CN105363563B - 一种褐煤反浮选脱灰的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种褐煤反浮选脱灰的方法，属于微生物应用技术与矿物加工技术领域。该方法包括：（1）向矿浆中加入褐煤本源多粘类芽孢杆菌或酵母菌以及硅酸盐细菌代谢蛋白，然后加入抑制剂糊精和硅酸盐细菌代谢多糖，再加入胺类捕收剂和起泡剂搅拌进行一次浮选；（2）向浮选后的矿浆中再次加入抑制剂糊精和硅酸盐细菌代谢多糖，然后再次加入胺类捕收剂和起泡剂搅拌进行二次浮选，得到槽内产品为最终精煤。本方法将常规浮选药剂与微生物药剂相结合使用，改善褐煤分选效果，提高捕收剂与细粒粘土矿物、石英的吸附和粘土矿物、石英的可浮选性，以及利用微生物代谢物抑制褐煤，减少常规抑制剂的用量；所得反浮选精煤更有利于用作制备水煤浆。

Description

一种褐煤反浮选脱灰的方法
技术领域
本发明涉及一种褐煤反浮选脱灰的方法，具体涉及一种微生物药剂与传统浮选药剂协同作用反浮选脱除褐煤中灰分的方法，属于微生物应用技术与矿物加工技术领域。
背景技术
褐煤是重要化石能源之一，我国已探明的褐煤储量约为1300亿吨，约占全国煤炭探明储量的13%。随着经济发展对能源需求的日益增长和国家对炼焦煤资源保护意识的提高，褐煤在我国煤炭消耗中的比例逐年提高，并成为动力煤结构的主体。褐煤化学活性高、反应性强，特别是低灰褐煤特殊的化学性质更有利于开发高附加值产品。然而褐煤水分高、热值低、灰分高、易泥化的缺点使其难以发挥最大经济价值，主要用于直接燃烧发电，浪费资源、污染环境。在当今能源紧缺、倡导节能减排的新型社会背景下，高效、环保、低成本利用褐煤资源是亟待解决的重大难题。目前对褐煤提质加工主要集中在干燥脱水和型煤技术方面，在一定程度上提高了能源利用率，但无法去除褐煤中的有害矿物，也就无法使褐煤成为进一步深加工利用的原料。由于褐煤变质程度低，现代化机械采煤过程中产生了大量的细粒煤，且细粒煤中包含大量的杂质，浮选正是处理这些粒度细小矿物的主要方法。采用浮选脱除褐煤中有害杂质对合理有效地利用褐煤资源具有重要意义，浮选提质是褐煤高效利用、深加工的关键。
褐煤表面含大量亲水基团，传统浮选方法无法有效提质褐煤，选煤学者们进行了浮选之前预处理减少煤粒表面的含氧官能团或者选择合适的浮选药剂来改善褐煤的可浮性的研究，但这些手段均未能在实质上改变褐煤的浮选效果。另外，褐煤正浮选精煤不利于其以水煤浆的形式利用。褐煤正浮选与水煤浆制备使用的两种类型的化学添加剂不相兼容，正浮选精煤用于制备水煤浆时需添加更多的化学药剂。制备水煤浆的褐煤采用反浮选对其进行分选可避免此类问题，因为反浮选药剂主要作用于脉石矿物，对褐煤精煤的影响较小，但采用反浮选法分选褐煤，捕收剂选择性差，抑制剂用量大且抑制机理不明。
微生物浮选药剂选择性强，是当前细粒煤浮选研究的重要方向之一，已被证实可替代现有的煤浮选化学药剂或与化学药剂协同作用，有效脱除煤中的硫，降低精煤的灰分。
发明内容
本发明旨在提供一种褐煤反浮选脱灰的方法，解决了现有反浮选脱除褐煤灰分技术中捕收剂用量大、选择性差，抑制剂用量大且精煤灰分偏高、回收率低等问题。
本发明提供了一种褐煤反浮选脱灰的方法，包括以下步骤：
（1）在褐煤煤样磨细至单体解离并调成浓度为10%~25%的矿浆中加入褐煤本源多粘类芽孢杆菌或酵母菌以及硅酸盐细菌代谢蛋白搅拌1~45min；
多粘类芽孢杆菌或酵母菌的用量为1～9×106 cells/cm3，即1L矿浆中含菌量为1～9×109个；硅酸盐细菌代谢蛋白的用量为5～30g/t；
（2）将步骤(1)矿浆中加入抑制剂糊精和硅酸盐细菌代谢多糖搅拌3~5min；
抑制剂糊精的用量为100g/t~800g/t；硅酸盐细菌代谢多糖的用量为20g/t~120g/t；
（3）将步骤(2)矿浆中加入胺类捕收剂搅拌3~5min后进行浮选，刮泡1~5min；
（4）在步骤(3)浮选后的矿浆中再次加入抑制剂糊精和硅酸盐细菌代谢多糖搅拌1~5min；；
糊精的用量为40g/t-500g/t，硅酸盐细菌代谢多糖的用量10g/t~60g/t；
（5）在步骤(4)的矿浆中再次加入胺类捕收剂搅拌进行浮选，得到槽内产品为最终精煤。
上述方案中，所述步骤(1)中的多粘类芽孢杆菌、酵母菌是以褐煤为分离源筛选所得微生物，其作用在于提高褐煤煤样中粘土矿物和石英的表面负电性，使其更易与捕收剂吸附；硅酸盐细菌代谢蛋白由硅酸盐细菌培养液以6000r/min速度离心得到的上清液中加入分析纯硫酸铵至饱和，4℃下恒温振动12h后经无菌滤纸过滤得到，用于提高粘土矿物和石英的可浮性。
上述方案中，所述步骤(1)中褐煤煤样磨细后，粒度小于0.074mm的比例占30%~45%。
上述方案中，所述步骤(2)中硅酸盐细菌代谢多糖采用热水溶解硅酸盐细菌代谢物，再脱除蛋白，离心上清液经透析、冷冻干燥得到纯多糖，其作用在于抑制褐煤颗粒上浮，减少糊精用量。
上述方案中，所述步骤（3）和（5）中，胺类捕收剂选择十二胺或醚胺；
所述胺类捕收剂为十二胺时，用量为50g/t~1500g/t；
所述胺类捕收剂为醚胺时，用量为50g/t~1500g/t，并同时加入起泡剂，所述起泡剂为松醇油或甲基异丁基甲醇，用量10g/t~50g/t。
本发明的有益效果：
微生物浮选药剂环保且选择吸附性较强，是当前细粒煤浮选研究的重要方向之一。本发明使用微生物药剂与传统浮选药剂协同作用，有效降低精煤的灰分。微生物及其代谢物吸附在矿物表面，可改变矿物原有的表面电性和润湿性。大多数微生物表面所带的是阴离子型基团，特别是羰基，在水溶液中呈负电性；微生物表面的肽聚糖含羟基和氨基，胞壁酸含富磷酸盐化合物也使其显负电性。微生物经矿物驯化可生成特殊的蛋白质和多糖化合物，且具有对矿物特定的识别能力。采用选择吸附性强的微生物与褐煤作用，使微生物或其代谢物吸附于矸石矿物表面，便可达到增加矸石矿物表面负电性的效果，提高煤与矸石表面电性差，再采用适宜的抑制剂与捕收剂就可实现减少褐煤反浮选药剂用量，降低浮选精煤灰分，解决褐煤浮选的技术难题。
附图说明
图1为褐煤反浮选脱灰方法工艺流程图。
具体实施方式
下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
按图1所述流程进行褐煤的浮选工艺。
实施例1：
某褐煤灰分14.26%，水分22.20%，称取磨细至-0.074mm占36.4%的煤样100g置于1LXFD挂槽浮选机中，加蒸馏水至1L，然后加入多粘类芽孢杆菌3×106 cells/cm3、硅酸盐细菌代谢蛋白15g/t，1750r/min速度下搅拌3min，加入捕收剂十二胺200g/t搅拌5min，刮泡浮选5min；再加入抑制剂糊精100g/t、硅酸盐细菌代谢多糖50g/t，搅拌5min后加入捕收剂十二胺用量50g/t，搅拌3min后浮选刮泡5min。
上述硅酸盐细菌代谢蛋白由硅酸盐细菌培养液以6000r/min速度离心得到的上清液中加入分析纯硫酸铵至饱和，4℃下恒温振动12h后经无菌滤纸过滤得到，用于提高粘土矿物和石英的可浮性。
本实施例结果是：浮选精煤产率84.5%、灰分8.11%，褐煤回收率为86.55%。浮选泡沫产品为灰含量24.85%、含水23.4%、煤品位51.76%的煤泥。
实施例2：某褐煤灰分42.96%，水分28.84%，称取磨细至-0.074mm占42.7%的煤样100g置于1LXFD挂槽浮选机中，加蒸馏水至1L，然后加入酵母菌9×106 cells/cm3、硅酸盐细菌代谢蛋白25g/t，1750r/min速度下搅拌3min，加入捕收剂醚胺800g/t搅拌5min，松醇油20g/t，搅拌3min，浮选刮泡5min；再加入抑制剂糊精500g/t、硅酸盐细菌代谢多糖60g/t，搅拌5min后加入捕收剂醚胺用量100g/t，搅拌3min后浮选刮泡5min。
本实施例结果是：浮选精煤产率34.5%、灰分15.37%，褐煤回收率为65.54%。而常规浮选精煤灰分相等情况下，回收率只有40%左右，本浮选方法提高精煤回收率25%以上。
实施例3：
某褐煤灰分15.19%，水分19.90%，称取磨细至-0.074mm占32.5%的煤样100g置于1LXFD挂槽浮选机中，加蒸馏水至1L，然后加入酵母菌2×106 cells/cm3、硅酸盐细菌代谢蛋白10g/t，1750r/min速度下搅拌3min，加入捕收剂醚胺800g/t搅拌5min，甲基异丁基甲醇30g/t，搅拌3min，浮选刮泡5min；再加入抑制剂糊精500g/t、硅酸盐细菌代谢多糖40g/t，搅拌5min后加入捕收剂十二胺用量50g/t，搅拌3min后浮选刮泡5min。
本实施例结果是：浮选精煤产率72.5%、灰分8.11%，褐煤回收率为65.29%。

Claims (5)

1.一种褐煤反浮选脱灰的方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）在褐煤煤样磨细至单体解离并调成浓度为10%~25%的矿浆中加入褐煤本源多粘类芽孢杆菌或酵母菌，以及硅酸盐细菌代谢蛋白搅拌1~45min；
多粘类芽孢杆菌或酵母菌的用量为1～9×106 cells/cm3，即1L矿浆中含菌量为1～9×109个；硅酸盐细菌代谢蛋白的用量为5～30g/t；
（2）将步骤(1)矿浆中加入抑制剂糊精和硅酸盐细菌代谢多糖搅拌3~5min；
抑制剂糊精的用量为100g/t~800g/t；硅酸盐细菌代谢多糖的用量为20g/t~120g/t；
硅酸盐细菌代谢多糖采用热水溶解硅酸盐细菌代谢物，再脱除蛋白，离心上清液经透析、冷冻干燥得到纯多糖，其作用在于抑制褐煤颗粒上浮，减少糊精用量；
（3）将步骤(2)矿浆中加入胺类捕收剂搅拌3~5min后进行浮选，刮泡1~5min；
（4）在步骤(3)浮选后的矿浆中再次加入抑制剂糊精和硅酸盐细菌代谢多糖搅拌 1~5min；
糊精的用量为40g/t~500g/t，硅酸盐细菌代谢多糖的用量10g/t~60g/t；
（5）在步骤(4)的矿浆中再次加入胺类捕收剂搅拌进行浮选，得到槽内产品为最终精煤。
2.根据权利要求1所述的褐煤反浮选脱灰的方法，其特征在于所述步骤(1)中的多粘类芽孢杆菌、酵母菌是以褐煤为分离源筛选所得微生物，其作用在于提高褐煤煤样中粘土矿物和石英的表面负电性，使其更易与捕收剂吸附；硅酸盐细菌代谢蛋白由硅酸盐细菌培养液以6000r/min速度离心得到的上清液中加入分析纯硫酸铵至饱和，4℃下恒温振动12h后经无菌滤纸过滤得到，用于提高粘土矿物和石英的可浮性。
3.根据权利要求1所述的褐煤反浮选脱灰的方法，其特征在于所述步骤(1)中褐煤煤样磨细后，粒度小于0.074mm的比例占30%~45%。
4.根据权利要求1所述的褐煤反浮选脱灰的方法，其特征在于所述步骤（3）和（5）中，胺类捕收剂为十二胺，用量为50g/t~1500g/t。
5.根据权利要求1所述的褐煤反浮选脱灰的方法，其特征在于所述步骤（3）和（5）中，胺类捕收剂为醚胺，用量为50g/t~1500g/t，并同时加入起泡剂，所述起泡剂为松醇油或甲基异丁基甲醇，用量10g/t~50g/t。
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