CN111054525B - 一种高灰分细粒煤泥的分选方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高灰分细粒煤泥的分选方法，包括以下步骤：(1)向煤泥中加水，搅拌，制得矿浆；(2)将步骤(1)得到的矿浆中加入捕收剂，搅拌，再加入起泡剂，搅拌，得到浮选矿浆；(3)向步骤(2)得到的浮选矿浆中充入气泡进行浮选，分别收集泡沫浮出的细粒煤和矿浆中滞留的煤泥，作为细粒精煤和尾煤；所述捕收剂包括煤油、十二烷和大豆皂苷。本发明的捕收剂通过复配，减少了水分子与细粒煤表面的水化作用，提高了煤粒的疏水性，同时，大豆皂苷的皂苷结构极性强，提高了矸石表面的亲水性，从而提高了高灰分细粒煤的分选效率，减少了精煤中的灰分，同时，捕收剂原料简单易得，安全环保、用量少，为高灰分细粒煤泥的分选提供了技术支撑。

Description

一种高灰分细粒煤泥的分选方法
技术领域
本发明属于煤炭分选技术领域，具体涉及一种高效环保高灰分细粒煤泥的分选方法。
背景技术
煤炭占我国一次能源消费的60％左右，这种格局在相当长一段时期内不会改变。选煤是洁净煤领域的源头技术，通过分选可以有效降低煤炭的硫分和灰分，提高产品质量，对于提高企业的经济效益及环境保护有重要意义。随着开采机械化程度的提高，原煤中细颗粒含量逐渐升高，＜3mm细粒煤的含量一般为20％-45％，细粒煤的分选成为行业研究的一个热点。
目前浮选是处理细粒煤泥最主要的手段之一，浮选设备可分为非机械搅拌式和机械搅拌式两大类。典型的非机械搅拌式浮选设备主要包括充气式浮选机、浮选柱、喷射式浮选机。典型的机械搅拌式浮选设备是在我国应用比较普遍的XJM－S型机械搅拌式浮选机，其叶轮搅拌的作用下，槽体内的矿粒保持悬浮状态，湍流力场为空气弥散、矿粒与气泡碰撞提供能量，疏水性煤粒与气泡发生碰撞－粘附，随气泡上浮成为精煤，由刮泡机构排出，亲水性的矿物杂质则留在矿浆中，随尾矿排出。
在常规的浮选过程中，煤泥颗粒在与捕收剂作用后其疏水性得到提高，进而与气泡发生碰撞粘附在气泡上最终成为泡沫精煤，然而对于含灰量高的煤泥，一方面在水溶液环境下细泥会罩盖在低灰颗粒的表面，使得低灰颗粒难以被气泡俘获，造成精煤产率低，同时，高灰细泥容易通过细泥罩盖或者水流夹带的方式进入浮选精煤产品中，污染了浮选精煤，恶化了浮选效果；另一方面，细粒煤颗粒由于其表面较厚的水化膜导致其难以与药剂发生黏附，常常需要较高的药耗来保证其回收率，成本较高。因此在常规的浮选手段下，高灰分细粒煤泥的分选提质难以保证回收率和产品质量。
CN106669957A公开了一种细粒中煤的浮选工艺，其该工艺的流程包括：对细粒中煤进行调浆作业；使用粗煤泥分选设备进行预先抛尾作业；使用分级设备进行分级，产出细粒粗精煤和粗粒粗精煤；使用磨煤设备对粗粒粗精煤进行解离；使用调浆设备对细粒粗精煤进行浮选作业；使用粗选设备对细粒粗精煤调浆后矿浆进行粗选，产出粗选精煤；使用精选设备对粗选精煤进行精选，产出精煤。该发明提出的浮选工艺流程简单、提高了尾煤与精煤的回收率，但是，其浮选药剂中含有烷基酚聚氧乙烯醚的生物降解性较差，对环境影响较大，且含有的二甲苯会对操作人员的健康产生较大隐患，因此，该发明不适合工业化推广应用。
CN107520059A公开了一种高灰难选煤泥高效分选方法，包括如下方法：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；该发明浮选剂的制备过程复杂、稳定性差，且用量多，不适合大规模推广应用。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高效环保高灰分细粒煤泥的分选方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种高灰分细粒煤泥的分选方法，包括以下步骤：
(1)向煤泥中加水，搅拌，制得矿浆；
(2)将步骤(1)得到的矿浆中加入捕收剂，搅拌，再加入起泡剂，搅拌，得到浮选矿浆；
(3)向步骤(2)得到的浮选矿浆中充入气泡进行浮选，分别收集泡沫浮出的细粒煤和矿浆中滞留的煤泥，作为细粒精煤和尾煤。
步骤(2)中所述捕收剂包括煤油、十二烷和大豆皂苷。
优选地，步骤(1)中所述煤泥的粒径为0.025-3mm。
优选地，步骤(1)中所述矿浆的固体质量浓度为80g/L。
优选地，步骤(2)中，所述捕收剂的用量为0.1-0.3kg/t干煤泥；所述起泡剂的用量为0.01-0.03kg/t干煤泥。
进一步优选地，所述捕收剂中煤油、十二烷和大豆皂苷的质量比为7：3：2。
优选地，步骤(2)中所述捕收剂，还包括普鲁兰多糖。
进一步优选地，所述浮选捕收剂中煤油、十二烷、大豆皂苷和普鲁兰多糖的质量比为5：2：1：1。
优选地，步骤(2)中所述起泡剂为正辛醇和正庚醇。
进一步优选地，所述正辛醇和正庚醇的质量比为2：1。
本发明的有益效果为：
(1)本发明的捕收剂通过煤油、十二烷和大豆皂苷复配，减少了水分子与细粒煤表面的水化作用，提高了煤粒的疏水性，同时，大豆皂苷的皂苷结构极性强，提高了矸石表面的亲水性，从而提高了高灰分细粒煤的分选效率，减少了精煤中的灰分。
(2)本发明发现，捕收剂中加入普鲁兰多糖，可以促进气泡表面形成水化膜，防止气泡兼并，提高系统的稳定性。
(3)同时，本发明的捕收剂原料简单易得，安全环保、用量少，为高灰分细粒煤泥的分选提供了技术支撑。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
在进一步描述本发明具体实施方式之前，应理解，本发明的保护范围不局限于下述特定的具体实施方案；还应当理解，本发明实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本发明的保护范围。
当实施例给出数值范围时，应理解，除非本发明另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本文中使用的所有技术和科学术语具有与本发明所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同意义。
本发明并不对原料的来源进行限定，如无如特殊说明，所采用的原料均为普通市售产品。
实施例1
一种高灰分细粒煤泥的分选方法，包括以下步骤：
(1)向粒径为0.025-3mm的煤泥中加水，搅拌，制得固体质量浓度为80g/L的矿浆；
(2)将步骤(1)得到的矿浆中加入捕收剂，搅拌2min，再加入起泡剂，搅拌2min，得到浮选矿浆；所述捕收剂的用量为0.1kg/t干煤泥；所述起泡剂的用量为0.01kg/t干煤泥；
(3)向步骤(2)得到的浮选矿浆中充入气泡进行浮选4min，分别收集泡沫浮出的细粒煤和矿浆中滞留的煤泥，作为细粒精煤和尾煤；
其中，步骤(2)中所述捕收剂中煤油、十二烷和大豆皂苷的质量比为7：3：2；步骤(2)中所述起泡剂为质量比为2：1的正辛醇和正庚醇。
实施例2
一种高灰分细粒煤泥的分选方法，包括以下步骤：
(1)向粒径为0.025-3mm的煤泥中加水，搅拌，制得固体质量浓度为80g/L的矿浆；
(2)将步骤(1)得到的矿浆中加入捕收剂，搅拌2min，再加入起泡剂，搅拌2min，得到浮选矿浆；所述捕收剂的用量为0.3kg/t干煤泥；所述起泡剂的用量为0.03kg/t干煤泥；
(3)向步骤(2)得到的浮选矿浆中充入气泡进行浮选4min，分别收集泡沫浮出的细粒煤和矿浆中滞留的煤泥，作为细粒精煤和尾煤；
其中，步骤(2)中所述捕收剂中煤油、十二烷和大豆皂苷的质量比为7：3：2；步骤(2)中所述起泡剂为质量比为2：1的正辛醇和正庚醇。
实施例3
一种高灰分细粒煤泥的分选方法，包括以下步骤：
(1)向粒径为0.025-3mm的煤泥中加水，搅拌，制得固体质量浓度为80g/L的矿浆；
(2)将步骤(1)得到的矿浆中加入捕收剂，搅拌2min，再加入起泡剂，搅拌2min，得到浮选矿浆；所述捕收剂的用量为0.2kg/t干煤泥；所述起泡剂的用量为0.02kg/t干煤泥；
(3)向步骤(2)得到的浮选矿浆中充入气泡进行浮选4min，分别收集泡沫浮出的细粒煤和矿浆中滞留的煤泥，作为细粒精煤和尾煤；
其中，步骤(2)中所述捕收剂中煤油、十二烷和大豆皂苷的质量比为7：3：2；步骤(2)中所述起泡剂为质量比为2：1的正辛醇和正庚醇。
实施例4
本实施例与实施例3不同之处在于，捕收剂还包括普鲁兰多糖，所述浮选捕收剂中煤油、十二烷、大豆皂苷和普鲁兰多糖的质量比为5：2：1：1。
对比例1
本实施例与实施例3不同之处在于，捕收剂中不含大豆皂苷。
对比例2
本实施例与实施例3不同之处在于，捕收剂中煤油、十二烷和大豆皂苷的质量比为6：2：1。
对比例3
本实施例与实施例4不同之处在于，所述捕收剂中煤油、十二烷、大豆皂苷和普鲁兰多糖的质量比为7：3：2：1。
对比例4
本实施例与实施例4不同之处在于，所述起泡剂为仲辛醇。
试验例
以1000kg原煤为例，对实施例1-4和对比例1-4得到的精煤，用缓慢灰化法进行检测，测定灰分结果如表1所示。
表1
组别 精煤产率％ 精煤灰分％
实施例1 96.70 0.62
实施例2 96.81 0.82
实施例3 96.97 0.50
实施例4 98.24 0.43
对比例1 85.52 7.21
对比例2 86.42 8.12
对比例3 90.76 5.94
对比例4 87.65 7.69
由表1可知，本发明的高灰分细粒煤的分选方法得到的精煤产率达到96.7-98.24％，精煤灰分低于1％，具有较好的浮选效果，通过实施例4可知添加普鲁兰多糖可以进一步提高浮选效果，降低精煤灰分。
本发明的捕收剂通过煤油、十二烷和大豆皂苷复配，一方面，减少了水分子与细粒煤表面的水化作用，提高了煤粒的疏水性，另一方面，大豆皂苷的皂苷结构极性强，提高了矸石表面的亲水性，从而提高了高灰分细粒煤的分选效率，减少了精煤中的灰分；捕收剂中加入普鲁兰多糖，可以促进气泡表面形成水化膜，防止气泡兼并，提高系统的稳定性，有利于浮选效果的提升，同时，本发明的捕收剂用量少、且原料简单易得，为高灰分细粒煤泥的工业化洗煤提供了技术支撑。

Claims (7)

1.一种高灰分细粒煤泥的分选方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向煤泥中加水，搅拌，制得矿浆；
(2)将步骤(1)得到的矿浆中加入捕收剂，搅拌，再加入起泡剂，搅拌，得到浮选矿浆；
(3)向步骤(2)得到的浮选矿浆中充入气泡进行浮选，分别收集泡沫浮出的细粒煤和矿浆中滞留的煤泥，作为细粒精煤和尾煤；
步骤(2)中所述捕收剂包括煤油、十二烷和大豆皂苷；所述煤油、十二烷和大豆皂苷的质量比为7：3：2；
步骤(2)中所述起泡剂为正辛醇和正庚醇；所述正辛醇和正庚醇的质量比为2：1。
2.根据权利要求1所述的分选方法，其特征在于，步骤(1)中所述煤泥的粒径为0.025-3mm。
3.根据权利要求1所述的分选方法，其特征在于，步骤(1)中所述矿浆的固体质量浓度为80g/L。
4.根据权利要求1所述的分选方法，其特征在于，步骤(2)中所述捕收剂的用量为0.1-0.3kg/t干煤泥。
5.根据权利要求1所述的分选方法，其特征在于，步骤(2)中所述起泡剂的用量为0.01-0.03kg/t干煤泥。
6.根据权利要求1所述的分选方法，其特征在于，所述捕收剂，还包括普鲁兰多糖。
7.根据权利要求6所述的分选方法，其特征在于，所述浮选捕收剂中煤油、十二烷、大豆皂苷和普鲁兰多糖的质量比为5：2：1：1。
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