一种煤泥浮选捕收剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种煤泥浮选捕收剂的制备方法，所述制备方法是将柴油和煤油与要利用此煤泥浮选捕收剂进行浮选的同一产地的精煤颗粒进行混合，使原料中的有效成分吸附在精煤颗粒表面，然后解吸在精煤表面吸附的有效成分，从而获得适用于针对特定产地煤泥进行浮选的浮选捕收剂。本方法能够有针对性的根据煤泥的表面物理化学性质制备煤泥浮选捕收剂，所制备的浮选捕收剂效果好，且制备方法简单易于操作，具有极大的工业应用价值。

【技术实现步骤摘要】

本发涉及一种煤泥浮选捕收剂的制备方法，具体是将柴油或煤油与要利用此煤泥浮选捕收剂进行浮选的同一产地的精煤颗粒进行混合，使原料中的有效成分吸附在精煤颗粒表面，然后解吸在精煤表面吸附的有效成分的一种煤泥浮选捕收剂的制备方法。
技术介绍
浮选是煤泥回收的主要方法，它是依靠煤与矸石表面疏水性的差异，在气、固、液三相中进行分选。煤属于非极性矿物，其表面一般具有一定疏水性，但是为了提高煤泥浮选效果，煤泥浮选过程通常仍要加入非极性烃类油，如煤油、柴油，作为捕收剂来增强煤颗粒表面的疏水性。这些非极性烃类油捕收剂的化学组成既包括芳烃、烯烃、烷烃等非极性组分，也包含有部分含氧、含氮等杂极性化合物，通过在煤颗粒表面吸附并展开形成油膜而发挥捕收作用。国内外为了提高浮选药剂的活性进行了不少研究，提出了数种改善非极性烃类油的物理化学性质的有效改性方法，包括：（1）利用高能射线辐射化学作用，改变烃类结构。（2）使用电化学方法，将部分饱和非极性烃类油氧化成含羧基的极性分子。（3）将烃类油通入氧气进行液相催化氧化，使其发生自由基连锁反应，根据氧化程度不同，可生成过氧化物、醇、酸、酮、酯等不同含氧化合物，获得兼有起泡和捕收性的浮选药剂。虽然如此，目前工业规模的煤泥浮选中煤与浮选捕收剂的适配性不好一直是一个需要解决的问题。这有两个方面的原因：一方面，对于煤来说，由于其为复杂的有机高分子化合物，煤颗粒的表面性质随煤阶、产地、开采和储存环境和时间的不同而差异很大；另一方面，对于捕收剂来说，其捕收性能和其化学组成关系密切，而其组成又随产地、加工方法、分馏温度的不同有较大差异，即使同一个厂出产的同一种捕收剂，性能也不稳定。两个因素共同导致了捕收剂和煤之间的适配性容易出问题，浮选效果较差。例如，对于同样的煤种，原本使用效果良好的浮选捕收剂，由于煤产地更换而效果变得很差。究其原因，是因为浮选过程中捕收剂并不全部能发挥捕收作用，大量无效组分不起作用而浪费掉了。
技术实现思路
本专利技术的目的根据特定产地煤泥的物理化学性质，针对性提供适配性的煤泥浮选捕收剂，并提供一种煤泥浮选捕收剂的制备方法。为实现上述目的，本专利技术采取如下的步骤制备煤泥浮选捕收剂。一种煤泥浮选捕收剂的制备方法，所述制备方法是按下列步骤进行的：（1）将原煤进行分选，通过破碎筛分获得粒度为0.1～3.0mm的精煤颗粒；所述原煤是各种变质煤，且和按照本专利技术所公开的方法制备的煤泥浮选捕收剂所适宜浮选的煤具有相同的产地；所述分选方法包括重选和浮选的物理及物理化学方法；（2）将制备煤泥浮选捕收剂的原料与精煤颗粒按照质量比为0.2～30:1进行混合，搅拌0.1-5h，获得原料与精煤的固液混合物；所述制备煤泥浮选捕收剂的原料为柴油和煤油中的一种或其混合物；（3）将上述固液混合物离心分离0.2-3h，离心转速为600～5000r/min，然后将上层清液取出，获得下部固体沉淀；（4）将上述第三步形成的固体沉淀加热蒸馏，保持操作温度为25～300℃，操作压力为0.02～0.5MPa；蒸馏得到的产物通过冷凝装置收集，冷凝温度为-10～20℃，冷凝得到的液体产物即为煤泥浮选捕收剂；闪蒸后的固体残渣循环用于煤泥浮选捕收剂的制备。本专利技术上述制备方法所制备的煤泥浮选捕收剂与现有技术所制备的煤泥浮选捕收剂相比具有如下的优点与积极效果。第一，所制备的浮选捕收剂和煤具有适配性。本专利技术最具有独创性的特点就是从分子尺度上将“锁匙原理”进行了运用：所要浮选的煤颗粒类似锁，可以作为捕收剂制备的模板；本领域公知的煤油、柴油等常规浮选捕收剂所含的各种组分类似需要筛选的钥匙。本专利技术所述的煤泥浮选捕收剂的制备过程就类似于为一种类型的锁寻找合适钥匙的过程。第二，煤的表面性质随煤阶、产地、开采时间和储存环境均密切相关，存在很大的差异性。现有的技术手段还无法从分子水平表征煤的表面结构。传统的煤油、柴油和各种工业用捕收剂选用中，仅能根据煤阶、煤表面疏水性等指标进行粗略选择，使得选用的捕收剂中的某些组分与煤表面无法适配，不能在煤表面有效铺展，并不能发挥捕收剂的最大效用，大量捕收剂残留在水中，从而造成药剂的过量消耗浪费。现有技术无法合理的加以解决。本专利技术解决了这一问题：通过将常规浮选捕收剂与煤颗粒表面接触来制备性能适配的浮选捕收剂：起始原料中与煤表面性质相适配的成分将会在煤颗粒表面完成分子识别过程，吸附在煤颗粒表面。这部分成分才是发挥煤浮选捕收作用的有用成分，将这部分分子用于煤泥的浮选，无疑效果相比未优选的常规浮选捕收剂捕收效果要增强很多。第三，相比与现有利用辐射化学、磁场、电化学及催化氧化法制备煤泥浮选捕收剂的方法，本专利技术所公开的方法更加简单，成本相当或更低。进一步说，即使煤的表面分子结构能表征清楚，仅特异性筛选合成针对特定煤种捕收剂的费用也将异常昂贵，或将失去工业应用价值。本专利技术所公开的方法能达到相同的效果而显然成本低廉很多。因而本专利技术所公开的煤泥浮选捕收剂的制备方法极具工业应用价值。第四，本专利技术所制备的煤泥浮选捕收剂由于与煤的适配性好，将之应用于煤泥浮选中，能够减少用量，降低尾矿水的处理费用，有利于环境保护。使用本方法制备的煤浮选捕收剂在古交屯兰矿煤泥浮选实验中，在其他操作条件相同的情况下，比煤油捕收剂节油可达75%，同时精煤灰分可以降低30%。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术所提供的一种煤泥浮选捕收剂的制备方法进一步详细描述，但本专利技术并不局限于此。在以下实施例中，本专利技术中的起始原料煤油、柴油均为工业产品，均可通过商业途径获得，其来源能够得到保证。实施例1第一步：使用煤油作为捕收剂，仲辛醇作为起泡剂对古交矾石沟煤矿煤泥进行常规浮选。浮选设备采用XFD-1.5L型充气单槽浮选机，主轴转速1800r/min，充气量0.15m3/h，浮选槽容积为1.5L，煤浆浓度为100g/L。浮选过程如下：向浮选煤浆中按照200g/t煤泥加入煤油，调浆搅拌1min; 然后按照50g/t煤泥加入仲辛醇，调浆搅拌10s。打开进气阀门，计时刮泡3min，所得产品过滤、烘干获得精煤颗粒，备用；第二步：取煤油5000g，第一步制备的精煤颗粒1200g，在搅拌桶里进行混合，使用搅拌浆以1000r/min转速进行搅拌，搅拌时间为0.5h，以使得煤油中的有效组分能充分吸附在煤颗粒表面，获得煤与煤油的固液混合物。第三步：将装有固液混合物的搅拌桶放入离心机，离心分离2h，离心转速为3000r/min，使得固液两相产生分层。上层清液用泵抽出，收集下部固体部分留用。第四步：将第三步收集的固体部分加入不锈钢蒸馏釜里加热，操作温度为150℃，操作压力为0.05MPa，蒸馏产生的蒸汽产物通过冷凝器冷凝后收集，冷凝温度设定在10℃，冷凝得到的液体产物即为专用于古交矾石沟煤矿煤泥浮选的捕收剂；蒸馏后的固体残渣可以循环用于古交矾石沟煤矿煤泥浮选捕收剂的制备。实施例2第一步：使用煤油作为捕收剂，仲辛醇作为起泡剂对古交屯兰矿煤泥进行常规浮选。浮选设备采用XFD-1.5L型充气单槽浮选机，主轴转速1800r/min，充气量0.15m3/h，浮选槽容积为1.5L，煤浆浓度为100g/L。浮选过程如下：向浮选煤浆中按照200g/t煤泥加入煤油，调浆搅拌1min; 然后按照本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种煤泥浮选捕收剂的制备方法，所述制备方法是按下列步骤进行的：（1）将原煤进行分选，通过破碎筛分获得粒度为0.1～3.0mm的精煤颗粒；所述原煤是各种变质煤，且和按照本专利技术所公开的方法制备的煤泥浮选捕收剂所适宜浮选的煤具有相同的产地；所述分选方法包括重选和浮选的物理及物理化学方法；（2）将制备煤泥浮选捕收剂的原料与精煤颗粒按照质量比为0.2～30:1进行混合，搅拌0.1‑5h，获得原料与精煤的固液混合物；所述制备煤泥浮选捕收剂的原料为柴油和煤油中的一种或其混合物；（3）将上述固液混合物离心分离0.2‑3h，离心转速为600～5000r/min，然后将上层清液取出，获得下部固体沉淀；（4）将上述第三步形成的固体沉淀加热蒸馏，保持操作温度为25～300℃，操作压力为0.02～0.5MPa；蒸馏得到的产物通过冷凝装置收集，冷凝温度为‑10～20℃，冷凝得到的液体产物即为煤泥浮选捕收剂；闪蒸后的固体残渣循环用于煤泥浮选捕收剂的制备。

【技术特征摘要】
1.一种煤泥浮选捕收剂的制备方法，所述制备方法是按下列步骤进行的：（1）将原煤进行分选，通过破碎筛分获得粒度为0.1～3.0mm的精煤颗粒；所述原煤是各种变质煤，且和按照本发明所公开的方法制备的煤泥浮选捕收剂所适宜浮选的煤具有相同的产地；所述分选方法包括重选和浮选的物理及物理化学方法；（2）将制备煤泥浮选捕收剂的原料与精煤颗粒按照质量比为0.2～30:1进行混合，搅拌0.1-5h，获得原料与精煤的固液混合物；所述制备...

【专利技术属性】
技术研发人员：张志强，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14