本發(fā)明屬于煤泥浮選,具體涉及一種貧煤浮選方法、浮選用捕收劑。
背景技術:
1、貧煤,又稱為低階煤或低品質煤,是指煤化程度較低、熱值較低、灰分和水分含量較高的煤炭。這類煤炭在煤的變質過程中處于較低的變質階段,因此其物理和化學性質與高階煤(如無煙煤、煙煤)有顯著差異。貧煤具有以下特點:
2、(1)煤化程度低,如褐煤、長焰煤、不黏煤或弱黏煤等類型的煤,其變質程度較低,導致其熱值和燃燒效率均不如高階煤。
3、(2)熱值低,由于煤化程度低,貧煤的熱值相對較低,即在燃燒過程中,貧煤釋放的熱量較少,不如高階煤經(jīng)濟高效。
4、(3)灰分含量高,增加了燃燒后的固體廢物處理難度;并且燃燒后產(chǎn)生污染物較多,如二氧化碳、二氧化硫和氮氧化物等,對環(huán)境影響大,不利于環(huán)保。
5、(4)水分含量高,不僅降低煤的熱值和燃燒效率,還會導致煤在儲存和運輸過程中容易吸濕,增加處理難度。一方面由于貧煤的孔隙結構發(fā)達,孔隙率和比表面積較高,表面容易吸附水分,形成穩(wěn)定的水化膜;另一方面貧煤含氧官能團豐富,表面含有較多的含氧官能團,如羥基、羧基、羰基等,這些官能團容易與水分子形成氫鍵,導致煤表面親水性強,因此貧煤含水量高,不利于浮選和燃燒。
6、上述特點導致對貧煤的浮選難度大,其強親水性,使得常規(guī)浮選技術難以有效分離貧煤種的有用成分和雜質。貧煤是一種資源利用效率較低的煤炭類型,但其儲量豐富,因此需要采用特殊的浮選藥劑和工藝來提高貧煤的浮選效率,通過技術創(chuàng)新和工藝改進,提高其利用價值,減少對環(huán)境的影響。
7、現(xiàn)有技術采用的浮選工藝包括通過機械力如研磨、粉碎等促進化學轉化,強化捕收劑對煤表面的疏水改質;通過超聲波預處理去除煤表面極性羥基、羰基、酚基等含氧基團與罩蓋洗泥,提高捕收劑在礦漿中的活性及分散特性;通過微波熱效應選擇性地脫除煤表面的水分和部分含氧基團,進而改善煤的可浮性;通過霧化和高溫閃蒸,促進捕收劑均勻分散在礦漿中;通過強化浮選流動,使?jié){體產(chǎn)生強紊流,來提高煤與捕收劑間的碰撞黏附效率,改善煤表面疏水性和浮選效果等。但超聲波空化過程中產(chǎn)生的羥基自由基會導致新鮮煤表面再次被氧化,從而降低分選效率。微波熱效應、熱解、水熱、孔隙壓縮等預處理方法在實驗室試驗均取得了良好的強化浮選效果,但在工業(yè)現(xiàn)場的應用都存在較大的局限性。
8、常用的浮選捕收劑包括極性和非極性組分復配捕收劑、固體納米粒子捕收劑和固液混合捕收劑。復配捕收劑中的極性組分常為陰離子、陽離子和非離子表面活性劑中的一種或幾種,非極性組分常為鏈狀烷烴、烯烴中的一種或幾種。固體納米粒子捕收劑包括聚苯乙烯納米粒子、納米二氧化硅和納米炭顆粒等。固液混合捕收劑結合了微納尺度固體顆粒和液體藥劑分子對煤表面物理形貌和化學性質協(xié)同改質作用,在提高煤表面粗糙度的同時增強了煤表面疏水性,可以強化煤泥的浮選回收。常規(guī)的低階煤浮選藥劑難以改善其浮選效果。例如,普遍使用的傳統(tǒng)非極性烴類油類捕收劑,如煤油、柴油,這些捕收劑在煤表面上的吸附程度往往較低;除煙煤以外其他變質程度較低的煤,大多存在較多的含氧官能團(cooh、-oh等)和較多的孔隙,促進了煤自然親水界面的形成,從而限制了傳統(tǒng)捕收劑在煤表面的吸附,因此傳統(tǒng)烴類油捕收劑并不能起到很好的浮選效果,且藥劑消耗量大。目前的浮選藥劑研究偏向表面活性劑類捕收劑、組合捕收劑、微乳捕收劑和納米粒子捕收劑等幾個方面并取得了一定的成績,但其作用機制和藥劑吸附特性還有待更深入的研究。
9、因此,有效的工業(yè)化浮選方法和適配高效的捕收劑仍有待進一步研究。
技術實現(xiàn)思路
1、針對現(xiàn)有技術的不足,本發(fā)明提供一種貧煤浮選方法、浮選用捕收劑。本發(fā)明浮選方法一方面通過表面處理增強貧煤表面的疏水性和親油性,另一方面使其暴露更多的疏水性位點,使其更容易被捕收,進而提高精煤產(chǎn)品的產(chǎn)率。
2、本發(fā)明提供的一個技術方案:一種貧煤浮選方法,包括如下步驟:
3、s1、浮選前處理,先對物料進行破碎和研磨,之后加入第一藥劑,所述第一藥劑包括有機硅化合物,所述第一藥劑分散在物料中,使得物料形成疏水性表面;
4、s2、制備煤漿,s1處理后的物料中加入水進行調漿;
5、s3、加入第二藥劑,進行浮選作業(yè);
6、s4、二次浮選;
7、獲得精煤。
8、優(yōu)選的,所述方法還包括:
9、s5、尾礦的處理,對浮選后尾煤進行濃縮和脫水。
10、優(yōu)選的,所述第一藥劑的制備方法為:有機硅化合物中加入水,二者的物質的量的比例為4:1~2:1,優(yōu)選2:1,隨即機械混合,可采用超聲波方式混合,使得有機硅化物完成水解和縮合反應,形成硅氧烷聚集體;之后用溶劑稀釋,所述溶劑可采用正己烷或四氫呋喃。
11、優(yōu)選的,所述s2中,還包括調整煤漿濃度為100-120g/l,ph為9-11。
12、優(yōu)選的,所述s3中,所述第二藥劑為多元復配烴類油,其中,正構烷烴含量為25%-35%,異構烷烴含量為65%-75%。
13、優(yōu)選的,所述s3中的浮選作業(yè),采用浮選設備包括浮選機和脫泥設備。
14、優(yōu)選的,所述s3中,所述浮選作業(yè)包括:
15、s3.1、通過機械攪拌或空氣噴射的方式向煤漿中充氣,形成氣泡;
16、s3.2、疏水性煤粒附著在氣泡上并隨氣泡上浮,形成泡沫層;親水性礦物則留在礦漿中;
17、s3.3、將泡沫層收集并進一步處理,得到精煤。
18、本發(fā)明提供的另一個技術方案:一種貧煤用捕收劑,所述捕收劑包括第一藥劑和第二藥劑,所述第一藥劑為有機硅化合物,所述第二藥劑為多元復配烴類油。
19、優(yōu)選的,所述第一藥劑為十八烷基三氯硅烷;所述第二藥劑包括c8-c13的烷烴、脂肪醇和烴類衍生物。
20、優(yōu)選的,所述第二藥劑中正構烷烴含量為25%-35%,異構烷烴含量為65%-75%。
21、有益效果:
22、本發(fā)明提供的貧煤浮選方法,在對物料破碎和研磨處理后先加入捕收劑的第一藥劑,在制備煤漿同時對其表面處理,形成疏水性表面涂層,增強其親油性,然后加入捕收劑的第二藥劑,使得在浮選過程中暴露更多的c-c/c-h官能團,進而使貧煤的疏水性位點更容易被捕收。
23、本發(fā)明提供的捕收劑,配合本發(fā)明浮選方法,兩步加入藥劑來提高貧煤疏水性,相對于傳統(tǒng)烴類油捕收劑,本發(fā)明捕收劑的捕收能力更強,獲得的精煤產(chǎn)率更高,灰分更低。獲得的精煤產(chǎn)率在85%以上。
1.一種貧煤浮選方法,其特征在于,包括如下步驟:
2.根據(jù)權利要求1所述的浮選方法,其特征在于,所述方法還包括:
3.根據(jù)權利要求1所述的浮選方法,其特征在于,所述第一藥劑的制備方法為:有機硅化合物中加入水,二者的物質的量的比例為4:1~2∶1,隨即機械混合,使得有機硅化物完成水解和縮合反應,形成硅氧烷聚集體;之后用溶劑稀釋,所述溶劑可采用正己烷或四氫呋喃。
4.根據(jù)權利要求1所述的浮選方法,其特征在于,所述s2中,還包括調整煤漿濃度為100-120g/l,ph為9-11。
5.根據(jù)權利要求1所述的浮選方法,其特征在于,所述s3中,所述第二藥劑為多元復配烴類油,其中,正構烷烴含量為25%-35%,異構烷烴含量為65%-75%。
6.根據(jù)權利要求1所述的浮選方法,其特征在于,所述s3中的浮選作業(yè)采用浮選設備,包括浮選機和脫泥設備。
7.根據(jù)權利要求6所述的浮選方法,其特征在于,所述s3中,所述浮選作業(yè)包括:
8.一種貧煤用捕收劑,其特征在于,所述捕收劑包括第一藥劑和第二藥劑,所述第一藥劑為有機硅化合物,所述第二藥劑為多元復配烴類油。
9.根據(jù)權利要求8所述的捕收劑,其特征在于,所述第一藥劑為十八烷基三氯硅烷;所述第二藥劑包括c8-c13的烷烴、脂肪醇和烴類衍生物。
10.根據(jù)權利要求9所述的捕收劑,其特征在于,所述第二藥劑中正構烷烴含量為25%-35%,異構烷烴含量為65%-75%。