CN103143448A - 一种从煤矸石中浮选提取精煤、硫铁和高岭土的方法 - Google Patents

一种从煤矸石中浮选提取精煤、硫铁和高岭土的方法 Download PDF

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为了对煤矸石进行综合利用，本发明提供一种从煤矸石中浮选提取精煤、硫铁和高岭土的方法，其包括如下步骤：（1）碎料：将煤矸石用破碎机粉碎至标准尺寸的颗粒；（2）磨制矿浆：将上述颗粒经由提升机、给矿机均匀送入球磨机，由球磨机对煤矸石进行粉碎、研磨得到矿浆；（3）矿浆混合：在矿浆中加入捕收剂、起泡剂、抑制剂，经过矿浆混合器的匀速搅拌使煤矸石矿浆和捕收剂、抑制剂、起泡剂充分混合；（4）浮选：将混合矿浆经过涡轮传送泵输送到矿浆反应罐，经过一定时间的静止沉淀，矿浆中各矿物分离并处于不同液位，进而从不同选矿管道分离出精煤、硫铁和高岭土。本发明所述方法成本低，浮选率高，提取的可用资源种类多，提取物广泛用于钢铁工业及以煤为主要燃料的电力企业，使废弃资源变成可用资源，提高了煤矸石的综合利用率。

Description

一种从煤矸石中浮选提取精煤、硫铁和高岭土的方法
 【技术领域】
      本发明涉及一种煤矸石处理方法，具体涉及一种从煤矸石中浮选提取精煤、硫铁和高岭土的方法。
【背景技术】
煤矸石是成煤过程中与煤伴生的一种含炭量较低的黑色岩石，是煤开采和洗选过程中产生的固体废弃物。煤矸石除含有一定量的可燃煤外，另外，还含有一定量的Al2O3、SiO2、CaO、MgO 、Fe2O3、K2O和Na2O等金属氢化、硫化物，是一种包含多种矿物的混合物。
我国煤矸石的排放量很大，约占原煤年产量的10%~15%。我国现有的煤矸石山1500座，累积堆积量达3.0*108t以上，占地约1.2*104m2，并且每年约以1.5*108t的速度增加，是排量最大的工业固体废弃物。作为排量最大的固体废弃物，煤矸石具有“环境性”和“经济性”，弃之为害，用之为宝。煤矸石过量排放造成的环境污染非常严重，不仅占用土地资源，矸石中的有害物质经过风化雨淋，还会直接导致土壤和水体污染，影响农作物生长，危害人体健康。另外矸石中的碳会自燃引起火灾，排放出大量SO2、CO及烟尘造成大气污染。因此，对煤矸石进行资源再生利用，不但能改善生态环境，减少对土地的大量侵占，还能节约资源，从而促进煤炭工业的可持续发展和能源的合理利用。
【发明内容】
为了对煤矸石进行综合利用，本发明提供一种从煤矸石中浮选提取精煤、硫铁和高岭土的方法，其包括如下步骤：
（1）碎料：将煤矸石用破碎机粉碎至标准尺寸的颗粒；
（2）磨制矿浆：将上述颗粒经由提升机、给矿机均匀送入球磨机，由球磨机对煤矸石进行粉碎、研磨得到矿浆；
（3）矿浆混合：在矿浆中加入捕收剂、起泡剂、抑制剂，经过矿浆混合器的匀速搅拌使煤矸石矿浆和捕收剂、抑制剂、起泡剂充分混合；
（4）浮选：将混合矿浆经过涡轮传送泵输送到矿浆反应罐，经过一定时间的静止沉淀，矿浆中各矿物分离并处于不同液位，进而从不同选矿管道分离出精煤、硫铁和高岭土。
步骤（1）所述破碎机优选为颚式破碎机，煤矸石粉碎后的颗粒直径为18~25mm。
步骤（2）中经球磨机研磨后的煤矸石为30－50目的微粒。
步骤（2）在研磨过程中需加入占煤矸石重量70-90%的水，矿浆粘度控制在2.5Pa.s~5.0Pa.s之间。
步骤（3）所述捕收剂优选为烃油类捕收剂，进一步优选采用煤油、柴油、石脑油；所述起泡剂优选为乙醇，进一步优选为99%的乙醇；所述抑制剂优选为硫化钠。
步骤（3）中按每吨煤矸石原料加入各120~200Kg的捕收剂、起泡剂和抑制剂。
步骤（4）所述静止沉淀时间为5-30分钟。
下面对各操作步骤分别进行详细说明：
（1）碎料:
为了便于煤矸石磨制矿浆，加工前，将煤矸石通过颚式破碎机粉碎，粉碎粒度直径需控制在18~25mm之间。颚式破碎机可采用中德重工PEX-250x750系列，该破碎机进料粒度广、破对比大、处理能力强的特点，产能可达8~25 t/h。
（2）磨制矿浆：
用球磨机将煤矸石磨细至30－50目微粒，粒度大小会影响捕收剂捕收效果和捕收速度。矿浆与水的比例为1：0.8，矿浆粘度控制在2.5Pas~5.0Pas之间，便于矿浆输送和后序浮选作业。球磨机可采用由洛阳中德重工设计研发的MQY-1530磨矿机，出料粒度稳定且符合浮选要求，其产能可达2.8~6.3~t/h。
（3）矿浆混合：
矿浆在输送至矿浆混合器过程中，分别添加捕收剂、起泡剂、抑制剂，添加计量分别为120~200Kg/t，搅拌5~7分钟，直到矿浆混合均匀。矿浆混合器采用全封闭式搅拌，安全性能良好。捕收剂、起泡剂、抑制剂添加设备采用流量电磁阀，添加剂量精准可靠。
煤油、柴油、石脑油等作为烃油类捕收剂，其化学活性低，与水分子不发生作用，在浮选过程中，因其具有较好的亲煤疏水性，增强了煤碳表面的疏水性和吸附强度。对于矿浆而言，加入过量的烃油，有利于形成疏水絮团，可加强对微细煤粒的捕收，使精煤浮于起泡剂上层，方便捕收选取。
起泡剂（如乙醇）可以作为介质隔离精煤和硫铁。
硫化钠是弱酸强碱盐，易溶于水，微溶于乙醇。其在浮选过程中会发生电离，生成大量S2-、HS-、OH-和Na+，吸附在矿浆中的Fe2S3表面，可以增加Fe2S3表面高水性，脱去Fe2S3表面的烃油捕收剂。因此，Na2S在浮选过种中起到了抑制作用，防止Fe2S3被烃油捕收剂捕收。
（4）浮选：
将混合矿浆经过涡轮传送泵输送到矿浆反应罐（浮选器）。涡轮传送泵也采用全封闭式设计，在矿浆输送至矿浆反应罐的过程中，通过二次搅拌使矿浆与药剂成分混合，同时，由于涡轮传送泵运行时产生的压力，加快了矿浆的传送速度，对于提高产能有重要的意义。
矿浆反应罐是混合矿浆最终的收集和分离装置，矿浆进入矿浆反应罐后，静止沉淀约5-30分钟左右，根据矿浆和添加药剂的物理化学反应后的物化特性，矿浆中不同矿物分离并处于不同液位，进而从不同选矿管道分离出精煤、硫铁和高岭土。
本发明所述方法成本低，浮选率高，提取的可用资源种类多，提取物广泛用于钢铁工业及以煤为主要燃料的电力企业，使废弃资源变成可用资源，提高了煤矸石的综合利用率。
【附图说明】 
图1是本发明所述从煤矸石中浮选提取精煤、硫铁和高岭土的工艺流程图
【具体实施方式】
下面结合实施例对本发明所述方法进行说明。
实施例1
取一吨煤矸石，通过颚式破碎机（中德重工PEX-250x750系列）粉碎，粉碎粒度直径控制在18~25mm之间。
将上述颗粒经由提升机、给矿机均匀送入球磨机，由球磨机（中德重工 MQY-1530磨矿机）对煤矸石进行粉碎、研磨至30－50目微粒，加入占煤矸石重量80%的水，得到矿浆，矿浆粘度控制在2.5Pa.s~5.0Pa.s之间。
用流量电磁阀向矿浆中加入120Kg煤油（作为捕收剂）、140Kg 99%的乙醇（作为起泡剂）以及200Kg硫化钠（作为抑制剂）。经矿浆混合器搅拌5~7分钟，使煤矸石矿浆和捕收剂、抑制剂、起泡剂充分混合。
将混合矿浆经过涡轮传送泵输送到矿浆反应罐，静止沉淀约5-30分钟，矿浆中各矿物分离并处于不同液位，进而从不同选矿管道分离出200Kg精煤、100Kg硫铁和200Kg高岭土。
实施例2
取一吨煤矸石，通过颚式破碎机（中德重工PEX-250x750系列）粉碎，粉碎粒度直径控制在18~25mm之间。
将上述颗粒经由提升机、给矿机均匀送入球磨机，由球磨机（中德重工 MQY-1530磨矿机）对煤矸石进行粉碎、研磨至30－50目微粒，加入占煤矸石重量70%的水，得到矿浆，矿浆粘度控制在2.5Pa.s~5.0Pa.s之间。
用流量电磁阀向矿浆中加入130Kg石脑油（作为捕收剂）、130Kg 99%的乙醇（作为起泡剂）以及150Kg硫化钠（作为抑制剂）。经矿浆混合器搅拌5~7分钟，使煤矸石矿浆和捕收剂、抑制剂、起泡剂充分混合。
将混合矿浆经过涡轮传送泵输送到矿浆反应罐，静止沉淀约5-30分钟，矿浆中各矿物分离并处于不同液位，进而从不同选矿管道分离出220Kg精煤、110Kg硫铁和180Kg高岭土。
 
本发明所述方法成本低，浮选率高，提取的可用资源种类多，提取物广泛用于钢铁工业及以煤为主要燃料的电力企业，使废弃资源变成可用资源，提高了煤矸石的综合利用率。

Claims (10)

1.一种从煤矸石中浮选提取精煤、硫铁和高岭土的方法，其包括如下步骤：
（1）碎料：将煤矸石用破碎机粉碎至标准尺寸的颗粒；
（2）磨制矿浆：将上述颗粒经由提升机、给矿机均匀送入球磨机，由球磨机对煤矸石进行粉碎、研磨得到矿浆；
（3）矿浆混合：在矿浆中加入捕收剂、起泡剂、抑制剂，经过矿浆混合器的匀速搅拌使煤矸石矿浆和捕收剂、抑制剂、起泡剂充分混合；
（4）浮选：将混合矿浆经过涡轮传送泵输送到矿浆反应罐，经过一定时间的静止沉淀，矿浆中各矿物分离并处于不同液位，进而从不同选矿管道分离出精煤、硫铁和高岭土。
2.如权利要求1所述的从煤矸石中浮选提取精煤、硫铁和高岭土的方法，其特征在于：步骤（1）所述破碎机为颚式破碎机，煤矸石粉碎后的颗粒直径为18~25mm。
3.如权利要求1所述的从煤矸石中浮选提取精煤、硫铁和高岭土的方法，其特征在于：步骤（2）中经球磨机研磨后的煤矸石为30－50目的微粒。
4.如权利要求1所述的从煤矸石中浮选提取精煤、硫铁和高岭土的方法，其特征在于：步骤（2）在研磨过程中需加入占煤矸石重量70-90%的水，矿浆粘度控制在2.5Pa.s~5.0Pa.s之间。
5.如权利要求1所述的从煤矸石中浮选提取精煤、硫铁和高岭土的方法，其特征在于：步骤（3）所述捕收剂为烃油类捕收剂，所述起泡剂为乙醇，所述抑制剂为硫化钠。
6.如权利要求1或5所述的从煤矸石中浮选提取精煤、硫铁和高岭土的方法，其特征在于：步骤（3）所述捕收剂为煤油、柴油或石脑油，起泡剂为99%的乙醇。
7.如权利要求1所述的从煤矸石中浮选提取精煤、硫铁和高岭土的方法，其特征在于：步骤（3）中按每吨煤矸石原料加入各120~200Kg的捕收剂、起泡剂和抑制剂。
8.如权利要求1所述的从煤矸石中浮选提取精煤、硫铁和高岭土的方法，其特征在于：步骤（4）所述静止沉淀时间为5-30分钟。
9.如权利要求1或8所述的从煤矸石中浮选提取精煤、硫铁和高岭土的方法，其特征在于：步骤（4）所述静止沉淀时间为5-10分钟。
10.如权利要求1所述的从煤矸石中浮选提取精煤、硫铁和高岭土的方法，其包括如下步骤：
（1）碎料：将煤矸石用颚式破碎机粉碎至直径为18~25mm的颗粒； 
（2）磨制矿浆：将上述颗粒经由提升机、给矿机均匀送入球磨机，由球磨机对煤矸石进行粉碎、研磨得30-50目的微粒，加入占煤矸石重量70-90%的水，得到矿浆，矿浆粘度控制在2.5Pa.s~5.0Pa.s之间；
（3）矿浆混合：在矿浆中加入煤油、柴油或石脑油作为捕收剂，99%的乙醇作为起泡剂，并加入硫化钠作为抑制剂，经过矿浆混合器的匀速搅拌使煤矸石矿浆和捕收剂、抑制剂、起泡剂充分混合，其中捕收剂、起泡剂和抑制剂的加入量为每吨煤矸石原料加入各120~200Kg；
（4）浮选：将混合矿浆经过涡轮传送泵输送到矿浆反应罐，经过5-10分钟的静止沉淀，矿浆中各矿物分离并处于不同液位，进而从不同选矿管道分离出精煤、硫铁和高岭土。
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