CN107057788B - 一种高浓度煤泥浆的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种高浓度煤泥浆的制备方法，所述方法包括以下步骤：(1)将煤泥与煤形成的第一物料与水和煤泥浆添加剂混合得到第一浆料，第一浆料与稳定物料混合后进行捏混，得到第二物料；(2)将步骤(1)所得第二物料经预磨和筛分除杂后，得到煤泥浆。本发明所述方法通过将湿法粗磨和湿法细磨的优化组合，添加少量生产水和添加剂，最终得到高质量煤泥浆产品。本发明具有流程简单，占地面积小，投资低，系统调节性能好的特点，制备的煤泥浆产品浓度高，流动性、稳定性和雾化性能良好，可实现煤泥浆经长距离输送和长时间储存仍然保持良好性能。

Description

一种高浓度煤泥浆的制备方法

技术领域

本发明属于煤泥清洁利用技术领域，涉及一种煤泥浆的制备方法，尤其涉及一种高浓度煤泥浆的制备方法。

背景技术

煤泥主要是指选煤厂煤炭洗选过程中的副产品，经压滤机等设备脱水后而来，其具有高水份、高粘性、高持水性及低热值等特性，因此较难实现工业应用，长期被电力用户拒之门外，除了小部分应用于民用外，剩余大部分均用于煤泥锅炉燃烧发电或堆积为废物。煤泥的品质因煤质的不同而差别较大。

20世纪80年代以前，民用是煤泥的主要出路。但随着煤泥产量的剧增，煤价以及对煤炭资源进行综合利用要求的提高，锅炉燃烧已成为其主要利用方式。选煤过程中产生的煤泥，一般采用离心脱水、压滤等办法将其回收，滤液水返回选煤系统循环利用。煤泥含水量高通常在30％左右，正是其含水高导致其热值较低，在掺入锅炉燃烧时造成排烟温度升高，锅炉效率下降。但是，目前煤泥工业利用普遍存在以下问题，①效率低，占地面积大；②方法不完善，物料在后续的运输和落料过程中有重新粘结成块的现象。

CN 106085524A公开了气化用水煤浆的制备方法，所述水煤浆包含步骤S1，对煤泥进行加水稀释，得到煤泥浆；步骤S2，向煤泥浆中加煤及水混合，得到混合煤浆；步骤S3，对混合煤浆进行研磨，得到气化用水煤浆。所述方法通过先对煤泥进行加水稀释制备成煤泥浆便于实现运输，然后再通过添加煤及水混合制备成混合煤浆，最后通过研磨即可得到气化用水煤浆。但所述方法由于粒度级配不合理，煤浆浓度偏低，从而影响后续气化效率。

CN 106047426A公开了一种利用煤泥制备低灰低硫水煤浆的方法，包括如下步骤：步骤(1)：煤泥加水浆化后经分级、球磨处理，得到固含量为40％～60％的矿浆，矿浆中0.074mm颗粒占固体部分总质量的70％以上；步骤(2)：加水调节步骤(1)制得的矿浆的固含量为15％～45％，然后加入浮选药剂进行多级浮选，收集浮选煤精矿；步骤(3)：步骤(2)制得的浮选煤精矿进行压滤处理，压滤获得的滤饼含水量为28％～38％；步骤(4)：将步骤(3)的滤饼和分散剂搅拌、分散成浆体；控制浆体粘度小于或等于1200mPa·s；步骤(5)：向步骤(4)的浆体中投加稳定剂和pH调整剂，继续搅拌匀化得到低灰低硫水煤浆。该方法流程复杂，吨浆电耗较高，且由于粒度分布不合理，稳定性、流变性和雾化性能较差，不能实现长距离输运和长时间储存。

可见，现有技术中仍未能解决煤泥浆在运输过程中存在的稳定性、流变性和雾化性能较差，不能实现长距离输运和长时间储存的问题。

发明内容

针对现有技术中煤泥浆在运输过程中存在的稳定性、流变性和雾化性能较差，不能实现长距离输运和长时间储存的问题，本发明提供了一种高浓度煤泥浆的制备方法。本发明所述方法通过将湿法粗磨和湿法细磨的优化组合，添加少量生产水和添加剂，最终得到高质量煤泥浆产品。本发明具有流程简单，占地面积小，投资低，系统调节性能好的特点，制备的煤泥浆产品浓度高，流动性、稳定性和雾化性能良好，可实现煤泥浆经长距离输送和长时间储存仍然保持良好性能，且全流程均为密封，中间无粉末产生，无污染物、排放物产生，环保性能良好，实现了煤泥的高效清洁利用，经济和环保效益显著。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种煤泥浆的制备方法，所述方法包括以下步骤：

(1)将煤泥与煤形成的第一物料与水和煤泥浆添加剂混合，再与稳定物料混合后进行捏混，得到第二物料；

(2)将步骤(1)所得第二物料经预磨和筛分除杂后，得到煤泥浆。

本发明所述“煤泥浆”不同于“水煤浆”，其中所含物料的粒径较水煤浆更细，煤泥浆的合理利用属于煤炭的清洁高效再利用。

步骤(1)中所述煤泥与煤形成的第一物料经计量后与水和煤泥浆添加剂混合。

以下作为本发明优选的技术方案，但不作为本发明提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本发明的技术目的和有益效果。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述煤泥为洗选后煤泥经压滤后得到的产品，其质量浓度为60wt％～90wt％，例如60wt％、65wt％、70wt％、75wt％、80wt％、85wt％或90wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；最大粒径≤3mm，例如3mm、2.5mm、2mm、1.5mm、1mm或0.5mm等以及更小粒径，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(1)所述煤为粒径≤3mm的原煤，例如3mm、2.5mm、2mm、1.5mm、1mm或0.5mm等以及更小粒径，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(1)所述煤泥与煤的质量比为(50～100):(0～50)，例如50:(0～50)、55:(0～50)、60:(0～50)、65:(0～50)、70:(0～50)、75:(0～50)、80:(0～50)、85:(0～50)、90:(0～50)或100:(0～50)等，又如(50～100):1、(50～100):5、(50～100):10、(50～100):20、(50～100):30、(50～100):40或(50～100):50等，还可为50:2、55:5、60:10、65:15、70:20、75:25、80:30、85:35、90:40、95:45或100:50等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本发明，将煤泥与煤按一定比例混合，目的在于煤泥浆装置既可以用于煤泥浆制备，又可以用于煤泥和煤混合制煤泥浆，具体的添加量和效果根据煤种的变化而改变。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述煤泥与煤经破碎和缓冲处理后形成第一物料。

优选地，所述缓冲处理为在缓冲罐中静置缓冲。

优选地，所述破碎和缓冲处理在煤泥仓中进行；

优选地，所述煤泥仓底部设有煤泥破碎和煤泥输送装置。

作为本发明优选的技术方案，步骤(1)所述水为煤泥废水和/或纯净水。

优选地，步骤(1)所述煤泥浆添加剂为木质素磺酸盐、腐殖酸盐或萘磺酸甲醛缩合物中任意一种或至少两种的组合，所述组合典型但非限制性实例有：木质素磺酸盐和腐殖酸盐的组合，腐殖酸盐和萘磺酸甲醛缩合物的组合，木质素磺酸盐、腐殖酸盐和萘磺酸甲醛缩合物的组合等。

本发明中，所添加的煤泥浆添加剂可以使煤泥的颗粒均匀的分散在水中，可以改变煤粒的表面性质，使煤泥浆具有良好的流动性和稳定性。

优选地，步骤(1)所述第一物料、水和煤泥浆添加剂的质量比为(7.5～9.9):(0.5～1.5):(0.01～0.1)，例如7.5:(0.5～1.5):(0.01～0.1)、8:(0.5～1.5):(0.01～0.1)、8.5:(0.5～1.5):(0.01～0.1)、9:(0.5～1.5):(0.01～0.1)、9.5:(0.5～1.5):(0.01～0.1)或9.9:(0.5～1.5):(0.01～0.1)等，又如(7.5～9.9):0.5:(0.01～0.1)、(7.5～9.9):0.7:(0.01～0.1)、(7.5～9.9):1:(0.01～0.1)、(7.5～9.9):1.3:(0.01～0.1)或(7.5～9.9):1.5:(0.01～0.1)等，又如(7.5～9.9):(0.5～1.5):0.01、(7.5～9.9):(0.5～1.5):0.03、(7.5～9.9):(0.5～1.5):0.05、(7.5～9.9):(0.5～1.5):0.07或(7.5～9.9):(0.5～1.5):0.1等，还可为7.5:0.5:0.01、7.7:0.7:0.03、8:0.9:0.05、8.5:1:0.07、9:1.3:0.09或9.9:1.5:0.1等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，步骤(1)所述第一浆料与稳定物料的质量比为(80～99):(1～20)，例如80:(1～20)、83:(1～20)、85:(1～20)、87:(1～20)、90:(1～20)、93:(1～20)、95:(1～20)或99:(1～20)等，又如(80～99):1、(80～99):3、(80～99):5、(80～99):7、(80～99):10、(80～99):13、(80～99):15、(80～99):17或(80～99):20等，还可为80:1、83:3、85:5、87:7、90:10、93:13、95:15或99:20等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，将步骤(2)得到的煤泥浆的1wt％～20wt％(例如1wt％、3wt％、5wt％、7wt％、10wt％、13wt％、15wt％、17wt％或20wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用)和/或洗煤厂浓缩池底流作为稳定物料返回步骤(1)进行捏混。

优选地，将步骤(2)得到的煤泥浆的1wt％～20wt％和/或洗煤厂浓缩池底流与水混合和缓冲形成混合物料，混合物料经整形细磨后作为稳定物料返回步骤(1)进行捏混。

作为本发明优选的技术方案，所述洗煤厂浓缩池底流的浓度为30wt％～50wt％，例如30wt％、35wt％、40wt％、45wt％或50wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

此处，所述洗煤厂浓缩池底流为洗煤厂浓缩池内为一种低浓度煤和水的混合物。

优选地，所述缓冲为在缓冲罐中静置缓冲。

优选地，所述煤泥浆的1wt％～20wt％和/或洗煤厂浓缩池底流与水的质量比为(5～7):(3～5)，例如5:(3～5)、5.5:(3～5)、6:(3～5)、6.5:(3～5)或7:(3～5)等，又如(5～7):3、(5～7):3.5、(5～7):4、(5～7):4.5或(5～7):5等，还可为5:3、5.5:3.5、6:4、6.5:4.5或7:5等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述混合物料的浓度为30wt％～50wt％，例如30wt％、35wt％、40wt％、45wt％或50wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

优选地，所述整形细磨至混合物料中颗粒粒径为＜75μm。

本发明中，将所得煤泥浆的一部分和/或洗煤厂浓缩池底流返回步骤(1)参与捏混，其目的在于洗煤厂浓缩池内为一种低浓度煤和水的混合物，可实现煤的清洁高效再利用。

作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述预磨采用立式研磨机进行。

优选地，步骤(2)所述预磨至第二物料中颗粒粒径为＜2.36mm。

作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所述筛分除杂的粒度＜4mm，例如3.8mm、3.5mm、3mm、2.5mm、2mm、1.5mm或1mm等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

作为本发明优选的技术方案，步骤(2)所得煤泥浆的质量浓度为40wt％～70wt％，例如40wt％、45wt％、50wt％、55wt％、65wt％或70wt％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；表观粘度为400mPa.s～1800mPa.s，例如400mPa.s、500mPa.s、700mPa.s、1000mPa.s、1200mPa.s、1400mPa.s、1600mPa.s或1800mPa.s等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用；稳定性为静置10天以上析水率≤5％，即稳定性为≥10天以上不发生硬沉淀。

此处，所述表观粘度是在剪切速率100S^-1，温度25℃的条件下测定得到的。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明所述方法以煤泥和煤为原料，通过湿法预磨和湿法整形细磨机的优化组合，并添加少量生产水和添加剂，能有效填充空隙，提高煤浆堆积效率，使制得的煤泥浆浓度高，稳定性、流动性和雾化性能优良，能保证静置10天以上析水率≤5％，并可实现远距离输送和长时间贮存的目标。

同时，本发明所述制备方法适用于不同性质的煤泥，能耗低，得到的煤泥浆的浓度可达到40wt％～70wt％，能够连续生产，满足制备煤泥浆的连续、稳定、低耗的生产要求。

附图说明

图1是本发明所述煤泥浆的制备方法的工艺流程图。

具体实施方式

为更好地说明本发明，便于理解本发明的技术方案，下面对本发明进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本发明的简易例子，并不代表或限制本发明的权利保护范围，本发明保护范围以权利要求书为准。

本发明具体实施例方式部分提供了一种煤泥浆的制备方法，如图1所示，所述方法包括以下步骤：

(1)将煤泥与煤形成的第一物料与水和煤泥浆添加剂混合，再与稳定物料混合后进行捏混，得到第二物料；

(2)将步骤(1)所得第二物料经预磨和筛分除杂后，得到煤泥浆；

(3)将步骤(2)得到的煤泥浆的1wt％～20wt％和/或洗煤厂浓缩池底流作为稳定物料返回步骤(1)进行捏混。

以下为本发明典型但非限制性实施例：

实施例1：

本实施例提供了一种由内蒙古鄂尔多斯地区长焰煤煤泥制备煤泥浆的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)外来的长焰煤煤泥与原煤按质量比50:50混合，在煤泥仓内经破碎和缓冲后形成的第一物料，其中，外来的长焰煤煤泥为经压滤后得到的产品，其质量浓度为75wt％，最大粒径≤3mm；

(2)将步骤(1)中的第一物料经计量后与水和煤泥浆添加剂按质量比为9.18:0.78:0.04混合得到第一浆料，第一浆料与稳定物料按质量比8.52:1.48混合后进行捏混，得到第二物料，其中得到第二物料为萘磺酸甲醛缩合物；

(3)将步骤(1)所得第二物料经预磨和筛分除杂后，得到煤泥浆，其中筛分除杂的粒度＜2mm；

(4)将步骤(3)得到的煤泥浆的10wt％与水按照质量比6.15:3.85混合和缓冲形成浓度为40wt％的混合物料，混合物料经整形细磨后作为稳定物料返回步骤(2)进行捏混。

本实施例所得的煤泥浆的浓度为65.0wt％，平均粒径为69μm，小于75μm物料占总物料的63％，粘度为1127mPa·S，稳定性良好，静止十日后析水率小于1％。

实施例2：

本实施例提供了由陕西榆林煤煤泥制备煤泥浆的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)外来的陕西榆林煤煤泥与原煤按质量比75:25混合，在煤泥仓内经破碎和缓冲后形成的第一物料，其中，外来的陕西榆林煤煤泥为经压滤后得到的产品，其质量浓度为78wt％，最大粒径≤3mm；

(2)将步骤(1)中的第一物料经计量后与水和煤泥浆添加剂按质量比为8.83:1.12:0.05混合得到第一浆料，第一浆料与稳定物料混合后进行捏混，得到第二物料，其中得到第二物料为木质素磺酸盐；

(3)将步骤(1)所得第二物料经预磨和筛分除杂后，得到煤泥浆，其中筛分除杂的粒度＜2mm；

(4)将步骤(3)得到的煤泥浆的10wt％与水按照质量比6.41:3.59混合和缓冲形成浓度为42wt％的混合物料，混合物料经整形细磨后作为稳定物料返回步骤(2)进行捏混。

本实施例所得的煤泥浆的浓度为65.5wt％，平均粒径为65μm，小于75μm物料占总物料的65％以上，粘度为1098mPa·S，稳定性良好，静止十日后析水率小于1％。

实施例3：

本实施例提供了一种由内蒙古鄂尔多斯地区长焰煤煤泥制备煤泥浆的方法，所述方法参照实施例1中方法，区别在于：步骤(1)中长焰煤煤泥的质量浓度为60wt％；步骤(2)中第一物料与水和煤泥浆添加剂的质量比为7.5:0.5:0.03，步骤(4)为将步骤(3)得到的煤泥浆的2wt％与水按照质量比5.2:3.1混合。

本实施例制得的煤泥浆的浓度为66.2wt％，平均粒径为70μm，小于75μm物料占总物料的67％，粘度为1110mPa·S，稳定性良好，静止十日后析水率小于1％。

实施例4：

本实施例提供了一种由内蒙古鄂尔多斯地区长焰煤煤泥制备煤泥浆的方法，所述方法参照实施例1中方法，区别在于：步骤(1)中长焰煤煤泥的质量浓度为90wt％，煤泥与原煤按质量比100:5；步骤(2)中第一物料与水和煤泥浆添加剂的质量比为9.9:1.5:0.1，步骤(4)为将步骤(3)得到的煤泥浆的2wt％与水按照质量比7:5混合。

本实施例制得的煤泥浆的浓度为65.8wt％，平均粒径为67μm，小于75μm物料占总物料的64％，粘度为1146mPa·S，稳定性良好，静止十日后析水率小于1％。

对比例1：

本对比例提供了一种煤泥制备煤泥浆的方法，所述方法参照实施例1，区别在于：步骤(2)中不添加煤泥添加剂。

本对比例制得的煤泥浆析水率很高，达到50％，不可用于工业生产。

对比例2：

本对比例提供了一种煤泥制备煤泥浆的方法，所述方法参照实施例1，区别在于：步骤(3)中不进行预磨和筛分除杂。

本对比例制得的煤泥浆的浓度为62.3wt％，平均粒径为80μm，小于75μm物料占总物料的28％，粘度为902mPa·S，稳定性良好，静止三日后析水率大于10％。

对比例3：

本对比例提供了一种煤泥制备煤泥浆的方法，所述方法参照实施例1，区别在于：步骤(2)中所得第一浆料不与稳定物料混合，即步骤(3)所述煤泥浆不返回步骤(2)进行捏混。

本对比例制得的煤泥浆的浓度为62wt％，平均粒径为79μm，小于75μm物料占总物料的30％，粘度为1260mPa·S，稳定性很差，静止三日后析水率大于5％。

对比例4：

本对比例提供了一种煤泥制备煤泥浆的方法，所述方法参照实施例1，区别在于：步骤(4)中所述混合物料不进行整形细磨。

本对比例制得的煤泥浆的浓度为63.2wt％，平均粒径为79μm，小于75μm物料占总物料的40％，粘度为1130mPa·S，稳定性良好，静止十日后析水率小于10％。

综合上述实施例和对比例可以看出，本发明所述方法以煤泥和煤为原料，通过湿法预磨和湿法整形细磨机的优化组合，并添加少量生产水和添加剂，能有效填充空隙，提高煤浆堆积效率，使制得的煤泥浆浓度高，稳定性、流动性和雾化性能优良，能保证静置10天以上析水率≤5％，并可实现远距离输送和长时间贮存的目标。

同时，本发明所述制备方法适用于不同性质的煤泥，能耗低，得到的煤泥浆的浓度可达到40wt％～70wt％，能够连续生产，满足制备煤泥浆的连续、稳定、低耗的生产要求。

申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的详细工艺设备和工艺流程，但本发明并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本发明必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (12)

1.一种煤泥浆的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)将煤泥与煤经破碎和缓冲处理后形成的第一物料与水和煤泥浆添加剂混合得到第一浆料，第一浆料与稳定物料混合后进行捏混，得到第二物料；

(2)将步骤(1)所得第二物料经预磨和筛分除杂后，得到煤泥浆；

步骤(1)所述煤泥为洗选后煤泥经压滤后得到的产品，其质量浓度为60wt％～90wt％，最大粒径≤3mm；

步骤(1)所述煤为粒径≤3mm的原煤；

步骤(1)所述煤泥与煤的质量比为(50～100):(0～50)且煤的质量不为0；所述第一物料、水和煤泥浆添加剂的质量比为(7.5～9.9):(0.5～1.5):(0.01～0.1)；所述第一浆料与稳定物料的质量比为(80～99):(1～20)；

步骤(1)所述煤泥浆添加剂为木质素磺酸盐、腐殖酸盐或萘磺酸甲醛缩合物中任意一种或至少两种的组合；

将步骤(2)得到的煤泥浆的1wt％～20wt％和/或洗煤厂浓缩池底流与水混合和缓冲形成混合物料，混合物料经整形细磨后作为稳定物料返回步骤(1)进行捏混，所述煤泥浆的1wt％～20wt％和/或洗煤厂浓缩池底流与水的质量比为(5～7):(3～5)，混合物料的浓度为30wt％～50wt％。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述缓冲处理为在缓冲罐中静置缓冲。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述破碎和缓冲处理在煤泥仓中进行。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述煤泥仓底部设有煤泥破碎和煤泥输送装置。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述水为煤泥废水和/或纯净水。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述洗煤厂浓缩池底流的浓度为30wt％～50wt％。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述缓冲为在缓冲罐中静置缓冲。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述整形细磨至混合物料中颗粒粒径为＜75μm。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述预磨采用立式研磨机进行。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述预磨至第二物料中颗粒粒径为＜2.36mm。

11.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述筛分除杂的粒度＜4mm。

12.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所得煤泥浆的质量浓度为40wt％～70wt％，表观粘度为400mPa.s～1800mPa.s，稳定性为静置10天以上析水率≤5％。