CN105214853B - 一种褐煤浮选方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种褐煤浮选方法，包括以下步骤：a．在水中添加捕收剂，搅拌0‑5min；b．在步骤a的水中再加入粒度小于0.5 mm的褐煤，搅拌0‑5min；c．在步骤b的矿浆中加入助浮颗粒，搅拌0‑3min；d．在步骤c的矿浆中加入起泡剂，搅拌0‑1min；e．向步骤d的矿浆中充入气泡进行浮选，浮选时间为3‑10min，分别收集泡沫浮出的颗粒和矿浆中停留的颗粒，作为最终的精煤、尾煤产品。有益效果：通过在褐煤浮选过程中添加一种灰分低、疏水性强、粒度细的助浮颗粒，提高褐煤浮选过程中的泡沫稳定性，从而明显改善褐煤的浮选回收效果；助浮颗粒与褐煤颗粒混合作为最终精煤产品，充分发挥不同煤种的使用特性，扩大褐煤的应用领域，提高褐煤的利用效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤浮选方法，尤其涉及一种褐煤浮选方法。
背景技术
煤炭作为我国最主要的能源，在未来相当长的时间内，其在一次能源消费结构中的主导地位不会改变。随着国民经济的高速发展，能源需求量不断增加，中、高等变质程度的煤被大量开采利用，储量日益减少。然而，储量大、埋藏浅、易开采的低变质褐煤却没有很好地利用。目前褐煤主要用于直接燃烧发电，资源浪费和环境污染严重。在我国“缺油、少气、富煤”的资源禀赋条件下，褐煤的综合利用及开发必将成为我国能源发展的重要方向。
煤炭高效分选技术是实现煤炭资源清洁高效利用的重要前提。其中，浮选是目前分选小于0.5 mm煤炭最成熟、有效的方法，并广泛用于工业生产。然而，对于低变质程度的褐煤而言，其表面往往含有大量的含氧官能团，亲水性强、可浮性差，采用常规的油性药剂（柴油、煤油等）很难进行有效地浮选，且选择性差。为解决该技术难题，目前的研究主要集中于研制高效的浮选药剂或者药剂组合方法，褐煤表改性等以提高褐煤表面的疏水性和选择性。具体包括在浮选过程中添加各种表面活性剂，磨矿预处理、加热加压预处理、微波或者超声波预处理，高剪切调浆等技术手段。虽然上述手段可改善褐煤的浮选效果，但是表面改性的成本较高，难以工业化。其次，目前的研究主要关注于减少褐煤表面的含氧官能团数量，提高其表面疏水性，从而改善其浮选效果。但是褐煤浮选过程中泡沫稳定性差，泡沫携带的固体量少，导致其精煤产品产率低的问题未得到足够重视。并且，浮选泡沫特性对于决定矿物浮选效果具有重要作用。因此，开发一种提高褐煤浮选过程中泡沫稳定性的方法，将会为改善褐煤的浮选回收效果开辟一条新的方向。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种褐煤浮选方法，分选未改性褐煤时泡沫稳定性好、精煤回收率较高。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种褐煤浮选方法，包括以下步骤：
a．在水中添加捕收剂，搅拌0-5min；
b．在步骤a的水中再加入粒度小于0.5 mm的褐煤，搅拌0-5min；
c．在步骤b的矿浆中加入助浮颗粒，搅拌0-3min；
d．在步骤c的矿浆中加入起泡剂，搅拌0-1min；
e．向步骤d的矿浆中充入气泡进行浮选，浮选时间为3-10min，分别收集泡沫浮出的颗粒和矿浆中停留的颗粒，作为最终的精煤、尾煤产品。
所述步骤a中的水为自来水，或者为去离子水，或者为生产系统的循环水。
所述步骤a中的捕收剂为非极性烃类油，用量为0.5-5 kg/t干煤泥。
所述步骤c中的助浮颗粒粒度小于0.2mm，灰分低于15%的烟煤颗粒。
所述步骤c中的助浮颗粒与褐煤颗粒的质量比为2:1-1:10；矿浆的固体质量百分比浓度为5%-20%。
所述步骤d中的起泡剂为醇类起泡剂，用量为0.05-2 kg/t干煤泥。
本发明公开的一种褐煤浮选方法科学、合理，操作简单，易于实现，与现有技术相比具有以下优点：
1．有效提高褐煤浮选过程中泡沫的稳定性，进而改善褐煤的浮选回收效果。浮选三相泡沫中，疏水固体颗粒覆盖于气泡表面形成的“装甲”，可有效延长气泡在矿浆中的存在时间，提高泡沫的稳定性。然而，传统褐煤浮选过程中，由于褐煤表面亲水性含氧官能团数量多，亲水性极强，褐煤颗粒很难粘附于气泡表面，因而泡沫稳定性差，褐煤的回收率低。本发明公开的技术方案中，添加的助浮颗粒疏水性强，可附着于气泡表面而提高泡沫的稳定性，增大气泡的负载能力，从而提高褐煤的浮选回收效果。因此，助浮颗粒主要通过改善褐煤浮选过程中的泡沫特性，提高褐煤的浮选回收效果。
2．助浮颗粒与褐煤浮选的精煤混合作为最终精煤可扩大褐煤的应用领域，提高褐煤的利用效率。本发明公开的技术方案中采用的助浮颗粒本身是一种精煤颗粒，而且是烟煤颗粒，可应用于发电、炼焦和煤化工等众多领域。该助浮颗粒与褐煤颗粒混合后，也可将两者的混合物用于上述领域，从而改变目前褐煤主要用于燃烧发电的应用现状，扩大了褐煤的应用领域。其次，助浮颗粒和褐煤颗粒共同应用时，可充分发挥不同煤种的优势，提高褐煤的利用效率。鉴于现有不同煤种配合利用技术，本发明公开的技术方案具有可行性。
3．本发明开的技术方案方法简单，操作容易，且不需增加任何药剂，设备投资和动力消耗，经济效益显著。本发明公开的一种褐煤浮选方法的核心技术是通过在褐煤浮选过程中添加一种助浮颗粒，改善褐煤浮选过程中的泡沫稳定性，提高褐煤的浮选回收效果，并且扩大了最终精煤产品的用途。因此，该技术方案操作简单、不需设备投资和动力消耗、运行成本低，易于实现。
附图说明
图1为本发明的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明。
本发明公开的一种褐煤浮选方法，即通过添加可浮性好的助浮颗粒（烟煤），改善褐煤浮选过程中泡沫的稳定性，进而提高褐煤浮选的回收率。如图1所示，本褐煤浮选方法，具体包括以下步骤：
a．在水中添加捕收剂，搅拌0-5min；
b．在步骤a的水中再加入粒度小于0.5 mm的褐煤，搅拌0-5min；
c．在步骤b的矿浆中加入助浮颗粒，搅拌0-3min；
d．在步骤c的矿浆中加入起泡剂，搅拌0-1min；
e．向步骤d的矿浆中充入气泡进行浮选，浮选时间为3-10min，分别收集泡沫浮出的颗粒和矿浆中停留的颗粒，作为最终的精煤、尾煤产品。
所述步骤a中的水为自来水，或者为去离子水，或者为生产系统的循环水。
所述步骤a中的捕收剂为非极性烃类油，用量为0.5-5 kg/t干煤泥。
所述步骤c中的助浮颗粒粒度小于0.2mm，灰分低于15%的烟煤颗粒。
所述步骤c中的助浮颗粒与褐煤颗粒的质量比为2:1-1:10；矿浆的固体质量百分比浓度为5%-20%。
所述步骤d中的起泡剂为醇类起泡剂，用量为0.05-2 kg/t干煤泥。
实施例1
本实施例公开了一种褐煤浮选方法，选用内蒙古蒙东地区灰分21.53%、水分18.75%、粒度小于0.5 mm的褐煤作为浮选原料，灰分8.81%、灰分2.98%、粒度小于0.074 mm的焦煤（烟煤的一种）作为助浮颗粒。采用标准的实验室挂槽式单元浮选机（1.5 L）进行浮选试验，浮选机的搅拌转速1800 rpm，充气量0.25 m3/h。煤油作为捕收剂，用量2 kg/t；仲辛醇作为起泡剂，用量0.5 kg/t。试验过程中的水均为去离子水，矿浆的固体质量百分比浓度为6%。助浮颗粒与褐煤颗粒的质量比为1:2，即助浮颗粒30g，褐煤颗粒60g。具体包括以下步骤：
取1.5 L去离子水倒入浮选槽，并用微量注射器加入0.18 g煤油搅拌3min，然后加入60g褐煤颗粒至浮选槽搅拌2 min，再加入助浮颗粒30g搅拌2min，最后用微量注射器加入0.045g仲辛醇搅拌0.5 min。完成调浆后，向浮选槽内充入空气，开启刮泡机构，浮选时间3min。分别收集泡沫产品和浮选槽内剩余产品，精过滤、烘干、制样和化验，计算精煤产率、可燃体回收率和浮选完善指标。
为了与现有技术进行对比，进行了一组对比试验。对比试验的褐煤、试验条件与上述试验完全相同，但试验过程中不添加助浮颗粒，因此只浮选褐煤颗粒，质量为90g。具体试验步骤：将90g褐煤颗粒、1.5 L去离子水加入浮选槽并搅拌2 min，然后用微量注射器加入0.18 g煤油搅拌3min，再用微量注射器加入0.045g仲辛醇搅拌0.5 min。完成调浆后，向浮选槽内充入空气，开启刮泡机构，浮选时间3 min。分别收集泡沫产品和浮选槽内剩余产品，精过滤、烘干、制样和化验，计算精煤产率、可燃体回收率和浮选完善指标。
对比试验结果表明，采用现有浮选技术所得精煤产率10.86%，精煤灰分18.83%，精煤可燃体回收率11.23%，浮选完善指标1.74%。
采用本发明公开的褐煤浮选方法，并采用实施例1的试验条件，所得总精煤产率55.21%，总精煤灰分12.10%，总精煤可燃体回收率58.68%，浮选完善指标20.04%。单独考察褐煤的分选效果，褐煤的精煤产率33.32%，褐煤的灰分17.43%，褐煤的可燃体回收率35.06%，褐煤的浮选完善指标8.09%。与对比试验结果相比，褐煤产率、可燃体回收率和浮选完善指标分别提高（绝对值）22.46%、23.83%和6.35%，精煤灰分降低1.40%。
实施例2
本实施例公开了一种褐煤浮选方法，选用内蒙古蒙东地区灰分21.53%、水分18.75%、粒度小于0.5 mm的褐煤作为浮选原料，灰分8.81%、灰分2.98%、粒度小于0.074 mm的焦煤（烟煤的一种）作为助浮颗粒。采用标准的实验室挂槽式单元浮选机（1.5 L）进行浮选试验，浮选机的搅拌转速1800 rpm，充气量0.25 m3/h。煤油作为捕收剂，用量2 kg/t；仲辛醇作为起泡剂，用量0.5 kg/t。试验过程中的水均为去离子水，矿浆的固体质量百分比浓度为6%。助浮颗粒与褐煤颗粒的质量比为1:1，即助浮颗粒45g，褐煤颗粒45g。实施例2的具体试验步骤与实施例1完全相同，并采用实施例1中的对比试验结果进行比较。
采用本发明公开的褐煤浮选方法，并采用实施例2的试验条件，所得总精煤产率73.34%，总精煤灰分11.55%，总精煤可燃体回收率76.47%，浮选完善指标20.63%。单独考察褐煤的分选效果，褐煤的精煤产率47.68%，褐煤的灰分17.86%，褐煤的可燃体回收率49.91%，褐煤的浮选完善指标10.36%。与对比试验结果相比，褐煤产率、可燃体回收率和浮选完善指标分别提高（绝对值）36.82%、38.68%和8.62%，精煤灰分降低0.97%。
实施例3
本实施例公开了一种褐煤浮选方法，选用内蒙古蒙东地区灰分21.53%、水分18.75%、粒度小于0.5 mm的褐煤作为浮选原料，灰分8.81%、灰分2.98%、粒度小于0.074 mm的焦煤（烟煤的一种）作为助浮颗粒。采用标准的实验室挂槽式单元浮选机（1.5 L）进行浮选试验，浮选机的搅拌转速1800 rpm，充气量0.25 m3/h。煤油作为捕收剂，用量2 kg/t；仲辛醇作为起泡剂，用量0.5 kg/t。试验过程中的水均为去离子水，矿浆的固体质量百分比浓度为6%。助浮颗粒与褐煤颗粒的质量比为2:1，即助浮颗粒60g，褐煤颗粒30g。实施例3的具体试验步骤与实施例1完全相同，并采用实施例1中的对比试验结果进行比较。
采用本发明公开的褐煤浮选方法，并采用实施例3的试验条件，所得总精煤产率82.97%，总精煤灰分10.49%，总精煤可燃体回收率85.42%，浮选完善指标18.73%。单独考察褐煤的分选效果，褐煤的精煤产率50.92%，褐煤的灰分18.18%，褐煤的可燃体回收率53.09%，褐煤的浮选完善指标10.10%。与对比试验结果相比，褐煤产率、可燃体回收率和浮选完善指标分别提高（绝对值）40.06%、41.86%和8.36%，精煤灰分降低0.65%。
最后需要说明的是：以上所述仅为本发明技术方案的一些实施例和说明，但本发明的应用范围并不局限于此，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、变更或替换，均属于本发明技术方案的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种褐煤浮选方法，其特征在于，包括以下步骤：
a．在水中添加捕收剂，搅拌0-5min；
b．在步骤a的水中再加入粒度小于0.5mm的褐煤，搅拌0-5min；
c．在步骤b的矿浆中加入助浮颗粒，搅拌0-3min，助浮颗粒为粒度小于0.2mm，灰分低于15%的烟煤颗粒；
d．在步骤c的矿浆中加入起泡剂，搅拌0-1min；
e．向步骤d的矿浆中充入气泡进行浮选，浮选时间为3-10min，分别收集泡沫浮出的颗粒和矿浆中停留的颗粒，作为最终的精煤、尾煤产品。
2.根据权利要求1所述的一种褐煤浮选方法，其特征在于：所述步骤a中的水为自来水，或者为去离子水，或者为生产系统的循环水。
3.根据权利要求1所述的一种褐煤浮选方法，其特征在于：所述步骤a中的捕收剂为非极性烃类油，用量为0.5-5kg/t干煤泥。
4.根据权利要求1所述的一种褐煤浮选方法，其特征在于：所述步骤c中的助浮颗粒与褐煤颗粒的质量比为2:1-1:10；矿浆的固体质量百分比浓度为5%-20%。
5.根据权利要求1所述的一种褐煤浮选方法，其特征在于：所述步骤d中的起泡剂为醇类起泡剂，用量为0.05-2kg/t干煤泥。
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