一种基于带正电气泡的低阶煤泥浮选方法 |
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| 申请号 | CN201710679486.X | 申请日 | 2017-08-10 | 公开(公告)号 | CN107335546A | 公开(公告)日 | 2017-11-10 |
| 申请人 | 江苏师范大学; | 发明人 | 邵亚; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种基于带正电气泡的低阶 煤 泥浮选方法，将浓度为1.25g/L的MDI溶液与α-呋喃 丙烯酸 混合、搅拌，并在640w功率超声15min，加入pH缓冲液调节矿浆酸 碱 度至弱酸性并将所得 混合液 通过 泵 进入 水 力 空化 管并产生射流；在射流产生的 负压 作用下空气溶解进入矿浆并在减速区析出，得到微细 泡沫 溶液；将所得白色乳状液与低阶煤泥按照一定的 质量 比进行搅拌，乳状液中带正电的气泡与带负电的煤颗粒发生黏附，将所得矿浆置于自制浮选装置中进行分选，表面黏附气泡的煤颗粒高效矿化，进而进入精煤。本发明的有益效果是煤泥颗粒与气泡在库伦引力的作用下发生黏附，极大提高了浮选效率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种基于带正电气泡的低阶煤泥浮选方法，其特征在于：包括如下步骤： |
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| 说明书全文 | 一种基于带正电气泡的低阶煤泥浮选方法技术领域[0001] 本发明涉及一种基于带正电气泡的低阶煤泥浮选方法，属于矿物浮选领域。 背景技术[0002] 我国低阶煤储量丰富，褐煤（12.76%）、长焰煤（12.52%）、不黏煤（13.8%）、弱黏煤（1.74%）等低变质程度煤占已探明煤炭资源量的40%左右。随着我国采煤机械化程度的提高、煤层地质条件的恶化及重介旋流器的广泛应用，低阶煤的细粒级、微细粒级的比例急剧增加，灰分也呈现恶化的趋势。 [0003] 浮选是处理细煤泥最经济、有效的方法之一，但低阶煤表面含有大量的极性含氧官能团，表面疏水性差，传统烃类油捕收剂难以在煤表面高效吸附。另一方面，低阶煤表面孔隙发达，孔隙渗透效应进一步增加了捕收剂消耗量。对于常规的低阶煤浮选过程，每吨干煤泥浮选捕收剂（煤油、柴油）消耗达4kg以上。如宁煤集团太西选煤厂的浮选作业受到了氧化煤的困扰，常规浮选只能获得低于40%的精煤产率。大部分研究仍停留在实验室试验阶段。而亲水性含氧官能团在降低煤粒接触角的同时也增加了煤样表面的电负性，不仅降低了颗粒气泡间疏水引力还增加了体系间静电斥力，进一步降低煤粒被气泡捕获的概率。 发明内容[0004] 本发明提供了一种强化低阶煤浮选效果的方法，从根本上解决了低阶煤浮选药耗大、浮选效率低的问题。 [0005] 一种基于带正电气泡的低阶煤泥浮选方法，包括如下步骤：首先将浓度为1.25g/L的MDI溶液与α-呋喃丙烯酸混合、搅拌，初步得到混合液，将超声探头置于液面以下2-3cm，超声功率为640w，超声15min以得到更加均匀的乳浊液；加入pH缓冲液调节矿浆酸碱度至弱酸性并将所得混合液通过泵进入水力空化管并产生射流，在射流产生的负压作用下，空气由进气口进入矿浆中并在减速区析出；将所得白色乳状液与低阶煤泥按照一定的质量比进行搅拌，乳状液中带正电的气泡与带负电的煤颗粒发生黏附搅拌转速为1400r/min，第2分钟加入捕收剂，第3分钟加入起泡剂，15s后给入浮选装置中进行充气浮选；混合过程中带正电的气泡在库伦引力的作用下煤泥颗粒与气泡发生黏附，极大提高了浮选效率；最终在浮选过程中与大气泡碰撞进而成为精煤。 [0006] 所述水力空化管为文丘里射流管；所述的低阶煤泥为长焰煤或年老褐煤。 [0007] 所述的浮选装置为逆流浮选柱，直径50mm，高约700mm，底部装有微孔陶瓷。 [0009] 所述的起泡剂为仲辛醇，用量为200g/t。 [0010] 本发明具有磨矿预处理、极性捕收剂、超声波预处理、微波及热处理等系列手段以消除或钝化煤表面极性官能团在颗粒气泡粘附过程中的带来的亲水效应，在浮选过程中颗粒与气泡碰撞的概率随颗粒的减小而大大降低，但随气泡的减小碰撞概率却会增加，这表明在微细粒浮选中可以通过采用较小尺寸的气泡来改善微细粒低阶煤泥的浮选效果，本发明提出了在低阶煤泥的浮选过程中通过加入一定比例的MDI溶液与α-呋喃丙烯酸混合并且通过射流产生直径约为几十微米的带电的胶质气泡，强化了微细粒低阶煤的浮选过程，大大提高了其回收率。 附图说明 [0011] 图1为本发明工艺流程图。 具体实施方式[0012] 实施例1：首先将浓度为1.25g/L的MDI溶液与α-呋喃丙烯酸按照1:7比例混合、搅拌，初步得到混合液，将超声探头置于液面以下2-3cm，超声功率为640w，超声15min以得到更加均匀的乳浊液；加入pH缓冲液调节矿浆酸碱度至4，并将所得混合液通过泵进入水力空化管并产生射流，在射流产生的负压作用下，空气由进气口进入矿浆中并在减速区析出；将所得白色乳状液与低阶煤泥按照一定的质量比进行搅拌，乳状液中带正电的气泡与带负电的煤颗粒发生黏附搅拌转速为1400r/min，第2分钟加入捕收剂，第3分钟加入起泡剂，15s后给入浮选装置中进行充气浮选；混合过程中带正电的气泡在库伦引力的作用下煤泥颗粒与气泡发生黏附，极大提高了浮选效率；最终在浮选过程中与大气泡碰撞进而成为精煤。 [0013] 所述水力空化管为文丘里射流管；所述的低阶煤泥为长焰煤或年老褐煤。 [0014] 所述的浮选装置为逆流浮选柱，直径50mm，高700mm，底部装有微孔陶瓷。 [0015] 所述的捕收剂用量为500g/t，其组成为餐饮废油、生物柴油和普通煤油按照3:4:1的质量比混合得到。 [0016] 所述的起泡剂为仲辛醇，用量为200g/t。 [0017] 实施例2：MDI溶液与α-呋喃丙烯酸按照1:1比例混合，其余步骤按照实施例1所述。 [0018] 实施例3：MDI溶液与α-呋喃丙烯酸按照1:2比例混合，其余步骤按照实施例1所述。 [0019] 实施例4：MDI溶液与α-呋喃丙烯酸按照1:5比例混合，其余步骤按照实施例1所述。 [0020] 实施例5：MDI溶液与α-呋喃丙烯酸按照1:15比例混合，其余步骤按照实施例1所述。 [0021] 实施例6：MDI溶液与α-呋喃丙烯酸按照5:1比例混合，其余步骤按照实施例1所述。 [0022] 实施例7：MDI溶液与α-呋喃丙烯酸按照3:1比例混合，其余步骤按照实施例1所述。 [0023] 实施例8：MDI溶液与α-呋喃丙烯酸按照15:1比例混合，其余步骤按照实施例1所述。 [0024] 实施例9：MDI溶液与α-呋喃丙烯酸按照20:1比例混合，其余步骤按照实施例1所述。 [0025] 实施例10：MDI溶液与α-呋喃丙烯酸按照1:20比例混合，其余步骤按照实施例1所述。 [0026] 对照例1：不使用MDI，其余步骤与实实施例1完全相同。 [0027] 对照例2：不使用α-呋喃丙烯酸，其余步骤与实实施例1完全相同。 [0028] 对照例3：加入pH缓冲液调节矿浆酸碱度至7，其余步骤按照实施例1所述。 [0029] 对照例4：不用超声波对溶液处理，其余步骤按照实施例1所述。 [0030] 文中所述的MDI又叫双(4-异氰酸酯基苯基)甲烷或者4,4'-亚甲基双(异氰酸苯酯);二苯基甲烷-4,4'-二异氰酸酯，CAS号：101-68-8，市场有售。 [0031]实验测试： 浮选测试：按照实施例及对照例所述的参数进行浮选实验，充气速率为0.12m3/h，叶轮转速为1600r/min，调浆2min后加入捕收剂，1min后加入起泡剂，15s后充气刮泡，刮泡时间为3min，分析精煤产率及可燃体回收率。 [0032] 表1浮选试验结果实验结果表明：对比上述得到的实验结果发现，实施例1得到的可燃体回收率最高，并且实验表明该条件下灰分达到要求灰分上限，说明该条件下最有利于低阶煤浮选，改变浮选参数，即活性剂与α-呋喃丙烯酸配比，虽然个别配比产率有稍微上升，但是灰分也大幅度上升，可燃体回收率下降，过高的灰分失去了煤泥分选的意义。另外对照例1、2的浮选结果，申请人发现MDIα-呋喃丙烯酸使用与否对浮选行为有重大的影响，而对照例3、4则说明加入pH缓冲液调节矿浆酸碱度及超声波的使用对浮选效果也有一定程度的影响。 |
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