CN106799310B - 一种低阶煤煤泥浮选捕收剂及其应用 - Google Patents
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Abstract
一种低阶煤煤泥浮选捕收剂及其应用，属于煤泥浮选捕收剂及其应用。捕收剂由烃类油和几种促进剂按照一定质量比复配而成，其中烃类油(C10～C18)质量比例为60‑75％，C6～C8酸(8‑15％)，C10～C18酯(4‑8％)，C5～C7酮(6‑12％)，C5～C9醛(7‑13％)。将上述药剂按照相应比例搅拌30min混匀后即可得到所述煤泥浮选捕收剂。浮选时，在一定浓度浮选矿浆中加入预先配置好的一定量所述捕收剂和起泡剂，添加药剂后矿浆经过搅拌调浆后进行浮选分离。所述捕收剂用量为0.6‑3.0kg/t，起泡剂用量为0.1‑0.5kg/t，药剂用量以吨干煤泥耗量计。该浮选捕收剂用于低阶煤煤泥浮选，药剂耗量小、浮选成本低，分选效率高，经济效益显著。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤泥浮选捕收剂及其应用，特别是一种低阶煤煤泥浮选捕收剂及其应用。
背景技术
低阶煤为变质程度较低的煤种，主要包括褐煤、长焰煤、弱黏煤、不粘煤等，占我国煤炭储量50％以上。其中-0.5mm细粒煤称为低阶煤煤泥，具有疏水性差、粒度细、比表面积大等突出特点。浮选作为分选细粒矿物的最广泛的方法，可有效实现细粒煤泥的降灰提质，提高其利用价值。但常规捕收剂(如柴油、煤油等)用于低阶煤煤泥浮选存在药耗高、浮选成本高等问题，致使低阶煤泥难以实现经济、高效分选。因此大量未经过分选提质的低阶煤煤泥选择掺入末精煤进行分选，导致了动力煤产品质量下降，燃烧污染严重；而对于部分中高灰低阶煤泥(灰分>40％)，由于利用价值极低而被丢弃至矸石，存在着自燃和扬尘危害。低阶煤煤泥由于缺乏经济、有效的降灰提质手段，导致煤泥出路不畅，成为制约我国煤炭清洁高效利用的关键问题。
低阶煤煤泥由于表面含氧官能团多，使其表面形成的水化膜较厚，常规捕收剂难以在表面铺展显著改善其表面疏水性，往往需要加大捕收剂用量以提高其回收率。浮选分离中，以柴油为捕收剂时，其吨煤泥耗量在8kg/t以上，有的甚至高达50kg/t，昂贵的药剂成本使得低阶煤浮选毫无经济性可言。本发明人曾提出了一种煤炭深度净化系统及方法(专利号：ZL201110195118.0)，将非常规浮选技术——油泡浮选用于低阶煤煤泥分选，成功地做到了低药耗量分选低阶煤煤泥。该方法因存在药剂加热环节，存在一定安全隐患，使其难以推广应用。因此针对低阶煤煤泥浮选常规药剂药耗高、成本高，非常规浮选方法操作性差的现状，依据低阶煤煤泥特性研制出适用于常规浮选的特殊高效药剂，不仅有利于实现我国动力煤煤泥浮选提质及煤炭资源高效清洁利用，同时对减少燃煤污染、提高煤企经济效能意义重大。
发明内容
本发明的目的是提供一种低阶煤煤泥浮选捕收剂及其应用。通过药剂复配，实现非常规方法——油泡浮选中油品的复原并加以优化改进，用于低阶煤煤泥浮选捕收剂以完成常规浮选的经济高效分选。
本发明的目的是这样实现的：捕收剂包括烃类油和促进剂，以质量百分比复配而成，所述的烃类油为：C10～C16烃类油60-75％，所述的促进剂为：C6～C8酸8-15％，C10～C18酯4-8％，C5～C7酮6-12％和C5～C9醛7-13％。
所述的C10～C16烃类油为：柴油或煤油；
所述的C6～C8酸为：正辛酸及其同系物；
所述的C10～C18酯为：苯甲酸丁酯及其同系物；
所述的C5～C7酮为：二异丁基酮及其同系物；
所述的C5～C9醛为：正戊醛及其同系物。
配置捕收剂时，在搅拌桶中先加入C10～C16烃类油，然后加入促进剂，按照配比依次添加C6～C8酸、C10～C18酯、C5～C7酮和C5～C9醛，搅拌30min以上，药剂混合均匀后，即得到复配捕收剂。
捕收剂在低阶煤煤泥浮选中的应用：将所述捕收剂和起泡剂加入浮选矿浆中进行搅拌，经过搅拌调浆后的矿浆给入到浮选设备中进行分选，得到浮选精矿和浮选尾矿；所述的矿浆浓度为60-100g/L。
所述捕收剂用量吨煤泥耗量为0.6-3.0kg/t，起泡剂吨煤泥耗量为0.1-0.5kg/t。
所述的起泡剂为仲辛醇或杂醇。
有益效果，由于采用了上述技术方案，在常规药剂(非极性烃类油)中添加部分极性有机物作促进剂，促进剂不仅可与低阶煤煤泥表面的含氧官能团作用，有效覆盖煤泥表面极性基团，显著提高煤泥表面疏水性；同时极性含氧基团可吸附至气液界面，有助于烃类油吸附在气泡表面，形成稳定、疏水性更强的“油泡”。在煤粒与气泡表面的双重改性作用下，强化了低阶煤煤泥浮选矿化过程，增强了疏水性煤粒与气泡粘附概率，从而显著提高浮选效率，降低药耗。经过采用不同种促进剂与烃类油配比，实现了低阶煤煤泥特有表面含氧官能团与孔隙的表面改性，并得到了实际浮选试验研究验证。
优点：本发明浮选捕收剂通过传统简单浮选的浮选方法，在煤泥矿浆中经过加入本发明的捕收剂，搅拌后在分选设备中完成经济高效分选；相较于油泡浮选，不仅简化了浮选过程，同时避免了油泡浮选中药剂加温可能引发的安全隐患。
(1)药耗低、分选效率高。采用本发明的药剂作为低阶煤煤泥浮选捕收剂，其吨煤泥浮选药剂耗量在0.6-3.0kg/t间，浮选可燃体回收率可达80％以上。明显低于常规柴油作捕收剂的药剂耗量(＞8kg/t)，显著降低了浮选的药剂成本。
(2)药剂来源广泛、易得。本药剂主要成分为烃类油，常见于煤化工副产品，价格低廉且来源广泛，而添加的促进剂为常见化工产品，交易市场成熟、快捷易得。
具体实施方式
捕收剂包括烃类油和促进剂，以质量百分比复配而成，所述的烃类油为：C10～C16烃类油60-75％；所述的促进剂为：C6～C8酸8-15％，C10～C18酯4-8％，C5～C7酮6-12％和C5～C9醛7-13％。
所述的C10～C16烃类油为：柴油、煤油；
所述的C6～C8酸为：正辛酸及其同系物；
所述的C10～C18酯为：苯甲酸丁酯及其同系物；
所述的C5～C7酮为：二异丁基酮及其同系物；
所述的C5～C9醛为：正戊醛及其同系物。
配置捕收剂时，在搅拌桶中先加入C10～C16烃类油，然后加入促进剂，按照配比依次添加C6～C8酸、C10～C18酯、C5～C7酮和C5～C9醛，搅拌30min以上，药剂混合均匀后，即得到复配捕收剂。
捕收剂在低阶煤煤泥浮选中的应用：将所述捕收剂和起泡剂加入浮选矿浆中进行搅拌，经过搅拌调浆后的矿浆给入到浮选设备中进行分选，得到浮选精矿和浮选尾矿；所述的矿浆浓度为60-100g/L。
所述捕收剂用量吨煤泥耗量为0.6-3.0kg/t，起泡剂吨煤泥耗量为0.1-0.5kg/t。
所述的起泡剂为仲辛醇或杂醇。
通过药剂复配，实现非常规方法——油泡浮选中油品的复原并加以优化改进，用于低阶煤煤泥浮选捕收剂以完成常规浮选的经济高效分选。非常规浮选方法——油泡浮选过程中，药剂在加热过程部分发生氧化和裂解，部分有机物组分含有较多含氧官能团，包括:-COOH，-CHO，R-OH，R-O-R，R-CO-R。药剂组分变化是其能完成低阶煤煤泥低耗量分选的关键，基于对油泡浮选技术和低阶煤煤泥表面性质的长期研究，提出添加促进剂进行药剂改性，以提高煤泥表面疏水性和浮选过程气泡与煤粒的矿化效率，在低耗量药剂条件下完成煤粒与细粒矸石的分离。
上述已经示出和描述了本发明的具体药剂比例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本药剂核心原理和实质情况下，对这些药剂成分进行多种转换、组合及变型，如上述药剂中的柴油由其他的化工副产品替代，其主要成分为烃类油；或用相同结构的其他药剂对促进剂进行替换；或在本发明基础上对促进剂配比作简单改变(改变比例、增加或缩减促进剂种类)等，均可认为在本发明的范围之内，由所附权利要求及其等同物限定。
以下通过具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：煤泥性质：该煤样来源于朔州长焰煤，煤泥内灰高，入料灰分30％。煤样粒度较细，-0.074mm粒级煤泥占煤样60％。
操作条件：浮选时，先将浮选矿浆中加入预先配置好的一定量的浮选捕收剂(按照最优比例配置)，然后添加一定量起泡剂仲辛醇，添加药剂后的矿浆经过搅拌调浆后进行浮选分离(矿浆浓度80g/L)，可得到浮选精煤和浮选尾煤。本发明药剂与普通捕收剂柴油的浮选对比结果如表1所示。浮选捕收剂配比为柴油70％，正辛酸(8％)，苯甲酸丁酯(6％)，二异丁基酮(8％)，正戊醛(8％)。
表1本发明捕收剂与普通柴油浮选指标对比(朔州长焰煤)
由表1可知，本发明捕收剂耗量在2.0kg/t时，其精煤可燃体回收率达89.59％，精煤灰分为14.35％，浮选指标明显优于柴油耗量为8kg/t时指标，可燃体回收率76.61％，精煤灰分15.37％。
实施例2：煤泥性质：该煤样来源于府谷弱黏煤，原煤灰分45％。-0.074mm粒级煤泥占煤样65％。
操作条件：浮选时，先将浮选矿浆中加入预先配置好的一定量的浮选捕收剂，然后添加一定量起泡剂仲辛醇，添加药剂后的矿浆经过搅拌调浆2min后进行一次浮选分离，可得到相应浮选效果。本发明药剂与普通捕收剂柴油的浮选对比结果如表2所示。浮选捕收剂配比为柴油60％，正辛酸(12％)，苯甲酸丁酯(8％)，二异丁基酮(8％)，正戊醛(12％)。
表2本发明捕收剂与普通捕收剂柴油浮选指标对比(府谷弱黏煤)
由表2可知，本发明捕收剂耗量在2.0kg/t时，其精煤可燃体回收率达88.99％，精煤灰分为10.35％，浮选指标明显优于柴油耗量为6kg/t时指标，可燃体回收率38.27％，精煤灰分11.78％，而与柴油耗量为8kg/t时，效果相当。
实施例3：煤泥性质：来源于神东长焰煤，煤泥灰分13％，-0.074mm粒级占70％。
操作条件：浮选时，先将浮选矿浆中加入预先配置好的一定量的浮选捕收剂，然后添加一定量起泡剂仲辛醇，添加药剂后的矿浆经过搅拌调浆2min后进行一次浮选分离，可得到相应浮选效果。本发明药剂与普通捕收剂柴油的浮选对比结果如表3所示。浮选捕收剂配比为柴油68％，正辛酸(8％)，苯甲酸丁酯(4％)，二异丁基酮(12％)，正戊醛(8％)。
表3本发明捕收剂与普通捕收剂柴油浮选指标对比(神东长焰煤)
由表3可知，本发明捕收剂耗量在2.5kg/t时，其精煤可燃体回收率达80.58％，精煤灰分为4.98％，浮选指标明显优于柴油耗量为10kg/t时指标，可燃体回收率72.87％，精煤灰分5.74％。本发明药剂可实现在低耗量下低阶煤煤泥的高效分选。
Claims (4)
1.一种低阶煤煤泥浮选捕收剂，其特征是：所述低阶煤煤泥为长焰煤，捕收剂包括烃类油和促进剂，以质量百分比复配而成，所述的烃类油为：C10~C16烃类油68-70%；所述的促进剂为：C6~C8酸8%，C10~C18酯4-6%，C5~C7酮8-12%和C5~C9醛8%；其中：
所述的C10~C16烃类油为：柴油、煤油；
所述的C6~C8酸为：正辛酸；
所述的C10~C18酯为：苯甲酸丁酯；
所述的C5~C7酮为：二异丁基酮；
所述的C5~C9醛为：正戊醛。
2.根据权利要求1所述的一种低阶煤煤泥浮选捕收剂，其特征是：配置捕收剂时，在搅拌桶中先加入C10~C16烃，然后加入促进剂，按照配比依次添加C6~C8酸、C10~C18酯、C5~C7酮和C5~C9醛，搅拌30min以上，药剂混合均匀后，即得到复配捕收剂。
3.根据权利要求1所述的一种低阶煤煤泥浮选捕收剂的应用，其特征是：将所述捕收剂和起泡剂加入浮选矿浆中进行搅拌，经过搅拌调浆后的矿浆给入到浮选设备中进行分选，得到浮选精矿和浮选尾矿；所述的矿浆浓度为60-100g/L；
所述捕收剂用量吨煤泥耗量为0.6-3.0kg/t，起泡剂吨煤泥耗量为0.1-0.5kg/t。
4.根据权利要求3所述的一种低阶煤煤泥浮选捕收剂的应用，其特征是：所述的起泡剂为仲辛醇或杂醇。
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