CN107520059A - 一种高灰难选煤泥高效分选方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高灰难选煤泥高效分选方法，包括原煤矿浆预处理系统、浮选药剂调制系统和浮选系统三部分组成。矿浆制备作业在矿浆预处理系统中完成，浮选药剂调制系统用来产生适合该煤泥浮选浮选剂，最终通过浮选系统实现该高灰难选煤泥的高效分选。本发明的有益效果是原煤预处理系统完成了煤泥颗粒表面的氧化，药剂调制系统实现了含氧官能团的引入，煤泥和浮选剂通过极性相互作用发生黏附，进而实现高效分选。

Description

一种高灰难选煤泥高效分选方法
技术领域
本发明涉及一种高灰难选煤泥高效分选方法，属于煤泥分选领域。
背景技术
随着我国机械化采煤技术的不断应用和重介质选煤技术的不断发展，煤泥逐渐呈现“贫”、“细”、“杂”的特点，这部分煤泥由于含有大量的高岭土、伊利石和蒙脱石等易泥化的黏土矿物，在实际浮选过程中往往造成灰分超标、产率偏低，给煤泥的高效分选带来了严重的挑战。
目前浮选仍然是最常用的回收微细粒煤泥颗粒的手段之一，在浮选过程中，低灰的煤泥颗粒在油类浮选剂的补偿作用下因其较强的疏水性而更易于黏附到气泡上进而得到回收，亲水性的黏土矿物颗粒则留在矿浆中成为尾煤。然而煤泥在润湿过程中，黏土颗粒常常易于黏附到煤颗粒上发生罩盖现象，并且高灰细泥对浮选剂的无选择性竞争吸附也导致了浮选效率低下。因此开发一种新的针对该类煤泥浮选的高效分选方法具有重要的意义。
发明内容
针对高灰难选煤泥分选现状及现有的浮选技术存在的问题，本发明提出了煤泥预先氧化和常规油类浮选剂闪蒸冷凝的处理手段相结合，通过将含氧官能团同时引入煤泥颗粒表面和药剂分子，使得二者能在极性相互作用下发生黏附，从而实现该类煤泥的高效分选。
本本发明公开了一种高灰难选煤泥高效分选方法，包括原煤矿浆预处理系统、浮选药剂调制系统和浮选系统三部分组成。矿浆制备作业在矿浆预处理系统中完成，将煤泥和水按照一定的比例混合配制成一定浓度的矿浆，将矿浆泵入带有加热装置的搅拌桶中，将矿浆加热至80℃并保持恒温3h，该搅拌桶下端排液口与空气压缩机相连，在矿浆保持恒温过程中不断通入空气，煤样被氧化；浮选药剂调制系统用来产生适合该煤泥浮选浮选剂，预先将锥形桶加热并保持在200℃，将药剂原料按照一定比例掺配，经由蠕动泵缓缓注入锥形桶中，药剂预热变成油气并经由锥形桶另一侧溢出，在冷凝水作用下凝结，烃类油浮选剂在该过程中发生氧化作用，含氧官能团得以引入。将矿浆和处理后的浮选剂按照一定比例注入矿浆准备器中，调浆后矿浆给入浮选柱进行分选，最终得到浮选精煤和浮选尾煤，实现了该高灰难选煤泥的高效分选。
具体实施方式
实施例1：将矿浆浓度为80g/L的矿浆泵入带有加热装置的搅拌桶中，将矿浆加热至80℃并保持恒温3h，在矿浆保持恒温过程中按照0.15m3/h不断通入空气加速氧化；预先将锥形桶加热并保持在200℃，将柴油、壬基苯、十二烷和乳化剂按照4:2:3:1比例掺配，经由蠕动泵缓缓注入锥形桶中并得到浮选剂，将浮选剂按照450g/t的用量与矿浆注入矿浆准备器中，调浆后矿浆给入浮选柱进行分选，最终得到浮选精煤和浮选尾煤。
实施例2：按照5:2:2:1称取柴油、壬基苯和十二烷和乳化剂，其余步骤按照实施例1所述。
实施例3：按照5:2:1:2称取柴油、壬基苯和十二烷和乳化剂，其余步骤按照实施例1所述。
实施例4：按照6:2:1:1称取柴油、壬基苯和十二烷和乳化剂，其余步骤按照实施例1所述。
实施例5：按照4:2:2:2称取柴油、壬基苯和十二烷和乳化剂，其余步骤按照实施例1所述。
实施例6：按照4:2:3:1称取柴油、壬基苯和十二烷和乳化剂，其余步骤按照实施例1所述。
实施例7：按照4:1:4:1称取柴油、壬基苯和十二烷和乳化剂，其余步骤按照实施例1所述。
实施例8：按照4:1:3:2称取柴油、壬基苯和十二烷和乳化剂，其余步骤按照实施例1所述。
实施例9：按照4:1:2:3称取柴油、壬基苯和十二烷和乳化剂，其余步骤按照实施例1所述。
实施例10：按照3:2:2:3称取柴油、壬基苯和十二烷和乳化剂，其余步骤按照实施例1所述。
实施例11
将矿浆浓度为80g/L的矿浆泵入带有加热装置的搅拌桶中，将矿浆加热至80℃并保持恒温3h，在矿浆保持恒温过程中按照0.15m3/h不断通入空气加速氧化；预先将锥形桶加热并保持在200℃，将浮选剂：柴油、壬基苯、十二烷、活性剂和乳化剂按照4:2:3:1:1比例掺配，经由蠕动泵缓缓注入锥形桶中并得到浮选剂。将浮选剂按照450g/t的用量与矿浆注入矿浆准备器中，调浆后矿浆给入浮选柱进行分选，最终得到浮选精煤和浮选尾煤。
上述活性剂为乳酸- NaKIT-磷化膨润土材料，其制备方法如下：
步骤1、将20份硝酸磷、30份钠基膨润土溶于100份水中得到混合盐溶液, 将6份氢氧化钠和4份碳酸钠溶于50份中，配制成混合碱溶液，将混合碱溶液缓慢滴加到剧烈搅拌的混合盐溶液中，当混合盐完全沉淀后停止滴加混合碱溶液，取底部沉淀物在70℃下搅拌晶化24h后水洗过滤，干燥得到磷化膨润土材料；
步骤2、将上述磷化膨润土材料与20份NaKIT粉末、与20份盐酸混合充分反应后蒸发过量盐酸，加入过量水，再加入氨水至稀土完全沉淀，过滤，水洗至无氯离子，加入离子水，得到悬浮液，加热至60℃后边搅拌边加入乳酸水溶液保温反应5h，蒸发过量水析出产物过滤干燥得到乳酸- NaKIT-磷化膨润土材料；
其中NaKIT粉末制备份如下：首先将硅酸钠和十六烷基三甲基溴化铵,乙二胺四乙酸钠在超声波震荡下100℃油浴超声3h除杂;
步骤 2、将1份硅酸钠, 3份乙二胺四乙酸钠和4份十六烷基三甲基溴化铵加入到水中磁力搅拌油浴加热100℃3h;
步骤3、然后在经过微波处理2h;
步骤4、将上述溶液通过引流器倒入聚四氟乙烯为内衬的反应釜中，然后将反应釜放入到高压反应釜里于373 K恒温24h后冷却,用2mol/L的氢氧化钠调节混合物的pH为10.5 ～11.0, 恒温2次晶化；
步骤5、取出晶化物后用蒸馏水反复洗涤至滤液的pH 为7, 自然晾干, 然后在813K、N2气氛中焙烧2h, 再于空气中焙烧6 h 得NaKIT粉体。
对照例1：不加入壬基苯，其余步骤同实施例1。
对照例2：不加入十二烷，其余步骤同实施例1。
对照例3
与实施例11不同在于，活性剂只是采用NaKIT粉末，其余工艺步骤与实施例11完全一样。
对照例4
与实施例11不同在于，活性剂只是采用磷化膨润土材料；，其余工艺步骤与实施例11完全一样。
实验结果表明：对比上述得到的实验结果发现，
实施例1-10中，只有实施例1得到的精煤最高、灰分最低，其余实施例效果并不理想，说明实施例1的条件下最有利于该高灰难选煤的浮选，改变浮选参数，精煤的产率均有所下降并且灰分均高于实施例1。
实施例11表明，其浮选剂加入乳酸- NaKIT-磷化膨润土活性剂能够大大提高精煤产率，具有非常好的效果。

Claims (8)

1.一种高灰难选煤泥高效分选方法，包括原煤矿浆预处理系统、浮选药剂调制系统和浮选系统三部分组成，矿浆制备作业在矿浆预处理系统中完成，浮选药剂调制系统用来产生适合该煤泥浮选浮选剂，最终通过浮选系统实现该高灰难选煤泥的高效分选。
2.根据权利要求1所述的一种高灰难选煤泥高效分选方法，其特征在于：所述矿浆预处理系统其主要设备为一内置加热电阻丝的搅拌桶，首先将煤泥与水按照一定的质量比混合，将矿浆温度加热至80℃并保持该温度3h，恒温过程中空气经空气压缩机不断鼓入矿浆，3h后停止保温并冷却至室温。
3.根据权利要求1所述的一种高灰难选煤泥高效分选方法，其特征在于：所述浮选药剂调制系统主要设备为一两端分别连接有管道的锥形桶，首先加热锥形桶至200℃，将浮选原料掺配混合并经由其中一侧缓慢泵入锥形桶中，液态浮选剂瞬间变成油气并经由锥形桶另一侧溢出，在冷却水作用下凝结并收集得到浮选剂。
4.根据权利要求1所述的一种高灰难选煤泥高效分选方法，其特征在于：所述的浮选系统包括调浆设备和浮选设备，将矿浆泵入调浆设备中，按照一定的用量添加浮选剂调浆，调浆后矿浆给入浮选设备进行分选，最终得到浮选精煤和浮选尾煤。
5.根据权利要求2所述的一种高灰难选煤泥高效分选方法，其特征在于：所述的浮选药剂其组成为柴油、壬基苯及十二烷、乳化剂聚氧乙烯山梨醇六硬脂酸酯。
6.根据权利要求4所述一种高灰难选煤泥高效分选方法，其特征在于：调浆设备和浮选设备分别为矿浆准备器和浮选柱。
7.根据权利要求5所述的一种高灰难选煤泥高效分选方法，其特征在于：所述的浮选药剂还包括活性剂，
所述的活性剂为乳酸- NaKIT-磷化膨润土材料。
8.据权利要求7述的一种高灰难选煤泥高效分选方法，其特征在于所述乳酸- NaKIT-磷化膨润土材料制备方法如下：
步骤1、将20份硝酸磷、30份钠基膨润土溶于100份水中得到混合盐溶液, 将6份氢氧化钠和4份碳酸钠溶于50份中，配制成混合碱溶液，将混合碱溶液缓慢滴加到剧烈搅拌的混合盐溶液中，当混合盐完全沉淀后停止滴加混合碱溶液，取底部沉淀物在70℃下搅拌晶化24h后水洗过滤，干燥得到磷化膨润土材料；
步骤2、将上述磷化膨润土材料与20份NaKIT粉末、与20份盐酸混合充分反应后蒸发过量盐酸，加入过量水，再加入氨水至稀土完全沉淀，过滤，水洗至无氯离子，加入离子水，得到悬浮液，加热至60℃后边搅拌边加入乳酸水溶液保温反应5h，蒸发过量水析出产物过滤干燥得到乳酸- NaKIT-磷化膨润土材料。
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