一种用于煤岩组分分选的改性预处理方法技术

本发明专利技术公开了一种用于煤岩组分分选的改性预处理方法，该方法为：一、将原料煤破碎至粒度不大于0.125mm；二、将直径为3mm～5mm的氧化锆球和破碎后的原料煤置于微波搅拌球磨机内；三、开启微波搅拌球磨机的搅拌器进行球磨，在球磨过程中向球磨桶内加入改性药剂1～6次，并进行微波辐射；四、待球磨结束后，取出微波搅拌球磨机内的物料，室温下冷却后去除氧化锆球，得到改性后的煤料。本发明专利技术通过在球磨过程中向原料煤中加入改性药剂，并结合微波辐射对原料煤进行改性，扩大煤岩镜质组和惰质组的可浮性差异，从而提高镜质组份和惰质组份的浮选分离效果，从根本上解决了煤岩显微组分可浮性差异小，浮选分离效果差的难题。

【技术实现步骤摘要】
一种用于煤岩组分分选的改性预处理方法
本专利技术属于煤表面改性
，具体涉及一种用于煤岩组分分选的改性预处理方法。
技术介绍
根据煤岩学方法，可将煤显微组分分为镜质组、惰质组和壳质组。煤中各显微组分的结构和性质不同，其在煤炭加工利用中的地位和用途也不同，如镜质组可较大比例用于配煤炼焦、液化等工业；惰质组的粘结性、成浆性、液化性等较差，它却是制备石墨、活性炭等碳材料的优质原料。煤岩显微组分对煤炼焦工业、煤液化工业、煤燃烧、水煤浆工业、煤的氧化和气化以及原生沉积矿床和生物成矿等领域都有影响(RachelW(RachelW,MariaM.FunctionalgroupandindividualmaceralchemistryofhighvolatilebituminouscoalsfromsouthernIndiana:controlsoncoking[J].InternationalJournalofCoalGeology,2004,58:181-191)、DasTK(DasTK.ThermogravimetriccharacterisationofmaceralconcentratesofRussiancokingcoals[J].Fuel,2001,80:97-106)、DaiH(DaiH.StatusofdirectcoalliquefactionresearchinChina[J].Energy,1986,11:1225-1229)、SoniaH(SoniaH,AlfredoG,GuillermoA,XimenaG,ClaudiaU.Coalblendcombustion:linkbetweenunburntcarboninflyashesandmaceralcomposition[J].FuelProcessingTechnology,2003,80:209-223)、祁威(祁威,舒新前,王祖讷,朱书全,傅晓恒.神府煤制水煤浆的研究[J].煤炭科学技术,2003,31(7):34-35))。因此，有效进行煤岩组分的分选、发展煤岩组分的分级利用是促进煤炭综合、高效利用的有效途径。煤岩组分的分离方法主要有比重法、浮选法、静电选及化学氧化法等，但这些方法目前都尚处于实验室研究阶段。其中，基于煤岩组分表面润湿性差异的浮选分离方法是最有可能实现工业生产的一种方法，但由于煤岩组分的表面可浮性差异较小，致使浮选分离的效果较差。为了扩大煤岩组分间的可浮性差异，从而提高煤岩单组份的富集率，有研究者(HonakerRQ(HonakerRQ,MohantyMK,CrellingJC.Coalmaceralseparationusingcolumnflotation.MineralsEngineering[J],1996,9(4):449-464)、林治穆(林治穆.煤显微组分的浮选法分离及富集物燃烧性能[J].山东矿业学院学报,1990,9(1):74)、ShuXQ(ShuXQ,WangZN,XuJQ.SeparationandpreparationofmaceralsinShenfucoalsbyflotation[J].Fuel,2002,81(4):495-501、HowerJC(HowerJC,KuehnKW,ParekhBK,PetersWJ.MaceralsandmicrolithotypebeneficiationincolumnflotationatthePowellMountainCoalMayflowerPreparationPlant,LeeCounty,Virginia[J].FuelProcessingTechnology,2000,67:23-33))在分选设备的改革、工艺制度的调整和浮选药剂的开发上进行了部分研究，一定程度上提高了煤岩组分的浮选分离效果。由于煤岩组分间的可浮性差异较小，致使浮选药剂的选择极为困难，相应的药剂制度不能明确，目前还未找到统一、可行的浮选分离药剂和方法。煤岩组分表面结构和性质的差异使得浮选法分离煤岩组分成为可能，但由于煤的表面性质极其复杂、煤岩组分表面性质的差异较小又使得浮选法分离煤岩组分难度增大。以煤岩组分的表面结构为基础，采用合适的改性预处理方法选择性地改变煤岩组分的表面结构，从而扩大组分间的可浮性差异是解决上述问题的一种新思路。目前，关于煤岩组分表面改性的研究很少，特别是通过改性预处理扩大煤岩组分可浮性差异的研究尚未见报道。以上论述可见，开发一种有效的用于煤岩组分浮选分离的改性预处理方法对于煤岩组分的分选具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种用于煤岩组分分选的改性预处理方法。该方法通过在球磨过程中向原料煤中加入改性药剂，并结合微波辐射对原料煤进行改性，扩大煤岩镜质组和惰质组的可浮性差异，从而提高镜质组份和惰质组份的浮选分离效果，从根本上解决了煤岩显微组分可浮性差异小，浮选分离效果差的难题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种用于煤岩组分分选的改性预处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将原料煤破碎至粒度不大于0.125mm；步骤二、将直径为3mm～5mm的氧化锆球和步骤一中破碎后的原料煤置于微波搅拌球磨机内；所述微波搅拌球磨机包括一端开口的球磨桶、搅拌器和微波发生器，所述球磨桶的开口端设置有用于密封球磨桶的密封盖板，所述搅拌器从密封盖板的中心开口插入球磨桶内，所述密封盖板上设置有与球磨桶内部相通的加药口，所述微波发生器的能量输出口与球磨桶的外壁相连接；步骤三、开启步骤二中所述微波搅拌球磨机的搅拌器，在转速为150rpm～250rpm的条件下进行球磨，在球磨过程中向球磨桶内加入改性药剂1～6次，并在每次加完改性药剂1min～10min后打开微波发生器，在功率为300W～900W的条件下对微波搅拌球磨机内的物料微波辐射0.5min～5min；所述球磨的时间为20min～60min；所述改性药剂为甲醇、乙醇、乙醚或丙酮，每次加入改性药剂的质量为破碎后原料煤质量的0.5％～5％；步骤四、待步骤三中球磨结束后，取出微波搅拌球磨机内的物料，室温下冷却后去除氧化锆球，得到改性后的煤料。上述的一种用于煤岩组分分选的改性预处理方法，其特征在于，步骤二中所述氧化锆球与破碎后的原料煤的体积比为(3～5):1。上述的一种用于煤岩组分分选的改性预处理方法，其特征在于，步骤三中第一次加入改性药剂的方式为：在开启搅拌器的同时或开启搅拌器后10min内开始通过加药口向球磨桶内加入改性药剂，并控制改性药剂的加入时间为1min～5min。上述的一种用于煤岩组分分选的改性预处理方法，其特征在于，当步骤三中微波辐射结束后需要再次加入改性药剂时，控制微波辐射结束与再次加入改性药剂之间的时间间隔为1min～5min。上述的一种用于煤岩组分分选的改性预处理方法，其特征在于，再次加入改性药剂时控制改性药剂的加入时间为1min～5min。上述的一种用于煤岩组分分选的改性预处理方法，其特征在于，步骤四中所述冷却的时间为0.5h～6h。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术通过在球磨过程中向原料煤中加入改性药剂，并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于煤岩组分分选的改性预处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将原料煤破碎至粒度不大于0.125mm；步骤二、将直径为3mm～5mm的氧化锆球和步骤一中破碎后的原料煤置于微波搅拌球磨机内；所述微波搅拌球磨机包括一端开口的球磨桶(1)、搅拌器(2)和微波发生器(3)，所述球磨桶(1)的开口端设置有用于密封球磨桶(1)的密封盖板(4)，所述搅拌器(2)从密封盖板(4)的中心开口插入球磨桶(1)内，所述密封盖板(4)上设置有与球磨桶(1)内部相通的加药口(5)，所述微波发生器(3)的能量输出口(6)与球磨桶(1)的外壁相连接；步骤三、开启步骤二中所述微波搅拌球磨机的搅拌器(2)，在转速为150rpm～250rpm的条件下进行球磨，在球磨过程中向球磨桶(1)内加入改性药剂1～6次，并在每次加完改性药剂1min～10min后打开微波发生器(3)，在功率为300W～900W的条件下对微波搅拌球磨机内的物料微波辐射0.5min～5min；所述球磨的时间为20min～60min；所述改性药剂为甲醇、乙醇、乙醚或丙酮，每次加入改性药剂的质量为破碎后原料煤质量的0.5％～5％；步骤四、待步骤三中球磨结束后，取出微波搅拌球磨机内的物料，室温下冷却后去除氧化锆球，得到改性后的煤料。...

【技术特征摘要】
1.一种用于煤岩组分分选的改性预处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将原料煤破碎至粒度不大于0.125mm；步骤二、将直径为3mm～5mm的氧化锆球和步骤一中破碎后的原料煤置于微波搅拌球磨机内；所述微波搅拌球磨机包括一端开口的球磨桶(1)、搅拌器(2)和微波发生器(3)，所述球磨桶(1)的开口端设置有用于密封球磨桶(1)的密封盖板(4)，所述搅拌器(2)从密封盖板(4)的中心开口插入球磨桶(1)内，所述密封盖板(4)上设置有与球磨桶(1)内部相通的加药口(5)，所述微波发生器(3)的能量输出口(6)与球磨桶(1)的外壁相连接；步骤三、开启步骤二中所述微波搅拌球磨机的搅拌器(2)，在转速为150rpm～250rpm的条件下进行球磨，在球磨过程中向球磨桶(1)内加入改性药剂1～6次，并在每次加完改性药剂1min～10min后打开微波发生器(3)，在功率为300W～900W的条件下对微波搅拌球磨机内的物料微波辐射0.5min～5min；所述球磨的时间为20min～60...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟，周安宁，杨志远，
申请(专利权)人：西安科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61