一种水煤浆及其制备方法

摘要

本发明提供了一种水煤浆及其制备方法，所述水煤浆包含煤颗粒粒径≤2.4mm的低阶煤浆料A、煤颗粒粒径≤0.5mm的低阶煤浆料B以及煤颗粒粒径≤0.3mm的低阶煤浆料C，所述浆料A、浆料B和浆料C的质量比为5～8:1～3:1～2；其中，所述浆料A中90％以上的煤颗粒的粒径大于或等于75μm；所述浆料B中90％以上的煤颗粒的粒径大于或等于25μm且小于50μm；所述浆料C中90％以上的煤颗粒的粒径大于或等于5μm且小于或等于15μm。本发明利用多峰级配技术将低阶煤浆料A、B和C混合，不同粒径煤颗粒完美地填充煤颗粒堆积时的空隙，提高堆积密度，得到浓度在55％以上的低阶煤水煤浆，很好地解决了难以将低阶煤制备成高浓度水煤浆的问题。

权利要求

1.一种水煤浆，其特征在于，所述水煤浆包含煤颗粒粒径≤2.4mm的低阶煤浆料A、煤颗粒粒径≤0.5mm的低阶煤浆料B以及煤颗粒粒径≤0.3mm的低阶煤浆料C，所述浆料A、浆料B和浆料C的质量比为5～8:1～3:1～2；

其中，所述浆料A中90％以上的煤颗粒的粒径大于或等于75μm；所述浆料B中90％以上的煤颗粒的粒径大于或等于25μm且小于或等于50μm；所述浆料C中90％以上的煤颗粒的粒径大于或等于5μm且小于或等于15μm。

2.根据权利要求1所述的水煤浆，其特征在于，所述浆料A的煤颗粒粒径为1μm～2.4mm。

3.根据权利要求2所述的水煤浆，其特征在于，所述浆料A的煤颗粒粒径为60μm～

2.4mm。

4.根据权利要求3所述的水煤浆，其特征在于，所述浆料A的煤颗粒粒径为75μm～

2.4mm。

5.根据权利要求1所述的水煤浆，其特征在于，所述浆料B的煤颗粒粒径为1μm～0.5mm。

6.根据权利要求5所述的水煤浆，其特征在于，所述浆料B的煤颗粒粒径为25μm～

0.5mm。

7.根据权利要求6所述的水煤浆，其特征在于，所述浆料B的煤颗粒粒径为25μm～250μm。

8.根据权利要求7所述的水煤浆，其特征在于，所述浆料B的煤颗粒粒径为25μm～50μm。

9.根据权利要求1所述的水煤浆，其特征在于，所述浆料C的煤颗粒粒径为1μm～0.3mm。

10.根据权利要求1所述的水煤浆，其特征在于，所述浆料C的煤颗粒粒径为1μm～200μm。

11.根据权利要求10所述的水煤浆，其特征在于，所述浆料C的煤颗粒粒径为1μm～100μm。

12.根据权利要求11所述的水煤浆，其特征在于，所述浆料C的煤颗粒粒径为5μm～15μm。

13.根据权利要求1所述的水煤浆，其特征在于，所述低阶煤选自褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤中的任意一种或至少两种的组合。

14.根据权利要求1所述的水煤浆，其特征在于，所述水煤浆的浓度为55％以上。

15.根据权利要求14所述的水煤浆，其特征在于，所述水煤浆的浓度为60-75％。

16.根据权利要求1-15中任一项所述的水煤浆的制备方法，其特征在于，所述方法为：以低阶煤为原料制备得到权利要求1-14中任一项所述的浆料A、浆料B以及浆料C，将浆料A、浆料B和浆料C按质量比5～8:1～3:1～2混合，而后经捏混、剪切处理后，即可得到水煤浆产品。

17.根据权利要求16所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)将原料低阶煤破碎，而后与生产水按质量比3～5:5～7混合后进行粗磨，得到第一浆料；

(2)将第一浆料进行脱水提质，固体含量控制在70～90％的物料作为浆料A，固体含量控制在5～25％的物料作为第二浆料；

(3)将第二浆料浓缩脱水，固体含量控制在1～5％的物料作为第三浆料，固体含量控制在35～65％的物料作为第四浆料；

(4)将第四浆料与生产水按照质量比1～1.5:0～1混合后进行细磨，将大于或等于50％且小于100％的细磨后物料作为浆料B，小于或等于50％的细磨后物料作为第五浆料；

(5)将第五料浆进行超细磨，作为浆料C；

(6)将浆料A、浆料B和浆料C按质量比5～8:1～3:1～2混合，经捏混、剪切处理后，即可得到水煤浆产品。

18.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中将原料低阶煤破碎至粒径≤13mm。

19.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述第一浆料中煤颗粒粒径≤2.4mm，且第一浆料中20％以上的煤颗粒的粒径小于或等于75μm。

20.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述粗磨为湿磨，研磨时固体含量为30～55％。

21.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述粗磨的温度为10～50℃。

22.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述粗磨的方式为球磨、棒磨或搅拌磨。

23.根据权利要求22所述的制备方法，其特征在于，所述球磨的转速为15～40r/min。

24.根据权利要求22所述的制备方法，其特征在于，所述棒磨的转速为15～25r/min。

25.根据权利要求22所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌研磨的速度为10～25m/s。

26.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述脱水提质为机械力脱水。

27.根据权利要求26所述的制备方法，其特征在于，所述机械力脱水为离心脱水。

28.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述浆料A中煤颗粒粒径≤

2.4mm，且90％以上的煤颗粒的粒径大于或等于75μm。

29.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述第二浆料中煤颗粒粒径≤0.5mm，且第二浆料中80％以上的煤颗粒的粒径小于75μm。

30.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述浆料A中干煤的质量与第二浆料中干煤的质量之比为6～9:1～4。

31.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述第三浆料作为生产水循环使用。

32.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)所述第四浆料中煤颗粒粒径≤0.5mm，且第四浆料中80％以上的煤颗粒的粒径小于75μm。

33.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述浆料B中煤颗粒粒径≤

0.5mm，且90％以上的煤颗粒的粒径大于或等于25μm且小于或等于50μm。

34.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤(5)所述浆料C中煤颗粒粒径≤

0.3mm，且90％以上的煤颗粒的粒径大于或等于5μm且小于或等于15μm。

35.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤(6)所述剪切处理的剪切率为

50～120r/min。

36.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述细磨、步骤(5)所述超细磨以及步骤(6)所述捏混、剪切处理过程中加入添加剂，所述添加剂的加入量为相应浆料中干煤质量的0.1～1％。

37.根据权利要求36所述的制备方法，其特征在于，所述添加剂为木质素磺酸盐、腐植酸盐和萘磺酸甲醛缩合物中的任意一种或至少两种的组合。

38.根据权利要求17所述的制备方法，其特征在于，所述生产水为清水、第三浆料或化工生产中产生的无腐蚀性废水。

39.根据权利要求16-38中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)将原料低阶煤破碎至粒径≤13mm，而后与生产水按质量比3～5:5～7混合后在温度为10～50℃下进行粗磨，得到第一浆料，所述第一浆料中煤颗粒粒径≤2.4mm，且第一浆料中20％以上的煤颗粒的粒径小于或等于75μm；

(2)将第一浆料进行脱水提质，固体含量控制在70～90％的物料作为浆料A，固体含量控制在5～25％的物料作为第二浆料，所述浆料A中煤颗粒粒径≤2.4mm，且90％以上的煤颗粒的粒径大于或等于75μm，所述第二浆料中煤颗粒粒径≤0.5mm，且80％以上的煤颗粒的粒径小于75μm；

(3)将第二浆料浓缩脱水，固体含量控制在1～5％的物料作为第三浆料，所述第三浆料作为生产水循环使用，固体含量控制在35～65％的物料作为第四浆料；

(4)将第四浆料与生产水按照质量比1～1.5:0～1混合后，加入为第四浆料中干煤质量的0.1～1％的添加剂，进行细磨，将大于或等于50％且小于100％的细磨后物料作为浆料B，小于或等于50％的细磨后物料作为第五浆料，所述浆料B中煤颗粒粒径≤0.5mm，且90％以上的煤颗粒的粒径大于或等于25μm且小于或等于50μm；

(5)将第五料浆进行超细磨，在超细磨过程中加入为第五浆料中干煤质量的0.1～1％的添加剂，将超细磨后的浆料作为浆料C，所述浆料C中煤颗粒粒径≤0.3mm，且90％以上的煤颗粒的粒径大于或等于5μm且小于或等于15μm；

(6)将浆料A、浆料B和浆料C按质量比5～8:1～3:1～2混合得到混合浆料，加入为混合浆料中干煤质量的0.1～1％的添加剂，经捏混、剪切处理后，即可得到水煤浆产品。

说明书

一种水煤浆及其制备方法

技术领域

[0001] 本发明属于水煤浆制备领域，涉及一种水煤浆及其制备方法，尤其涉及一种利用多峰级配技术制备水煤浆的方法，特别涉及一种利用多峰级配技术由低阶煤制备高浓度水煤浆的方法。

背景技术

[0002] 我国能源结构具有富煤、贫油、少气的特点，煤炭约占我国能源消费的70％，且在以后较长的时间内，煤炭作为我国主要能源仍将无法改变。虽然我国的煤炭储量丰富，但以变质程度较低的低阶煤为主，且集中分布在我国煤化工发展地区——陕西、内蒙古、新疆等地。低阶煤变质程度低，内部水分含量大，孔隙发达，含氧官能团多，热值低，属于难成浆煤。

[0003] 难成浆煤的自身特点导致很难将其制备成符合煤化工和燃烧需要的水煤浆。水煤浆的质量浓度直接影响其着火性能和热值，浓度越大，含水量越小，越容易点燃且热值高，但流动性变差。从气化和燃烧效率的角度来看，水煤浆的浓度应该越高越好，所以如何开发一种由难成浆性的低阶煤制备得到高浓度水煤浆的方法在本领域是亟待解决的问题。

[0004] CN 104449916 A公开了一种褐煤中温提质制备高浓度水煤浆方法，所述方法包括褐煤的深度干燥、中温反应、提质煤冷却和磨煤制浆过程，将深度干燥结合中温热解反应为褐煤提质。该发明虽然能够得到高浓度水煤浆，但是该方法需要在600℃-750℃下在常压和惰性气体环境下进行中温反应以达到对褐煤提质，所需温度较高。

[0005] CN 104371779 A公开了低阶煤制备高浓度水煤浆的方法及其系统，所述方法包括将低阶煤进行深度干燥、热解、半焦冷却、磨煤和成浆等步骤。该方法需要在150℃-200℃下进行深度干燥，并且需要在400℃-650℃下进行热解，所需温度仍然较高，方法比较复杂。

[0006] 在水煤浆制备领域，粒度级配是制备高浓度水煤浆的关键技术，尤其对于难制浆煤种更加重要。目前我国水煤浆制备工艺多以单磨机的制备工艺为主，煤浆的粒度呈现单峰正态分布，难成浆煤种无法制备出高浓度水煤浆。

[0007] 因此，本领域亟需开发一种利用多峰级配技术将难成浆煤种制备成高浓度水煤浆的方法。

发明内容

[0008] 针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水煤浆及其制备方法，该方法利用多峰级配技术实现了由低阶煤制备高浓度水煤浆，填充了煤颗粒堆积时的空隙，提高了堆积效率，从而提高了水煤浆的浓度。

[0009] 为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

[0010] 一方面，本发明提供一种水煤浆，所述水煤浆包含煤颗粒粒径≤2.4mm的低阶煤浆料A、煤颗粒粒径≤0.5mm的低阶煤浆料B以及煤颗粒粒径≤0.3mm的低阶煤浆料C，所述浆料A、浆料B和浆料C的质量比为5～8:1～3:1～2；

[0011] 其中，所述浆料A中90％以上的煤颗粒的粒径大于或等于75μm；所述浆料B中90％以上的煤颗粒的粒径大于或等于25μm且小于或等于50μm；所述浆料C中90％以上的煤颗粒的粒径大于或等于5μm且小于或等于15μm。

[0012] 本发明通过将粒径范围不同的浆料A、浆料B和浆料C混配在一起，从而可以实现粒度级配的多峰填充，减少了煤颗粒堆积时的空隙，提高了堆积效率，从而提高水煤浆的浓度。

[0013] 在本发明所述水煤浆中，所述浆料A的煤颗粒粒径≤2.4mm，例如浆料A的煤颗粒粒径可以小于或等于2.4mm、小于或等于2mm、小于或等于1.8mm、小于或等于1.5mm、小于或等于1mm、小于或等于800μm、小于或等于700μm、小于或等于600μm、小于或等于500μm、小于或等于400μm、小于或等于300μm、小于或等于200μm、小于或等于100μm等，优选地，所述浆料A的煤颗粒粒径为1μm～2.4mm，优选60μm～2.4mm，进一步优选75μm～2.4mm。浆料A中90％以上例如91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％的煤颗粒的粒径可以为大于或等于80μm、大于或等于90μm、大于或等于100μm、大于或等于120μm、大于或等于140μm、大于或等于150μm、大于或等于180μm、大于或等于200μm、大于或等于220μm、大于或等于260μm、大于或等于300μm、大于或等于400μm、大于或等于500μm、大于或等于600μm、大于或等于700μm、大于或等于800μm、大于或等于1000μm、大于或等于1300μm、大于或等于1500μm、大于或等于1800μm或者大于或等于2000μm等。

[0014] 在本发明所述水煤浆中，所述浆料B的煤颗粒粒径≤0.5mm，例如浆料B的煤颗粒粒径可以为小于或等于400μm、小于或等于350μm、小于或等于300μm、小于或等于250μm、小于或等于200μm、小于或等于150μm、小于或等于100μm、小于或等于75μm或者小于或等于50μm，优选地，所述浆料B的煤颗粒粒径为1μm～0.5mm，优选25μm～0.5mm，进一步优选25μm～250μm，更进一步优选25μm～50μm。浆料B中90％以上例如91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％的煤颗粒的粒径可以为大于或等于25μm且小于或等于50μm、大于或等于30μm且小于或等于50μm、大于或等于35μm且小于或等于50μm、大于或等于40μm且小于或等于50μm、大于或等于45μm且小于或等于50μm、大于或等于25μm且小于或等于45μm、大于或等于25μm且小于或等于40μm等。

[0015] 在本发明所述水煤浆中，所述浆料C的煤颗粒粒径≤0.3mm，例如浆料C的煤颗粒粒径可以为小于或等于280μm、小于或等于250μm、小于或等于200μm、小于或等于180μm、小于或等于150μm、小于或等于100μm、小于或等于75μm、小于或等于50μm或者小于或等于45μm，优选地，所述浆料C的煤颗粒粒径为1μm～0.3mm，优选1μm～200μm，进一步优选1μm～100μm，更进一步优选5μm～15μm。浆料C中90％以上例如91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或100％的煤颗粒的粒径可以为大于或等于5μm且小于或等于15μm、大于或等于7μm且小于或等于15μm、大于或等于8μm且小于或等于15μm、大于或等于9μm且小于或等于15μm、大于或等于10μm且小于或等于15μm、大于或等于11μm且小于或等于15μm、大于或等于5μm且小于或等于14μm、大于或等于5μm且小于或等于13μm、大于或等于5μm且小于或等于12μm、大于或等于5μm且小于或等于11μm、大于或等于5μm且小于或等于10μm等。

[0016] 在本发明中，浆料A、浆料B和浆料C的混合质量比可以为但不限于5:1:1、5:1:2、5:2:1、5:2:2、5:3:1、5:3:2、6:1:1、6:2:1、6:3:1、6:2:2、6:3:2、7:1:1、7:2:1、7:3:1、7:1:2、
7:2:2、7:3:2、8:1:1、8:2:1、8:3:1、8:1:2、8:2:2或8:3:2。

[0017] 在本发明所述水煤浆中，所述低阶煤选自褐煤、长焰煤、不粘煤、弱粘煤中的任意一种或至少两种的组合，所述组合可以为但不限于褐煤与长焰煤的组合、褐煤与不粘煤的组合、褐煤与弱粘煤的组合、长焰煤与不粘煤的组合、长焰煤与弱粘煤的组合、不粘煤与弱粘煤的组合、褐煤与长焰煤以及不粘煤的组合、上述四种低阶煤的组合等。

[0018] 优选地，所述水煤浆的浓度为55％以上，例如58％、60％、63％、65％、67％、69％、70％、72％、75％、78％、80％、83％、85％、88％、90％、93％、95％、98％等，优选60～75％。

[0019] 另一方面，本发明提供了第一方面所述的水煤浆的制备方法，所述方法为：以低阶煤为原料制备得到所述浆料A、浆料B以及浆料C，将浆料A、浆料B和浆料C按质量比5～8:1～3:1～2混合，而后经捏混、剪切处理后，即可得到水煤浆产品。

[0020] 本发明采用多峰级配技术来制备水煤浆，将粒径范围不同的三种低阶煤浆料A、B和C混合来制得水煤浆，可以使得不同颗粒粒度之间充分填充堆积时的空隙，提高堆积密度，进而提高水煤浆的浓度，使得制备得到的水煤浆可满足气化和燃烧应用需求。

[0021] 本发明所述水煤浆的制备方法包括如下步骤：

[0022] (1)将原料低阶煤破碎，而后与生产水按质量比3～5:5～7混合后进行粗磨，得到第一浆料；

[0023] (2)将第一浆料进行脱水提质，固体含量控制在70～90％的物料作为浆料A，固体含量控制在5～25％的物料作为第二浆料；

[0024] (3)将第二浆料浓缩脱水，固体含量控制在1～5％的物料作为第三浆料，固体含量控制在35～65％的物料作为第四浆料；

[0025] (4)将第四浆料与生产水按照质量比1～1.5:0～1混合后进行细磨，将大于或等于50％且小于100％的细磨后物料作为浆料B，小于或等于50％的细磨后物料作为第五浆料；

[0026] (5)将第五料浆进行超细磨，作为浆料C；

[0027] (6)将浆料A、浆料B和浆料C按质量比5～8:1～3:1～2混合，经捏混、剪切处理后，即可得到水煤浆产品。

[0028] 在本发明所述水煤浆的制备方法中，步骤(1)中将原料低阶煤破碎至粒径≤13mm。

[0029] 在步骤(1)中，将破碎后的原料与生产水按质量比3～5:5～7混合，例如可以按以下质量比混合：3:5、3:6、3:7、4:5、4:6(即2:3)、4:7、5:5(即1:1)、5:6或5:7。

[0030] 优选地，步骤(1)所述第一浆料中煤颗粒粒径≤2.4mm，且第一浆料中20％以上的煤颗粒的粒径小于或等于75μm。例如第一浆料中20％、22％、25％、28％、30％、32％、34％、36％、38％或40％的煤颗粒粒径小于或等于75μm、小于或等于65μm、小于或等于60μm、小于或等于55μm、小于或等于50μm、小于或等于45μm、小于或等于40μm、小于或等于35μm、小于或等于30μm、小于或等于25μm、小于或等于20μm、小于或等于15μm或者小于或等于10μm。

[0031] 优选地，步骤(1)所述粗磨为湿磨，研磨时固体含量为30～55％，例如30％、33％、35％、38％、40％、42％、44％、46％、48％、50％、52％或55％。

[0032] 优选地，步骤(1)所述粗磨的温度为10～50℃，例如10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃或50℃。

[0033] 优选地，骤(1)所述粗磨的方式为球磨、棒磨或搅拌磨。

[0034] 优选地，所述球磨的转速为15～40r/min，例如15r/min、18r/min、20r/min、22r/min、25r/min、28r/min、30r/min、32r/min、34r/min、36r/min、38r/min或40r/min。

[0035] 优选地，所述棒磨的转速为15～25r/min，例如16r/min、17r/min、18r/min、19r/min、20r/min、21r/min、22r/min、23r/min或24r/min。

[0036] 优选地，所述搅拌研磨的速度为10～25m/s，例如11m/s、13m/s、15m/s、17m/s、19m/s、20m/s、22m/s或24m/s。

[0037] 在本发明所述水煤浆的制备方法中，步骤(2)所述脱水提质为机械力脱水，优选为离心脱水。

[0038] 在步骤(2)中，将固体含量控制在70～90％的物料作为浆料A，例如可以将固体含量控制在70％、72％、74％、76％、78％、80％、82％、84％、86％、88％或90％的物料作为浆料A；将固体含量控制在5～25％的物料作为第二浆料，例如可以将固体含量控制在5％、8％、10％、12％、15％、17％、19％、20％、22％、23％或25％的的物料作为第二浆料。

[0039] 优选地，步骤(2)所述浆料A中煤颗粒粒径≤2.4mm，且90％以上的煤颗粒的粒径大于或等于75μm。

[0040] 优选地，步骤(2)所述第二浆料中煤颗粒粒径≤0.5mm，且第二浆料中80％以上的煤颗粒的粒径小于75μm。

[0041] 优选地，步骤(2)所述浆料A中干煤的质量与第二浆料中干煤的质量之比为6～9:1～4，例如6:1、6:2(即3:1)、6:3(即2:1)、6:4(即3:2)、7:1、7:2、7:3、7:4、8:1、8:2、8:3、9:1、9:2或9:4。

[0042] 在步骤(3)中，将固体含量控制在1～5％的物料作为第三浆料，例如可以将固体含量控制在1％、1.5％、2％、2.5％、3％、3.5％、4％、4.5％或5％的物料作为第三浆料；将固体含量控制在35～65％的物料作为第四浆料，例如可以将固体含量控制在35％、38％、40％、42％、44％、46％、48％、50％、53％、55％、58％、60％、61％、62％、63％、64％或65％的物料作为第四浆料。

[0043] 优选地，步骤(3)所述第三浆料作为生产水循环使用。

[0044] 优选地，步骤(3)所述第四浆料中煤颗粒粒径≤0.5mm，且第四浆料中80％以上的煤颗粒的粒径小于75μm。例如，小于或等于400μm、小于或等于350μm、小于或等于300μm、小于或等于250μm、小于或等于200μm、小于或等于150μm、小于或等于100μm或者、小于或等于75μm，或者小于或等于50μm，优选地，所述浆料B的煤颗粒粒径为1μm～0.5mm，优选25μm～
0.5mm，进一步优选25μm～250μm，更进一步优选25μm～50μm；且第四浆料中80％、82％、
84％、86％、88％、90％、92％、94％、96％、98％或99％以上的粒径小于75μm、60μm、65μm、55μm、50μm、45μm、40μm、35μm或30μm。

[0045] 在步骤(4)中，将第四浆料与生产水按照质量比1～1.5：0～1混合后进行细磨，例如，第四浆料与生产水可以按照以下质量比进行混合：1:1、1:0.1、1:0.3、1:0.5、1:0.7、1:0.8、1:0.9、1.2:1、1.2:0.1、1.5:0.4、1.3:0.7或1.4:0.5等。

[0046] 在步骤(4)中，将细磨后的物料分成两组，大于或等于50％且小于100％的细磨后物料作为浆料B，例如可以将细磨后物料的50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、92％、94％、96％、98％或99％作为浆料B；将剩余细磨后物料作为第五浆料，例如可以将50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％、8％、6％、4％、2％或1％的细磨后物料作为第五浆料。

[0047] 优选地，步骤(4)所述浆料B中煤颗粒粒径≤0.5mm，且90％以上的煤颗粒的粒径大于或等于25μm且小于或等于50μm。

[0048] 优选地，步骤(5)所述浆料C中煤颗粒粒径≤0.3mm，且90％以上的煤颗粒的粒径大于或等于5μm且小于或等于15μm。

[0049] 在步骤(6)中，浆料A、浆料B和浆料C的混合质量比可以为但不限于5:1:1、5:1:2、5:2:1、5:2:2、5:3:1、5:3:2、6:1:1、6:2:1、6:3:1、6:2:2、6:3:2、7:1:1、7:2:1、7:3:1、7:1:
2、7:2:2、7:3:2、8:1:1、8:2:1、8:3:1、8:1:2、8:2:2或8:3:2。

[0050] 优选地，步骤(6)所述剪切处理的剪切率为50～120r/min，例如50r/min、60r/min、70r/min、80r/min、90r/min、100r/min、110r/min或120r/min。

[0051] 优选地，步骤(4)所述细磨、步骤(5)所述超细磨以及步骤(6)所述捏混、剪切处理过程中加入添加剂，所述添加剂的加入量为相应浆料中干煤质量的0.1～1％，例如0.1％、0.2％、0.3％、0.4％、0.5％、0.6％、0.7％、0.8％、0.9％或1％。

[0052] 优选地，所述添加剂为木质素磺酸盐、腐植酸盐和萘磺酸甲醛缩合物中的任意一种或至少两种的组合，例如所述组合为木质素磺酸盐和腐植酸盐的组合、腐植酸盐和萘磺酸甲醛缩合物的组合、木质素磺酸盐和萘磺酸甲醛缩合物的组合以及木质素磺酸盐与腐植酸盐和萘磺酸甲醛缩合物的组合。

[0053] 在制备水煤浆过程中，添加剂能够起到改变煤颗粒的表面性质，提高其在水中的分散程度的作用，使水煤浆有良好的流变特性和稳定性。

[0054] 在本发明所述水煤浆的制备方法中，所述生产水为清水、第三浆料或化工生产中产生的无腐蚀性废水。本发明可以节约水的用量，所用生产水可以为各种化工生产中产生的废水，只要该废水不腐蚀本工艺所用设备即可。

[0055] 作为本发明的优选技术方案，本发明所述水煤浆的制备方法包括以下步骤：

[0056] (1)将原料低阶煤破碎至粒径≤13mm，而后与生产水按质量比3～5:5～7混合后在温度为10～50℃下进行粗磨，得到第一浆料，所述第一浆料中煤颗粒粒径≤2.4mm，且第一浆料中20％以上的煤颗粒的粒径小于或等于75μm；

[0057] (2)将第一浆料进行脱水提质，固体含量控制在70～90％的物料作为浆料A，固体含量控制在5～25％的物料作为第二浆料，所述浆料A中煤颗粒粒径≤2.4mm，且90％以上的煤颗粒的粒径大于或等于75μm，所述第二浆料中煤颗粒粒径≤0.5mm，且80％以上的煤颗粒的粒径小于75μm；

[0058] (3)将第二浆料浓缩脱水，固体含量控制在1～5％的物料作为第三浆料，所述第三浆料作为生产水循环使用，固体含量控制在35～65％的物料作为第四浆料；

[0059] (4)将第四浆料与生产水按照质量比1～1.5:0～1混合后，加入为第四浆料中干煤质量的0.1～1％的添加剂，进行细磨，将大于或等于50％且小于100％的细磨后物料作为浆料B，小于或等于50％的细磨后物料作为第五浆料，所述浆料B中煤颗粒粒径≤0.5mm，且90％以上的煤颗粒的粒径大于或等于25μm且小于或等于50μm；

[0060] (5)将第五料浆进行超细磨，在超细磨过程中加入为第五浆料中干煤质量的0.1～1％的添加剂，将超细磨后的浆料作为浆料C，所述浆料C中煤颗粒粒径≤0.3mm，且90％以上的煤颗粒的粒径大于或等于5μm且小于或等于15μm；

[0061] (6)将浆料A、浆料B和浆料C按质量比5～8:1～3:1～2混合得到混合浆料，加入为混合浆料中干煤质量的0.1～1％的添加剂，经捏混、剪切处理后，即可得到水煤浆产品。

[0062] 在本发明水煤浆的制备过程中，产生的带有少量煤的水可以作为生产水循环使用，不产生外排的废水，环境友好，适于工业生产。

[0063] 相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

[0064] 本发明利用多峰级配技术将不同粒径范围的低阶煤浆料A、B和C混合，制备得到水煤浆，使得不同粒径的煤颗粒能够更加完美地填充煤颗粒堆积时的空隙，提高堆积密度，从而提高水煤浆的浓度，得到浓度在55％以上的低阶煤水煤浆，很好地解决了难以将低阶煤制备成高浓度水煤浆的问题，使得得到的水煤浆可满足气化和燃烧应用需求。并且本发明具有煤种适用范围广、可实现连续生产，参数调整方便，在生产过程中产生的水可以循环使用，不产生外排废水，对环境友好。

附图说明

[0065] 图1是本发明实施例1的工艺流程图。

具体实施方式

[0066] 下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

[0067] 实施例1

[0068] 在本实施例中，由褐煤制备水煤浆，采用的褐煤为内蒙古海拉尔地区东明煤矿褐煤，在该煤中分析水为21.8％，全水为34.5％，灰分为8.5％，粒径小于50mm，制备水煤浆的方法的工艺流程如图1所示，具体包括以下步骤：

[0069] (1)将原料破碎至粒径≤13mm，而后与生产水按质量比4:6混合后在温度为30℃下进行粗磨，得到第一浆料，第一浆料中煤颗粒粒径≤2.4mm，且第一浆料中33％的煤颗粒的粒径小于或等于75μm；

[0070] (2)将第一浆料进行脱水提质，固体含量控制在70％的物料作为浆料A，固体含量控制在12.5％的物料作为第二浆料，所述浆料A中煤颗粒粒径≤2.4mm，且浆料A中92％的煤颗粒的粒径大于或等于75μm，所述第二浆料中煤颗粒粒径≤0.5mm，且第二浆料中85％的煤颗粒的粒径小于75μm；

[0071] (3)将第二浆料浓缩脱水，固体含量控制在2.6％的物料作为第三浆料，所述第三浆料作为生产水循环使用，固体含量控制在55％的物料作为第四浆料；

[0072] (4)将第四浆料与生产水按照质量比1：0.4混合后，加入为第四浆料中干煤质量的1％的添加剂木质素磺酸盐，进行细磨，将55％的细磨后物料作为浆料B，45％的细磨后物料作为第五浆料，所述浆料B中煤颗粒粒径≤0.5mm，且93％的煤颗粒的粒径大于或等于25μm且小于或等于50μm；

[0073] (5)将第五料浆进行超细磨，在超细磨过程中加入为第五浆料中干煤质量的0.5％的添加剂木质素磺酸盐，将超细磨后的浆料作为浆料C，浆料C中煤颗粒粒径≤0.3mm，且93％的煤颗粒的粒径大于或等于5μm且小于或等于15μm；

[0074] (6)将浆料A、浆料B和浆料C按质量比7:1.5:1.5混合得到混合浆料，加入为混合浆料中干煤质量的0.1％的添加剂木质素磺酸盐，经捏混、剪切(100r/min)处理后，即可得到浓度为58％的水煤浆产品，所述水煤浆的粘度<1200mpa·s(100S-1)。

[0075] 实施例2

[0076] 在本实施例中，由新疆伊犁地区的长焰煤制备水煤浆，在该煤中分析水为12.7％，全水为21.9％，灰分为10.4％，粒径小于50mm；水煤浆的制备方法具体包括以下步骤：

[0077] (1)将原料破碎至粒径≤13mm，而后与生产水按质量比5:5混合后在温度为50℃下进行粗磨，得到第一浆料，所述第一浆料中煤颗粒粒径≤2.4mm，且第一浆料中35％的煤颗粒的粒径小于或等于75μm；

[0078] (2)将第一浆料进行脱水提质，固体含量控制在75％的物料作为浆料A，固体含量控制在10％的物料作为第二浆料，所述浆料A中煤颗粒粒径≤2.4mm，且浆料A中92.5％的煤颗粒的粒径大于或等于75μm，所述第二浆料中煤颗粒粒径≤0.5mm，且第二浆料中86％的煤颗粒的粒径小于75μm；

[0079] (3)将第二浆料浓缩脱水，固体含量控制在3.4％的物料作为第三浆料，所述第三浆料作为生产水循环使用，固体含量控制在65％的物料作为第四浆料；

[0080] (4)将第四浆料与生产水按照质量比1：0.8混合后，加入为第四浆料中干煤质量的0.5％的添加剂木质素磺酸盐，进行细磨，将65％的细磨后物料作为浆料B，35％的细磨后物料作为第五浆料，浆料B中煤颗粒粒径≤0.5mm，且95％的煤颗粒的粒径大于或等于25μm且小于或等于50μm；

[0081] (5)将第五料浆进行超细磨，在超细磨过程中加入为第五浆料中干煤质量的0.1％的添加剂木质素磺酸盐，将超细磨后的浆料作为浆料C，所述浆料C中煤颗粒粒径≤0.3mm，且90％的煤颗粒的粒径大于或等于5μm且小于或等于15μm；

[0082] (6)将浆料A、浆料B和浆料C按质量比7.5:1.5:1混合得到混合浆料，加入为混合浆料中干煤质量的1％的添加剂腐植酸盐，经捏混、剪切(120r/min)处理后，即可得到浓度为62％水煤浆产品，所述水煤浆的粘度<1200mpa·s(100S-1)。

[0083] 实施例3

[0084] 在本实施例中，由内蒙古鄂尔多斯神府地区的弱粘煤制备水煤浆，在该煤中分析水为5.7％，全水为13.6％，灰分为6.9％，粒径小于50mm；水煤浆的制备方法具体包括以下步骤：

[0085] (1)将原料破碎至粒径≤13mm，而后与生产水按质量比6:4混合后在温度为25℃下进行粗磨，得到第一浆料，所述第一浆料中煤颗粒粒径≤2.4mm，且第一浆料中37％的煤颗粒的粒径小于或等于75μm；

[0086] (2)将第一浆料进行脱水提质，固体含量控制在80％的物料作为浆料A，固体含量控制在9％的物料作为第二浆料，所述浆料A中煤颗粒粒径≤2.4mm，且浆料A中91.5％的煤颗粒的粒径大于或等于75μm，第二浆料中煤颗粒粒径≤0.5mm，且第二浆料中90％的煤颗粒的粒径小于75μm；

[0087] (3)将第二浆料浓缩脱水，固体含量控制在4.5％的物料作为第三浆料，所述第三浆料作为生产水循环使用，固体含量控制在63％的物料作为第四浆料；

[0088] (4)将第四浆料与生产水按照质量比1:0.7混合后，加入为第四浆料中干煤质量的0.1％的添加剂萘磺酸甲醛缩合物，进行细磨，将70％的细磨后物料作为浆料B，30％的细磨后物料作为第五浆料，所述浆料B煤颗粒粒径≤0.5mm，且中96％的煤颗粒的粒径大于或等于25μm且小于或等于50μm；

[0089] (5)将第五料浆进行超细磨，在超细磨过程中加入为第五浆料中干煤质量的1％的添加剂萘磺酸甲醛缩合物，将超细磨后的浆料作为浆料C，所述浆料C中煤颗粒粒径≤0.3mm，且96％的煤颗粒的粒径大于或等于5μm且小于或等于15μm；

[0090] (6)将浆料A、浆料B和浆料C按质量比7.6:1.4:1混合得到混合浆料，加入为混合浆料中干煤质量的0.5％的添加剂萘磺酸甲醛缩合物，经捏混、剪切(80r/min)处理后，即可得到浓度为70％的水煤浆产品，所述水煤浆的粘度<1200mpa·s(100S-1)。

[0091] 实施例4

[0092] 在本实施例中由褐煤制备水煤浆，采用的褐煤与实施例1相同，水煤浆的制备方法如下：

[0093] (1)将原料破碎至粒径≤13mm，而后与生产水按质量比3:7混合后在温度为10℃下进行粗磨，得到第一浆料，第一浆料中煤颗粒粒径≤2.4mm，且第一浆料中25％的煤颗粒的粒径小于或等于75μm；

[0094] (2)将第一浆料进行脱水提质，固体含量控制在90％的物料作为浆料A，固体含量控制在5％的物料作为第二浆料，所述浆料A中煤颗粒粒径≤2.4mm，且浆料A中90％的煤颗粒的粒径大于或等于75μm，所述第二浆料中煤颗粒粒径≤0.5mm，且第二浆料中85％的煤颗粒的粒径小于75μm；

[0095] (3)将第二浆料浓缩脱水，固体含量控制在1％的物料作为第三浆料，所述第三浆料作为生产水循环使用，固体含量控制在35％的物料作为第四浆料；

[0096] (4)将第四浆料与生产水按照质量比1:1混合后，加入为第四浆料中干煤质量的0.5％的添加剂木质素磺酸盐，进行细磨，将90％的细磨后物料作为浆料B，10％的细磨后物料作为第五浆料，所述浆料B中煤颗粒粒径≤0.5mm，且90％的煤颗粒的粒径大于或等于25μm且小于或等于50μm；

[0097] (5)将第五料浆进行超细磨，在超细磨过程中加入为第五浆料中干煤质量的0.5％的添加剂木质素磺酸盐，将超细磨后的浆料作为浆料C，浆料C中煤颗粒粒径≤0.3mm，且93％的煤颗粒的粒径大于或等于5μm且小于或等于15μm；

[0098] (6)将浆料A、浆料B和浆料C按质量比7:2:1混合得到混合浆料，加入为混合浆料中干煤质量的0.1％的添加剂木质素磺酸盐，经捏混、剪切(90r/min)处理后，即可得到浓度为75％的水煤浆产品，所述水煤浆的粘度<1200mpa·s(100S-1)。

[0099] 实施例5

[0100] 在本实施例中由褐煤制备水煤浆，采用的褐煤与实施例1相同，水煤浆的制备方法如下：

[0101] (1)将原料破碎至粒径≤13mm，而后与生产水按质量比3:7混合后在温度为10℃下进行粗磨，得到第一浆料，第一浆料中煤颗粒粒径≤2.4mm，且第一浆料中30％的煤颗粒的粒径小于或等于75μm；

[0102] (2)将第一浆料进行脱水提质，固体含量控制在70％的物料作为浆料A，固体含量控制在25％的物料作为第二浆料，所述浆料A中煤颗粒粒径≤2.4mm，且浆料A中95％的煤颗粒的粒径大于或等于75μm，所述第二浆料中煤颗粒粒径≤0.5mm，且第二浆料中85％的煤颗粒的粒径小于75μm；

[0103] (3)将第二浆料浓缩脱水，固体含量控制在5％的物料作为第三浆料，所述第三浆料作为生产水循环使用，固体含量控制在65％的物料作为第四浆料；

[0104] (4)将第四浆料与生产水按照质量比1.5:1混合后，加入为第四浆料中干煤质量的1％的添加剂木质素磺酸盐，进行细磨，将80％的细磨后物料作为浆料B，20％的细磨后物料作为第五浆料，所述浆料B中煤颗粒粒径≤0.5mm，且95％的煤颗粒的粒径大于或等于25μm且小于或等于50μm；

[0105] (5)将第五料浆进行超细磨，在超细磨过程中加入为第五浆料中干煤质量的0.5％的添加剂木质素磺酸盐，将超细磨后的浆料作为浆料C，浆料C中煤颗粒粒径≤0.3mm，且93％的煤颗粒的粒径大于或等于5μm且小于或等于15μm；

[0106] (6)将浆料A、浆料B和浆料C按质量比8:1:1混合得到混合浆料，加入为混合浆料中干煤质量的0.1％的添加剂木质素磺酸盐，经捏混、剪切(50r/min)处理后，即可得到浓度为55％的水煤浆产品，所述水煤浆的粘度<1200mpa·s(100S-1)。

[0107] 实施例6

[0108] 在本实施例中由褐煤制备水煤浆，采用的褐煤与实施例1相同，水煤浆的制备方法如下：

[0109] (1)将原料破碎至粒径≤13mm，而后与生产水按质量比5:5混合后在温度为10℃下进行粗磨，得到第一浆料，第一浆料中煤颗粒粒径≤2.4mm，且第一浆料中28％的煤颗粒的粒径小于或等于75μm；

[0110] (2)将第一浆料进行脱水提质，固体含量控制在80％的物料作为浆料A，固体含量控制在15％的物料作为第二浆料，所述浆料A中煤颗粒粒径≤2.4mm，且浆料A中93％的煤颗粒的粒径大于或等于75μm，所述第二浆料中煤颗粒粒径≤0.5mm，且第二浆料中82％的煤颗粒的粒径小于75μm；

[0111] (3)将第二浆料浓缩脱水，固体含量控制在5％的物料作为第三浆料，所述第三浆料作为生产水循环使用，固体含量控制在65％的物料作为第四浆料；

[0112] (4)向第四浆料中加入为第四浆料中干煤质量的1％的添加剂木质素磺酸盐，进行细磨，将70％的细磨后物料作为浆料B，30％的细磨后物料作为第五浆料，所述浆料B中煤颗粒粒径≤0.5mm，且95％的煤颗粒的粒径大于或等于25μm且小于或等于50μm；

[0113] (5)将第五料浆进行超细磨，在超细磨过程中加入为第五浆料中干煤质量的0.5％的添加剂木质素磺酸盐，将超细磨后的浆料作为浆料C，浆料C中煤颗粒粒径≤0.3mm，且93％的煤颗粒的粒径大于或等于5μm且小于或等于15μm；

[0114] (6)将浆料A、浆料B和浆料C按质量比7:2:1混合得到混合浆料，加入为混合浆料中干煤质量的0.1％的添加剂木质素磺酸盐，经捏混、剪切(70r/min)处理后，即可得到浓度为60％的水煤浆产品，所述水煤浆的粘度<1200mpa·s(100S-1)。

[0115] 实施例7

[0116] 本实施例与实施例1的区别仅在于，将步骤(6)中浆料A、浆料B和浆料C按质量比7.2:1.3:1.5混合，其余制备步骤以及条件均与实施例1相同，得到浓度为59.5％的水煤浆产品，所述水煤浆的粘度<1200mpa·s(100S-1)。

[0117] 实施例8

[0118] 本实施例与实施例3的区别仅在于，将步骤(6)中浆料A、浆料B和浆料C按质量比7.0:1.5:1.5混合，其余制备步骤以及条件均与实施例3相同，得到浓度为71.8％的水煤浆产品，所述水煤浆的粘度<1200mpa·s(100S-1)。

[0119] 实施例9

[0120] 本实施例与实施例4的区别仅在于，将步骤(6)中浆料A、浆料B和浆料C按质量比5:3:2混合，其余制备步骤以及条件均与实施例4相同，得到浓度为68.5％的水煤浆产品，所述水煤浆的粘度<1200mpa·s(100S-1)。

[0121] 对比例1

[0122] 该对比例与实施例1的区别仅在于，将步骤(6)中浆料A、浆料B和浆料C按质量比4:4:2混合，其余制备步骤以及条件均与实施例1相同，得到的水煤浆的浓度仅为38.2％。

[0123] 对比例2

[0124] 该对比例与实施例2的区别仅在于，将步骤(6)中浆料A、浆料B和浆料C按质量比9:0.5:0.5混合，其余制备步骤以及条件均与实施例2相同，得到的水煤浆的浓度仅为33％。

[0125] 对比例3

[0126] 该对比例与实施例3的区别仅在于，将步骤(6)中浆料A、浆料B和浆料C按质量比6:1:3混合，其余制备步骤以及条件均与实施例3相同，得到的水煤浆的浓度仅为37.5％。

[0127] 申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的水煤浆及其制备方法，但本发明并不局限于上述实施例，即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。