水煤浆稳定剂

水煤浆的稳定性是指煤浆在储存与运输期间保持性态均匀的特性。水煤浆稳定性的破坏来源于固体颗粒的沉淀。

概述水煤浆的稳定性是指煤浆在储存与运输期间保持性态均匀的特性。水煤浆稳定性的破坏来源于固体颗粒的沉淀。由于水煤浆为粗粒悬浮体，属动力不稳定体系。使其稳定的主要方法是使它成为触变体。即煤浆静置时产生结构化，具有高的剪切应力，而应用时，一经外力作用，粘度能迅速降低，有良好的流动性，再静止时又能恢复原来的结构状态。流变学上称此种流体为触变体或与时间有关的流体。稳定剂应具有使煤浆中已分散的煤粒能与周围其它煤粒及水结合成一种较弱但又有一定强度的三维空间结构的作用。稳定剂的加入，能使已分散的固体颗粒相互交联，形成空间结构，从而有效地阻止颗粒沉淀，防止固液间的分离。能起这种作用的稳定剂有无机盐、高分子有机化合物，如常见的聚丙烯酰胺絮凝剂、竣甲基纤维素以及一些微细胶体粒子(如有机膨润土)等。1

机理其作用机理如下：

(1)无机电解质，特别是含高价阳离子盐类的作用，一是压缩双电层，降低静电排斥力，促进颗粒聚结；另一方面是对已吸附有阴离子表面活性剂分之颗粒起”搭桥”作用，从而形成结构。

(2)高聚物的特点是分子的线形长度大，而且每个分子都有许多极性官能团，通过氢键或其它键合作用，在煤颗粒间架桥。

当有分散剂时，煤粒表面有较厚的水化膜，与没有分散剂时相比，形成结构的速度要慢得多。此外，这些极性官能团和水分子有较强的亲和力，因而浆体不易析水沉淀。结构形成后，水被包裹在结构的空隙内，浆的粘度升高，尤其有高的静切应力，有利于稳定。但在外力作用下，结构破坏放出水，粘度明显下降。同样，当外力去除后，结构恢复也要有个过程，因而显示出触变性。该性质对水煤浆的储存、输送、雾化有十分重要的意义。稳定剂的用量视煤炭性质及所需稳定期而定，一般为煤量的万分之几至千分之几。1

组成常用的稳定剂主要有无机电解质、高分子化合物两类。通常可采用可溶性盐类、高分子表面活性剂、纤维素、聚丙烯酸盐等。

1、无机电解质

无机电解质，特别是高价阳离子无机电解质，它们可以起到压缩颗粒表面的双电层，促使颗粒彼此靠近；另外，对吸附有阴离子表面活性剂的颗粒，阳离子的桥联作用将促使颗粒间形成结构。

2、高聚物

在水煤浆添加剂中所使用的高聚物分子的长度一般较大。而且每个分子上都有一定的极性基团，这些极性基团通过各种键合作用，在颗粒间架桥从而形成结构。此外，由于极性基团的亲水作用，在颗粒表面形成了一层厚厚的水化膜，这也阻止了颗粒的沉淀。结构形成后，水被包裹在煤粒的空隙间，使煤浆中自由水浓度降低，提高了浆体的粘度，有利于浆体的稳定。而在外力的作用下，空隙间水的释放，使得水煤浆的粘度迅速下降。稳定剂的用量与煤种、稳定剂类型、稳定期有关。一般在干煤量的0.006%~0.1%之间。有的体系分散刺同时具有稳定作用，这样就不添加稳定剂。2

本词条内容贡献者为:

曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学