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摘要：介绍了水煤浆添加剂的组成、作用原理以及它在制备高浓度水煤浆的重要性，详细分析国内外水煤浆添加剂的研究现状以及发展方向，在实际生产中的应用。
关键词：水煤浆添加剂；稳定剂；分散剂
我国能源资源的基本特点是富煤、贫油、少气，这就决定了煤炭在一次能源中的重要地位。据介绍，我国煤炭资源总量为5.6万亿吨，其中已探明储量为1万亿吨，占世界总储量的11%，而石油仅占2.4％，天然气仅占1.2%。建国以来，煤炭在全国一次能源生产和消费中的比例长期占70%上。煤炭是我国最安全、最经济、最可靠的能源。我国煤炭资源总量远远超过石油和天然气资源；随着高新技术的推广应用，煤炭生产成本正在并将继续降低；洁净煤技术已取得重大突破，这都将使煤炭成为廉价、洁净、可靠的能源。
水煤浆是由70%左右的煤粉，30%左右的水和少量的添加剂混合制备而来的液体，可以像油一样泵送、雾化、储运，并可直接用于各种锅炉，窑炉的燃烧。它改变了煤的传统燃烧方式，显示出了巨大的环保节能优势。在我国丰富煤炭资源的保障下，水煤浆已成为替代油、气等能源的最基础、最经济的的洁净能源。要制备出高浓度优质水煤浆，水煤浆添加剂起着至关重要的作用。
1 水煤浆添加剂的组成及作用原理
1.1水煤浆添加剂的组成
添加剂的主要作用在于改变煤颗粒的表面性质，促使颗粒在水中分散，使浆体有良好的流变特性和稳定性。此外，还要借助添加剂调节煤浆的酸碱度，消除有害因素(如气泡、有害成分等)。
根据作用不同，可将添加剂分为分散剂、稳定剂和助剂三大类，其中前两种最为重要。
1.2 水煤浆添加剂的作用原理
1.2.1 分散剂
分散剂是最重要的添加剂，其主要作用是改变煤表面的亲水性，降低煤水界面张力，使煤粒充分润湿和均匀分散在少量水中。煤炭的主体是有机质，它是结构十分复杂的大分子碳氢化合物，其表面具有强烈的疏水性，不易为水所润湿。细煤粉又具有极大的比表面积，在水中很容易自发地彼此聚结，这就使煤粒与水不能密切结合成为一种浆体，在较高浓度时只会形成一种湿的泥团。所以制浆中必需加入少量的化学添加剂，即分散剂，以改变煤粒的表面性质，从而使水煤浆有良好的流变特性。其中最要紧的是降低粘度，使之有良好的流动性；其次是有理想的流型。由于各地煤炭的性质千差万别，适用的添加剂会因煤而异，不是一成不变的。
分散剂属表面活性剂，常见阴离子型和非离子型。
(1)阴离子型分散剂
此类化合物属低分子量电解质或大分子及准高分子聚电解质。包括磺酸盐、羧酸盐及少量磷脂类。
普遍应用的是磺酸盐、萘磺酸盐、磺化腐植酸盐、磺化木质素及石油磺酸盐及磺化沥青等。
(2)非离子型分散剂
水煤浆用的非离子型分散剂分子的亲水端，是聚氧乙烯链或再配以少许磺酸基。亲固端是烷基、烷基苯或烷基苯酸等。
1.2.2稳定剂
稳定剂的作用是使煤颗粒稳定悬浮在水中，不发生硬沉淀。
由于水煤浆毕竟是一种固、液两相粗分散体系，煤粒又很容易自发地彼此聚结。在重力或其他外力作用下，很容易发生沉淀。为防止发生硬沉淀，必需加入少量的化学添加剂，即稳定剂。稳定剂有两种作用，一方面使水煤浆具有剪切变稀的流变特性，即当静置存放时水煤浆有较高的粘度，开始流动后粘度又可迅速降下来；另一方面是使沉淀物具有松软的结构，防止产生不可恢复的硬沉淀。
稳定剂主要有无机电解质、高分子化合物两类，如各种可溶性盐类、高分子表面活性剂、纤维素、聚丙烯酸盐等。稳定剂的用量随煤种、稳定剂类型、要求的稳定期而异，变化在干煤量的0.1％～0.006％之间。
1.2.3其他助剂
如消泡剂、PH调节剂，防霉剂，表面改性剂及促进剂等。
2 水煤浆添加剂的研究现状及发展方向
2.1研究现状
从上世纪70年代开始，国内外学者对水煤浆添加剂开展了大量的研究，取得了丰硕的成功，开发出了多种性能优良的水煤浆添加剂，其中一些以广泛的应用于实际生产中。日本研究员开发的水煤浆专用分散剂萘磺酸盐聚合物（NSF）和聚苯乙烯磺酸盐（PSS）已实现工业化生产。日本Lion公司开发以聚乙烯磺酸钠（PSSNa）为基础的水煤浆添加剂，加入量少，分散性、稳定性都比亚甲基磺酸盐(NSF)等传统分散剂优越。美国专利US005100438A公司开发了一种水煤浆添加剂及其制备方法，该添加剂由多羧酸与聚醚多元醇和脂肪胺共聚而成，制得的水煤浆稳定性好。
在国内，中国矿业大学较早地对水煤浆技术开展了系统研究，深入研究了煤与添加剂作用成浆的机理及影响煤成浆性的因素，形成了一套较为完备的水煤浆技术体系。南京大学冉宁庆等开发的亚甲基萘磺酸钠-苯乙烯磺酸钠-马来酸钠（NDF）适应的煤种较多，分散性强，在国内已得到较为广泛的应用。此外，国内还有一些企业也在开发水煤浆添加剂并投入使用。
2.2研究与发展方向
我国水煤浆技术普遍存在着分散剂与煤种匹配性差的问题，一种添加剂往往只对特定煤种能起到明显的分散降黏作用，而对其他煤种效果不佳，严重制约着添加剂的推广，大大降低了新产品的经济效益。所以开发适用性广的添加剂意义重大，是今后添加剂研究发展方向之一。
结束语
添加剂不仅直接影响水煤浆质量，还影响着制浆成本，所以不能盲目追求药剂性能的高效，而应要求经济合理，在能满足用户要求的前提下，应使用性价比高的添加剂。
参考文献
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