一种利用煤泥制备低灰低硫水煤浆的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用煤泥制备低灰低硫水煤浆的方法，包括如下步骤：步骤(1)：煤泥加水浆化后经分级、球磨处理，得到固含量为40％～60％的矿浆，矿浆中‑0.074mm颗粒占固体部分总质量的70％以上；步骤(2)：加水调节步骤(1)制得的矿浆的固含量为15％～45％，然后加入浮选药剂进行多级浮选，收集浮选煤精矿；步骤(3)：步骤(2)制得的浮选煤精矿进行压滤处理，压滤获得的滤饼含水量为28％～38％；步骤(4)：将步骤(3)的滤饼和分散剂搅拌、分散成浆体；控制浆体粘度小于或等于1200mPa·s；步骤(5)：向步骤(4)的浆体中投加稳定剂和pH调整剂，继续搅拌匀化得到低灰低硫水煤浆。本发明专利技术可以大幅度提升产品附加值，实现煤泥的高效清洁利用，经济效益与环境效益显著。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及洁净煤
，特别是涉及一种煤泥深度浮选制备低灰低硫水煤浆的方法。
技术介绍
“富煤、贫油、少气”的化石能源禀赋条件和可再生能源技术突破的历史进程决定了我国能源消费结构必然以煤炭为主，近十几年来在宏观经济快速发展的拉动下，煤炭需求持续大幅增加，煤炭产量由2002年的14.7亿吨增加到2014年的38.7亿吨，在一次能源生产和消费结构中的比重分别为76.5％和66.6％，占全球煤炭生产和消费总量的47.5％和50.2％(2013-2014年份《BP世界能源统计年鉴》)，对我国国民经济总量和增量的贡献率分别达到了15％和18％左右。煤炭工业为国民经济快速平稳发展，推进工业化、城镇化和现代化进程，提供了重要的物质基础和能源支撑，在我国能源供应保障中的主导地位和作用短期内不会改变。煤炭洗选可以减少无效运输、提升煤质、减少污染物排放，促进煤炭的清洁高效利用，在煤炭企业节能减排、建设生态矿山工作中扮演重要角色，是促进煤炭行业转变经济发展方式的重要基础。煤炭经洗选后，可充分发挥源头净化作用，实现高碳能源低碳排放，减少煤炭环境污染，提高煤炭综合利用。根据中国煤炭加工利用协会的有关数据，每洗选1亿吨原煤，可排除灰分约1300万吨、硫分近35万吨，减少二氧化硫排放达49万吨，排除1800多万吨煤矸石。利用洗选精煤为燃料，可提高燃煤效率10％～15％，每洗选1亿吨原煤，可节约1000万吨～1500万吨煤炭，若我国煤炭全部洗选加工(2015年原煤产量为37.5亿吨)，每年则可节约3亿多吨煤。为构建清洁、高效、安全、可持续的现代煤炭清洁利用体系，《煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020年)》(2015年)指出推进煤炭洗选和提质加工，提高煤炭产品质量是洁净煤技术的重中之重；提倡大力发展高精度煤炭洗选加工，实现煤炭深度提质和分质分级；开发高性能、高可靠性、智能化、大型(炼焦煤600万吨/年以上和动力煤1000万吨/年以上)选煤装备；严格落实《商品煤质量管理暂行办法》，积极推广先进的煤炭提质、洁净型煤和高浓度水煤浆技术。煤泥是煤炭洗选后的副产品，是由微细粒煤、粉化骨石和水组成的粘稠物，具有粒度细、微粒含量多、水分和灰分含量高、粘结性较强、内聚力大、燃烧效率低、环境污染严重等特点。据统计，目前国内各大选煤厂煤泥比例为15％～35％。2015年原煤产量37.5亿吨，入选原煤24.7亿吨，入选率65.9％。有资料表明，我国2020年原煤产量将达到42亿～44亿吨，选煤厂入洗率将达到80％，若以原煤入选比例20％计算，选煤厂排出的煤泥量也将达上千万吨。而随着采煤机械化程度的不断提高及原煤入选比例的提高，将会产生更多的粉煤和煤泥，煤泥量比现在会大量增加，节约潜力巨大。如果煤泥得不到有效利用，在浪费资源的同时，会对选煤厂洗水闭路循环及全厂正常运行生产产生影响。因此，及时、有效、经济地解决选煤厂煤泥的回收和利用，对于保护环境、保障生产、节约能源、提高效益等诸多方面均具有重要意义。目前国内对煤泥的处理和利用主要是三个方面：一是洗煤厂增加浮选设备，从废弃煤泥中回收精煤，虽然目前部分洗煤厂有少量浮选设备，但由于煤泥粒度细、灰分及硫分含量高，现有浮选技术不能有效的从煤泥中回收品质好的精煤，而且处理量非常小；二是利用煤泥发电，但是煤泥不能直接作为电煤，必须与其他品质更好的煤产品参混使用，而且煤泥含水量较高，配电煤前还需经过干燥。利用煤泥发电是目前比较广泛的煤泥利用方法，但是这种利用方式并没有实现煤泥价值的有效利用。三是在一些煤炭产量较大的地区，如山西、内蒙古地区，部分除用于配电煤外，还有一部分用于烧制砖瓦。以上三种方式都未能将煤泥充分高效利用，而且现在所有用途的利用率不到50％，每年尚有约9000万吨的煤泥成为了环境污染物，这种现状既增加了污染源又造成了资源的浪费。对于煤炭资源日趋枯竭的今天，高效合理地利用煤泥对我国乃至全球都有着十分重要的意义。目前水煤浆多采用原煤制备，主要有干法、干湿混合法和湿法三种工艺。干法由于能耗大及不安全等因素而不适宜大规模生产，干湿混合法增加了操作控制的复杂性，因此，目前基本上都是采用湿法制水煤浆，主要包括原煤破碎、加水磨矿、添加分散剂等强烈搅拌制浆、匀化、滤浆等多个环节。按照磨矿浓度不同，湿法制浆工艺又分为高浓度磨矿制浆工艺、中浓度磨矿制浆工艺和中、高浓度磨矿联合制浆工艺。湿法制浆工艺需要破碎设备，能耗高，需要额外添加一定量的水，而且制得的水煤浆质量受原煤质量的限制，难以制得低灰低硫的高品级水煤浆。利用煤泥制备水煤浆是煤泥最高效的利用方式，更具经济意义和环保意义，煤泥制浆工艺不需要破碎设备，简化了磨矿工艺；煤泥浮选得到的精煤本身就含有大量的水分，脱除一定的水分后便可制浆，制得的煤泥浆可用于管道输送技术，而且运距越长，运量越大，经济效益越显著，并且解决了选煤厂煤泥堆放与污染问题，是国土资源部大力推广的矿产资源节约与综合利用先进适用技术。现有较多采用煤泥制备水煤浆的报道，如，公开号为CN105419891A的中国专利文献公开了一种节能型低硫低灰环保水煤浆的制备方法，将含有较高硫分和灰份的煤料，依次经过湿式预磨，煤浆清洁处理，水煤浆成浆、熟化，从而制备获得低硫低灰环保水煤浆。所述方法具体步骤如下：(1)将含有较高硫分和灰份的煤料，与一定量的水、分散剂、浮选药剂进行湿法预混磨；(2)将预混磨得到的初级煤浆导入煤浆清洁处理系统，经过重介质分选、浮选进行脱硫、降灰处理，并经筛网过滤后流入缓冲罐中进行硫分、灰份质量监测，合格的初级煤浆进入下一工段，非合格煤浆重新进入预磨与煤浆清洁工段；(3)在合格的初级煤浆中加入脱硫剂、稳定剂等，并对水煤浆浓度进行在线监控调节，均质、熟化后得到环保水煤浆产品。该方法处理效果较差，仅适用于含硫量≤2％、灰份≤30％的煤料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中煤泥利用效率低的缺点，利用煤泥深度浮选获得低硫低灰的浮选精煤，再以此制备水煤浆，旨在提供一种高效、清洁利用煤泥的方法，以期解决煤泥综合利用差、环境污染严重的问题。一种利用煤泥制备低灰低硫水煤浆的方法，包括如下步骤：步骤(1)：煤泥浆化处理煤泥加水浆化后经分级、球磨处理，得到固含量为40％～60％的矿浆，矿浆中-0.074mm颗粒占固体部分总质量的70％以上；步骤(2)：浮选调节步骤(1)制得的矿浆的固含量为15％～45％，然后加入浮选药剂进行浮选(多级浮选)，收集浮选煤精矿；步骤(3)：浮选煤精矿浓缩步骤(2)制得的浮选煤精矿进行压滤处理，压滤获得的滤饼含水量控制在28％～38％之间；步骤(4)：搅拌分散将步骤(3)的滤饼和分散剂搅拌、分散成浆体；控制浆体的粘度小于或等于1200mPa·s；步骤(5)：搅拌匀化向步骤(4)的浆体中投加稳定剂和pH调整剂，继续搅拌匀化得到低灰低硫水煤浆。本专利技术提供了一种以煤泥为原料制备低灰低硫水煤浆的方法，通过各步骤及其质量控制指标和浮选方式的相互协同，达到降低煤泥中的灰分和硫分，实现煤泥的高效利用，提高煤泥的经济价值。本方法适用于灰分含量为25％～68％的煤泥或煤泥浆；可用于处理现有绝大多数煤泥，适用范围广，且固定碳回收率高。制得的水煤浆的灰分和硫含量低；含煤量高；粘度低，流动性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用煤泥制备低灰低硫水煤浆的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(1)：煤泥浆化处理煤泥加水浆化后经分级、球磨处理，得到固含量为40％～60％的矿浆，矿浆中‑0.074mm颗粒占固体部分总质量的70％以上；步骤(2)：浮选调节步骤(1)制得的矿浆的固含量为15％～45％，然后加入浮选药剂进行浮选，收集浮选煤精矿；步骤(3)：浮选煤精矿浓缩步骤(2)制得的浮选煤精矿进行压滤处理，压滤获得的滤饼含水量控制在28％～38％之间；步骤(4)：搅拌分散将步骤(3)的滤饼和分散剂搅拌、分散成浆体；控制浆体的粘度小于或等于1200mPa·s；步骤(5)：搅拌匀化向步骤(4)的浆体中投加稳定剂和pH调整剂，继续搅拌匀化得到低灰低硫水煤浆。

【技术特征摘要】
1.一种利用煤泥制备低灰低硫水煤浆的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(1)：煤泥浆化处理煤泥加水浆化后经分级、球磨处理，得到固含量为40％～60％的矿浆，矿浆中-0.074mm颗粒占固体部分总质量的70％以上；步骤(2)：浮选调节步骤(1)制得的矿浆的固含量为15％～45％，然后加入浮选药剂进行浮选，收集浮选煤精矿；步骤(3)：浮选煤精矿浓缩步骤(2)制得的浮选煤精矿进行压滤处理，压滤获得的滤饼含水量控制在28％～38％之间；步骤(4)：搅拌分散将步骤(3)的滤饼和分散剂搅拌、分散成浆体；控制浆体的粘度小于或等于1200mPa·s；步骤(5)：搅拌匀化向步骤(4)的浆体中投加稳定剂和pH调整剂，继续搅拌匀化得到低灰低硫水煤浆。2.根据权利要求1所述的利用煤泥制备低灰低硫水煤浆的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的浮选药剂包含浮选调整剂、抑制剂、选煤捕收剂、起泡剂中的至少一种；所述的浮选调整剂为CaO、氢氧化钙、碳酸钠、氢氧化钠中的至少一种；所述的抑制剂为腐植酸钠、柠檬酸钠、淀粉、水玻璃、六偏磷酸钠、羧甲基纤维素、木质素磺酸钙中的至少一种；所述的选煤捕收剂为柴油、煤油、复合选煤油中的至少一种；所述的起泡剂为2#油、仲辛醇、甲基异丁基甲醇、邻苯二甲酸酯中的至少一种。3.根据权利要求2所述的利用煤泥制备低灰低硫水煤浆的方法，其特征在于：所述的浮选药剂中，以煤泥干重为基准，浮选调整剂的投加量为500～10000g/t；所述的抑制剂的投加量为200～6000g/t；所述的选煤捕收剂投加量为100～1000g/t；所述的起泡剂的投加量为0～1000g/t。4.根据权利要求3所述的利用煤泥制备低灰低硫水煤浆的方法，其特征在于：步骤(2)中，浮选过程包括粗选、精选和扫选；浮选过程中，粗选次数...

【专利技术属性】
技术研发人员：符剑刚，陈钰，吴凯，李政，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43