CN105728179A - 一种低阶煤热压-浮选工艺 - Google Patents

Abstract

一种低阶煤热压?浮选工艺，适用于煤泥浮选技术领域。所述工艺包括热压成型作业、破碎作业、搅拌及分级作业、调浆及浮选作业。该工艺将低阶煤压滤煤泥在经过热蒸汽加热后，利用机械力作用下将加热后的煤泥加压成型，在经过加热、成型后低阶煤表面含氧官能团含量减少，中孔与大孔被压溃，低阶煤表面疏水性与孔隙结构得到改善。热压改性后的煤泥经过搅拌、分级、调浆后进入浮选作业实现低阶煤的分选。经过热压处理后浮选，可明显降低药耗，解决了低阶煤可浮性差、浮选药耗高、药剂成本高的分选难题。该工艺简单可行，投资较少，分选药耗量低，分离效率高，经济效益显著。

Description

一种低阶煤热压-浮选工艺

技术领域

本发明涉及一种低阶煤热压-浮选工艺，尤其适用于低阶煤的动力煤选煤厂浮选作业中使用的低阶煤热压-浮选工艺。

背景技术

我国低阶煤储量丰富，但低阶煤煤泥难以得到高效利用。高灰分和高水分严重制约着低阶煤热值的提高。褐煤(12.76％)、长焰煤(12.52％)、不黏煤(13.8％)、弱黏煤(1.74％)等低变质程度煤占已发现煤炭资源量的40％左右。目前，低阶煤洗选加工后一般作为电煤使用，部分用于煤化工用煤。原煤经过分选，得到块煤产品(块精煤、大块矸石)、末煤产品(末精煤、末原煤、混煤、末矸石等)和煤泥(粗煤泥和细煤泥)，其中粗煤泥可经过重力分选后掺入混煤销售；而对于产率约为10％的细煤泥，由于煤泥灰分高、水分高，所以其发热量低。提高细煤泥发热量的途径是脱水或者脱灰，脱水过程一般采用干燥手段，脱灰过程一般采用浮选手段。考虑到低阶煤煤价的特殊性，煤泥干燥遇到了成本控制、安全保障、水分复吸等一系列技术难题，而浮选提质方面，目前国内也鲜有低阶煤煤泥浮选提质的工业案例。若煤泥不洗选，压滤脱水后直接回掺到精煤产品中，则由于煤泥粘度大、排料不连续而导致掺混不均匀，严重影响洗选精煤质量。受煤炭经济形势不景气影响，我国西部大量低阶煤煤泥直接被当作尾矿丢弃或堆存在矿区周围的空地上，造成了煤炭资源的流失、增加企业的管理成本、恶化了矿区的生态环境。寻求一种低成本、高效率的低阶煤煤泥提质方法将会有积极的经济效益和环境效益。

浮选是煤泥降灰较为有效和经济的技术，但对于低阶煤煤泥，常规浮选成本太高，主要表现在浮选捕收剂消耗量大，其原因是低阶煤孔隙含量大，表面含有大量的含氧官能团，恶化了低阶煤的表面疏水性。

低阶煤孔隙度发达，表面含氧官能团含量高，浮选分离时药剂消耗大、回收率低。为了提高低阶煤的浮选效率，国内外众多学者对此已经做了许多卓有成效的探索。包括颗粒表面预处理、气泡表面改性及合理的浮选流程设计等。Feng等人发现超声波可以有效清洗粘附在颗粒表面的粘土，提高浮选效率。Ozkan则认为超声波形成的“空化”效应可以有效提高难浮煤泥浮选效率(图1)。Ozbayoglu等人发现利微波预处理可以降低低阶煤的水分，改变煤表面的基团组成，颗粒表面疏水性得到改善。J.Liu等发现在煤的油团絮中被油膜包裹的气泡的重要作用，创新性地提出活性油泡浮选的新概念，有效提高了颗粒气泡的粘附概率。王永田等利用油泡作为浮选载体对低阶煤进行了浮选试验探索，研究发现油泡浮选速度快、选择性好。Patil等人提出了一种零调浆煤泥浮选策略，在零调浆浮选体系下，捕收剂分子和水分子没有足够的时间在颗粒表面吸附，相反，捕收剂会在覆盖在气泡表面使得气泡疏水性增加。与传统调浆浮选工艺相比，疏水性气泡更容易未被水分子完全润湿的颗粒接触。上述研究均未直接面对低阶煤高孔隙高含氧官能团这一核心问题，也未从根本上消除孔隙和表面含氧官能团对浮选的不利影响，孔隙和含氧官能团对低阶煤浮选的影响机制尚不明确。

发明内容

本发明的目的是克服已有技术中的不足，提供一种方法简单，浮选药剂消耗小，分选效果好的低阶煤热压-浮选工艺。

为实现上述目的，本发明的低阶煤热压-浮选工艺，使用热压机、反击式破碎机、强制搅拌桶、分级入料泵、尾煤缓冲池、调浆搅拌桶、浮选柱和气泡发生器和循环泵，其特征在于步骤如下：

a.将低阶煤压滤煤泥(-0.5mm)给入到热压机中，热压机通入热蒸汽对低阶煤加温，减少低阶煤表面官能团；

b.利用机械力将加热的低阶煤加压成型，脱除低阶煤孔隙中的水分，同时压溃低阶煤中存在的中孔和大孔结构，改善低阶煤的孔隙结构；

c.将热压后的块状低阶煤给入反击式破碎机中进行破碎，破碎粒度为3mm；

d.将破碎后的低阶煤物料与产生强剪切力的补加水加入到强制搅拌桶中，破碎后的低阶煤物料在强剪切作用下进一步使煤泥分散与水混合形成矿浆，便于浮选分离；

e.将搅拌后的矿浆通过分级入料泵送至分级旋流器中分解，分散好的细粒矿浆通过管路进入调浆搅拌桶内，而矿浆中的粗粒则被分级旋流器返回强制搅拌桶中继续搅拌分散；

f.按照预设浓度在调浆搅拌桶内添加补加水和浮选药剂混合细粒矿浆；

g.调浆后的细粒矿浆通过管路进入浮选柱内进行分选，得到浮选精矿和浮选尾矿，从而完成低阶煤的浮选。

有益效果：将低阶煤压滤煤泥(-0.5mm)通过蒸汽加热后用机械力加压成型，通过热压过程减少低阶煤含氧官能团中中、大孔隙的破坏，减少改善低阶煤的可浮性，提高了浮选药剂的吸附效果，节省了浮选药剂的消耗，发挥了热压脱水、改性的双重作用，通过改性-分散-分选的步骤改善了低阶煤的分选效果。

附图说明：

图1为本发明的流程框图；

图2为本发明的工艺流程图。

图中：1-热压机，2-反击式破碎机，3-强制搅拌桶，4-分级入料泵，5-尾煤缓冲池，6-调浆搅拌桶，7-浮选柱，8-气泡发生器，9-循环泵。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细描述：

如图1和图2所示，本发明的低阶煤热压-浮选工艺，使用热压机、反击式破碎机、强制搅拌桶、分级入料泵、尾煤缓冲池、调浆搅拌桶、浮选柱和气泡发生器和循环泵，其特征在于步骤如下：

a.将低阶煤压滤煤泥(-0.5mm)给入到热压机中，热压机通入热蒸汽对低阶煤加温，减少低阶煤表面官能团；

b.利用机械力将加热的低阶煤加压成型，脱除低阶煤孔隙中的水分，同时压溃低阶煤中存在的中孔和大孔结构，改善低阶煤的孔隙结构；

c.将热压后的块状低阶煤给入反击式破碎机中进行破碎，破碎粒度为3mm；

d.将破碎后的低阶煤物料与产生强剪切力的补加水加入到强制搅拌桶中，破碎后的低阶煤物料在强剪切作用下进一步使煤泥分散与水混合形成矿浆，便于浮选分离；

e.将搅拌后的矿浆通过分级入料泵送至分级旋流器中分解，分散好的细粒矿浆通过管路进入调浆搅拌桶内，而矿浆中的粗粒则被分级旋流器返回强制搅拌桶中继续搅拌分散；

f.按照预设浓度在调浆搅拌桶内添加补加水和浮选药剂混合细粒矿浆；

g.调浆后的细粒矿浆通过管路进入浮选柱内进行分选，得到浮选精矿和浮选尾矿，从而完成低阶煤的浮选。

Claims (1)

1.一种低阶煤热压-浮选工艺，使用热压机、反击式破碎机、强制搅拌桶、分级入料泵、尾煤缓冲池、调浆搅拌桶、浮选柱和气泡发生器和循环泵，其特征在于步骤如下：

a.将低阶煤压滤煤泥(-0.5mm)给入到热压机中，热压机通入热蒸汽对低阶煤加温，减少低阶煤表面官能团；

b.利用机械力将加热的低阶煤加压成型，脱除低阶煤孔隙中的水分，同时压溃低阶煤中存在的中孔和大孔结构，改善低阶煤的孔隙结构；

c.将热压后的块状低阶煤给入反击式破碎机中进行破碎，破碎粒度为3mm；

d.将破碎后的低阶煤物料与产生强剪切力的补加水加入到强制搅拌桶中，破碎后的低阶煤物料在强剪切作用下进一步使煤泥分散与水混合形成矿浆，便于浮选分离；

e.将搅拌后的矿浆通过分级入料泵送至分级旋流器中分解，分散好的细粒矿浆通过管路进入调浆搅拌桶内，而矿浆中的粗粒则被分级旋流器返回强制搅拌桶中继续搅拌分散；

f.按照预设浓度在调浆搅拌桶内添加补加水和浮选药剂混合细粒矿浆；

g.调浆后的细粒矿浆通过管路进入浮选柱内进行分选，得到浮选精矿和浮选尾矿，从而完成低阶煤的浮选。