一种表面活性剂先吸附后脱附的低阶煤浮选分离方法 |
|||||||
| 申请号 | CN202010234094.4 | 申请日 | 2020-03-30 | 公开(公告)号 | CN111408479B | 公开(公告)日 | 2022-05-31 |
| 申请人 | 太原理工大学; | 发明人 | 郭建英; 栗褒; 刘生玉; 孙小乐; | ||||
| 摘要 | 本 发明 公开了一种 钙 离子条件下 表面活性剂 先 吸附 后脱附的低阶 煤 浮选分离方法，首先将低阶煤 破碎 至0.5 mm以下，将破碎的煤样与 氯化钙 溶液混合搅拌作用30~90 min，然后加入表面活性剂继续混合搅拌60~120 min，最后将所述低阶煤矿浆施加 超 声波 10~100 s，依次加入捕收剂 煤油 、起泡剂仲辛醇搅拌进行浮选。本方法将无机盐钙离子、表面活性剂和 超声波 应用于低阶煤的浮选分离中，提高了低阶煤中有机质和矿物质的 润湿性 差异，促进低阶煤浮选分离。本方法适用于长焰煤、不粘煤、弱粘煤（低变质煤炭），采用钙离子条件下表面活性剂先吸附后脱附的浮选分离方法，在保持浮选精煤灰分基本不变的条件下，提高浮选精煤产率。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种钙离子条件下表面活性剂先吸附后脱附的低阶煤浮选分离方法，其特征在于步骤如下： |
||||||
| 说明书全文 | 一种表面活性剂先吸附后脱附的低阶煤浮选分离方法技术领域背景技术[0002] 我国低变质煤炭资源储量丰富，随着开采机械化程度的提高，细粒低阶煤泥的产量也越来越高。浮选技术是解决细粒矿物回收最有效的方式。由于低阶煤中有机质含有大量的极性含氧官能团，疏水性差，难以利用其与矿物质表面润湿性差异来达到浮选分离的目的。表面活性剂作为重要的浮选促进剂，其可以吸附在低阶煤的表面并增加其表面的疏水性，但表面活性剂与各种矿物之间的范德华作用和静电作用是普遍存在的，表面活性剂吸附在煤中有机质的同时也可以与矿物质发生吸附，使有机质与矿物质表面疏水性均得到增强，导致精煤产率上升的同时精煤灰分也随之升高。 [0003] 脂肪醇聚氧乙烯醚系列表面活性剂与煤中矿物质之间的相互作用主要为弱静电作用和范德华作用，而其与煤中有机质表面通过氢键进行吸附。在一定强度超声波作用下，最大程度地脱附去除吸附在煤中矿物质上的表面活性剂，而尽可能保留吸附在有机质上的表面活性剂，这无疑会扩大吸附表面活性剂后有机质和矿物质的表面润湿性差异，以此促进低品质煤炭浮选分离。 发明内容[0004] 本发明旨在提供一种提高低阶煤浮选精煤产率和尾煤灰分的方法，针对低阶煤浮选分离困难、浮选促进剂表面活性剂无选择性吸附的问题。 [0005] 本发明在浮选作业前，在钙离子条件下对低阶煤进行表面活性剂先吸附、后超声作用下脱附的预处理，增强煤中有机质疏水性的同时而不增加矿物质疏水性，扩大两者之间表面润湿性差异，促进低阶煤浮选分离。 [0006] 本发明提供了一种钙离子条件下表面活性剂先吸附后脱附的低阶煤浮选分离方法，包括以下步骤： [0007] （1）将低阶煤破碎至0.5 mm以下； [0009] （3）将步骤（2）中矿浆中加入一定质量的表面活性剂，混合搅拌60 120 min；~ [0012] 上述方法中，步骤（1）中低阶煤为长焰煤、不粘煤、弱粘煤中的任一种。 [0013] 上述方法中，步骤（2）中氯化钙溶液浓度为0.001 0.005 mol/L。~ [0016] 上述方法中，步骤（4）中超声频率为40 kHz。超声频率控制在40 kHz，可以最大程度地脱附去除吸附在煤中矿物质上的表面活性剂，而尽可能保留吸附在有机质上的表面活性剂。 [0017] 上述方法中，步骤（5）中捕收剂煤油用量为2000 16000 g（煤油）/t（煤），起泡剂~仲辛醇用量为300 2000 g（仲辛醇）/t（煤）。 ~ [0018] 本发明的有益效果：低阶煤浮选作业前，在钙离子存在条件下，使用脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性剂对低阶煤进行预吸附处理，表面活性剂对低阶煤表面强极性含氧基团的覆盖使其表面疏水性显著提高；对吸附表面活性剂后的矿浆施加一定频率的超声波，尽可能保留吸附在有机质上的表面活性剂，最大程度地脱附去除吸附在煤中矿物质上的表面活性剂，增强煤中有机质疏水性的同时而不增加矿物质疏水性，以此促进低阶煤浮选分离。在浮选精煤灰分基本不变的条件下，与未经预处理的低阶煤相比，采用钙离子条件下表面活性剂先吸附后脱附的浮选分离方法，可以提高浮选精煤产率。 具体实施方式[0019] 下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。 [0020] 实施例1 [0021] 本实施例利用钙离子条件下表面活性剂先吸附后脱附的低阶煤浮选分离方法包括以下步骤： [0022] （1）称取48g破碎至0.5 mm以下的不粘煤样；然后使用浓度为0.001 mol/L的氯化钙溶液将该煤样调节成浓度为80 g（煤）/L（水）的矿浆，混合搅拌60 min； [0023] （2）加入碳链长度为12、聚合度为15的脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性剂，表面活性剂溶液浓度为592.2 mg/L, 矿浆温度25℃，搅拌转速为800 r/min，搅拌120 min； [0024] （3）对矿浆施加40 kHz的超声波30 s； [0025] （4）在矿浆中依次加入捕收剂煤油与起泡剂仲辛醇，捕收剂煤油用量为12000 g（煤油）/t（煤），起泡剂仲辛醇用量为1100 g（仲辛醇）/t（煤），分别搅拌2 min与10 s，然后进行刮泡浮选，刮泡时间3 min。将浮选精煤和尾煤分别抽滤、烘干、称重并进行灰分测定。 [0026] 本例实施所得结果见表1。 [0027] 表1 不粘煤样处理前后的浮选结果 [0028] [0029] 处理后煤是指经过本发明方法处理后的煤，首先将破碎至0.5 mm以下的不粘煤在调浆时先加入氯化钙溶液，再加入表面活性剂，然后超声处理的煤样。处理前煤是指破碎至0.5 mm以下的不粘煤样，没有经过上述步骤处理，直接用水调浆的煤样。 [0030] 实施例2 [0031] 本实施例利用钙离子条件下表面活性剂先吸附后脱附的低阶煤浮选分离方法包括以下步骤： [0032] （1）称取48g破碎至0.5 mm以下的弱粘煤样；然后使用浓度为0.003 mol/L的氯化钙溶液将该煤样调节成浓度为80 g（煤）/L（水）的矿浆，混合搅拌40 min； [0033] （2）加入碳链长度为12、聚合度为7的脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性剂，表面活性剂溶液浓度为400 mg/L，矿浆温度15℃，搅拌转速为300 r/min，搅拌60 min； [0034] （3）对矿浆施加40 kHz的超声波80 s； [0035] （4）在矿浆中依次加入捕收剂煤油与起泡剂仲辛醇，捕收剂煤油用量为5000 g（煤油）/t（煤），起泡剂仲辛醇用量为600 g（仲辛醇）/t（煤），分别搅拌2 min与10 s，然后进行刮泡浮选，刮泡时间3 min。将浮选精煤和尾煤分别抽滤、烘干、称重并进行灰分测定。 [0036] 本例实施所得结果见表2。 [0037] 表2 弱粘煤样处理前后的浮选结果 [0038] [0039] 实施例3 [0040] 本实施例利用钙离子条件下表面活性剂先吸附后脱附的低阶煤浮选分离方法包括以下步骤： [0041] （1）称取60g破碎至0.5 mm以下的长焰煤样；然后使用浓度为0.005 mol/L的氯化钙溶液将该煤样调节成浓度为100 g（煤）/L（水）的矿浆，混合搅拌90 min； [0042] （2）加入碳链长度为14、聚合度为7的脂肪醇聚氧乙烯醚表面活性剂，表面活性剂溶液浓度为800 mg/L，矿浆温度30℃，搅拌转速为1000 r/min，搅拌120 min； [0043] （3）对矿浆施加40 kHz的超声波20 s； [0044] （4）在矿浆中依次加入捕收剂煤油与起泡剂仲辛醇，捕收剂煤油用量为14000 g（煤油）/t（煤），起泡剂仲辛醇用量为1000 g（仲辛醇）/t（煤），分别搅拌2 min与10 s，然后进行刮泡浮选，刮泡时间3 min。将浮选精煤和尾煤分别抽滤、烘干、称重并进行灰分测定。 [0045] 本例实施所得结果见表3。 [0046] 表3 长焰煤样处理前后的浮选结果 [0047] |
||||||
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈