以磨机串联两次入料制备宽粒度分布浆体的方法 一、所属技术领域
本发明涉及一种浆体的制备方法，特别是一种以磨机串联两次入料制备宽粒度分布浆体的方法。
二、背景技术
随着浆体在许多领域的广泛应用，如何制备高稳定性、高浓度浆体已经越来越引起人们的重视。湿法磨矿是制备浆体较常用和简捷的方法。为了提高浆体的浓度和稳定性，通常采取调整磨机的长径比、磨机筒体隔仓、调整磨介(如调整球磨机钢球尺寸的大小和比例、使用钢段替代部分钢球等)或调整磨机的给料粒度等方法来实现。但这些措施都存在仅仅改变了磨机的一个或几个工艺参数尚不能从根本上解决提高浆体的浓度和稳定性的问题。中国专利申请87101684提出了一种制备稳定化水煤浆的方法。该方法是在成品煤水浆中加入能与钙、镁离子生成不溶于水的碱金属硅酸盐或碳酸盐，通过连续或断续的检测溶解在浆体上层液中钙、镁离子的浓度来控制其加入量，保证其加入量足以把这些离子转化成不溶于水的化合物，从而使煤浆在贮存期内稳定而不变质。这种方法虽然对提高煤浆稳定性有一定效果，但由于浆体中固体粒子的级配状况尚未根本改变，所以不能同时提高浆体浓度。中国专利申请85100543，提出使用草炭、风化煤或褐煤所产生的腐植酸盐或其磺酸盐衍生物，可以作为制备固体含量为55wt％以上地高浓度水煤浆添加剂，使用或与其他添加剂混合使用均可获得一定的降低粘度和稳定效果。这种方法虽然对提高浆体浓度有一定的效果，但由于添加剂的加入导致浆体中粒子之间接触点相应减少，所以无法解决浆体的稳定性的问题。
以上技术方案虽然分别在提高浆体的浓度和稳定性方面取得了一些进展，但目前尚无同时解决浆体的高浓度和高稳定性的方法，如何克服现有技术存在的问题，已成为当今浆体领域中亟待解决的难题之一。
三、发明内容
本发明的目的在于提供一种以磨机串联两次入料制备宽粒度分布浆体的方法，通过拓宽浆体中颗粒粒径分布宽度，达到同时提高浆体的浓度和稳定性的效果。
根据本发明提出的以磨机串联两次入料制备宽粒度分布浆体的方法，首先将预碎后的固体原料、水和分散剂置于第一台磨机中磨矿，其特征是所制得的浆体加入第二台磨机中继续磨矿，同时二次加入固体原料、水和分散剂，经二次磨矿后制得的浆体为宽粒度分布的浆体，其中第一台磨机的固体入料量与第二台磨机的固体入料质量百分比例为20∶80至50∶50。本发明一方面弥补了第二台磨机磨矿开始阶段细颗粒的不足，使其入料在磨矿开始阶段就具有一定的流动性，促进磨介在磨机中的抛落运动和泻落运动，从而提高了磨机的磨矿效率；另一方面，第一台磨机制得的浆体与二次加入的固体原料、水和分散剂混合后，拓宽了第二台磨机的入料粒度分布，进一步提高了最终浆体的粒径分布宽度和颗粒的堆积效率，从而有利于制得高浓度和高稳定性的浆体；第三，由于第一台磨机磨制的浆体不是最终浆体，可以通过降低第一台磨机的磨矿浓度来提高浆体的初始流动性，增加了磨机中磨介的抛落运动和泻落运动，减少了磨介的圆弧运动，从而提高了磨机的磨矿效率。
本发明浆体中颗粒粒径分布的宽度可根据以下公式计算：δ=Σ(Dn-Dυ)2×CnD2υ]]>
式中，δ为颗粒粒径分布的宽度；Dn为第n个粒级的粒径；Dυ为粒子的体积平均粒径；Cn为第n个粒子的百分含量。δ值越大，浆体中粒子的堆积密度就越高，粒子的堆积密度越高，一方面提高了浆体中粉体的堆积效率；另一方面增加了粉体粒子间的相互作用力和接触点，浆体的浓度和稳定性就越高。
本发明与现有技术相比有益效果在于：(1)提高了磨机的磨矿效率；(2)由于拓宽了最终浆体的粒径分布，增加了颗粒的堆积效率，实现浆体的高浓度和高稳定性；(3)工艺简单，操作方便，节能和高效，具有广泛的推广应用价值。
四、附图
附图是本发明以磨机串联两次入料制备宽粒度分布浆体的工艺流程示意图。
五、具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步的详细描述。
实施例1.以磨机串联两次入料法制备宽粒度分布的兴隆庄2#精煤水煤浆的方法。
以两台磨机的磨机入料质量百分比例为20∶80至50∶50制备宽粒度分布的水煤浆，以4kg/h的产量，两台磨机的煤入料质量百分比为40∶60制备宽粒度分布的水煤浆为例：磨机(1)采用XMB-Ф240×330型球磨机，容积为13.57L，负荷为1.6kg/h，固体原料选用兴隆庄精煤，投煤量为1.18kg/h，分散剂NDF加入量为0.02kg/h(50wt％)，加入水为0.4kg/h，将磨机(1)制得的浆体加入磨机(2)，磨机(2)采用XMB-Ф300×400型球磨机，容积为20L再次投入原料，投煤量为1.52kg/h，分散剂加入量为0.02kg/h(50wt％)，加入水为0.76kg/h，再次磨矿，制得的宽粒度分布的水煤浆具有高浓度和高稳定性。按两台磨机的磨机入料质量百分比例为20∶80，30∶70，50∶50制得3种宽粒度分布的高浓度高稳定性的水煤浆。
按企标Q/3201NBJ02-1999分别测定采用单台球磨机(负荷为2kg/h)、两台串联磨机的磨机入料质量百分比例为20∶80、30∶70、40∶60、50∶50制得的5种水煤浆的煤浓度、粘度和动态稳定性，用激光粒度仪测定水煤浆的煤粒子粒径分布，按公式计算粒子的分布宽度，结果见表1。从表1中可见，使用本发明制得水煤浆的粒子的分布宽度都有不同程度的提高，浓度和动态稳定性也随分布宽度的增加而提高，两台磨机入料质量百分比例为30∶70时效果达到最佳。
表1不同工艺方法制备的水煤浆性能表 制备方法 煤浓度 (wt％) 表观粘度 (mPa·S) 粒子分 布宽度 平均粒径 (μm) 24小时动态沉 降速率 (wt％/h) 单台球磨机 67.5 1020 147.5 26.0 0.30两台磨机的磨机入料质量百分比例 20∶80 68.0 101 175.0 36.0 0.14 30∶70 69.5 980 231.0 27.0 0.04 40∶60 68.3 1050 187.1 220 0.15 50∶50 68.2 990 170.0 20.5 0.16
实施例2.以磨机串联两次入料法制备宽粒度分布的齐鲁石油焦水焦浆的方法。
以两台磨机的磨机入料质量百分比例为20∶80至40∶60制备宽粒度分布的水焦浆，以4kg/h的产量，两台磨机的石油焦入料质量百分比为30∶70制备宽粒度分布的水焦浆为例：磨机(1)采用XMB-Ф240×330型球磨机，容积为13.57L，负荷为1.68kg/h，固体原料选用齐鲁石油焦，投煤量为1.22kg/h，分散剂NDF加入量为0.01kg/h(50wt％)，加入水量为0.45kg/h，将磨机(1)制得的浆体加入磨机(2)，磨机(2)采用XMB-Ф300×400型球磨机，容积为20L再次投入原料，投焦量为1.52kg/h，分散剂加入量为0.02kg/h(50wt％)，加入水为0.76kg/h，再次磨矿，制得的宽粒度分布的水焦浆具有高浓度和高稳定性。按两台磨机的磨机入料质量百分比例为20∶80，40∶60制得2种宽粒度分布的高浓度高稳定性的水煤浆。
参照企标Q/3201NBJ02-1999分别测定采用单台球磨机(负荷为2kg/h)和两台串联磨机的磨机入料质量百分比例为20∶80、30∶70、40∶60制得的4种水焦浆的焦浓度、粘度和动态稳定性，用激光粒度仪测定水焦浆的焦粒子粒径分布，按公式计算粒子的分布宽度，结果见表2。从表2中可见，使用本发明制得水焦浆的粒子的分布宽度都有不同程度的提高，浓度和动态稳定性也随分布宽度的增加而提高，两台磨机入料质量百分比例为30∶70时效果达到最佳。
表2不同工艺方法制备的水焦浆性能表 制备方法 焦浓度 (wt％) 表观粘度 (mPa·S) 粒子分 布宽度 平均粒径 (μm) 24小时动态 沉降速率 (wt％/h) 单台球磨机 72.0 1010 153.7 31.0 0.30两台磨机的磨机入料质量百分比例 20∶80 73.9 1000 200.4 25.6 0.13 30∶70 74.7 980 238.6 23.8 0.07 40∶60 73.6 1010 198.3 22.7 0.14