CN104588199A - 一种煤炭洗选过程中泥化抑制方法 - Google Patents
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Abstract
一种煤炭洗选过程中泥化抑制方法。该方法具体为：将粘土稳定剂随补加水添加入煤炭洗选系统，添加点可为补加水水池；所述的粘土稳定剂为聚季铵盐类物质、或聚季磷盐类物质、或聚叔硫盐类物质、或阳离子聚丙烯酰胺；粘土稳定剂的添加量：当粘土稳定剂为聚季铵盐类物质、或聚季磷盐类物质、或聚叔硫盐类物质时，补加水中这类物质质量浓度约为0.3％—0.6％；当粘土稳定剂为阳离子聚丙烯酰胺时，补加水中这种物质的质量浓度约为0.03‰—0.05‰。在煤炭洗选过程中添加粘土稳定剂，可阻止粘土矿物的膨胀分散，改善煤泥水的沉降性能和煤泥的可过滤性。优点：在源头上阻止了煤泥泥化，方法简单易行、效果显著，特别适用于粘土含量高的易泥化煤炭洗选。
Description
技术领域
本发明涉及一种泥化抑制方法，具体的说是一种煤炭洗选过程中泥化抑制方法。
背景技术
粘土作为伴生矿物普遍存在于各种矿物中。煤中常见的粘土类型有高岭土、蒙脱石、伊利石及伊蒙混层等。其中最常见、含量最多的一般为高岭石。蒙脱石在原煤中含量虽然较少，但由于其遇水后能膨胀剥离成小于2μm的单元晶层，改变了矿浆的溶液化学条件和流体力学特征，所以对煤炭洗选产生的影响是最大的。最直接的影响是煤泥水难澄清、煤泥脱水困难，甚至恶化浮选效果，影响重介操作。
针对煤泥水难处理问题，目前国内外研究主要从水澄清和煤泥回收作业入手，开发各种混凝药剂、澄清设备，以及高效脱水设备。但事实上，当煤泥到达澄清环节，粘土矿物早已分散成微米级颗粒。由于粒度过小，混凝药剂和澄清脱水设备对这些微细颗粒分离并不十分有效，所以这些措施并不能从根本上解决澄清和脱水问题，许多选煤厂的生产实践已证实了这一点。
粘土稳定剂在石油行业广泛应用，其作用是抑制粘土膨胀剥离和粘土微粒运移。粘土稳定剂根据化学组成不同，可以分为四大类：(1)无机盐类，如KCl、NH4Cl、CaCl2、ALCl3等。这类稳定剂所含的阳离子有泥化抑制作用。当溶液环境发生变化，容易发生阳离子交换，粘土可恢复原来的水敏状态。(2)无机聚合物类，如羟基铝、氯氧化锆等。这类物质可作长效粘土稳定剂使用，但对酸碱性敏感，价格偏高。(3)阳离子表面活性剂类，如二甲基苄基烷基铵盐、烷基吡啶等。这类物质在水中电离出阳离子基团，这些正电基团吸附到粘土颗粒表面，中和其负电荷，减少晶层间斥力而避免了粘土膨胀，有机尾部则伸向空间，形成一层亲油憎水的吸附层。(4)有机阳离子聚合物。这类物质正电荷密度高，当加入水中后，电离出的有机阳离子可吸附在粘土颗粒表面。由于形成的阳离子较多，所以同时可以与多个粘土颗粒形成多点吸附。吸附后，在粘土颗粒的表面形成一层有机阳离子聚合物的吸附保护膜，防止粘土颗粒的水化。
发明内容
本发明的目的是要提供一种煤炭洗选过程中泥化抑制方法，改善煤泥水溶液化学环境和流体力学特征，促进煤泥水澄清和煤泥脱水回收，提高选煤厂生产效率。
本发明的目的由以下技术方案实现：该泥化抑制方法：将粘土稳定剂随补加水添加入煤炭洗选系统；补加水添加点可为选煤厂补加水水池；所述的粘土稳定剂为聚季铵盐类物质、或聚季磷盐类物质、或聚叔硫盐类物质、或阳离子聚丙烯酰胺。
粘土稳定剂的添加量：当粘土稳定剂为聚季铵盐类物质、或聚季磷盐类物质、或聚叔硫盐类物质时，补加水中这类物质质量浓度约为0.3％—0.6％；当粘土稳定剂为阳离子聚丙烯酰胺时，补加水中这种物质的质量浓度约为0.03‰—0.05‰；在煤炭洗选过程中添加粘土稳定剂，可阻止粘土矿物的膨胀分散，改善煤泥水的沉降性能和煤泥的可过滤性。
有益效果：选用上述有机阳离子聚合物作粘土稳定剂，按照一定浓度添加入选煤厂补加水中。由于采用了上述方案，在选煤过程中这些药剂能够有效抑制粘土矿物膨胀分散成微米级的微细颗粒，从而改善煤泥水沉降性能和煤泥的可过滤性，保证了选煤厂稳定生产；与粘土颗粒相比，煤颗粒带电荷较少且表面疏水，因此与聚合物相互作用强度不及粘土颗粒。在水中，有机阳离子优先把粘土颗粒聚集成小絮团，大部分煤颗粒分散于水中，所以不会对后续作业煤颗粒和粘土颗粒分离以及精煤产品造成影响。
有机阳离子聚合物在水中离解后产生多个带正电荷的基团，粘土颗粒表面带负电荷。通过强烈的静电力、范德华力，阳离子聚合物牢固的吸附在粘土颗粒表面，形成一层吸附层，抑制了粘土的水化膨胀。聚合物长链可同时吸附多个晶层与微粒，所以抑制了粘土的分散。由于阳离子聚合物的多点吸附，使吸附作用力很强，在外力作用下要同时脱附非常困难，加之阳离子聚合物本身的稳定性，所以可抗酸、碱、水的冲洗，所以稳定具有长效性。
利用在油田中广泛使用的粘土稳定剂抑制煤泥泥化，从源头上解决了煤泥水难沉降和煤泥脱水等问题，避免了由此造成的分选效率低，系统易瘫痪等问题。这种方法解决了易泥化原煤入洗的瓶颈问题，为实现易泥化原煤清水洗煤创造了条件。
本发明技术方案与现有煤泥水澄清与煤泥脱水技术相比较，具有的优点和特点：
(1)从源头上解决了澄清和脱水问题。传统的处理方法在粘土膨胀分散成微细颗粒后才处理，因此澄清和脱水效果不佳。本方法的实施阻止了粗颗粒剥离成细颗粒，并由此改善了颗粒沉降的溶液环境。
(2)粘土抑制剂来源广泛。粘土抑制剂在石油行业应用广泛，技术成熟，种类丰富，各类抑制剂各有特色。选煤厂可根据自身需求从中选择。
(3)抑制效果稳定。与无机抑制剂相比，有机阳离子聚合物具有抗酸碱波动、抗水冲洗的能力，能够保持稳定的抑制效果。
(4)方法本身简单易行，可操作性强。
具体实施方式
该煤泥泥化抑制方法：将粘土稳定剂随补加水添加入煤炭洗选系统；添加点可为选煤厂补加水水池；所述的粘土稳定剂为聚季铵盐类物质、或聚季磷盐类物质、或聚叔硫盐类物质、或阳离子聚丙烯酰胺；
粘土稳定剂的添加量：当粘土稳定剂为聚季铵盐类物质、或聚季磷盐类物质、或聚叔硫盐类物质时，补加水中这类物质质量浓度约为0.3％—0.6％；当粘土稳定剂为阳离子聚丙烯酰胺时，补加水中这种物质的质量浓度约为0.03‰—0.05‰；在煤炭洗选过程中添加粘土稳定剂，可阻止粘土矿物的膨胀分散，改善煤泥水的沉降性能和煤泥的可过滤性。
实施例1：某炼焦煤选煤厂，设计年入洗原煤60万吨，入洗8﹟煤。
不采用泥化抑制技术时，由于泥化严重，系统开车6h后，循环水浓度高达22.1g/L，浮选精煤灰分达13％(该选煤厂要求精煤灰分不超过11％)，所以系统必须停车，等待煤泥水充分澄清后再开车。间断生产导致该厂年入洗原煤量只有35万吨。
采用一种有机阳离子聚合物——聚2-羟基-1,3-亚丙基氯化铵作泥化抑制剂。直接添加上述泥化抑制剂至补加水水池中，保持补加水中泥化抑制剂质量浓度为0.4％。抑制剂随补加水加入洗选系统中。补加水浓度稳定于1g/L以下，浮选精煤灰分达标，选煤厂生产稳定运行。
实施例2：某炼焦煤选煤厂，入洗原煤灰分21％，煤泥中粘土矿物含量占所有杂质含量的32％，其中含有蒙脱石。
不采用泥化抑制技术时，由于泥化严重，导致浓缩机底流浓度仅为150g/L，压滤机循环周期为72秒，导致大量煤泥积存在系统中，浓缩机溢流浓度高达30.8g/L，选煤厂只能停车，给煤泥水充分的沉降时间。
采用阳离子聚丙烯酰胺作为泥化抑制剂。在补加水池中直接添加上述泥化抑制剂，保持补加水中泥化抑制剂浓度为0.05‰。抑制剂随补加水加入洗选系统中。浓缩机底流浓度达379g/L，压滤机循环周期为43秒，选煤厂生产可持续稳定运行。
以上所述，仅为本发明在具体实施中采用的具体实施方式，而非对实施方式的限制。任何熟悉本领域的工程技术人员，在本发明的基础上，可以轻易想到变换或变动。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应该包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种煤炭洗选过程中泥化抑制方法，其特征是：该泥化抑制方法：将粘土稳定剂随补加水添加入煤炭洗选系统；添加点可为选煤厂补加水水池；所述的粘土稳定剂为聚季铵盐类物质、或聚季磷盐类物质、或聚叔硫盐类物质、或阳离子聚丙烯酰胺；
粘土稳定剂的添加量：当粘土稳定剂为聚季铵盐类物质、或聚季磷盐类物质、或聚叔硫盐类物质时，补加水中这类物质质量浓度约为0.3%—0.6%；当粘土稳定剂为阳离子聚丙烯酰胺时，补加水中这种物质的质量浓度约为0.03‰ — 0.05‰；在煤炭洗选过程中添加粘土稳定剂，可阻止粘土矿物的膨胀分散，改善煤泥水的沉降性能和煤泥的可过滤性。
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