選煤廠建制漿廠是中國在發(fā)展水煤漿工業(yè)中創(chuàng)造的一個(gè)寶貴的經(jīng)驗(yàn)，至今在其他國家中　尚未見采用。結(jié)合選煤廠建制漿廠時(shí)可盡可能利用選煤廠的細(xì)粒煤炭產(chǎn)品，還可以與選煤廠共用受煤、貯煤、鐵路專用線及水、電供應(yīng)等許多公用設(shè)施，從而減少基建投資。

以水煤漿為原料，氧氣或空氣為氣化劑，在高溫高壓下制取合成氣的氣流床氣化工藝。根據(jù)噴嘴設(shè)置的數(shù)量，可分為單噴嘴水煤漿氣化工藝和多噴嘴水煤漿氣化工藝。

用于制備微米、亞微米和納米磁性隧道結(jié)、磁性隧道結(jié)陣列、TMR磁讀出頭和MRAM方法有光刻和電子束曝光以及離子束刻蝕、化學(xué)反應(yīng)刻蝕、聚焦離子束刻蝕等，其中光刻技術(shù)結(jié)合離子束刻蝕是微加工工藝中具有較低成本、可大規(guī)模生產(chǎn)的首選工藝。因此研究光刻技術(shù)結(jié)合離子束刻蝕方法制備磁性隧道結(jié)，通過優(yōu)化實(shí)驗(yàn)條件，制備出高質(zhì)量的微米和亞微米磁性隧道結(jié)具有很大的實(shí)際應(yīng)用意義。另外，在優(yōu)化制備磁性隧道結(jié)的工藝條件時(shí)，金屬掩模法仍具有低成本、省時(shí)省力、見效快的優(yōu)點(diǎn)。一般情況下，利用狹縫寬度為60-100μm的金屬掩模法從制備磁性隧道結(jié)樣品到完成TMR測(cè)試，只須3-6h因此金屬掩模法制備磁性隧道結(jié)，既可用于快速優(yōu)化實(shí)驗(yàn)和工藝條件，也可以作為采用復(fù)雜工藝和技術(shù)制備微米、亞微米或納米磁性隧道結(jié)之前的預(yù)研制方法。

利用金屬掩模法制備磁性隧道結(jié)，既可用于快速優(yōu)化實(shí)驗(yàn)和工藝條件，又可以作為采用復(fù)雜工藝和技術(shù)制備微米、亞微米或納米磁性隧道結(jié)之前的預(yù)研制方法。而采用光刻技術(shù)中的刻槽和打孔方法及去膠掀離方法制備的磁性隧道結(jié)，經(jīng)過適當(dāng)?shù)耐嘶鹛幚砗罂梢垣@得較高的TMR、較低的RS值以及較小的反轉(zhuǎn)場(chǎng)和較高的偏置場(chǎng)。這樣的隧道結(jié)，可以用于制備MRAM的存儲(chǔ)單元或其他磁敏傳感器的探測(cè)單元。