CN113019709A - 一种非离子型捕收剂及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本方法公开了一种用于粉煤灰浮选的非离子型捕收剂的制备方法，包括：1)取餐厨废油上层清液，滤除杂质，去除挥发分，得处理后餐厨废油；2)将所述处理后餐厨废油、无水乙醇和浓硫酸混合，于60‑100℃条件下，搅拌至反应完全，得反应混合物；3)以萃取剂萃取反应混合物，取萃取后的上层清液，除去萃取剂，即得非离子型捕收剂。本发明还提供了一种非离子型捕收剂及其应用，并进一步提供了利用上述非离子型捕收剂进行高炭粉煤灰浮选的方法。
Description
技术领域
本发明属于废弃物资源化利用技术领域，具体说是一种利用餐厨弃油制备用于粉煤灰浮选脱炭的非离子型捕收剂的制备方法及其制备方法和应用。
背景技术
粉煤灰是煤炭燃烧后产生的一种固体废弃物，符合要求的粉煤灰被广泛的应用于水泥和混凝土领域中做矿物掺合料，不仅节省自然资源，更能提高水泥和混凝土制品的工作性能和耐久性能。而不满足要求且未经处理的粉煤灰不仅会大量堆积占用土地资源，还会污染空气和地下水资源。当粉煤灰用于水泥和混凝土制品时，其中未燃尽的炭会使制品吸水量增加和制品降低，故用于矿物掺合料的粉煤灰烧失量越低越好。我国火力发电厂所使用的锅炉一般燃煤效率较高，产生的粉煤灰烧失量较低，可直接作为矿物掺合料使用。但除此以外，我国仍然存在大量燃烧技术落后，燃煤效率低下的锅炉。这些锅炉由于燃烧效率的低下，产生的粉煤灰中会含有大量的未燃尽炭，以致粉煤灰无法达到作为矿物掺合料使用的最低标准，这部分粉煤灰不仅会对环境造成破坏，其中未燃尽的炭更是造成了巨大的经济浪费。
餐厨废油则是社会日常生活中产生的一种废弃动植物油脂的混合物，我国餐厨废油的年均产量高达500万吨以上。餐厨废油不但酸值相对较高，其中还包含有大量的食物残渣，若不经合理的处理，同样也会对环境造成巨大的破坏。
浮选剂中的捕收剂作用是改变矿物的表面性质，使得矿物表面由亲水憎油转变为憎水亲油，是矿物浮选过程中最重要的一环。传统的捕收剂主要为石油化工产物，随着近年石油储备量的不断消耗，石油价格和需求量的不断上涨，造成石油加工后的各种副产物价格也不断增加，使用传统捕收剂的成本也越来越高。除此以外，环境保护也越来越被人们重视，石油产品的开发不可避免地会对环境造成破坏。因此，急需一种新型的、环境友好型的捕收剂来满足需求。
发明内容
针对目前高炭粉煤灰难以利用，石油化工类捕收剂性价比低，以及餐厨废油产量大，难以处理的现状，本发明提供了一种采用餐厨废油制备用于高炭粉煤灰的非离子型捕收剂的方法，其优点为采用废弃的餐厨废油，浮选效果好，成本较低，且为环境友好型，适宜大规模推广。
本发明所述的技术问题可通过以下技术方案得以解决：
一种用于粉煤灰浮选的非离子型捕收剂的制备方法，包括：
1)取餐厨废油上层清液，滤除杂质，去除挥发分，得处理后餐厨废油；
2)将所述处理后餐厨废油、无水乙醇和浓硫酸混合，于60-100℃条件下，搅拌至反应完全，得反应混合物；
3)以萃取剂萃取反应混合物，取萃取后的上层清液，除去萃取剂，即得非离子型捕收剂。
在根据本发明的一个实施方案中，步骤1)中，通过0.045方孔筛滤除杂质，然后通过蒸馏去除挥发分；所述挥发分包括醇和水。
在根据本发明的一个实施方案中，步骤2)中，餐厨废油1-3体积份，无水乙醇1-3体积份，浓硫酸0.02-0.06体积份。
在根据本发明的一个实施方案中，步骤2)中，通过水浴或油浴加热。
在根据本发明的一个实施方案中，步骤2)中，所述搅拌的速率为800-1200r/min。
在根据本发明的一个实施方案中，步骤3)中，所述萃取剂选自乙酸乙酯、石油醚或乙醚中的任一种。
在根据本发明的一个实施方案中，步骤3)中，萃取剂是通过旋转蒸发器或氮吹仪去除。
本发明还提供了根据上述的制备方法制备得到的非离子型捕收剂。
本发明进一步提供了上述的非离子型捕收剂在炭粉煤灰浮选脱炭中的应用。
本发明进一步提供了一种炭粉煤灰浮选脱炭的方法，包括：
在浮选机中加入起泡剂、权利要求8所述的非离子捕收剂以及矿浆；通气刮泡后，提到脱炭粉煤灰；
优选地，所述起泡剂用量为4kg/t，非离子捕收剂用量为5kg/t，矿浆浓度120g/L；更优选地，叶轮机转速2000r/min，单位面积充气量0.30m3/(m2·min)。
本发明的有益效果在于：
1、主要原料为餐厨废油，成本较低，适宜大规模推广。
2、采用本发明产物对高炭粉煤灰进行浮选，脱炭效果高于石油化工捕收剂煤油。
3、餐厨废油和高炭粉煤灰均属废弃物，经过本发明处理后，餐厨废油可用于高炭粉煤灰浮选脱炭，脱炭后的粉煤灰可用于建材领域，属于以废治废，具有极高的环境友好性。
附图说明
图1为根据本发明的方法制备捕收剂处理流程图；
图2为将本发明提供的捕收剂用于高炭粉煤灰处理的工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但并不因此将本发明限制在所述实施例范围之中。
本发明提供了一种废弃餐厨废油制备用于高炭粉煤灰浮选的非离子型捕收剂的方法，具体处理流程如图1所示。将处理后的餐厨废油1-3份、无水乙醇1-3份，质量百分比浓度为98％的浓硫酸0.02-0.06份，在60-100℃水浴/油浴加热的条件下，以800-1200r/min的速率搅拌下，反应6-8h。反应结束后，使用乙酸乙酯萃取反应产物，取萃取后的上层清液，置于旋转蒸发器，将乙酸乙酯蒸发，剩余溶液即为所制得的非离子型捕收剂，可进行高炭粉煤灰浮选脱炭。
高炭粉煤灰浮选脱炭流程如图2所示：
在浮选机中加入起泡剂、非离子捕收剂以及矿浆；通气刮泡后，提到脱炭粉煤灰；其中，起泡剂用量为4kg/t，非离子捕收剂用量为5kg/t，矿浆浓度120g/L；叶轮机转速2000r/min，单位面积充气量0.30m3/(m2·min)。
以下为本发明的具体实施例：
实施例1：
餐厨废油1份，无水乙醇2份，浓硫酸0.02份，在60℃，1000r/min的搅拌速率下反应6h，使用乙酸乙酯萃取反应产物，取萃取后的上层清液，置于旋转蒸发器，将乙酸乙酯蒸发，得到非离子型捕收剂1。
采用XFD-3L浮选机，在起泡剂用量4kg/t，非离子捕收剂1用量5kg/t，叶轮机转速2000r/min，刮泡时间8min，矿浆浓度120g/L，单位面积充气量0.30m3/(m2·min)的条件下对烧失量高达24.6％的高炭粉煤灰进行浮选脱炭，可得到烧失量为4.87％，产率为68.7％的脱炭粉煤灰。
该脱炭粉煤灰产品烧失量从24.6％降低至4.87％，满足GB/T 1596-2017《用于水泥和混凝土的粉煤灰》烧失量低于5％的Ⅰ级灰要求。
实施例2：
餐厨废油1份，无水乙醇1份，浓硫酸0.04份，在70℃，1000r/min的搅拌速率下反应8h，使用乙酸乙酯萃取反应产物，取萃取后的上层清液，置于旋转蒸发器，将乙酸乙酯蒸发，得到非离子型捕收剂2。
采用XFD-3L浮选机，在起泡剂用量4kg/t，非离子捕收剂2用量5kg/t，叶轮机转速2000r/min，刮泡时间8min，矿浆浓度120g/L，单位面积充气量0.30m3/(m2·min)的条件下对烧失量高达24.6％的高炭粉煤灰进行浮选脱炭，可得到烧失量为2.37％，产率为68.9％的脱炭粉煤灰。
该脱炭粉煤灰产品烧失量从24.6％降低至2.37％，满足GB/T 1596-2017《用于水泥和混凝土的粉煤灰》烧失量低于5％的Ⅰ级灰要求。
实施例3：
餐厨废油1份，无水乙醇1份，浓硫酸0.02份，在80℃，1000r/min的搅拌速率下反应8h，使用乙酸乙酯萃取反应产物，取萃取后的上层清液，置于旋转蒸发器，将乙酸乙酯蒸发，得到非离子型捕收剂3。
采用XFD-3L浮选机，在起泡剂用量4kg/t，非离子捕收剂3用量5kg/t，叶轮机转速2000r/min，刮泡时间8min，矿浆浓度120g/L，单位面积充气量0.30m3/(m2·min)的条件下对烧失量高达24.6％的高炭粉煤灰进行浮选脱炭，可得到烧失量为0.45％，产率为62.1％的脱炭粉煤灰。
该脱炭粉煤灰产品烧失量从24.6％降低至0.45％，满足GB/T 1596-2017《用于水泥和混凝土的粉煤灰》烧失量低于5％的Ⅰ级灰要求。
实施例4：
餐厨废油2份，无水乙醇1份，浓硫酸0.06份，在60℃，1000r/min的搅拌速率下反应8h，使用乙酸乙酯萃取反应产物，取萃取后的上层清液，置于旋转蒸发器，将乙酸乙酯蒸发，得到非离子型捕收剂4。
采用XFD-3L浮选机，在起泡剂用量4kg/t，非离子捕收剂4用量5kg/t，叶轮机转速2000r/min，刮泡时间8min，矿浆浓度120g/L，单位面积充气量0.30m3/(m2·min)的条件下对烧失量高达24.6％的高炭粉煤灰进行浮选脱炭，可得到烧失量为7.43％，产率为75.2％的脱炭粉煤灰。
该脱炭粉煤灰产品烧失量从24.6％降低至7.43％，满足GB/T 1596-2017《用于水泥和混凝土的粉煤灰》烧失量低于10％的Ⅱ级灰要求。
上述实施例仅供说明本发明之用，而并非是对本发明专利限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思范围的情况下，还可以作出各种变化和变型，这些都属于本发明的保护范围；因此，凡跟本发明权利要求范围所做的均等变化与修饰，均应属于本发明权利要求的覆盖范围。
Claims (10)
1.一种用于粉煤灰浮选的非离子型捕收剂的制备方法，其特征在于，包括：
1)取餐厨废油上层清液，滤除杂质，去除挥发分，得处理后餐厨废油；
2)将所述处理后餐厨废油、无水乙醇和浓硫酸混合，于60-100℃条件下，搅拌至反应完全，得反应混合物；
3)以萃取剂萃取反应混合物，取萃取后的上层清液，除去萃取剂，即得非离子型捕收剂。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，通过0.045方孔筛滤除杂质，然后通过蒸馏去除挥发分；所述挥发分包括醇和水。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，餐厨废油1-3体积份，无水乙醇1-3体积份，浓硫酸0.02-0.06体积份。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，通过水浴或油浴加热。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述搅拌的速率为800-1200r/min。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，所述萃取剂选自乙酸乙酯、石油醚或乙醚。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤3)中，萃取剂是通过旋转蒸发器或氮吹仪去除。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的制备方法制备得到的非离子型捕收剂。
9.如权利要求8所述的非离子型捕收剂在高炭粉煤灰浮选脱炭中的应用。
10.一种高炭粉煤灰浮选脱炭的方法，其特征在于，包括：
在浮选机中加入起泡剂、权利要求8所述的非离子捕收剂以及矿浆；通气刮泡后，提到脱炭粉煤灰；
优选地，所述起泡剂用量为4kg/t，非离子捕收剂用量为5kg/t，矿浆浓度120g/L；更优选地，叶轮机转速2000r/min，单位面积充气量0.30m3/(m2·min)。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20210625 |
|
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |