CN103657863A - 一种煤炭复合浮选剂的研制方法 - Google Patents

Abstract

一种煤炭复合浮选剂的研制方法，先以十二烷基苯磺酸钠、乳化剂OP-10、失水山梨醇单油酸酯、水为原料，制备乳化剂，再加入大豆油和仲辛醇制备煤炭复合浮选剂。根据浮选剂乳化后浮选煤炭，可以增大煤粒表面接触角，从而提高煤粒表面的疏水性，强化选择性矿化过程，尤其是对细粒级煤泥的选择性矿化。乳化复合浮选剂可以显著提高煤泥浮选效率，当乳化复合浮选剂实验条件为：油醇比（大豆油：仲辛醇）为8:1；反应温度为40℃；乳化反应时间为：10min时，精煤产率提高了10%～15%。

Description

一种煤炭复合浮选剂的研制方法

技术领域    

  本发明涉及一种煤炭复合浮选剂的制备方法，属于煤炭燃料浮选剂技术领域。

背景技术

我国煤炭储存和消费的特点为：90%的煤炭赋存在北方，约80%的煤炭储存在华北和西北地区，而74%的煤炭消耗却在东南及沿海一带，因而造成60%的煤炭需要运输，占铁路货运量的40%，造成极大的人力、物力和财力的浪费。若通过洗选，仅排除1%的矸石，则每年可节约车皮10万吨，洗选可以减少交通部门的无效运输，提高铁路和公路的利用率。

我国选煤工业得到了迅速发展，总洗选能力仅次于美国，其中浮选是当前精选细粒煤泥最有效的方法。我国每年经过浮选处理的煤泥数最大约占入选煤总量的20%。随着采煤机械化的发展，原煤中煤泥含量日益增加，用户要求进一步提高精煤质量，改善煤泥水的处理方法，减轻环境污染。

欲使固体颗粒浮游，必须使其表面疏水，煤岩的有机显微组分相当复杂，其中相当一部分组分由于表面性质影响而呈现亲水性，煤粒表面不具备足够使疏水颗粒黏附在气泡表面的疏水作用力，必须采用适宜的浮选药剂，使之获得足够的疏水性。在煤炭分选过程中，有用的低灰精煤与无用的高灰矸石在润湿和非润湿程度上的差异是实现有用煤粒与无用矸石有选择性分选所必须的。

浮选原理：浮选是在固～液～气三相界面分选矿物的过程。矿物可浮性好坏的最真观的标志是其润湿性，易被水润湿的矿物，亲水难浮；不易被水润湿的矿物，疏水易浮。通过浮选药剂在液／气界面和液／液界面吸附，可以调整矿物表面的润湿性。煤用捕收剂的作用是强化煤粒表面的疏水性。煤用捕收剂使矿物表面疏水化后，可使润湿阻滞增大，接触角增大，这时若使煤粒与气泡接触或相互碰撞，便可增大矿物在气泡上的粘着力，使煤粒在气泡上附着更为牢固，同时煤粒向气泡附着 所需要的矿化时间也可大为缩短。

浮选药剂的作用：为了改变矿物表面的物理化学性质，提高矿物的疏水性差异，以扩大矿浆中各种矿物的可浮性差异，进行有效的分选，需要加入一定量的浮选药剂，使被浮选矿物中的有用矿物和无用矿物之间的疏水性差异增大。矿物浮选所用的各种药剂，有些可以改变矿物的表面性质，如根据工艺过程的需要提高或降低矿物的可浮性，使其比较容易地黏附在气泡上成为泡沫产物，或使其不易向气泡粘附而成为非泡沫产物：有些药剂可以改变气泡的性质，促使空气在矿浆中弥散，产生大量稳定性适中与大小适宜的气泡；有些药剂则可调整矿浆的浮选性质，以利改善浮选工艺效果等。浮选理论研究和生产实践早已证明：药剂对调节矿物的可浮性，提高气泡矿化过程的选择性和浮选速度等方面都起着决定性的作用，所以对浮选药剂的研究和正确选用一直为人们所重视。

很多高效新药往往成本较高，很难在生产上单独使用，采取现有药剂与之组合复配使用，往往可以大幅度降低其用量，从而促进浮选药剂更加有效地应用。选煤厂将起泡剂与捕收剂混合后进行浮选，不但可以提高煤油的捕收效果，而且可以节省20～30％的煤油用量。用大豆油代替柴油或煤油等作为浮选用的捕收剂，从经济的角度来说降低了成本，节约了石油类资源。

 发明内容 

本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种煤炭复合浮选剂的研制方法，同时该研究可望用大豆油代替柴油或煤油等作为浮选用的捕收剂，从经济的角度来说降低了成本，节约了石油类资源；经过检测，发现该浮选剂对煤的浮选有促进作用，能明显提高精煤产率。当乳化复合浮选剂药剂比例：油醇比（大豆油/仲辛醇，M/M）为8:1；反应温度：40±1℃；乳化反应时间：10min时，所形成的煤浮选剂经使用精煤产率提高了10%-15%。

本发明的技术方案是：先在室内室温条件下进行乳化剂的复配，制成十二烷基苯磺酸钠、乳化剂OP-10、失水山梨醇单油酸酯及水的混合物；再在有乳化剂的容器中按比例分别加入大豆油、仲辛醇，在40℃左右的恒温水浴条件下搅拌加热，缓慢加入一定量的水发生乳化反应，10min后冷却至室温即形成煤炭复合浮选剂成品。

本发明所述一种煤炭复合浮选剂的制备方法制备如下：

（1）乳化剂的复配

按原料重量比1：1：1：20分别称取十二烷基苯磺酸钠、乳化剂OP-10、失水山梨醇单油酸酯、水依次加到容器中，常温搅拌2～5min，形成乳化剂的复配溶液即甲溶液；

（2）乳化复合浮选剂的制备

（A）按重量比大豆油：仲辛醇=8:1的比例，配成大豆油、仲辛醇的油醇混合溶液即乙溶液；

（B）按重量比甲溶液：乙溶液：水=43:1:56比例，在容器中依次加入甲溶液、乙溶液，在40～60℃恒温水浴条件下搅拌加热，再用滴液漏斗缓慢滴入水，乳化10～30min，冷却至室温即为成品。

乳化复合浮选剂对煤炭有较好浮选效果，由正交实验数据分析得出最佳实验条件为，药剂比例：油醇比（大豆油/仲辛醇，M/M）为8:1；反应温度：40±1℃；乳化反应时间：10min时，按浮选剂1 kg/t干煤泥投放量试验，煤浮选的精煤产率提高了10%～15%。

本发明的有益效果是：常温下乳化剂复配形成的混合物可以长期保存；乳化复合浮选剂的合成试验中主要影响因素是反应温度、药品配比、反应时间等，即在有乳化剂的容器中分别加入仲辛醇、大豆油，在恒温水浴中搅拌加热既有利于控温，又有利于减少反应时间；在保证产品质量的前提下，将温度控制在40℃左右，既节能又便于冷却，可操作性强，便于推广应用。

具体实施方式

实例1

浮选剂1的制备：

按原料重量比1：1：1：20分别称取十二烷基苯磺酸钠(0.5g)、乳化剂OP-10(0.5g)、失水山梨醇单油酸酯(0.5g)、水(10g)，依次加到150ml锥形瓶中，常温搅拌2～5min,即完成了乳化剂的复配（甲溶液）。

按大豆油：仲辛醇=8:1的比例，称取仲辛醇0.03g、大豆油0.24g配成大豆油、仲辛醇的油醇混合溶液（乙溶液）。

甲溶液+乙溶液，在恒温40℃水浴中搅拌加热，用滴液漏斗缓慢滴入15ml水，乳化30min。冷却至室温。

实例2

浮选剂2的制备：

    按原料重量比1：1：1：20分别称取十二烷基苯磺酸钠(5g)、乳化剂OP-10(5g)、失水山梨醇单油酸酯(5g)、水(100g)，依次加到10L容器中，常温搅拌2～5min（甲溶液）。

按大豆油：仲辛醇=8:1的比例，称取仲辛醇3g、大豆油24g配成大豆油、仲辛醇的油醇混合溶液（乙溶液）。

甲溶液+乙溶液，在恒温40℃水浴中搅拌加热，用滴液漏斗缓慢滴入1.5L水，乳化20min。冷却至室温。

 

乳化复合浮选剂对煤炭有较好浮选效果，由正交实验数据分析得出最佳实验条件为，药剂比例：油醇比（大豆油/仲辛醇，M/M）为8:1；反应温度：40℃左右；乳化反应时间为10min；按浮选剂1 kg/t干煤泥投放量试验，煤浮选的精煤产率提高了10%～15%。

Claims (1)

1.一种煤炭复合浮选剂的研制方法，其特征是：

（1）乳化剂的复配

按原料重量比1：1：1：20分别称取十二烷基苯磺酸钠、乳化剂OP-10、失水山梨醇单油酸酯、水依次加到容器中，常温搅拌2～5min，形成乳化剂的复配溶液即甲溶液；

（2）乳化复合浮选剂的制备

（A）按重量比大豆油：仲辛醇=8:1的比例，配成大豆油、仲辛醇的油醇混合溶液即乙溶液；

（B）按重量比甲溶液：乙溶液：水=43:1:56比例，在容器中依次加入甲溶液、乙溶液，在40～60℃恒温水浴条件下搅拌加热，再用滴液漏斗缓慢滴入水，乳化10～30min，冷却至室温即为成品。