CN101722111B - 一种煤泥浮选捕收剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤泥浮选捕收剂及其制备方法。本发明的煤泥浮选捕收剂，由下述质量百分比的物质组成：煤油和/或轻柴油20％-50％，主乳化剂1％-5％，辅助乳化剂0.006％-0.015％，余量为水；其中，所述主乳化剂是聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯与脱水山梨醇脂肪酸酯的混合物，所述主乳化剂的HLB值在12.8-14.3之间；所述辅助乳化剂选自下述1)或2)，所述1)为十二烷基苯磺酸钠，所述2)为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠与十二烷基苯磺酸钠以质量比1∶0.5-2混合得到的混合物。该煤泥浮选捕收剂的稳定性好、制备工艺简单，在浮精产率、尾煤灰份均有改善的前提下，节油率可达40-60％。将本发明的捕收剂应用于浮选煤泥中，有利于节能减排，提高经济效益。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤泥浮选捕收剂及其制备方法。
背景技术
随着采煤机械化的发展，原煤中的煤泥含量日益增加，同时用户和社会各方面要求进一步提高精煤质量，改善煤泥水处理方法，减轻环境污染，使浮选在选煤中的作用日趋重要。浮选是依据矿物表面物理化学性质的差异而实现分选的。煤的结构复杂，各部分的显微组分不同，煤粒表面的性质也不均一，大部分为非极性区域，部分为极性区域。煤泥浮选过程中通常要加入非极性的中性烃类油，如煤油和轻柴油等作为捕收剂吸附于煤的表面形成油膜，增强煤表面的疏水性，使其牢固地粘附在气泡表面形成矿化气泡沫，进而与亲水的矸石等杂质分离，从而达到分选的目的。
烃类油是一种疏水性的物质，在水中分散度差，只能以液滴(＞1mm)的形式存在，而浮选的煤粒粒径在0.5mm以下，一方面较大的油滴会被细小的煤粒过量吸附，提前浮出造成浪费，而粗煤粒在浮选过程中因为药剂不足，浮选选择性较差，损失在尾煤中，尾煤灰分较低；另一方面，油滴在被煤粒吸附的同时会一并将煤泥表面的细泥覆盖，导致错浮物较多，精煤灰分升高。因此，提高烃类油在矿浆中的分散度，是提高药效、改善现有捕收剂性能、减少捕收剂用量、降低煤炭浮选成本的一种重要途径。
烃类油乳化后，油滴的粒径在0.1mm以下，油滴数目增多，油滴与煤粒表面接触的概率增大，从而可提高浮选速度和选择性、降低药剂使用量，提高精煤质量。乳化油中，油滴与水的相界面上定向排列着乳化剂分子，当油滴与煤粒发生接触时，油滴表面上的乳化剂分子能促进包裹着的烃类油在煤粒表面上扩散、覆盖，以致整个煤粒表面疏水性增强，提高药剂的浮选活性，增强煤粒在气泡表面上的附着性。使用乳化捕收剂还可以减少外排尾矿水的含油量，有利于环境保护。
发明内容
本发明的目的是提供一种煤泥浮选捕收剂及其制备方法。该捕收剂可以改善烃类油对精煤的选择性，提高浮选效果，节约浮选成本。
本发明所提供的煤泥浮选捕收剂由下述质量百分比的物质组成：煤油和/或轻柴油20％-50％，主乳化剂1％-5％，辅助乳化剂0.006％-0.15％，余量为水；
其中，所述主乳化剂是聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯(吐温类)与脱水山梨醇脂肪酸酯(司盘类)的混合物，所述主乳化剂的HLB值在12.8-14.3之间；
所述辅助乳化剂选自下述1)或2)，所述1)为十二烷基苯磺酸钠，所述2)为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠与十二烷基苯磺酸钠以质量比1∶0.5-2混合得到的混合物。
所述煤泥浮选捕收剂的组成中煤油和/或轻柴油的含量具体可为25％-45％、25％-35％、35％-45％；主乳化剂的含量具体可为1％-2％、2％-4％、4％-5％；辅助乳化剂的含量具体可为0.006％-0.03％、0.03％-0.075％、0.075％-0.15％。
所述聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯选自下述至少一种：吐温80、吐温85、吐温20、吐温40、吐温60；所述脱水山梨醇脂肪酸酯选自下述至少一种：司盘80、司盘20、司盘40、司盘60、司盘85。
本发明中所述的轻柴油由直馏柴油、催化裂化柴油、加氢柴油和焦化柴油等组分调合而成，可选择10号、0号、-10号、-20号的轻柴油。
上述煤泥浮选捕收剂可按照下述方法进行制备，步骤如下：
将所述辅助乳化剂配制成质量浓度为1％-10％的辅助乳化剂的水溶液，待用；
将所述主乳化剂加入到煤油和/或轻柴油中，混合均匀后加入上述辅助乳化剂的水溶液，使所述煤油和/或轻柴油搅拌至发稠，然后继续搅拌至溶液不溅且无响声时，加少量水，以100-500rpm的搅拌速率搅拌即形成初乳，接着加水至足量搅拌均匀形成乳白色的水包油型乳化油，即为本发明的煤泥浮选捕收剂。
本发明针对煤泥浮选中采用中性烃类油作为捕收剂，药剂消耗量大、浮选效果差、外排尾矿水含油量高的问题，以聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯(吐温类)、脱水山梨醇脂肪酸酯(司盘类)为主乳化剂，十二烷基苯磺酸钠、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠为副乳化剂，制备得到了轻柴油和/或煤油的乳化油。该乳化油的稳定性好、制备工艺简单，在浮精产率、尾煤灰份均有改善的前提下，节油率可达40-60％。将本发明的捕收剂应用于浮选煤泥中，有利于节能减排，提高经济效益。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明制备煤泥浮选捕收剂的方法进行说明，但本发明并不局限于此。
下述实施例中所述方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1、制备煤泥浮选捕收剂
将吐温80和司盘80以4∶1(m/m，质量比)的比例混合得混合乳化剂(HLB值为12.9)，在1000kg煤油中加入50kg上述混合乳化剂，搅拌至均匀混合。以100rmp的搅拌速率，边搅拌边加入质量含量为5％的十二烷基苯磺酸钠的水溶液30kg至发稠，当搅拌不溅且无响声时，加少量水(约100kg)，迅速搅拌(搅拌速率300rpm)即形成稠厚的初乳。搅拌，加水至所需浓度，得乳白色的乳化煤油。该乳化油稳定，反复暴晒、冷冻，均未见分层、破乳等现象，室温下放置3个月未见分层。
实施例2、制备煤泥浮选捕收剂
将吐温20和司盘80以4∶1(m∶m，质量比)的比例混合得混合乳化剂(HLB值为14.2)，在1000kg煤油中加入100kg上述混合乳化剂，搅拌至均匀混合。以100rmp的搅拌速率，边搅拌边加入质量含量为1％的十二烷基苯磺酸钠水溶液30kg左右至发稠，当搅拌不溅且无响声时，加少量水(约100kg)，迅速搅拌(搅拌速率300rpm)即形成稠厚的初乳。搅拌，加水至所需浓度，得乳白色的乳化煤油。该乳化油稳定，反复暴晒、冷冻，均未见分层、破乳等现象，室温下放置3个月未见分层。
实施例3、制备煤泥浮选捕收剂
将吐温40和司盘80以4∶1(m∶m，质量比)的比例混合得混合乳化剂(HLB值为13.3)，在1000kg煤油中加入80kg混合乳化剂，搅拌至均匀混合。以100rmp的搅拌速率，边搅拌边加入质量含量为5％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠与十二烷基苯磺酸钠质量比为1∶1的混合物的水溶液20kg左右至发稠，当搅拌不溅且无响声时，加少量水(约100kg)，迅速搅拌(搅拌速率300rpm)即形成稠厚的初乳，搅拌，加水至所需浓度，得乳白色的乳化煤油。该乳化油稳定，反复暴晒、冷冻，均未见分层、破乳等现象，室温下放置3个月未见分层。
实施例4、制备煤泥浮选捕收剂
将吐温80和司盘80以7∶1(m∶m，质量比)的比例混合得混合乳化剂(HLB值为13.8)，在1000kg煤油中加入75kg混合乳化剂，搅拌至均匀混合。以100rmp的搅拌速率，边搅拌边加入2％的十二烷基苯磺酸钠水溶液25kg左右至发稠，当搅拌不溅且无响声时，加少量水(100kg左右)，迅速搅拌(搅拌速率300rpm)即形成稠厚的初乳，搅拌，加水至加水至所需浓度，得乳白色的乳化煤油。该乳化油稳定，反复暴晒、冷冻，均未见分层、破乳等现象，室温下放置3个月未见分层。
实施例5、制备煤泥浮选捕收剂
将吐温60和司盘80以4∶1(m∶m，质量比)的比例混合得混合乳化剂(HLB值为12.8)，在1000kg煤油中加入80kg混合乳化剂，搅拌至均匀混合。以100rmp的搅拌速率，边搅拌边加入10％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠与十二烷基苯磺酸钠质量比为1∶2的混合物的水溶液30kg左右至发稠，当搅拌不溅且无响声时，加少量水(约100kg)，迅速搅拌(300rpm)即形成稠厚的初乳，搅拌，加水至所需浓度，得乳白色的乳化煤油。该乳化油稳定，反复暴晒、冷冻，均未见分层、破乳等现象，室温下放置3个月未见分层。
实施例6、制备煤泥浮选捕收剂
将吐温80和司盘80以9∶1(m∶m，质量比)的比例混合得混合乳化剂(HLB值为13.9)，在1000kg煤油中加入100kg混合乳化剂，搅拌至均匀混合。以100rmp的搅拌速率，边搅拌边加入2％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠与十二烷基苯磺酸钠质量比为1∶2的混合物的水溶液20kg左右至发稠，当搅拌不溅且无响声时，加少量水(约100kg)，迅速搅拌(300rpm)即形成稠厚的初乳，搅拌，加水至所需浓度，得乳白色的乳化煤油。该乳化油稳定，反复暴晒、冷冻，均未见分层、破乳等现象，室温下放置3个月未见分层。
实施例7、制备煤泥浮选捕收剂
将吐温80和司盘80以6∶1(m∶m，质量比)的比例混合得混合乳化剂(HLB值为13.5)，在1000kg的0号轻柴油中加入100kg混合乳化剂，搅拌至均匀混合。边搅拌(100rmp)边加入5％的十二烷基苯磺酸钠水溶液50kg左右至发稠，当搅拌不溅且无响声时，加少量水(约100kg)，迅速搅拌(300rpm)即形成稠厚的初乳，搅拌，加水至加水至所需浓度，得乳白色的乳化柴油。该乳化油稳定，反复暴晒、冷冻，均未见分层、破乳等现象，室温下放置3个月未见分层。
实施例8、制备煤泥浮选捕收剂
将吐温40和司盘80以8∶1(m∶m，质量比)的比例混合得混合乳化剂(HLB值为14.3)，在1000kg的0号轻柴油中加入100kg混合乳化剂，搅拌至均匀混合。边搅拌(100rmp)边加入10％的十二烷基苯磺酸钠水溶液15kg左右至发稠，当搅拌不溅且无响声时，加少量水(约100kg)，迅速搅拌(300rpm)即形成稠厚的初乳，搅拌，加水至所需浓度，得乳白色的乳化柴油。该乳化油稳定，反复暴晒、冷冻，均未见分层、破乳等现象，室温下放置3个月未见分层。
实施例9、制备煤泥浮选捕收剂
将吐温80和吐温85以5∶1(m∶m，质量比)的比例混合得混合乳化剂(HLB值为14.3)，在1000kg的0号轻柴油中加入75kg混合乳化剂，搅拌至均匀混合。边搅拌(100rmp)边加入5％的脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠与十二烷基苯磺酸钠质量比为1∶2的混合物的水溶液20kg左右至发稠，当搅拌不溅且无响声时，加少量水(约100kg)，迅速搅拌(300rpm)即形成稠厚的初乳，搅拌，加水至所需浓度，得乳白色的乳化柴油。该乳化油稳定，反复暴晒、冷冻，均未见分层、破乳等现象，室温下放置3个月未见分层。
实施例10、制备煤泥浮选捕收剂
将吐温20和司盘80以4∶1(m∶m)的比例混合得混合乳化剂(HLB值为14.2)，在1000kg的0号柴油中加入100kg上述混合乳化剂，搅拌至均匀混合。以100rmp的搅拌速率，边搅拌边加入2％的十二烷基苯磺酸钠水溶液15kg左右至发稠，当搅拌不溅且无响声时，加少量水(约100kg)，迅速搅拌(搅拌速率300rpm)即形成稠厚的初乳。搅拌，加水至所需浓度，得乳白色的乳化柴油。该乳化油稳定，反复暴晒、冷冻，均未见分层、破乳等现象，室温下放置3个月未见分层。
实施例11、本发明的捕收剂对煤泥进行浮选的效果试验
将实施例1和例7制备的乳化煤油和乳化柴油用水稀释制得含煤油、柴油分别为25％、35％、45％的煤泥浮选捕收剂，对山西楼东俊安二期煤泥进行浮选试验，结果见表1。
表1
| 捕收剂种类 | 捕收剂用量(kg/T) | 精煤产率(％) | 精煤灰分(％) | 尾煤灰分(％) | 节油率(％) |
| 煤油 | 1.25 | 51.48 | 11.63 | 52.1 | / |
| 45％乳化煤油 | 1.1 | 52.62 | 10.82 | 53.2 | 60 |
| 35％乳化煤油 | 1.8 | 51.59 | 10.68 | 52.8 | 49 |
| 25％乳化煤油 | 2.4 | 51.34 | 10.54 | 50.4 | 52 |
| 45％乳化柴油 | 1.4 | 51.94 | 11.22 | 49.6 | 49 |
| 35％乳化柴油 | 2.1 | 51.58 | 11.47 | 44.7 | 41 |
由表1可知，将煤油或柴油乳化后用作煤泥浮选捕收剂，与直接使用煤油相比，精煤灰分降低、产率提高，节油率可达40％-60％。其中，乳化煤油捕收效果的各项指标均优于乳化柴油。乳化煤油中以45％的乳化油捕收效果最好，节油率最高。
Claims (8)
1.一种煤泥浮选捕收剂，由下述质量百分比的物质组成：煤油和/或轻柴油20％-50％，主乳化剂1％-5％，辅助乳化剂0.006％-0.15％，余量为水；
其中，所述主乳化剂是聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯与脱水山梨醇脂肪酸酯的混合物，所述主乳化剂的HLB值在12.8-14.3之间；
所述辅助乳化剂选自下述1)或2)，所述1)为十二烷基苯磺酸钠，所述2)为脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠与十二烷基苯磺酸钠以质量比1∶0.5-2混合得到的混合物。
2.根据权利要求1所述的煤泥浮选捕收剂，其特征在于：所述聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯选自下述至少一种：吐温80、吐温85、吐温20、吐温40和吐温60。
3.根据权利要求1或2所述的煤泥浮选捕收剂，其特征在于：所述脱水山梨醇脂肪酸酯选自下述至少一种：司盘80、司盘20、司盘40、司盘60和司盘85。
4.根据权利要求3所述煤泥浮选捕收剂，其特征在于：所述轻柴油选自下述至少一种：10号轻柴油、0号轻柴油、-10号轻柴油和-20号轻柴油。
5.制备权利要求1所述的煤泥浮选捕收剂的方法，步骤如下：
将权利要求1所述的主乳化剂加入到所述煤油和/或轻柴油中，混合均匀后加入权利要求1所述辅助乳化剂的水溶液，使所述煤油和/或轻柴油搅拌至发稠，然后继续搅拌至溶液不溅且无响声时，加水，以100-500rpm的搅拌速率搅拌即形成初乳，接着加水至足量搅拌均匀，即得所述的煤泥浮选捕收剂；所述辅助乳化剂的水溶液中辅助乳化剂的质量浓度为1％-10％。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯选自下述至少一种：吐温80、吐温85、吐温20、吐温40和吐温60。
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于：所述脱水山梨醇脂肪酸酯选自下述至少一种：司盘80、司盘20、司盘40、司盘60和司盘85。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述轻柴油选自下述至少一种：10号轻柴油、0号轻柴油、-10号轻柴油和-20号轻柴油。
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- 2010-01-11 CN CN2010100340749A patent/CN101722111B/zh not_active Expired - Fee Related
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