一種煤泥浮選捕收劑的制備方法技術

本發明專利技術公開了一種煤泥浮選捕收劑的制備方法，所述制備方法是將柴油和煤油與要利用此煤泥浮選捕收劑進行浮選的同一產地的精煤顆粒進行混合，使原料中的有效成分吸附在精煤顆粒表面，然后解吸在精煤表面吸附的有效成分，從而獲得適用于針對特定產地煤泥進行浮選的浮選捕收劑。本方法能夠有針對性的根據煤泥的表面物理化學性質制備煤泥浮選捕收劑，所制備的浮選捕收劑效果好，且制備方法簡單易于操作，具有極大的工業應用價值。

【技術實現步驟摘要】

本發涉及一種煤泥浮選捕收劑的制備方法，具體是將柴油或煤油與要利用此煤泥浮選捕收劑進行浮選的同一產地的精煤顆粒進行混合，使原料中的有效成分吸附在精煤顆粒表面，然后解吸在精煤表面吸附的有效成分的一種煤泥浮選捕收劑的制備方法。
技術介紹
浮選是煤泥回收的主要方法，它是依靠煤與矸石表面疏水性的差異，在氣、固、液三相中進行分選。煤屬于非極性礦物，其表面一般具有一定疏水性，但是為了提高煤泥浮選效果，煤泥浮選過程通常仍要加入非極性烴類油，如煤油、柴油，作為捕收劑來增強煤顆粒表面的疏水性。這些非極性烴類油捕收劑的化學組成既包括芳烴、烯烴、烷烴等非極性組分，也包含有部分含氧、含氮等雜極性化合物，通過在煤顆粒表面吸附并展開形成油膜而發揮捕收作用。國內外為了提高浮選藥劑的活性進行了不少研究，提出了數種改善非極性烴類油的物理化學性質的有效改性方法，包括：（1）利用高能射線輻射化學作用，改變烴類結構。（2）使用電化學方法，將部分飽和非極性烴類油氧化成含羧基的極性分子。（3）將烴類油通入氧氣進行液相催化氧化，使其發生自由基連鎖反應，根據氧化程度不同，可生成過氧化物、醇、酸、酮、酯等不同含氧化合物，獲得兼有起泡和捕收性的浮選藥劑。雖然如此，目前工業規模的煤泥浮選中煤與浮選捕收劑的適配性不好一直是一個需要解決的問題。這有兩個方面的原因：一方面，對于煤來說，由于其為復雜的有機高分子化合物，煤顆粒的表面性質隨煤階、產地、開采和儲存環境和時間的不同而差異很大；另一方面，對于捕收劑來說，其捕收性能和其化學組成關系密切，而其組成又隨產地、加工方法、分餾溫度的不同有較大差異，即使同一個廠出產的同一種捕收劑，性能也不穩定。兩個因素共同導致了捕收劑和煤之間的適配性容易出問題，浮選效果較差。例如，對于同樣的煤種，原本使用效果良好的浮選捕收劑，由于煤產地更換而效果變得很差。究其原因，是因為浮選過程中捕收劑并不全部能發揮捕收作用，大量無效組分不起作用而浪費掉了。
技術實現思路
本專利技術的目的根據特定產地煤泥的物理化學性質，針對性提供適配性的煤泥浮選捕收劑，并提供一種煤泥浮選捕收劑的制備方法。為實現上述目的，本專利技術采取如下的步驟制備煤泥浮選捕收劑。一種煤泥浮選捕收劑的制備方法，所述制備方法是按下列步驟進行的：（1）將原煤進行分選，通過破碎篩分獲得粒度為0.1～3.0mm的精煤顆粒；所述原煤是各種變質煤，且和按照本專利技術所公開的方法制備的煤泥浮選捕收劑所適宜浮選的煤具有相同的產地；所述分選方法包括重選和浮選的物理及物理化學方法；（2）將制備煤泥浮選捕收劑的原料與精煤顆粒按照質量比為0.2～30:1進行混合，攪拌0.1-5h，獲得原料與精煤的固液混合物；所述制備煤泥浮選捕收劑的原料為柴油和煤油中的一種或其混合物；（3）將上述固液混合物離心分離0.2-3h，離心轉速為600～5000r/min，然后將上層清液取出，獲得下部固體沉淀；（4）將上述第三步形成的固體沉淀加熱蒸餾，保持操作溫度為25～300℃，操作壓力為0.02～0.5MPa；蒸餾得到的產物通過冷凝裝置收集，冷凝溫度為-10～20℃，冷凝得到的液體產物即為煤泥浮選捕收劑；閃蒸后的固體殘渣循環用于煤泥浮選捕收劑的制備。本專利技術上述制備方法所制備的煤泥浮選捕收劑與現有技術所制備的煤泥浮選捕收劑相比具有如下的優點與積極效果。第一，所制備的浮選捕收劑和煤具有適配性。本專利技術最具有獨創性的特點就是從分子尺度上將“鎖匙原理”進行了運用：所要浮選的煤顆粒類似鎖，可以作為捕收劑制備的模板；本領域公知的煤油、柴油等常規浮選捕收劑所含的各種組分類似需要篩選的鑰匙。本專利技術所述的煤泥浮選捕收劑的制備過程就類似于為一種類型的鎖尋找合適鑰匙的過程。第二，煤的表面性質隨煤階、產地、開采時間和儲存環境均密切相關，存在很大的差異性。現有的技術手段還無法從分子水平表征煤的表面結構。傳統的煤油、柴油和各種工業用捕收劑選用中，僅能根據煤階、煤表面疏水性等指標進行粗略選擇，使得選用的捕收劑中的某些組分與煤表面無法適配，不能在煤表面有效鋪展，并不能發揮捕收劑的最大效用，大量捕收劑殘留在水中，從而造成藥劑的過量消耗浪費。現有技術無法合理的加以解決。本專利技術解決了這一問題：通過將常規浮選捕收劑與煤顆粒表面接觸來制備性能適配的浮選捕收劑：起始原料中與煤表面性質相適配的成分將會在煤顆粒表面完成分子識別過程，吸附在煤顆粒表面。這部分成分才是發揮煤浮選捕收作用的有用成分，將這部分分子用于煤泥的浮選，無疑效果相比未優選的常規浮選捕收劑捕收效果要增強很多。第三，相比與現有利用輻射化學、磁場、電化學及催化氧化法制備煤泥浮選捕收劑的方法，本專利技術所公開的方法更加簡單，成本相當或更低。進一步說，即使煤的表面分子結構能表征清楚，僅特異性篩選合成針對特定煤種捕收劑的費用也將異常昂貴，或將失去工業應用價值。本專利技術所公開的方法能達到相同的效果而顯然成本低廉很多。因而本專利技術所公開的煤泥浮選捕收劑的制備方法極具工業應用價值。第四，本專利技術所制備的煤泥浮選捕收劑由于與煤的適配性好，將之應用于煤泥浮選中，能夠減少用量，降低尾礦水的處理費用，有利于環境保護。使用本方法制備的煤浮選捕收劑在古交屯蘭礦煤泥浮選實驗中，在其他操作條件相同的情況下，比煤油捕收劑節油可達75%，同時精煤灰分可以降低30%。具體實施方式下面結合具體的實施例對本專利技術所提供的一種煤泥浮選捕收劑的制備方法進一步詳細描述，但本專利技術并不局限于此。在以下實施例中，本專利技術中的起始原料煤油、柴油均為工業產品，均可通過商業途徑獲得，其來源能夠得到保證。實施例1第一步：使用煤油作為捕收劑，仲辛醇作為起泡劑對古交礬石溝煤礦煤泥進行常規浮選。浮選設備采用XFD-1.5L型充氣單槽浮選機，主軸轉速1800r/min，充氣量0.15m3/h，浮選槽容積為1.5L，煤漿濃度為100g/L。浮選過程如下：向浮選煤漿中按照200g/t煤泥加入煤油，調漿攪拌1min; 然后按照50g/t煤泥加入仲辛醇，調漿攪拌10s。打開進氣閥門，計時刮泡3min，所得產品過濾、烘干獲得精煤顆粒，備用；第二步：取煤油5000g，第一步制備的精煤顆粒1200g，在攪拌桶里進行混合，使用攪拌漿以1000r/min轉速進行攪拌，攪拌時間為0.5h，以使得煤油中的有效組分能充分吸附在煤顆粒表面，獲得煤與煤油的固液混合物。第三步：將裝有固液混合物的攪拌桶放入離心機，離心分離2h，離心轉速為3000r/min，使得固液兩相產生分層。上層清液用泵抽出，收集下部固體部分留用。第四步：將第三步收集的固體部分加入不銹鋼蒸餾釜里加熱，操作溫度為150℃，操作壓力為0.05MPa，蒸餾產生的蒸汽產物通過冷凝器冷凝后收集，冷凝溫度設定在10℃，冷凝得到的液體產物即為專用于古交礬石溝煤礦煤泥浮選的捕收劑；蒸餾后的固體殘渣可以循環用于古交礬石溝煤礦煤泥浮選捕收劑的制備。實施例2第一步：使用煤油作為捕收劑，仲辛醇作為起泡劑對古交屯蘭礦煤泥進行常規浮選。浮選設備采用XFD-1.5L型充氣單槽浮選機，主軸轉速1800r/min，充氣量0.15m3/h，浮選槽容積為1.5L，煤漿濃度為100g/L。浮選過程如下：向浮選煤漿中按照200g/t煤泥加入煤油，調漿攪拌1min; 然后按照本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種煤泥浮選捕收劑的制備方法，所述制備方法是按下列步驟進行的：（1）將原煤進行分選，通過破碎篩分獲得粒度為0.1～3.0mm的精煤顆粒；所述原煤是各種變質煤，且和按照本專利技術所公開的方法制備的煤泥浮選捕收劑所適宜浮選的煤具有相同的產地；所述分選方法包括重選和浮選的物理及物理化學方法；（2）將制備煤泥浮選捕收劑的原料與精煤顆粒按照質量比為0.2～30:1進行混合，攪拌0.1?5h，獲得原料與精煤的固液混合物；所述制備煤泥浮選捕收劑的原料為柴油和煤油中的一種或其混合物；（3）將上述固液混合物離心分離0.2?3h，離心轉速為600～5000r/min，然后將上層清液取出，獲得下部固體沉淀；（4）將上述第三步形成的固體沉淀加熱蒸餾，保持操作溫度為25～300℃，操作壓力為0.02～0.5MPa；蒸餾得到的產物通過冷凝裝置收集，冷凝溫度為?10～20℃，冷凝得到的液體產物即為煤泥浮選捕收劑；閃蒸后的固體殘渣循環用于煤泥浮選捕收劑的制備。

【技術特征摘要】
1.一種煤泥浮選捕收劑的制備方法，所述制備方法是按下列步驟進行的：（1）將原煤進行分選，通過破碎篩分獲得粒度為0.1～3.0mm的精煤顆粒；所述原煤是各種變質煤，且和按照本發明所公開的方法制備的煤泥浮選捕收劑所適宜浮選的煤具有相同的產地；所述分選方法包括重選和浮選的物理及物理化學方法；（2）將制備煤泥浮選捕收劑的原料與精煤顆粒按照質量比為0.2～30:1進行混合，攪拌0.1-5h，獲得原料與精煤的固液混合物；所述制備...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張志強，
申請(專利權)人：太原理工大學，
類型：發明
國別省市：山西;14