CN107149988B - 一种选择性团聚粘土矿物的煤泥浮选工艺及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种选择性团聚粘土矿物的煤泥浮选工艺及装置，工艺步骤为：在调浆过程中向入浮煤泥中添加硫酸钠溶液；向与硫酸钠作用后的入浮煤泥中添加聚合氯化铝溶液；添加捕收剂、起泡剂并按照常规浮选流程进行浮选作业；向浮选尾煤中添加聚环氧乙烷溶液。通过在浮选调浆过程中添加硫酸钠和聚合氯化铝，使煤泥中微细的粘土矿物发生选择性团聚，显著降低粘土矿物在浮选过程中的水流夹带，使浮选精煤灰分降低，提高浮选精煤品质；并在浮选尾煤中添加聚环氧乙烷，由于聚合氯化铝中和了粘土颗粒表面的负电荷，因此显著增强了聚环氧乙烷的絮凝效果，使浮选尾煤沉降速率加快，有利于得到澄清的循环水，并显著提高浮选尾煤的脱水效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种煤泥浮选技术，适用于粘土类脉石含量较高的煤泥的高效分选和尾煤的快速沉降、脱水作业。
背景技术
目前高灰细泥对浮选精煤的污染问题是我国很多选煤厂面临的严峻挑战。煤泥中的高灰细泥主要是高岭石、蒙脱石、伊利石等粘土矿物，这些矿物粒度通常小于10μm，在水中高度分散，在煤泥浮选过程中会随着水流进入到浮选精煤泡沫中，造成对浮选精煤的污染，即通常所说的水流夹带污染机理。很多学者提出了降低脉石水流夹带的方法，比如增加泡沫层厚度、在泡沫层上添加喷淋水、在浮选设备中添加倾斜板等，促使进入到泡沫层中的细泥返回到矿浆中。本发明提出了一种新的降低脉石矿物对浮选精煤污染的方法，即通过加入凝聚剂促进脉石矿物的选择性团聚，增大脉石颗粒的粒度，破坏其在水中稳定的分散状态，从而直接减少进入浮选精煤泡沫的水流中的脉石矿物的含量，提高浮选精煤品质。
发明内容
本发明的目的是提出一种选择性团聚粘土矿物的煤泥浮选工艺及装置，从而提高浮选精煤品质，并且加快浮选尾煤的沉降与脱水速率。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
一种选择性团聚粘土矿物的煤泥浮选工艺，包括以下步骤：
(1)在调浆过程中向入浮煤泥中添加硫酸钠溶液；
(2)向与硫酸钠作用后的入浮煤泥中添加聚合氯化铝溶液；
(3)添加捕收剂、起泡剂并按照常规浮选流程进行浮选作业；
(4)向浮选尾煤中添加聚环氧乙烷溶液，促进浮选尾煤中粘土颗粒的絮凝。
优选的，所述硫酸钠溶液的用量按照干煤泥及硫酸钠固体质量计，为1～10kg/t，即1t干煤泥添加的硫酸钠固体质量为1～10kg。
优选的，所述聚合氯化铝溶液的用量按照干煤泥及聚合氯化铝固体质量计，为0.1～1kg/t，即1t干煤泥添加的聚合氯化铝固体质量为0.1～1kg。
优选的，所述聚环氧乙烷的用量按照干煤泥及聚环氧乙烷固体质量计，为0.01～0.1kg/t，即1t干煤泥添加的聚环氧乙烷固体质量为0.01～0.1kg。
一种用于实现上述的选择性团聚粘土矿物的煤泥浮选工艺的装置，包括第一矿浆预处理器、第二矿浆预处理器、浮选机、硫酸钠搅拌桶、聚合氯化铝搅拌桶、聚环氧乙烷搅拌桶，硫酸钠搅拌桶与第一矿浆预处理器连接，聚合氯化铝搅拌桶与第二矿浆预处理器连接；第一矿浆预处理器的出口连接第二矿浆预处理器的入口，第二矿浆预处理器的出口与浮选机的入口连接，浮选机的出口分别连接有浮选精矿池和浓缩机，浮选精矿池依次连接有精煤压滤机入料泵、精煤压滤机、精煤胶带运输机，浓缩机依次连接有尾煤压滤机入料泵、尾煤压滤机、尾煤胶带运输机，聚环氧乙烷搅拌桶与浓缩机连接。
有益效果：采用本发明的工艺及装置进行煤泥浮选时，可以提高粘土含量较高的煤泥的分选精度，并提高沉降与脱水作业的效率；与现有技术相比，本发明具有如下优点：
(1)由于在煤泥浮选调浆过程中实现了粘土矿物的选择性团聚，显著降低了粘土矿物在浮选过程中的水流夹带，浮选精煤灰分降低，提高了浮选精煤品质；
(2)由于在煤泥浮选调浆过程中加入的聚合氯化铝中和了粘土颗粒表面的负电荷，使浮选尾煤中的粘土颗粒基本处于电中和状态，从而显著增强了聚环氧乙烷的絮凝效果，使浮选尾煤沉降速率加快，有利于得到澄清的循环水，并显著提高了浮选尾煤的脱水效率。
附图说明
图1是本发明的工艺的流程图；
图2是本发明的装置连接示意图；
图1中：“+”表示尾矿、底流或脱水产物，“-”表示精矿、溢流或滤液；
图2中：1-硫酸钠溶液；2-聚合氯化铝溶液；3-聚环氧乙烷溶液；4-调浆后浮选入料；5-浮选精煤；6-精煤压滤机滤饼；7-精煤压滤机滤液；8-浮选尾煤；9-浓缩机底流；10-尾煤压滤机滤饼；11-尾煤压滤机滤液；
A-硫酸钠搅拌桶；B-聚合氯化铝搅拌桶；C-聚环氧乙烷搅拌桶；D-第一矿浆预处理器；E-第二矿浆预处理器；F-浮选机；G-浮选精矿池；H-精煤压滤机入料泵；I-精煤压滤机；J-精煤胶带运输机；K-浓缩机；L-尾煤压滤机入料泵；M-尾煤压滤机；N-尾煤胶带运输机。
具体实施方式
下面结合附图中对本发明作进一步描述：
如图1所示为本发明的一种选择性团聚粘土矿物的煤泥浮选工艺，包括如下步骤：
(1)在调浆过程中向浮选矿浆中添加硫酸钠溶液，硫酸钠中的硫酸根离子会选择性的吸附到高岭石等粘土矿物的表面，对于常规的浮选矿浆浓度(50～80g/L)，硫酸钠溶液的用量按照干煤泥及硫酸钠固体质量计，优选为1～10kg/t，即1t干煤泥添加的硫酸钠固体质量为1～10kg；
(2)向与硫酸钠作用后的浮选矿浆中添加聚合氯化铝溶液，由于聚合氯化铝的电中和作用以及铝离子与硫酸根离子的络合作用，会导致高岭石等粘土矿物的选择性团聚，对于常规的浮选矿浆浓度(50～80g/L)，聚合氯化铝溶液的用量按照干煤泥及聚合氯化铝固体质量计，优选为0.1～1kg/t，即1t干煤泥添加的聚合氯化铝固体质量为0.1～1kg；
(3)添加捕收剂、起泡剂并按照常规浮选流程进行浮选作业；
(4)向浮选尾煤中添加聚环氧乙烷溶液，进一步促进浮选尾煤中粘土颗粒的团聚，聚环氧乙烷的用量按照干煤泥及聚环氧乙烷固体质量计，优选为0.01～0.1kg/t，即1t干煤泥添加的聚环氧乙烷固体质量为0.01～0.1kg。
由于在煤泥浮选调浆过程中实现了粘土矿物的选择性团聚，显著降低了粘土矿物在浮选过程中的水流夹带，浮选精煤灰分降低，提高了浮选精煤品质。由于在煤泥浮选调浆过程中加入的聚合氯化铝中和了粘土颗粒表面的负电荷，使浮选尾煤中的粘土颗粒基本处于电中和状态，从而显著增强了聚环氧乙烷的絮凝效果，使浮选尾煤沉降速率加快，有利于得到澄清的循环水，并显著提高了浮选尾煤的脱水效率。
如图2所示，为用于实现上述的选择性团聚粘土矿物的煤泥浮选工艺的装置，包括第一矿浆预处理器D、第二矿浆预处理器E、浮选机F、硫酸钠搅拌桶A、聚合氯化铝搅拌桶B、聚环氧乙烷搅拌桶C，硫酸钠搅拌桶A与第一矿浆预处理器D连接，聚合氯化铝搅拌桶B与第二矿浆预处理器E连接；第一矿浆预处理器D的出口连接第二矿浆预处理器E的入口，第二矿浆预处理器E的出口与浮选机F的入口连接，浮选机F的出口分别连接有浮选精矿池G和浓缩机K，浮选精矿池G依次连接有精煤压滤机入料泵H、精煤压滤机I、精煤胶带运输机J，浓缩机K依次连接有尾煤压滤机入料泵L、尾煤压滤机M、尾煤胶带运输机N，聚环氧乙烷搅拌桶C与浓缩机K连接。
使用上述装置进行选择性团聚粘土矿物的煤泥浮选工艺的步骤为：
首先向第一矿浆预处理器D中的入浮煤泥中添加硫酸钠搅拌桶A中的硫酸钠溶液1，并在第一矿浆预处理器D中进行调浆，使硫酸根离子吸附到粘土矿物颗粒表面；
然后将第一矿浆预处理器D中的入浮煤泥输送到第二矿浆预处理器E中，并在第二矿浆预处理器E中添加聚合氯化铝搅拌桶B中的聚合氯化铝溶液2，实现煤泥中粘土颗粒的选择性团聚；
按照常规浮选流程向第二矿浆预处理器E中加入捕收剂和起泡剂，并将调浆后的浮选入料4给入到浮选机F中，进行浮选分离作业；
将浮选精煤5输送到浮选精矿池G中，再通过精煤压滤机入料泵H将浮选精煤输送精煤压滤机I进行精煤脱水作业，得到的精煤压滤机滤饼6输送到精煤胶带运输机J中，并得到的精煤压滤机滤液7；
将浮选尾煤8输送到浓缩机K中进行沉降，并向浓缩机中加入聚环氧乙烷搅拌桶C中的聚环氧乙烷溶液3，促进浮选尾煤中粘土矿物的絮凝并加速其沉降，将浓缩机底流9通过尾煤压滤机入料泵L输送到尾煤压滤机M中进行尾煤脱水作业，将脱水后得到尾煤压滤机滤饼10输送到尾煤胶带运输机N中，将脱水后得到的尾煤压滤机滤液11返回到浓缩机K中澄清净化。
实施例1：对于某粘土矿物含量较高的煤泥进行实验室浮选试验，矿浆浓度为60g/L，硫酸钠用量为2kg/t，聚合氯化铝用量为0.2kg/t，捕收剂煤油用量为2kg/t，起泡剂仲辛醇用量为0.4kg/t，搅拌叶轮转速为1800rpm，充气量为0.25m3/h，浮选时先加入硫酸钠溶液调浆2min，之后加入聚合氯化铝溶液调浆2min，再加入捕收剂调浆2min，再加入起泡剂调浆30s，之后充气、刮泡，持续3min。最终得到的精煤灰分为10.39％，精煤产率为60.42％，而不加入硫酸钠与聚合氯化铝，仅加入捕收剂和起泡剂(调浆时间不变)进行常规浮选所得到的精煤灰分为13.18％，精煤产率为63.48％。这说明添加硫酸钠与聚合氯化铝进行浮选后，浮选精煤灰分明显降低。
实施例2：对实施例1中的浮选尾矿加入聚环氧乙烷溶液进行沉降试验，所用的聚环氧乙烷用量为0.02kg/t，添加硫酸钠和聚合氯化铝的浮选尾矿与聚环氧乙烷作用后的沉降速率为1.21mm/s，而常规浮选尾矿与聚环氧乙烷作用后的沉降速率为0.79mm/s。这说明添加硫酸钠与聚合氯化铝进行浮选后，浮选尾矿沉降速率明显加快。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (1)
1.一种选择性团聚粘土矿物的煤泥浮选工艺，其特征在于：通过选择性团聚粘土矿物来提高浮选精煤品质，包括以下步骤：
（1）入浮煤泥首先在第一矿浆预处理器中进行调浆，在第一矿浆预处理器调浆过程中添加硫酸钠溶液；所述硫酸钠溶液的用量按照干煤泥及硫酸钠固体质量计，为1~10kg/t；
（2）入浮煤泥与硫酸钠作用后进入第二矿浆预处理器，在第二矿浆预处理器调浆过程中添加聚合氯化铝溶液；所述聚合氯化铝溶液的用量按照干煤泥及聚合氯化铝固体质量计，为0.1~1kg/t；
（3）在第二矿浆预处理器中添加捕收剂、起泡剂进行浮选作业；
（4）在浓缩机中添加聚环氧乙烷溶液，促进浮选尾煤中粘土颗粒的絮凝；所述聚环氧乙烷的用量按照干煤泥及聚环氧乙烷固体质量计，为0.01~0.1kg/t；
上述工艺通过以下装置实现，该装置包括第一矿浆预处理器、第二矿浆预处理器、浮选机、硫酸钠搅拌桶、聚合氯化铝搅拌桶、聚环氧乙烷搅拌桶，硫酸钠搅拌桶与第一矿浆预处理器连接，聚合氯化铝搅拌桶与第二矿浆预处理器连接；第一矿浆预处理器的出口连接第二矿浆预处理器的入口，第二矿浆预处理器的出口与浮选机的入口连接，浮选机的出口分别连接有浮选精矿池和浓缩机，浮选精矿池依次连接有精煤压滤机入料泵、精煤压滤机、精煤胶带运输机，浓缩机依次连接有尾煤压滤机入料泵、尾煤压滤机、尾煤胶带运输机，聚环氧乙烷搅拌桶与浓缩机连接。
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