CN110314767A - 一种低阶/氧化煤泥浮选药剂及应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种低阶/氧化煤泥浮选药剂及应用方法，浮选药剂按质量份组成为：非极性烃类油10‑80份、油酸钠10‑80份、调整剂10‑50份。应用方法：a.将油酸钠和调整剂分别配为质量分数为1‑10%的水溶液；b.在矿浆中按配比加入调整剂溶液后搅拌;c.按配比加入非极性烃类油和油酸钠后搅拌;d.加入起泡剂充气，煤‑气泡絮团刮出为精煤。本发明的有益效果在于：调整剂可减小细泥对煤的罩盖。油酸钠与煤表面的极性区域发生吸附，非极性烃类油在煤表面非极性区域铺展，二者协同作用使煤表面更疏水。油酸钠促进小气泡的生成，增加浮选泡沫层高度，强化泡沫的富集作用，提高精煤产率，降低精煤灰分。本发明无毒，安全，价格低廉，节约煤泥浮选的成本，增加企业经济效益。

Description

一种低阶/氧化煤泥浮选药剂及应用方法

技术领域

本发明涉及浮选药剂技术领域，尤其涉及一种低阶/氧化煤泥浮选药剂及其应用方法。

背景技术

煤炭作为我国最主要的化石能源，在未来相当长的时间内，其在一次能源消费结构中的主导地位不会改变。煤炭是有机和无机材料的混合物，因此在使用前需要分选。随着国民经济的高速发展，能源需求量不断增加，中、高变质程度的煤被大量开采，储量日益减少，然而，储量大，易获取的低阶煤/氧化煤由于难以有效的分选，没有得到很好的利用。

煤炭高效分选技术是实现煤炭资源清洁高效利用的重要前提。其中，浮选是目前分选小于0.5mm煤炭最成熟、最有效的方法，并广泛用于工业生产。一般而言，煤具天然的疏水性不足以使其有效地浮选，需要非极性烃类油如柴油和煤油作为捕收剂以提高煤颗粒的可浮性。在选煤厂中，低阶/氧化煤以及一些难浮/难选的中等焦煤的非极性烃类油用量较高。一般情况下，烃类油用量低于1千克/吨煤，这对选煤厂是经济的。如果所需的烃类油用量非常高，对于难以浮选的煤而言是不合理的。

然而，对于低阶煤和氧化煤等难浮煤而言，其表面往往含有较多的含氧官能团，亲水性强，可浮性差，采用常规的油性药剂（柴油、煤油等）很难进行有效地浮选，且选择性差。为解决该技术难题，目前的研究主要集中于研制高效的浮选药剂或者药剂组合方法，表面改性等以提高难浮煤表面的疏水性和选择性。具体包括在浮选过程中添加各种表面活性剂，磨矿预处理、加热加压预处理、微波或者超声波预处理、高剪切调浆等技术手段。虽然上述手段可改善难浮煤的浮选效果，但是表面改性的成本较高，难以工业化。其次，目前的研究主要关注于减少煤表面的含氧官能团数量，提高其疏水性，从而改善其浮选效果。非极性烃类油作为传统的煤捕收剂，容易在煤颗粒非极性官能团区域铺展，进而提高煤的疏水性。油酸钠作为氧化矿的常规捕收剂，常常被用做浮选金红石、蛇纹石和电气石等氧化矿矿物。油酸钠在浮选溶液环境为酸性和中性时，对石英、高岭石等煤泥中常见的脉石矿物的捕收效果差。另外，选煤厂常规浮选环境pH为6-8。因此，在煤泥浮选中，油酸钠不易在石英/高岭石表面发生吸附，因此不会将石英等脉石矿物作为浮选。有趣的是，油酸钠容易与低阶/氧化煤表面的含氧官能团发生吸附，使低阶/氧化煤表面发生改性，本来亲水的表面变得疏水。另外，油酸钠还是一种乳化剂，可以促进矿浆中形成较多的小气泡，这些气泡容易和煤黏附，形成浮选所需要的气泡-煤絮团，增加浮选泡沫层高度，强化浮选泡沫对精煤的二次富集作用。六偏磷酸钠或硅酸钠作为调整剂，可以减小煤-矸石颗粒之间的zeta电位差，增加煤-矸石颗粒之间的静电斥力，减小矸石颗粒在煤颗粒表面的罩盖，因此在浮选中可以有效地降低精煤灰分。从而大幅提高低阶/氧化煤的浮选精煤产率，降低精煤灰分。因此，利用非极性烃类油、油酸钠和六偏磷酸钠/硅酸钠在煤泥浮选中的协同作用，提出一种低阶/氧化煤泥浮选回收效果的药剂制备及应用方法，将会为改善低阶/氧化煤泥的浮选回收效果提供新的思路。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，克服现有技术存在的缺陷，提供一种低阶/氧化煤泥的浮选药剂及其用于低阶/氧化煤泥的浮选的方法，用以精煤提质，克服单独的非极性烃类油回收精煤的传统浮选技术的不足，进而为解决现存的稀缺煤资源无法有效回收再利用问题。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

本发明低阶/氧化煤泥的浮选药剂，各组分质量份为：非极性烃类油10-80份、油酸钠10-80份、调整剂10-50份。

所述非极性烃类油为煤油、柴油、改性煤油、燃料油或天然气冷凝油；所述调整剂为六偏磷酸钠或硅酸钠。

本发明低阶/氧化煤泥浮选药剂用于低阶/氧化煤泥浮选的方法，其步骤如下：

a.分别将油酸钠和调整剂配制为质量分数为1-10%的水溶液；

b.在低阶/氧化煤矿浆中中按配比加入调整剂溶液，搅拌0.5-5min;

c. 在步骤2的矿浆中中按配比加入非极性烃类油和油酸钠，搅拌0.5-5min;

d.继续加入起泡剂用于形成稳定的泡沫层，利用气泡携带改性过的煤泥颗粒至泡沫层，刮出作为浮选精煤。

本发明的有益效果在于：调整剂可以减小煤-矸石颗粒之间的zeta电位差，增加煤-矸石颗粒之间的静电斥力，减少矸石颗粒在煤颗粒表面的罩盖，因而降低浮选精煤灰分。油酸钠容易与低阶/氧化煤表面的含氧官能团发生吸附，非极性烃类油容易在低阶/氧化煤表面非极性官能团表面铺展，二者协同作用使本来亲水的低阶/氧化煤表面变得疏水。另外，油酸钠是一种乳化剂，可以促进矿浆中形成较多的小气泡，与煤形成浮选所需要的气泡-煤絮团，增加浮选泡沫层高度，强化浮选泡沫对精煤的二次富集作用，可以提高精煤产率，降低精煤灰分。本发明无毒，安全性高，价格低廉，节能高效，可大幅降低浮选药剂用量，节约煤泥浮选的成本，大幅提高精煤产率，降低精煤灰分，增加选煤企业经济效益。

具体实施方式

实施例1

一种低阶/氧化煤泥，该药剂的主要原料为非极性烃类油、油酸钠和调整剂。

用于低阶/氧化煤泥浮选的具体步骤如下：

1.将-0.5mm煤泥（原料）加入浮选槽中，加水调浆，搅拌1-3min；油酸钠和调整剂分别配制为质量百分比为1%的水溶液

2.在步骤1的矿浆中加入调整剂，搅拌0.5-3min;

3.在步骤2的矿浆中加入捕收剂，搅拌0.5-1min；

4.在步骤2的矿浆中加入起泡剂，搅拌0.5-1min；

5.在步骤3的矿浆中充入气泡进行浮选。浮选时间为3-5min,分别收集泡沫浮出的颗粒和矿浆中残留的颗粒，作为最终的精煤、尾煤产品。

6.所述步骤1中的煤泥为-0.5mm不粘煤煤泥。

7.所述步骤1中的水为去离子水。

8.所述步骤1中的调整剂为六偏磷酸钠。

9.所述步骤1中的捕收剂为煤油和油酸钠，分别加入矿浆；

10. 所述步骤3中的起泡剂为甲基异丁基甲醇，用量为100g/t。

11. 所述步骤2中的矿浆的固体质量百分比浓度为4-10%。

实施例2与实施例1基本相同，所不同的是：所述步骤1中的煤泥为-0.5mm长焰煤煤泥，所述水为自来水。

捕收剂为煤油、油酸钠，调整剂为六偏磷酸钠，其中：煤油30质量份、油酸钠40质量份和六偏磷酸钠30质量份，油酸钠和六偏磷酸钠分别配制为质量百分比为5%的水溶液。

低阶/氧化煤浮选药剂的用量是：每吨干煤泥，药剂用量共计1000g。

实施例3与实施例1基本相同，所不同的是：所述步骤1中的煤泥为-0.5mm褐煤煤泥，所述水为选煤厂循环水。

捕收剂为柴油、油酸钠，调整剂为六偏磷酸钠，其中：柴油20质量份、油酸钠60质量份和六偏磷酸钠20质量份，油酸钠和六偏磷酸钠分别配制为质量百分比为1%的水溶液。

低阶/氧化煤浮选药剂的用量是：每吨干煤泥，药剂用量共计2000g。

实施例4与实施例1基本相同，所不同的是：所述步骤1中的煤泥为-0.5mm氧化煤煤泥，所述水为自来水。

捕收剂为柴油、油酸钠，调整剂为硅酸钠，其中：柴油10质量份、油酸钠80质量份和硅酸钠10质量份，油酸钠和硅酸钠分别配制为质量百分比为10%的水溶液。

低阶/氧化煤浮选药剂的用量是：每吨干煤泥，药剂用量共计2500g。

本发明在不同药剂用量时，所涉及的捕收剂较非极性烃油类捕收剂精煤产率分别增加9.87%、39.14%、33.25%、38.64%，精煤灰分分别降低2.31%，5.87%，7.64%，5.54%。

Claims (3)

1.一种低阶/氧化煤泥浮选药剂，各组分质量份为：非极性烃类油10-80份、油酸钠10-80份、调整剂10-50份。

2.根据权利要求1所述的低阶/氧化煤浮选药剂，其特征是：所述非极性烃类油为煤油、柴油、改性煤油、燃料油或天然气冷凝油；所述调整剂为六偏磷酸钠或硅酸钠。

3.一种权利要求1或2所述的低阶/氧化煤浮选药剂在低阶/氧化煤浮选中的应用方法，其步骤是：

步骤1. 将油酸钠和调整剂分别配制为质量百分比为1-10%的水溶液；

步骤2. 在低阶/氧化煤矿浆中加入调整剂溶液，搅拌0.5-3min；

步骤3.在步骤2的矿浆中按配比加入非极性烃类油和油酸钠溶液，搅拌0.5-3min；

步骤4.加入起泡剂用于形成稳定的泡沫层，利用气泡携带改性过的煤泥颗粒至泡沫层，刮出作为浮选精煤。