CN108097468A - 用于浮选尾煤再浮的表面活性剂及其调制方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于浮选尾煤再浮的表面活性剂，所述表面活性剂包括以下组份：柴油、邻苯二甲酸二乙酯、非离子型脂肪醇醚羧酸盐、乳化剂和水，它们的配比依次为2.0‑3.0份、0.5‑1.5份、0.5份、1.5份、4.5份。本发明提高煤粒表面的疏水性，提高浮选效果；为高度分散的稳定乳状液，比表面积大，在分选过程中和煤颗粒粘附的概率高；与煤接触时间短，减少煤空隙对药剂吸附，药剂用量省适用更宽的粒度范围，尤其对细颗粒煤的粘附效果好；药剂制作工艺简单；显著提高精煤产率，提高经济效益。

Description

用于浮选尾煤再浮的表面活性剂及其调制方法
技术领域
本发明涉及煤泥浮选药剂合成领域，特别适用于尾煤再浮的表面活性剂。
背景技术
目前，国内外对细粒煤分选最普遍及有效的手段即为浮选。浮选过程是一个极为复杂的物理、化学和流体力学过程，浮选药剂的选择和使用是影响选煤浮选效果的重要因素。选煤厂常用的表面活性剂多为煤油、轻柴油，约占80％～90％。但是，这类表面活性剂普遍存在着药耗大、对于细粒煤含量较多和低变质程度的焦煤，可浮性和选择性差的问题。
针对现阶段浮选药剂及技术的局限性，很多地区煤泥处理困难，浮选效果不好，浮选尾煤灰分低增加，造成煤泥资源大量浪费，并且污染环境明显。以神木地区神东矿区为例，每年洗选能力在2亿吨左右，每年煤泥量达到上千万吨，煤泥灰分在20%～50%，水分在25%～38%，煤泥发热量在2400～4200kcal/kg，造成煤泥资源大量浪费，并且污染环境明显。
浮选尾煤由悬浮液、电解质和胶体组成的混合物, 由于固体颗粒的粒度组成大小不一, 又是一个多分散系统，组成及特性比较复杂。经分析，电解质、细粒度含量高是造成浮选效果差的一个重要原因。还有一个重要原因是，煤是一种不均匀物质，就其表面性质的差异，可以分为非极性区和极性区。非极性区易于浮选，而带有含氧官能团的非极性是亲水的，比较难浮。
发明内容
本发明是针对背景技术中提及的技术缺陷，提供一种适用于尾煤再浮的表面活性剂及其调制方法，用于解决由于浮选尾煤中粒度组成较细，极性区相对较多，常规浮选药剂浮选效果差，产率低，精煤灰分高，煤泥浪费严重的问题。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：
一种用于浮选尾煤再浮的表面活性剂，所述表面活性剂包括以下组份：柴油、邻苯二甲酸二乙酯、非离子型脂肪醇醚羧酸盐、乳化剂和水，它们的配比依次为2.0-3.0份、0.5-1.5份、0.5份、1.5份、4.5份。
所述表面活性剂按照柴油：邻苯二甲酸二乙酯：非离子型脂肪醇醚羧酸盐:乳化剂：水=（2.0-3.0）：（0.5-1.5）：0.5：1.5：4.5的体积比例配置。
所述表面活性剂按照柴油：邻苯二甲酸二乙酯：非离子型脂肪醇醚羧酸盐:乳化剂：水=（2.5-3.0）：（0.5-1.0）：0.5：1.5：4.5的体积比例配置。
一种用于浮选尾煤再浮的表面活性剂的调制方法，
所述表面活性剂包括以下组份：柴油、邻苯二甲酸二乙酯、非离子型脂肪醇醚羧酸盐、乳化剂和水，它们的配比依次为2.5-3.0份、0.5-1.0份、0.5份、1.5份、4.5份；
具体调制方法是：
（1）在常温常压下，先将柴油和邻苯二甲酸二乙酯加入带有搅拌装置的密闭容器内，以2450rpm强烈搅拌5-10分钟；
（2）再将水加入所述的密闭容器中，然后搅拌，搅拌过程中，将乳化剂加入所述密闭容器中，以2450rpm的转速继续搅拌30分钟后静置；
（3）最后加入非离子型脂肪醇醚羧酸盐，以1250rpm搅拌5分钟，静置1小时后，滤去固体残渣，制得高度分散的稳定乳状液，即为表面活性剂成品。
所述表面活性剂按照柴油：邻苯二甲酸二乙酯：非离子型脂肪醇醚羧酸盐:乳化剂：水=（2.0-3.0）：（0.5-1.5）：0.5：1.5：4.5的体积比例配置。
所述表面活性剂按照柴油：邻苯二甲酸二乙酯：非离子型脂肪醇醚羧酸盐:乳化剂：水=（2.5-3.0）：（0.5-1.0）：0.5：1.5：4.5的体积比例配置。
与现有技术相比，本发明提供的表面活性剂有如下优点：
（1）提高煤粒表面的疏水性，提高浮选效果；
（2）为高度分散的稳定乳状液，比表面积大，在分选过程中和煤颗粒粘附的概率高；
（3）与煤接触时间短，减少煤空隙对药剂吸附，药剂用量省；（4）适用更宽的粒度范围，尤其对细颗粒煤的粘附效果好；
（5）药剂制作工艺简单；
（6）显著提高精煤产率，提高经济效益。
附图说明
图1为本发明的配置工艺框图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
本发明所公开的这种用于浮选尾煤再浮的表面活性剂，所述表面活性剂包括以下组份：柴油、邻苯二甲酸二乙酯、非离子型脂肪醇醚羧酸盐、乳化剂和水，它们的配比依次为2.0-3.0份、0.5-1.5份、0.5份、1.5份、4.5份。
本发明组分中非离子型脂肪醇醚羧酸盐（AEC）是一种非离子型表面活性剂可以与煤表面极性区发生特征吸附，其长烷链覆盖在煤表面，从而提高整个煤粒的疏水性；经过试验及红外光谱分析，发现邻苯二甲酸二乙酯能通过改变煤粒与其他矿物质（尾煤）的电动电位，来增大煤与其他矿物质的表面差异，从而提高浮选效果。本发明中加入乳化剂使柴油及邻苯二甲酸二乙酯形成高度分散的乳状液，柴油经过乳化后分散成更小更均匀的油滴，油滴越小相应的比表面积越大，和煤粒的接触粘附概率也就越高，既能使与煤的接触时间变短，减少煤的孔隙对药剂的吸收，节省药剂使用量，又可提高浮选速度。
这种表面活性剂煤油和邻苯二甲酸二乙酯的配制比例是一个区间值，在此区间范围内，根据不同煤质情况，可以调整配置比例，以达到最好的捕收效果。乳化剂和水的比例是经过实验获取的能使乳状液最为稳定的值。
下面以实施例具体说明本发明。
实施例1
（1）主要原料：柴油、邻苯二甲酸二乙酯（C12H14O4）、非离子型脂肪醇醚羧酸盐（AEC）、乳化剂、水。
（2）配制比例：本实施案例表面活性剂是按照柴油250ml、邻苯二甲酸二乙酯（C12H14O4）100ml、非离子型脂肪醇醚羧酸盐（AEC）50ml、乳化剂150ml、水450ml的比例配置的。
（3）配制方法：在常温常压下将柴油、邻苯二甲酸二乙酯，加入带有搅拌装置的密闭容器内，保持室内通风，忌火源。以2450rpm强烈搅拌5分钟后，再将水加入密闭容器中，将乳化剂也边搅拌边加入密闭容器后，以2450rpm的转速搅拌30分钟，最后加入非离子型脂肪醇醚羧酸盐（AEC），以1250rpm搅拌5分钟，静置1小时后，滤去固体残渣，制得高度分散的稳定乳状液。
为了比较本发明表面活性剂对于浮选尾煤再浮作用效果的情况，选取神木浮选尾煤作为试验对象。选取国内产品（现有技术1）和进口药剂（现有技术2），作为对比药剂。浮选实验方法按照《选煤实验室单元浮选实验方法》(GB4758-84)进行性能检测，矿浆浓度100g/L。在确定精煤灰分（＜10%）的情况下，经多次试验确定现有技术1、现有技术2及本发明表面活性剂最佳的药剂制度分别为：现有技术1：捕收剂800g/t、起泡剂选用仲辛醇60g/t；现有技术2：捕收剂900g/t、起泡剂选用仲辛醇60g/t；本发明：捕收剂（本发明表面活性剂）600g/t、起泡剂选用仲辛醇50g/t；药剂用量皆为折合每吨干煤泥用量，试验结果见表1。从试验结果可以看出，本发明表面活性剂与现有技术1和现有技术2相比，精煤产率分别提高了9.76%和9.11%，而且药剂用量少，说明本发明不但捕收效果好，而且用量省，起泡剂的用量也能降低，作用效果明显。
表1
实施例2
（1）主要原料：柴油、邻苯二甲酸二乙酯（C12H14O4）、非离子型脂肪醇醚羧酸盐（AEC）、乳化剂、水。
（2）配制比例：本实施案例表面活性剂是按照柴油280ml、邻苯二甲酸二乙酯（C12H14O4）70ml、非离子型脂肪醇醚羧酸盐（AEC）50ml、乳化剂150ml、水450ml的比例配置的。
（3）配制方法：在常温常压下将柴油、邻苯二甲酸二乙酯，加入带有搅拌装置的密闭容器内，保持室内通风，忌火源。以2450rpm强烈搅拌10分钟后，再将水加入密闭容器中，将乳化剂也边搅拌边加入密闭容器后，以2450rpm的转速搅拌30分钟，最后加入非离子型脂肪醇醚羧酸盐（AEC），以1250rpm搅拌5分钟，静置1小时后，滤去固体残渣，制得高度分散的稳定乳状液。
为了说明本发明配置比例的浮动性及对不同煤种的适用性，特选了蒙古国浮选尾煤作为试验对象。选取国内产品和进口药剂，表面活性剂用量为800g/t干煤泥，起泡剂选用仲辛醇，用量为90g/t干煤泥，进行了三组单一改变药剂种类的单因素对比试验，浮选实验方法按照《选煤实验室单元浮选实验方法》(GB4758-84)进行性能检测，矿浆浓度100g/L。试验结果见表2。从试验结果可以看出，本发明与现有技术1和现有技术2相比，精煤产率分别提高了10.51%和7.83%，尾煤灰分分别提高了7.65%和6.53%，而精煤灰分却相差不大，说明本发明能更好的提高煤表面的疏水性，从而具有更好的选择性。
表2
实施例3
（1）主要原料：柴油、邻苯二甲酸二乙酯（C12H14O4）、非离子型脂肪醇醚羧酸盐（AEC）、乳化剂、水。
（2）配制比例：本实施案例表面活性剂是按照柴油300ml、邻苯二甲酸二乙酯（C12H14O4）50ml、非离子型脂肪醇醚羧酸盐（AEC）50ml、乳化剂150ml、水450ml的比例配置的。
（3）配制方法：在常温常压下将柴油、邻苯二甲酸二乙酯，加入带有搅拌装置的密闭容器内，保持室内通风，忌火源。以2450rpm强烈搅拌10分钟后，再将水加入密闭容器中，将乳化剂也边搅拌边加入密闭容器后，以2450rpm的转速搅拌30分钟，最后加入非离子型脂肪醇醚羧酸盐（AEC），以1250rpm搅拌5分钟，静置1小时后，滤去固体残渣，制得高度分散的稳定乳状液。
本实施案例选取内蒙地区浮选尾煤作为试验对象，依然选取国内产品（现有技术1）和进口药剂（现有技术2），捕收剂用量为400g/t干煤泥，起泡剂选用仲辛醇，用量为50g/t干煤泥，进行了三组单一改变药剂种类的单因素对比试验，浮选实验方法按照《选煤实验室单元浮选实验方法》(GB4758-84)进行性能检测，矿浆浓度100g/L。试验结果见表3。从试验结果可以看出，本发明与现有技术1和现有技术2相比，相同的药剂制度下，本发明具有更高的精煤回收率。
表3
实施例4
（1）主要原料：柴油、邻苯二甲酸二乙酯（C12H14O4）、非离子型脂肪醇醚羧酸盐（AEC）、乳化剂、水。
（2）配制比例：本实施案例表面活性剂是按照柴油200ml、邻苯二甲酸二乙酯（C12H14O4）100ml、非离子型脂肪醇醚羧酸盐（AEC）50ml、乳化剂150ml、水450ml的比例配置的。
（3）配制方法：在常温常压下将柴油、邻苯二甲酸二乙酯，加入带有搅拌装置的密闭容器内，保持室内通风，忌火源。以2450rpm强烈搅拌8分钟后，再将水加入密闭容器中，将乳化剂也边搅拌边加入密闭容器后，以2450rpm的转速搅拌30分钟，最后加入非离子型脂肪醇醚羧酸盐（AEC），以1250rpm搅拌5分钟，静置1小时后，滤去固体残渣，制得高度分散的稳定乳状液。
实施例5
（1）主要原料：柴油、邻苯二甲酸二乙酯（C12H14O4）、非离子型脂肪醇醚羧酸盐（AEC）、乳化剂、水。
（2）配制比例：本实施案例表面活性剂是按照柴油2300ml、邻苯二甲酸二乙酯（C12H14O4）1200ml、非离子型脂肪醇醚羧酸盐（AEC）500ml、乳化剂1500ml、水4500ml的比例配置的。
（3）配制方法：在常温常压下将柴油、邻苯二甲酸二乙酯，加入带有搅拌装置的密闭容器内，保持室内通风，忌火源。以2450rpm强烈搅拌10分钟后，再将水加入密闭容器中，将乳化剂也边搅拌边加入密闭容器后，以2450rpm的转速搅拌30分钟，最后加入非离子型脂肪醇醚羧酸盐（AEC），以1250rpm搅拌5分钟，静置1小时后，滤去固体残渣，制得高度分散的稳定乳状液。

Claims (6)

1.一种用于浮选尾煤再浮的表面活性剂，其特征是，所述表面活性剂包括以下组份：柴油、邻苯二甲酸二乙酯、非离子型脂肪醇醚羧酸盐、乳化剂和水，它们的配比依次为2.0-3.0份、0.5-1.5份、0.5份、1.5份、4.5份。
2.根据权利要求1所述的用于浮选尾煤再浮的表面活性剂，其特征是，所述表面活性剂按照柴油：邻苯二甲酸二乙酯：非离子型脂肪醇醚羧酸盐:乳化剂：水=（2.0-3.0）：（0.5-1.5）：0.5：1.5：4.5的体积比例配置。
3.根据权利要求1所述的用于浮选尾煤再浮的表面活性剂，其特征是，所述表面活性剂按照柴油：邻苯二甲酸二乙酯：非离子型脂肪醇醚羧酸盐:乳化剂：水=（2.5-3.0）：（0.5-1.0）：0.5：1.5：4.5的体积比例配置。
4.一种用于浮选尾煤再浮的表面活性剂的调制方法，其特征是，
所述表面活性剂包括以下组份：柴油、邻苯二甲酸二乙酯、非离子型脂肪醇醚羧酸盐、乳化剂和水，它们的配比依次为2.5-3.0份、0.5-1.0份、0.5份、1.5份、4.5份；
具体调制方法是：
（1）在常温常压下，先将柴油和邻苯二甲酸二乙酯加入带有搅拌装置的密闭容器内，以2450rpm强烈搅拌5-10分钟；
（2）再将水加入所述的密闭容器中，然后搅拌，搅拌过程中，将乳化剂加入所述密闭容器中，以2450rpm的转速继续搅拌30分钟后静置；
（3）最后加入非离子型脂肪醇醚羧酸盐，以1250rpm搅拌5分钟，静置1小时后，滤去固体残渣，制得高度分散的稳定乳状液，即为表面活性剂成品。
5.根据权利要求4所述的用于浮选尾煤再浮的表面活性剂的调制方法，其特征是，所述表面活性剂按照柴油：邻苯二甲酸二乙酯：非离子型脂肪醇醚羧酸盐:乳化剂：水=（2.0-3.0）：（0.5-1.5）：0.5：1.5：4.5的体积比例配置。
6.根据权利要求4所述的用于浮选尾煤再浮的表面活性剂的调制方法，其特征是，所述表面活性剂按照柴油：邻苯二甲酸二乙酯：非离子型脂肪醇醚羧酸盐:乳化剂：水=（2.5-3.0）：（0.5-1.0）：0.5：1.5：4.5的体积比例配置。
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