本发明公开了一种水煤浆专用分散剂的制备方法，属于分散剂制备技术领域。
背景技术：
水煤浆作为煤炭加工利用技术，较好地实现了固体物料流态化和加压操作。水煤浆可作为代油燃料和制备合成气的气化原料，是目前国内外洁净煤技术之一，由于水煤浆既能保持煤的物理化学性能，又能像石油一样具有良好的流动性和稳定性，可以泵送，又易储运和调整，可雾化燃烧，有属低污染洁净燃料，而且燃烧效率高，有着代油、节能、环保、综合利用等多重效益，因此，受到世界各国工业界的高度重视。
优良的水煤浆应具有高浓度、低粘度、良好的流动性及稳定性等特点。为达到此目的，需添加适量的化学添加剂。制浆用的添加剂主要有分散剂、稳定剂和其他助剂，其中分散剂起着关键作用。 目前，工业应用的水煤浆分散剂主要有萘系、腐植酸系、聚烯烃系、丙烯酸系以及相关复配产品。
萘系分散剂主要是各类取代基的萘磺酸盐聚合物，其特点是适用范围广，分散性好，降粘作用强，制成的水煤浆流动性好，但是浆体稳定性差，且分散剂的价格偏高；腐植酸系分散剂的特点是分散性能强，使用时无需复配，可单独使用，但是成浆稳定性较差；聚烯烃系列分散剂对低灰水煤浆具有较好的分散性能，但需要严格控制分子质量及其分布，而且价格较高，对煤种要求较严格。
技术实现要素：
本发明主要解决的技术问题是：针对传统水煤浆分散剂使用后制成的水煤浆浆体稳定性差，使用后易产生不可逆硬沉淀的问题，提供了一种利用泥炭藓浆液、蚯蚓粪浆液及聚天冬氨酸复配，在紫外线辐照条件下，加热交联制备得到水煤浆专用分散剂的方法。本发明首先利用煤粉等混合栽培的泥炭藓研磨成浆液，再将猪粪等混合，经蚯蚓取食后转化成蚯蚓粪，使混合物中有机质得到初步降解，再以N,N’-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂，配合紫外灯辐照增加物料中生物质成分的化学活性，促进交联反应发生，从而制得水煤浆专用分散剂。本发明充分利用泥炭藓及蚯蚓粪中丰富的生物有机质，与聚天冬氨酸交联，形成三维网状结构，所得分散剂可有效吸附于煤表面，提高煤的亲水性，并且能在煤表面形成双点层和空间立体障碍，有效解决了传统水煤浆分散剂稳定性差的问题，使用后可保持60～80天不分层，且未产生不可逆沉淀。
为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
（1）依次取400～500g煤粉，200～300g黄土，60～80g桃胶，400～500mL清水，用木棍搅拌混合均匀后堆放于背光通风处，控制堆放厚度为3～5cm，得培养基，随后向培养基表面接种20～30g泥炭藓，每隔6～8h向培养基表面喷洒10～15mL清水，于温度为20～25℃室温条件下，进行泥炭藓培养10～15天；
（2）待培养结束，收集培养基表面泥炭藓，并用去离子水冲洗除去泥炭藓表面污物，再将泥炭藓置于石磨中，研磨30～45min，在研磨过程中混入泥炭藓质量2.0～2.6倍的去离子水，研磨后过160～180目筛，得泥炭藓浆液，备用；
（3）依次称取100～200g猪粪，300～500g黄土，30～50g小麦麸皮，与600～800mL清水混合均匀后倒入塑料水槽中，再向水槽中接种80～100g蚯蚓，进行蚯蚓养殖5～7天，随后收集蚯蚓粪，并将蚯蚓粪与去离子水按质量比为1：2～1：4混合后用匀浆机打成匀浆，过180～200目筛，得蚯蚓粪浆液；
（4）按重量份数计，在三口烧瓶中依次加入40～60份步骤（2）备用泥炭藓浆液，30～50份上述所得蚯蚓粪浆液，10～12份聚天冬氨酸，3～5份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，20～40份去离子水，再将三口烧瓶转入数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为65～70℃，转速为600～800r/min条件下，利用紫外灯以40～50W功率持续照射三口烧瓶中物料10～12h；
（5）待反应结束，收集三口烧瓶中物料，并将其转入真空干燥箱中，于温度为60～70℃条件下，干燥6～8h，出料，即得水煤浆专用分散剂。
本发明的应用方法：按重量份数计，依次取80～100份干基煤粉，35～40份水，将其搅拌混合均匀，制得水煤浆，随后再加入水煤浆质量2～3%的本发明所得水煤浆专用分散剂，搅拌混合均匀即可得到高分散性能水煤浆。经检测，该高分散性能水煤浆流动性能好，水煤浆浓度可达66.7%～74.1%，粘度较低，表观粘度为800～820mPa·s/100s-1，且稳定性能好，可保持60～80天不分层，且未出现无可恢复的硬沉淀。
本发明的有益效果是：
（1）采用本发明所得水煤浆专用分散剂无须与其他分散剂复配即可直接使用，且制备得到的水煤浆具有良好的流动性和储存稳定性，方便泵送，且易于储运；
（2）本发明所用原料廉价易得，且使猪粪等废弃物得到有效利用，实现了废物利用的同时实现了产品的绿色生产，有利于水煤浆行业的可持续发展。
具体实施方式
依次取400～500g煤粉，200～300g黄土，60～80g桃胶，400～500mL清水，用木棍搅拌混合均匀后堆放于背光通风处，控制堆放厚度为3～5cm，得培养基，随后向培养基表面接种20～30g泥炭藓，每隔6～8h向培养基表面喷洒10～15mL清水，于温度为20～25℃室温条件下，进行泥炭藓培养10～15天；待培养结束，收集培养基表面泥炭藓，并用去离子水冲洗除去泥炭藓表面污物，再将泥炭藓置于石磨中，研磨30～45min，在研磨过程中混入泥炭藓质量2.0～2.6倍的去离子水，研磨后过160～180目筛，得泥炭藓浆液，备用；依次称取100～200g猪粪，300～500g黄土，30～50g小麦麸皮，与600～800mL清水混合均匀后倒入塑料水槽中，再向水槽中接种80～100g蚯蚓，进行蚯蚓养殖5～7天，随后收集蚯蚓粪，并将蚯蚓粪与去离子水按质量比为1：2～1：4混合后用匀浆机打成匀浆，过180～200目筛，得蚯蚓粪浆液；按重量份数计，在三口烧瓶中依次加入40～60份备用泥炭藓浆液，30～50份上述所得蚯蚓粪浆液，10～12份聚天冬氨酸，3～5份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，20～40份去离子水，再将三口烧瓶转入数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为65～70℃，转速为600～800r/min条件下，利用紫外灯以40～50W功率持续照射三口烧瓶中物料10～12h；待反应结束，收集三口烧瓶中物料，并将其转入真空干燥箱中，于温度为60～70℃条件下，干燥6～8h，出料，即得水煤浆专用分散剂。
实例1
依次取400g煤粉，200g黄土，60g桃胶，400mL清水，用木棍搅拌混合均匀后堆放于背光通风处，控制堆放厚度为3cm，得培养基，随后向培养基表面接种20g泥炭藓，每隔6h向培养基表面喷洒10mL清水，于温度为20℃室温条件下，进行泥炭藓培养10天；待培养结束，收集培养基表面泥炭藓，并用去离子水冲洗除去泥炭藓表面污物，再将泥炭藓置于石磨中，研磨30min，在研磨过程中混入泥炭藓质量2倍的去离子水，研磨后过160目筛，得泥炭藓浆液，备用；依次称取100g猪粪，300g黄土，30g小麦麸皮，与600mL清水混合均匀后倒入塑料水槽中，再向水槽中接种80g蚯蚓，进行蚯蚓养殖5天，随后收集蚯蚓粪，并将蚯蚓粪与去离子水按质量比为1：2混合后用匀浆机打成匀浆，过180目筛，得蚯蚓粪浆液；按重量份数计，在三口烧瓶中依次加入40份备用泥炭藓浆液，30份上述所得蚯蚓粪浆液，10份聚天冬氨酸，3份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，20份去离子水，再将三口烧瓶转入数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为65℃，转速为600r/min条件下，利用紫外灯以40W功率持续照射三口烧瓶中物料10h；待反应结束，收集三口烧瓶中物料，并将其转入真空干燥箱中，于温度为60℃条件下，干燥6h，出料，即得水煤浆专用分散剂。
按重量份数计，依次取80份干基煤粉，35份水，将其搅拌混合均匀，制得水煤浆，随后再加入水煤浆质量2%的本发明所得水煤浆专用分散剂，搅拌混合均匀即可得到高分散性能水煤浆。经检测，该高分散性能水煤浆流动性能好，水煤浆浓度可达69.6%，粘度较低，表观粘度为800mPa·s/100s-1，且稳定性能好，可保持60天不分层，且未出现无可恢复的硬沉淀。
实例2
依次取450g煤粉，260g黄土，70g桃胶，450mL清水，用木棍搅拌混合均匀后堆放于背光通风处，控制堆放厚度为4cm，得培养基，随后向培养基表面接种25g泥炭藓，每隔7h向培养基表面喷洒12mL清水，于温度为22℃室温条件下，进行泥炭藓培养12天；待培养结束，收集培养基表面泥炭藓，并用去离子水冲洗除去泥炭藓表面污物，再将泥炭藓置于石磨中，研磨40min，在研磨过程中混入泥炭藓质量2.2倍的去离子水，研磨后过170目筛，得泥炭藓浆液，备用；依次称取150g猪粪，400g黄土，40g小麦麸皮，与700mL清水混合均匀后倒入塑料水槽中，再向水槽中接种90g蚯蚓，进行蚯蚓养殖6天，随后收集蚯蚓粪，并将蚯蚓粪与去离子水按质量比为1：3混合后用匀浆机打成匀浆，过200目筛，得蚯蚓粪浆液；按重量份数计，在三口烧瓶中依次加入50份备用泥炭藓浆液，40份上述所得蚯蚓粪浆液，11份聚天冬氨酸，4份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，30份去离子水，再将三口烧瓶转入数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为68℃，转速为700r/min条件下，利用紫外灯以45W功率持续照射三口烧瓶中物料11h；待反应结束，收集三口烧瓶中物料，并将其转入真空干燥箱中，于温度为65℃条件下，干燥7h，出料，即得水煤浆专用分散剂。
按重量份数计，依次取80份干基煤粉，40份水，将其搅拌混合均匀，制得水煤浆，随后再加入水煤浆质量2%的本发明所得水煤浆专用分散剂，搅拌混合均匀即可得到高分散性能水煤浆。经检测，该高分散性能水煤浆流动性能好，水煤浆浓度可达66.7%，粘度较低，表观粘度为810mPa·s/100s-1，且稳定性能好，可保持70天不分层，且未出现无可恢复的硬沉淀。
实例3
依次取500g煤粉，300g黄土，80g桃胶，500mL清水，用木棍搅拌混合均匀后堆放于背光通风处，控制堆放厚度为5cm，得培养基，随后向培养基表面接种30g泥炭藓，每隔8h向培养基表面喷洒15mL清水，于温度为25℃室温条件下，进行泥炭藓培养15天；待培养结束，收集培养基表面泥炭藓，并用去离子水冲洗除去泥炭藓表面污物，再将泥炭藓置于石磨中，研磨45min，在研磨过程中混入泥炭藓质量2.6倍的去离子水，研磨后过180目筛，得泥炭藓浆液，备用；依次称取200g猪粪，500g黄土，50g小麦麸皮，与800mL清水混合均匀后倒入塑料水槽中，再向水槽中接种100g蚯蚓，进行蚯蚓养殖7天，随后收集蚯蚓粪，并将蚯蚓粪与去离子水按质量比为1：4混合后用匀浆机打成匀浆，过200目筛，得蚯蚓粪浆液；按重量份数计，在三口烧瓶中依次加入60份备用泥炭藓浆液，50份上述所得蚯蚓粪浆液，12份聚天冬氨酸，5份N,N’-亚甲基双丙烯酰胺，40份去离子水，再将三口烧瓶转入数显测速恒温磁力搅拌器中，于温度为70℃，转速为800r/min条件下，利用紫外灯以50W功率持续照射三口烧瓶中物料12h；待反应结束，收集三口烧瓶中物料，并将其转入真空干燥箱中，于温度为70℃条件下，干燥8h，出料，即得水煤浆专用分散剂。
按重量份数计，依次取100份干基煤粉，35份水，将其搅拌混合均匀，制得水煤浆，随后再加入水煤浆质量3%的本发明所得水煤浆专用分散剂，搅拌混合均匀即可得到高分散性能水煤浆。经检测，该高分散性能水煤浆流动性能好，水煤浆浓度可达74.1%，粘度较低，表观粘度为820mPa·s/100s-1，且稳定性能好，可保持80天不分层，且未出现无可恢复的硬沉淀。