本发明涉及一种生产高浓度水煤浆的方法，其包括利用分散剂使粉煤分散于水中，更特别地，涉及一种生产低灰分、高浓度水煤浆的方法，其包括一种除去灰分的过程。 迄今为止，为了便于煤的运输、贮存和加工，人们已将粉煤分散于水中，制得一种水煤浆。人们要求水煤浆具有高浓度以提高燃烧效率，同时具有低的粘度以便于运输和加工。
一般来说，煤含有不可燃烧的成分（灰分）。在燃烧过程中，灰分易于损坏燃烧喷嘴和锅炉壁，燃烧后还涉及沪渣的问题。为了解决这些问题，人们已经开发了若干与除去灰分过程相结合的生产水煤浆的方法。例如，有一种公知的方法，先将原料煤分成低灰分煤和中灰分煤，然后将中灰分煤研磨以生产一种水煤浆，再经浮选得到一种除去灰分的水煤浆，而将低灰分煤研磨，并与除去灰分的水煤浆混合，得到一种除去灰分的高浓度水煤浆（日本专利公开文本昭59-215391/1984）。还有一种公知的方法，是从粗破碎的原料煤中除去高密度的煤，将剩下的低密度煤转化成水煤浆，其中通过浮选法除去灰分。然后，在分散剂的存在下，将上述水煤浆捏和得到一种高浓度地水煤浆（日本专利公开文本昭60-203697/1985）。
用这些现有技术的方法，虽可以得到一种除去灰分的水煤浆，可是却难于得到一种高浓度的水煤浆，所得到的水煤浆不能充分地稳定。此外，这些现有技术的方法要求使用耗能很大的脱水机，这样使得过程复杂而且效率低。
本发明的主要目的就是要解决现有技术中的这些问题，其提出了一种有效、稳定生产除去灰分的高浓度水煤浆的方法，得到的水煤浆具有好的稳定性。
经广泛地研究，本发明人认为上述现有技术的方法难以得到具有高稳定性的、高浓度水煤浆，其原因如下。由于粉煤颗粒的灰分含量随该煤颗粒变小而增加，在用浮选法除去灰分的过程中，大量的小粒径煤被除去。此外，在浮选过程中，超细煤颗粒的回收率降低，从而增加了流动损失量。而且，在浮选后使用脱水机时，较细的煤颗粒导致流动损失率增加。因此，所得到的水煤浆其细颗粒含量不足以形成了一种密堆积状态，则难以得到高浓度，其分散性和稳定性低劣。
此外，由于跳汰清洗或稠介质旋风分离处理和浮选的处理量之比率取决于处理条件和灰分含量，所以在上述现有技术的方法中，将上述两种方法得到的两种类型的净煤置于一台粉碎机中，在该粉碎机的出口处水煤浆产品的颗粒粒径分布趋于变化，这是因为在该粉碎机的进口处原料煤的颗粒粒径分布就有变化，发明人已发现当产品的颗粒粒径变化时，由于水煤浆特有的性质，浓度趋于波动，所以难于得到具有所希望的浓度恒定的产品。
本发明人进一步发现，当跳汰清洗或稠介质旋风分离处理得到的部分提供给研磨机时，而浮选的浮沫部分经塔式粉碎机粉碎，然后将之提供给研磨机，则可以补充细颗粒的部分，即使当煤处理条件以及原煤的灰分含量发生变化，供给研磨机的煤颗粒粒径分布就能恒定，从而完成了本发明。
按照本发明，现提供一种除去灰分的高浓度水煤浆的生产方法，其包括如下步骤：
（1）将原煤破碎;
（2）将破碎的原煤分级成具有粒径为0.5毫米或更大的粗颗粒煤以及颗粒小于大约0.5毫米的细颗粒煤;
（3）将上述第（2）步骤得到的粗颗粒煤经跳汰清洗或稠介质旋风分离处理，将该粗颗粒煤分成低灰分粗颗粒煤和高灰分粗颗粒煤;
（4）将上述第（3）步骤得到的高灰分粗颗粒煤研磨成具有颗粒粒径约为0.5毫米或更小的细颗粒煤，并与上述处理步骤（2）得到的细颗粒煤合并，然后经浮选分离成浮沫状物和下沉淤渣;
（5）将浮选步骤（4）的浮沫浓缩，再利用塔式粉碎机粉碎该浓缩的浮沫，得到精细粉碎的水煤浆，以及
（6）在研磨机中研磨由处理步骤（3）得到的低灰分粗煤和步骤（5）得到的精细粉碎的水煤浆，以得到高浓度的水煤浆。
通过附图1中所述本发明的最佳实施方案的流程图，进一步阐述本发明。
（1）首先，利用破碎机将原煤破碎成粒径为50毫米或更小的煤，最好是30毫米或更小的。
（2）利用分级器将破碎的原煤分级。过筛的部分优选地其粒径约为0.5毫米，这里为了后继浮选步骤的需要，也即，通过分级步骤将破碎的原煤分成具有粒径约为0.5毫米或更大的粗颗粒煤，以及具有粒径小于约为0.5毫米的细颗粒煤。
（3）将分级步骤分出的具有粒径约为0.5毫米或更大的粗颗粒煤经跳汰清洗或稠介质旋风分离处理。该粗颗粒煤被分成低灰分粗颗粒煤（粗颗粒净煤）以及高灰分粗颗粒煤（粗颗粒沉降物）处理的原则是要将粗颗粒煤分成具有低密度的粗颗粒净煤以及具有高密度的粗颗粒沉降物，这是利用由于灰分含量不同而导致煤的密度不同。与浮选相比较，跳汰清洗或稠介质旋风分离处理操作简便，而且费用低，于是，本发明的特征之一是采用分级步骤和跳汰清洗或稠介质旋风分离处理步骤，仅仅部分原煤需经复杂的浮选步骤。
（4）将粗颗粒净煤供给研磨机以形成水煤浆。另外，利用粗研磨机将高灰分粗颗粒沉降物研磨成满足浮选的颗粒粒径，即，约为0.5毫米或更小的颗粒。将磨碎的粗颗粒沉降物与分级步骤得到的具有粒径约为0.5毫米或更小的细颗粒煤合并，再将其经浮选方法处理。浮选方法是本技术领域公知的方法。例如，将捕收剂与发泡剂混合，用机械或利用空气喷射产生泡沫，使煤附在收集的泡沫上。通过浮选方法，作为浮沫回收低灰分煤的细颗粒，所谓高灰分含量的下沉淤渣被分离和排出，或作为另一种低级水煤浆的原料而被重新使用。
（5）按照塔式粉碎机粉碎所要求的以及供给研磨机所要求的浓度，在此步骤中浓缩所收集的浮沫。最好用浓缩机将该泡沫浓缩，因为该法并不需要大功率。通过塔式粉碎机将浓缩的低灰分细颗粒煤粉碎成细粉碎的颗粒，并将之供给研磨机。在塔式粉碎机处理过程中，最好如添加分散剂。
在本发明中，由于通过塔式粉碎机粉碎形成细颗粒煤，在浮选和浓缩步骤中损失的细颗粒煤的量得到补充，所以能够使颗粒密堆积，而得到一种稳定的、高浓度的水煤浆。此外，即使在跳汰清洗、稠介质旋风分离处理或在浮选步骤中的处理比、处理条件以及煤的含量灰分量有某种程度的波动，但是塔式粉碎机出口处的颗粒粒径能够通过调节该塔式粉碎机的操作条件（转速、球数以及进料浓度）而被控制，因此供给研磨机的细颗粒煤的粒径分布是恒定的。也就是说，不会因操作条件的变动而使产品的质量不稳定。
（6）将分离步骤（3）得到的低灰分粗颗粒净煤以及由上述步骤（5）在塔式粉碎机粉碎得到的低灰分细颗粒煤提供给研磨机进行研磨。在研磨过程中，可以根据需要将水和分散剂混合。研磨过程形成水煤浆。得到的水煤浆是一种除去灰分的、低灰分的产品，而且具有高浓度、低粘度，而又改善了其稳定性。
正如上文所述，在本发明中，由于低灰分粗颗粒净煤和由塔式粉碎机粉碎得到的低灰分细颗粒被送到研磨机，并且被转变成水煤浆，通过调节粗颗粒净煤与细颗粒煤的比率，就能够控制研磨机出口处的水煤浆颗粒，满足密堆积状态，能有效地得到一种高浓度、低粘度、稳定的水煤浆。此外，本发明不需要脱水步骤，所以简便而有效。
附图1是表示本发明实施例的方法流程图。
实施例1
利用滚动破碎机，将1000Kg（按干煤计，下文同）具有9%的灰分含量的原煤破碎。利用具有0.5毫米筛目的振动筛将破碎的产品分级。结果，破碎的产品被分成866Kg具有0.5毫米或更大颗粒粒径的粗颗粒煤以及134Kg具有小于0.5毫米颗粒粒径的细颗粒煤。粗颗粒煤的灰分含量为7.5%，而细颗粒煤的灰分含量为18.7%。
通过稠介质旋风分离处理的粗颗粒煤，得到693Kg具有含灰分量为4.2%的作为低密度部分的粗颗粒净煤以及173Kg具有含灰分量为20.7%的高密度部分的粗颗粒沉降物。将低灰分粗颗粒净煤供给研磨机。高灰分粗颗粒煤浆被进一步用球磨机粗磨，使得其粒径为0.5毫米或更小。将该粗磨的粗颗粒沉降物与上述分级步骤得到的细颗粒煤混合，然后将该混合物（307Kg，灰分含量：19.8%）浮选处理。通过浮选，该混合物被分成230Kg的浮沫（灰分含量：10.0%）以及77Kg处理淤渣（灰分含量：49.2%）。
让该浮沫静置，将上层物除去，并且浓缩到浓度为50%（重）。将该浓缩产品与分散剂混合，并经塔式粉碎机（商标名：TOWER MILL）粉碎，得到一种具有平均粒径为7.2μm的细粉碎的水煤浆（228Kg，灰分含量为9.4%）。
将693Kg上述粗颗粒净煤、228Kg细粉碎水煤浆以及161Kg与分散剂一起送入研磨机，将它们研磨成水煤浆。结果，得到1395Kg的水煤浆，它具有煤的灰分含量为5.5%，浓度为66.0%，粘度为530CP，平均粒径为17μm，以及粒径为1μm或更小的重量比为7.0%。对应于1000CP，本发明水煤浆的浓度为67.7%。
对比实例1
按实施例1让浮选的浮沫静置，并将之浓缩到50%（重）之后，而不必经塔式粉碎机，上述浓缩的浮沫与693Kg粗颗粒净煤、161Kg水以及分散剂混合，利用研磨机研磨上述混合物，得到平均粒径为17μm。得到的水煤浆其浓度为66.0%，粘度为1，756CP，对应1000CP的浓度为65.0%，与实施例1所得到的水煤浆比较其性质均劣于实施例1的产物。粒径为1μm或更小的重量比为5.8%。
对比实例2
按实施例1让浮选的浮沫静置，并将之浓缩到50%（重），而不经塔式粉碎机处理，将该浓缩的浮沫与693Kg粗颗粒净煤、161Kg水以及分散剂混合，再经研磨机研磨，得到粒径为1μm或更小的重量比为7.0%。得到的该水煤浆的浓度为66.0%，粘度为1，088CP，对应1000CP的浓度为65.8%，与实施例1所得到水煤浆相比较，其性质均劣于实施例1的产物。该水煤浆的平均粒径为14μm。
实施例2
将含有灰分为13.6和含水9.1%的1000Kg（按干煤计，下文同）原煤经滚动破碎机破碎，并用0.5毫米筛目的振动筛将破碎的产物分级成815Kg具有粒径为0.5毫米或更大的粗颗粒净煤以及185Kg具有小于0.5毫米粒径的细颗粒煤。粗颗粒煤的灰分含量为12.6%，细颗粒煤的灰分含量18.0%。
利用跳汰过程处理粗颗粒煤，得到554Kg具有灰分含量7.5%的作为低密度部分的粗颗粒净煤，以及261Kg具有灰分含量23.5%的作为高密度部分的粗颗粒沉降物。将低灰分粗颗粒净煤供给研磨机。利用球磨机进一步粗磨高灰分粗颗粒沉降物，使其粒径为0.5毫米或更小。将粗磨的粗颗粒沉降物与由上述分级步骤得到的细颗粒煤混合，再用浮选法处理该混合物（446Kg，灰分含量为21.2%）。通过浮选法，该混合物被分成280Kg浮沫（灰分含量：9.2%）以及166Kg处理淤渣（灰分含量：41.4%）。
让该浮沫静置除去上层物，并浓缩至50%（重）的浓度。将该浓缩物与分散剂混合，并用塔式粉碎机（商标名：TOWERMILL）粉碎，得到一种细粉碎的水煤浆（278Kg，灰分含量为8.7%），其平均粒径为7.2μm。
将554Kg上述粗颗粒净煤，278Kg细粉碎的水煤浆、40Kg水以及分散剂送入研磨机，将之研磨成水煤浆。结果，得到1，184Kg水煤浆，其灰分含量为7.9%，浓度为68.0%，粘度为958CP，平均粒径为14.6μm，以及粒径为1μm或更小的重量比为7.9%。
对比实例3
让按实施例2浮选的浮沫静置，并将之浓缩到50%（重），不经塔式粉碎机处理，该浓缩的浮沫与554Kg粗颗粒净煤、77Kg水以及分散剂混合，按实施例2相同的条件进行研磨。得到的水煤浆，其浓度为66.0%，粘度为1，171CP，与实施例2得到的水煤浆比较，其浓度低而且粘度高。
至于本发明，由于除去灰分清洗煤颗粒部分经塔式粉碎机粉碎，然后与粗颗粒煤一起研磨形成水煤浆，因此为满足密堆积状态，可调节粗颗粒煤和细颗粒煤的比率。利用简单、稳定及有效的方法能够生产出稳定、高浓度且具有质量一致的水煤浆，是因为即使由于处理条件等的变化而使细颗粒煤的粒径变化，但在塔式粉碎机粉碎过程中能够调节颗粒大小。