一種皂素基水煤漿添加劑的制備方法
【專利摘要】一種皂素基水煤漿添加劑的制備方法，該添加劑主成分為茶皂素、工業(yè)級明膠、羧甲基淀粉(CMS)、羧甲基纖維素鈉(CMC)和十二烷基磺酸鈉，所述成分與水混合，攪拌同時升高溫度至75-85℃，至物料充分混合溶解，冷卻后用NaOH溶液調(diào)節(jié)體系pH＝8～9，得到一種皂素基水煤漿添加劑，本發(fā)明方法所得添加劑充分發(fā)揮了茶皂素較強的分散性能，結(jié)合明膠、羧甲基淀粉、羧甲基纖維素鈉等的穩(wěn)定性能優(yōu)勢，使所制備的水煤漿分散性能好，貯存穩(wěn)定性高，同時又可以擴(kuò)大我國植物皂素利用，本發(fā)明方法是一種操作簡單、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的水煤漿添加劑制備方法。
【專利說明】一種皂素基水煤漿添加劑的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于水煤漿添加劑【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種皂素基水煤漿添加劑的制備方 法。

【背景技術(shù)】
[0002] 目前，工業(yè)應(yīng)用的水煤漿添加劑中，各有優(yōu)缺點。萘系添加劑雖然其價格便宜，分 散性好、降黏作用強，但易析水產(chǎn)生硬沉淀，并且具有一定的毒性。木質(zhì)素磺酸鹽性能較差， 一般與其他添加劑復(fù)配使用。腐殖酸系添加劑則存在制漿黏度大，投加量多的問題，而其他 非離子添加劑雖高效但價格昂貴，制漿成本高。聚羧酸系添加劑結(jié)構(gòu)靈活，可根據(jù)實際要求 改變其分子量和分子結(jié)構(gòu)，對水煤漿有很好的分散效果，但目前使用的聚羧酸系添加劑價 格較貴，制漿成本高。面對當(dāng)前水煤漿添加劑的研究現(xiàn)狀及存在的問題，水煤漿添加劑有兩 個發(fā)展趨勢：一方面要求產(chǎn)品性能好，可生物降解，毒性低；另一方面，水煤漿添加劑的原 料來源應(yīng)易得，價廉。從而，尋求新的原料來合成新型水煤漿添加劑，開發(fā)適合多煤種制漿、 性價比高的添加劑是當(dāng)今水煤漿添加劑開發(fā)的重點。天然產(chǎn)物的物理或者化學(xué)改性物用作 水煤漿添加劑無疑成為焦點。
[0003] 茶皂素是從山茶科植物油茶種子中提取得到的五環(huán)三萜類糖苷化合物，純凈的茶 皂素是無色柱狀晶體，易溶于熱水、甲醇、含水乙醇、和正丁醇。茶皂素是一種優(yōu)良的天然非 離子表面活性劑，具有良好的分散能力，可廣泛應(yīng)用于輕工，化工，農(nóng)藥，飲料，養(yǎng)殖，紡織， 采油，采礦，建材與高速公路建設(shè)等領(lǐng)域。我國盛產(chǎn)茶籽，為茶皂素的生產(chǎn)提供了足夠的資 源。茶皂素分子是由親水性糖體和疏水性的配位基及有機(jī)酸構(gòu)成，茶皂素的稠環(huán)結(jié)構(gòu)疏水 部分能與煤有較好的吸附作用，可以對煤表面進(jìn)行親水改性。用茶皂素與明膠、羧甲基淀 粉、羧甲基纖維素鈉和十二烷基磺酸鈉進(jìn)行復(fù)配制備水煤漿添加劑，發(fā)揮了茶皂素高的分 散能力，借助了其他添加物的穩(wěn)定性能，所制備的添加劑分散及穩(wěn)定性皆具有優(yōu)越性，同 時，開發(fā)此添加劑也為茶皂素的利用開拓了一條途徑。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種皂素基水煤漿添加劑 的制備方法，以茶皂素為主要原料之一，根據(jù)水煤漿對性能的需求選用不同的輔助添加劑 對茶皂素進(jìn)行復(fù)配改性，制備適合水煤漿制漿的皂素基添加劑，其分散效果及漿體穩(wěn)定性 能好，也對茶皂素的利用提供了一條途徑，綠色環(huán)保。
[0005] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：
[0006] -種皂素基水煤漿添加劑的制備方法，包括以下步驟：
[0007] 步驟1，在反應(yīng)器中加入茶皂素、十二烷基磺酸鈉和水，攪拌并升高溫度至 75-85°C，并保持?jǐn)嚢柚良尤胛锪贤耆芙猓?br> [0008] 步驟2,向反應(yīng)器中加入其它混合物料，同時攪拌，繼續(xù)保溫75_85°C，至所有物料 完全混合溶解，冷卻至室溫；
[0009] 步驟3,攪拌情況下，用NaOH溶液調(diào)節(jié)體系pH = 8?9,得到皂素基水煤漿添加劑。
[0010] 所述十二烷基磺酸鈉與茶皂素的質(zhì)量比為（〇. 〇1?〇. 2) :1，溶解后，茶皂素溶液 質(zhì)量百分濃度為5?10%。
[0011] 所述其它混合物料由工業(yè)級明膠、羧甲基淀粉和羧甲基纖維素鈉中一種或兩種組 成，混合物料的總質(zhì)量與茶皂素的質(zhì)量比為（〇. 1?1. 〇): 1。
[0012] 當(dāng)所述其它混合物料由工業(yè)級明膠、羧甲基淀粉和羧甲基纖維素鈉中的兩種組成 時，兩種物料之間的質(zhì)量比為（〇?2. 0) :1。
[0013] 所述NaOH溶液的質(zhì)量百分濃度為20?30 %。
[0014] 所述制備的皂素基水煤漿添加劑固含量為5?25% (質(zhì)量份數(shù)）。
[0015] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
[0016] 1)利用天然產(chǎn)物茶皂素制備的水煤漿添加劑，由于茶皂素五環(huán)三萜類糖苷化合 物，一種性能優(yōu)良的天然非離子型表面活性劑，對煤具有良好的分散性能。
[0017] 2)利用茶皂素復(fù)配明膠、羧甲基淀粉和羧甲基纖維素鈉制備的水煤漿添加劑，具 有協(xié)同效應(yīng)，同時發(fā)揮了明膠、羧甲基淀粉和羧甲基纖維素鈉較好的水溶性、增稠性能，對 水煤漿具有良好的穩(wěn)定作用，從而使制得的水煤漿穩(wěn)定性大大提高。
[0018] 3)由于利用了茶皂素與明膠、羧甲基淀粉和羧甲基纖維素鈉復(fù)配制備水煤漿添加 齊IJ，其具有工藝簡單、成本低廉、可生物降解等特點。

【具體實施方式】
[0019] 下面結(jié)合實施例詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。
[0020] 實施例1
[0021 ] 在反應(yīng)器中加入茶皂素9g，十二烷基磺酸鈉 lg，水88g，攪拌，加熱升溫至80°C，待 溶解后加入明膠Ig和羧甲基淀粉lg，保溫80°C，攪拌至所有物料混合溶解，冷卻至室溫，用 30% NaOH調(diào)節(jié)體系pH = 8?9,得到一種皂素基水煤漿添加劑。
[0022] 實施例2
[0023] 在反應(yīng)器中加入茶皂素8g，十二烷基磺酸鈉0· 5g，水89g，攪拌，加熱升溫至80°C， 待溶解后加入明膠Ig和羧甲基淀粉I. 5g，保溫80°C，攪拌至所有物料混合溶解，冷卻至室 溫，用30% NaOH調(diào)節(jié)體系pH = 8?9,得到一種皂素基水煤漿添加劑。
[0024] 實施例3
[0025] 在反應(yīng)器中加入茶皂素8g，十二烷基磺酸鈉0. 8g，水88g，攪拌，加熱升溫至85°C， 待溶解后加入明膠Ig和羧甲基纖維素鈉2. 2g，保溫85°C，攪拌至所有物料混合溶解，冷卻 至室溫，用30% NaOH調(diào)節(jié)體系pH = 8?9,得到一種皂素基水煤漿添加劑。
[0026] 實施例4
[0027] 在反應(yīng)器中加入茶阜素 IOg,十二燒基磺酸鈉 I. 5g，水85. 5g，攪拌，加熱升溫至 80°C，待溶解后加入明膠3g，保溫80°C，攪拌至所有物料混合溶解，冷卻至室溫，用30 % NaOH調(diào)節(jié)體系pH = 8?9,得到一種皂素基水煤漿添加劑。
[0028] 實施例5
[0029] 在反應(yīng)器中加入茶皂素10g，十二烷基磺酸鈉 lg，水86g，攪拌，加熱升溫至85°C， 待溶解后加入羧甲基淀粉3g，保溫85°C，攪拌至所有物料混合溶解，冷卻至室溫，用30 % NaOH調(diào)節(jié)體系pH = 8?9,得到一種皂素基水煤漿添加劑。
[0030] 實施例6
[0031] 在反應(yīng)器中加入茶皂素 5g，十二烷基磺酸鈉 lg，水92g，攪拌，加熱升溫至85°C，待 溶解后加入羧甲基纖維素鈉 2g，保溫85°C，攪拌至所有物料混合溶解，冷卻至室溫，用30% NaOH調(diào)節(jié)體系pH = 8?9,得到一種皂素基水煤漿添加劑。
[0032] 綜上所述，本發(fā)明的內(nèi)容不限于實施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本 發(fā)明說明書而對本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。 配方中百分比為質(zhì)量百分比，所用原料及助劑均從其它廠家購買。
[0033] 選用陜西彬長煤為研究對象，通過破碎、磨礦、篩選和級配，攪拌均勻后制得相同 濃度的水煤漿（質(zhì)量分?jǐn)?shù)64% )300g，煤的粒徑級配：D(0.5) = 22ym;D(0.9) = ΙΙΟμπι; 〈75 μ m = 80% ;〈5 μ m = 20% ;平均粒徑=45 μ m。添加劑（固含量折合為質(zhì)量百分30% 來計算）加入量為〇. 3% (占干基煤wt% )，發(fā)明實施的添加劑對彬長煤的制漿性能測試結(jié) 果如下表1所示，析水率為體積百分?jǐn)?shù)，由表1可以看出，本專利申請所述一種皂素基水煤 漿添加劑在24h，48h、7天、14天的分散效果穩(wěn)定，且效果優(yōu)于市售萘磺酸鹽縮合物。
[0034] 表1各實施例產(chǎn)品的成漿性能比較

【權(quán)利要求】
1. 一種皂素基水煤漿添加劑的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟1，在反應(yīng)器中加入茶皂素、十二烷基磺酸鈉和水，攪拌并升高溫度至75-85°C，并 保持?jǐn)嚢柚良尤胛锪贤耆芙猓? 步驟2,向反應(yīng)器中加入其它混合物料，同時攪拌，繼續(xù)保溫75-85°C，至所有物料完全 混合溶解，冷卻至室溫； 步驟3,攪拌情況下，用NaOH溶液調(diào)節(jié)體系pH = 8?9,得到皂素基水煤漿添加劑。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述皂素基水煤漿添加劑的制備方法，其特征在于，所述十二烷 基磺酸鈉與茶阜素的質(zhì)量比為（〇. 01?〇. 2) :1,溶解后,茶阜素溶液質(zhì)量百分濃度為5? 10%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述皂素基水煤漿添加劑的制備方法，其特征在于，所述其它混合 物料由工業(yè)級明膠、羧甲基淀粉和羧甲基纖維素鈉中一種或兩種組成，混合物料的總質(zhì)量 與茶皂素的質(zhì)量比為（0.1?1.0): 1。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述皂素基水煤漿添加劑的制備方法，其特征在于，當(dāng)所述其它混 合物料由工業(yè)級明膠、羧甲基淀粉和羧甲基纖維素鈉中的兩種組成時，兩種物料之間的質(zhì) 量比為（0?2.0): 1。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述皂素基水煤漿添加劑的制備方法，其特征在于，所述NaOH溶液 的質(zhì)量百分濃度為20?30%。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述皂素基水煤漿添加劑的制備方法，其特征在于，所述制備的皂 素基水煤漿添加劑固含量為5?25% (質(zhì)量份數(shù)）。
【文檔編號】C10L1/10GK104388133SQ201410653529
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年11月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月17日
【發(fā)明者】朱軍峰, 李元博, 李俊國, 張光華, 王睿 申請人:陜西科技大學(xué)