CN101861211A - 用于通过浮选生产低灰分含量精煤的混合起泡剂 - Google Patents
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Abstract
适合泡沫浮选工艺以提高泡沫浮选工艺的煤分选选择性和效率的改良起泡剂，它包含下列物质的掺和混合物：酮(2，6-二甲基-4-庚酮)-85-89％(Wt％)；酯分子(乙酸四氢糠酯)-10-12％(Wt％)；环氧化物调节剂(1，2-环氧十二烷)-0.25-0.30％(Wt％)；水-4.75-5.25％(Wt％)。
Description
发明领域
本发明涉及用于灰分与碳的分离的细分散煤颗粒的泡沫浮选。具体地说，本发明涉及适合泡沫浮选工艺以提高泡沫浮选工艺的效率和煤选择性的改良起泡剂。
发明背景
在煤炭工业中，作为与煤的混合物生产了各类页岩和粘土。为了提高煤的热值并减少运费，通常采用复杂的洗煤法来减小总灰分含量。在该洗煤法中，将煤分级至一定尺寸，通常小于15mm且大于1/2mm，然后进料入重介旋流器。
利用泡沫浮选工艺分离含于煤浆中的煤的细颗粒(小于1/2mm)的常规方法是众所周知的。泡沫浮选工艺涉及将空气导入煤浆。使疏水性的煤颗粒与细分散的空气泡接触以致细小的空气泡被粘附到疏水性的煤颗粒上。
然后，携带气泡的颗粒得以上升，在煤浆的表面上形成泡沫。从煤浆表面撇取含有疏水性煤颗粒的泡沫并收集，同时弃去没有粘附到所述空气泡上且仍悬浮于煤浆中的任何亲水性杂质颗粒。
煤粉的浮选作为分离和精选工艺变得日益重要，其中，从采矿作业回收的煤的颗粒大小和品级都降低了。为了回收由其它煤回收技术遗漏的煤粉，从洗煤场或尾煤脱除煤粉的能力也是有利的。
为了改善浮选工艺的选择性和回收率并加强煤粉的浮选，已经开发了用于加入煤浆中的各种试剂。起泡剂和捕收剂是常用于煤浮选的两类试剂。起泡剂用于提供稳定的浮选泡沫，该浮选泡沫持久到足以促进选煤，但不能持久到它不能被消除而妨碍后续处理的程度。
只有在已经发生了灰分颗粒从煤中释放的情况下，才可以实现利用泡沫浮选进行这些不希望有的颗粒与煤的分离。最高品位煤由于其疏水表面而可自然浮选，所以通常只需起泡剂即可进行浮选。起泡剂赋予空气泡以弹性，增强颗粒附着性而使煤漂浮在煤浆的表面。
常规起泡剂基本上可以分为四类。第一类由芳族醇类如α-甲酚和2，3-二甲苯酚组成。第二类是烷氧基类，如三乙氧基丁烷(TEB)。第三类由脂族醇如2-乙基己醇、乙酰丙酮和甲基异丁基甲醇(MIBC)组成。近年来，第四类合成起泡剂已投入市场，该合成起泡剂由PEO(聚环氧乙烷)、PPO(聚环氧丙烷)和PBO(聚环氧丁烷)类组成。这些化学品可由如下一般方程表示：R(X)nOH，其中，R＝H或CnH2n+1，并且X＝EO、P0或BO。
与常规起泡剂和近期开发的起泡剂相关的普遍问题是：I)对于宽粒度分布的浮选进料(0.5×0.0mm)而言，对粗颗粒和超细颗粒不都是有效的。这是由于一些起泡剂对粗颗粒是有效的而另一些起泡剂对浮选超细部分是有益的。II)不能从分散的高灰分的矿物颗粒生产低灰分含量的精煤以及难以浮选如印度煤这样的煤类。涉及改良起泡剂的专利的实例包括1986年4月15日发布的美国专利No.4,582,596、1990年4月10日发布的美国专利No.4,915,825、1981年6月9日发布的美国专利No.4,272,364、1985年3月12日发布的美国专利No.4,504,385、1994年4月19日发布的美国专利No.5,304,317、1973年1月16日发布的美国专利No.3,710,939，1986年8月19日发布的美国专利No.4,606,818，1988年8月2日发布的美国专利No.4,761,223、1990年5月15日发布的美国专利No.4,925,559。因此，本发明人已经开发了包含酮和酯官能团以及少量调节剂的起泡剂。这种新型起泡剂克服了上述常规的、早期发明的起泡剂的许多缺点，并具备下列优点：以更好的选择性增大了精煤回收率，一种用于煤浮选工艺时兼具起泡剂和捕收剂性能的起泡剂。
发明目的
因此，本发明一个目的是提出适合泡沫浮选工艺以提高泡沫浮选工艺的效率和煤选择性的改良起泡剂，它消除了现有技术的缺点。
本发明另一个目的是提出适合泡沫浮选工艺以提高泡沫浮选工艺的效率和煤选择性的改良起泡剂，它提高了泡沫浮选工艺的效率。
本发明又一个目的是提出适合泡沫浮选工艺以提高泡沫浮选工艺的效率和煤选择性的改良起泡剂，它能够分离非常细的煤颗粒。
本发明再一个目的是提出适合泡沫浮选工艺以提高泡沫浮选工艺的效率和煤选择性的改良起泡剂，它实现双重作用，即起泡剂和捕收剂。
本发明还有一个目的是提出适合泡沫浮选工艺以提高泡沫浮选工艺的效率和煤选择性的改良起泡剂，它成本更低而且是对生态环境友好的。
发明概述
本发明涉及选煤的泡沫浮选工艺，其中，在起泡剂的存在下，在煤泡沫浮选条件下，将作为泡沫相的固体煤颗粒与作为水相的残余固体进料颗粒选择性地分离。这种工艺的改进特征在于一种起泡剂，它包含酯、酮分子和环氧化物调节剂的掺和混合物。
根据本发明的工艺，它的起泡剂的用量范围在约0.1至约0.2kg之间/(吨粒度小于1/2mm的粉煤)。
本发明又一个目的是可将该起泡剂与另外的捕收剂、促进剂和/或其它起泡剂一起加到泡沫浮选工艺中。另外的捕收剂选自由燃料油、聚合物和酯组成的组。这些另外的捕收剂的用量范围在约0.175至约0.350千克之间/吨煤。
本发明还具有下文将进一步描述的另外的详细特征。
发明详述
本发明的改良起泡剂优选以如下表1所示组合物的形式应用。
表1
化学品 -在混合起泡剂中的Wt％
2，6-二甲基-4-庚酮 -85-89％
乙酸四氢糠酯 -10-12％
1，2-环氧十二烷 -0.25-.30％
水 -4.75-5.25％
将Denver D-12，2.5升生产能力的浮选池用于浮选试验。该装置的底部设有挡板，以避免浮选池内的煤浆涡动，配备一个用于适当混合煤浆的叶轮，它的转速可以通过一个调速器来控制。还配备一个压缩机以1 lpm的间隔在0-2-lpm范围内给浮选池提供空气。该浮选池具有通过补充水箱和泡沫去除系统的自动煤浆水平控制器。
对于每批浮选，将250克煤样在已知体积的水中润湿1小时。将其转入2.5升生产能力的Denver池。添加额外的水以维持所需的煤浆密度，即10-14％固体含量。以850rpm的叶轮速度让煤浆润湿3分钟。然后添加高速柴油(捕收剂)并且调节3分钟。调节之后，添加必需量的起泡剂。再次调节另外3分钟。向浮选池注入水至标记的高度，开启进气阀并保持在2 lpm。在浮选30、60、120和240秒后收集泡沫样品。收集最终的泡沫样品后，停止机器。将泡沫产品和尾煤(留在机器里的那部分)干燥、称重并分析它们的灰分含量。
实施例
在该研究中采用一份典型的小于0.5mm尺寸的半烟煤浮选进料煤样。煤样的性质是难以漂浮。按照ASTM D 3174-73标准的灰分分析表明，样品含有24.5％灰分。对典型的浮选进料样品进行按尺寸的重量和灰分分布分析。所述浮选进料含有高百分比(20％)的过大粒度部分，即-1+0.5mm，具有23.5％灰分。-0.075mm的超粒度部分在浮选进料含量中具有最大重量贡献，约50％。用于对比的常规起泡剂是甲基异丁基甲醇(MIBC)。将上述本发明的改良起泡剂与MIBC对比。对不同的精煤的浮选率示于图1。通过最佳起泡剂和捕收剂用量随试验变化给出了每种起泡剂的结果。
试验结果
图1显示了与MIBC相比所述改良起泡剂能生产低灰分含量(8％)的精煤。它反映出，在每个精煤灰分含量下，改良起泡剂与MIBC相比能产生更高的精煤回收率。
图2显示不同粒度的泡沫产品中按粒度的精煤灰分％。它反映出，对于所有的粒度部分(由粗到超细部分)，本发明的改良起泡剂与MIBC相比以更好的选择性生产精煤。
图3显示了表1的化学结构。
Claims (5)
1.适合泡沫浮选工艺以提高泡沫浮选工艺的煤分选选择性和效率的改良起泡剂，它包含下列物质的掺和混合物：
酮(2，6-二甲基-4-庚酮) -85-89％(Wt％)
酯分子(乙酸四氢糠酯) -10-12％(Wt％)
环氧化物调节剂(1，2-环氧十二烷) -0.25-0.30％(Wt％)
水 -4.75-5.25％(Wt％)
2.权利要求1的起泡剂，其中，在改良起泡剂的存在下，在煤泡沫浮选条件下，将作为泡沫相的固体煤颗粒与作为水相的残余固体进料颗粒选择性地分离。
3.权利要求1的起泡剂，其中，所述起泡剂的用量范围在约0.10至约0.2千克之间/吨煤。
4.权利要求1的起泡剂，其中，在低灰分水平下，与商品起泡剂相比，精煤回收率的改进是5-7％。
5.如本文结合附图大体描述和阐释的适合泡沫浮选工艺的改良起泡剂。
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