改性碱木素及制备方法和兰炭助磨剂及使用方法技术

本发明专利技术提供一种改性碱木素及制备方法和兰炭助磨剂及使用方法，具体涉及兰炭利用技术领域。该改性碱木素的制备方法在碱木素溶液中加入氧化剂进行氧化反应，再加入甲醛进行羟基化反应，最后加入磺化剂进行磺化反应得到改性碱木素。该兰炭助磨剂按照质量百分比计，包括粗甘油18％

【技术实现步骤摘要】
改性碱木素及制备方法和兰炭助磨剂及使用方法


[0001]本专利技术涉及兰炭利用
，尤其是涉及一种改性碱木素及制备方法和兰炭助磨剂及使用方法。

技术介绍

[0002]燃煤会产生粉尘、致癌物有机碳、致霾物元素碳等污染环境的物质。尤其是炼钢工业用煤的粉尘排放是造成雾霾的主要原因之一。随着高炉喷吹量的不断增长，钢铁企业对无烟煤的需求量日益增长。而无烟煤储量仅占我国煤炭储量的10.9％，稀缺性不断凸显，价格也逐渐升高。用低价燃料替代部分价格昂贵的无烟煤是降低炼铁成本的有效措施之一。
[0003]然而，受到我国能源结构制约，目前不可能大量供应除煤炭以外的化石燃料，而且现在的煤均价超过一千元每吨，这使很多钢铁企业面临着巨大的成本压力。因此，在无法改变能源供应状况的情况下，只能寻求煤炭节约且洁净利用的方法。
[0004]兰炭俗称半焦，焦粉，是在中低温条件(600℃～700℃)下由低黏结性或无黏结性的高挥发分烟煤干馏热解所得，此兰炭的挥发组分含量较低。兰炭整体结构呈块状，粒径一般约为10
‑
60mm，外观颜色表现出淡黑色，相比一般意义的焦炭产品，兰炭是一种不可多得的新型清洁能源，具有固定炭高、比电阻高、化学活性高、含灰分低、铝低、硫低、磷低“三高四低”的特性，且相对煤炭市场价格较低。目前，兰炭是潜在的优良高炉喷吹燃料之一，具有良好的应用前景。
[0005]但是，目前兰炭并没有大规模应用于高炉喷吹中，主要是因为在使用兰炭过程中存在着突出的一些问题，主要表现在：
[0006]1、兰炭可磨性差，研磨中烟煤已达到粒度要求而兰炭颗粒仍然较大，造成制粉效率低下，影响高炉制粉的出力，导致兰炭只能替代部分无烟煤用于高炉喷吹，无法大规模使用。
[0007]2、兰炭颗粒大，呈现出明显的尖锐棱角，这使得兰炭粉末对布袋收粉器、输送管道以及喷枪的磨损效果远远的大于烟煤无烟煤粉末，导致相关设备服役周期大幅降低，从而影响了生产效率，同时增加了安全生产隐患风险。
[0008]为了改善兰炭的可磨性能，需要添加一些助磨剂改善其可磨性。
[0009]碱木素是自然界中唯一能提供可再生芳基化合物的生物质资源，由于碱木素中胶体分子有带电的核和溶剂化外壳，构成亲水基因，从而具有一定的表面活性。
[0010]但是现有的碱木素交联度高、结构复杂，缺乏有规律的结构单元。将其利用在兰炭助磨剂中，对兰炭吸附能力差且吸附速率慢。
[0011]有鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0012]本专利技术的目的之一在于提供一种改性碱木素，以缓解现有技术中碱木素直接用于兰炭助磨剂，对兰炭的吸附能力差且吸附速率慢的技术问题。
[0013]本专利技术的目的之二在于提供一种兰炭助磨剂，以缓解现有技术中兰炭利用过程中可磨性差造成的制粉效率低下、影响高炉制粉的出力、导致设备服役周期大幅降低、影响了生产效率，同时增加了安全生产隐患造成无法大规模应用的技术问题。
[0014]为解决上述技术问题，本专利技术特采用如下技术方案：
[0015]本专利技术的第一方面提供了一种改性碱木素的制备方法，在碱木素溶液中加入氧化剂进行氧化反应，再加入甲醛进行羟基化反应，最后加入磺化剂进行磺化反应得到改性碱木素。
[0016]可选地，所述碱木素溶液的浓度为0.15wt.％
‑
0.25wt.％。
[0017]优选地，所述碱木素溶液的pH为9.5
‑
10.5。
[0018]优选地，使用(1+1)硫酸对所述碱木素溶液的pH进行调节。
[0019]可选地，所述氧化剂包括过氧化氢，过硫酸铵，过氧乙酸和次氯酸钠中的至少一种。
[0020]优选地，所述氧化剂的加入量为碱木素质量的13％
‑
45％。
[0021]优选地，所述氧化反应的温度为42℃
‑
78℃。
[0022]优选地，所述氧化反应的时间为0.3h
‑
1.5h。
[0023]可选地，所述甲醛的加入量为碱木素质量的20％
‑
60％。
[0024]优选地，所述羟基化反应的温度为50℃
‑
85℃。
[0025]优选地，所述羟基化反应的时间为1h
‑
3h。
[0026]可选地，所述磺化剂包括三氧化硫，浓硫酸，氯磺酸和亚硫酸钠中的至少一种。
[0027]优选地，所述磺化剂的加入量为碱木素质量的30％
‑
70％。
[0028]优选地，所述磺化反应的温度为60℃
‑
90℃。
[0029]优选地，所述磺化反应的时间为1.5h
‑
3h。
[0030]本专利技术的第二方面提供了所述的制备方法制备得到的改性碱木素。
[0031]本专利技术的第三方面提供了一种兰炭助磨剂，包括以下原料：粗甘油、聚羧酸盐、糖蜜、去离子水和所述的改性碱木素。
[0032]可选地，按照质量百分比计，包括粗甘油18％
‑
25％、聚羧酸盐1％
‑
5％、糖蜜8％
‑
13％、改性碱木素30％
‑
45％，余量为去离子水。
[0033]本专利技术的第四方面提供了兰炭助磨剂的使用方法，将所述的兰炭助磨剂与兰炭一起入磨研磨。
[0034]可选地，所述兰炭助磨剂的加入量为兰炭质量的0.5
‰‑
1.5
‰
。
[0035]与现有技术相比，本专利技术至少具有如下有益效果：
[0036]本专利技术提供的改性碱木素的制备方法，先将碱木素中进行氧化解聚，降低碱木素中主要化学键键能，降低碱木素的分子量，产生芳香类单体；碱木素与甲醛发生羟基化反应，引入了羟基；磺化反应引进了磺酸基，增加了碱木素的亲水性。该制备方法降低了碱木素的交联度，对碱木素进行了改性，使其具有规律的亲水基团，提高其应用效果。该制备方法工艺连贯，处理量大，适合大规模工业化生产。
[0037]本专利技术提供的改性碱木素，引入醛类物质、羟基和磺酸基，整体提高了碱木素的亲水性，在研磨过程中改性碱木素能有效的吸附在兰炭颗粒表面上，增加了兰炭颗粒间的斥力，减少了兰炭颗粒的聚集，提高研磨效率。
[0038]本专利技术提供的兰炭助磨剂减少了静电团聚，降低兰炭的表面能，提高了兰炭的可磨性。加入兰炭助磨剂助磨得到的兰炭，提高了兰炭在高炉中的喷吹量、燃烧效率和燃尽率，进而增加热值。
[0039]本专利技术提供的兰炭助磨剂的使用方法，操作简单，能有效的减少劳动工作量，节约过程时间，易于推广应用。
具体实施方式
[0040]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0041本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性碱木素的制备方法，其特征在于，在碱木素溶液中加入氧化剂进行氧化反应，再加入甲醛进行羟基化反应，最后加入磺化剂进行磺化反应得到改性碱木素。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碱木素溶液的浓度为0.15wt.％
‑
0.25wt.％；优选地，所述碱木素溶液的pH为9.5
‑
10.5；优选地，使用(1+1)硫酸对所述碱木素溶液的pH进行调节。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化剂包括过氧化氢，过硫酸铵，过氧乙酸和次氯酸钠中的至少一种；优选地，所述氧化剂的加入量为碱木素质量的13％
‑
45％；优选地，所述氧化反应的温度为42℃
‑
78℃；优选地，所述氧化反应的时间为0.3h
‑
1.5h。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述甲醛的加入量为碱木素质量的20％
‑
60％；优选地，所述羟基化反应的温度为50℃
‑
85℃；优选地，所述羟基化反应的时间为1h
‑
3h。5.根据权利要求1所述的制备方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙波，刘国华，李晓静，
申请(专利权)人：安徽成弘建新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：