利用洗油作为一种新型的煤炭浮选捕收剂

利用洗油作为一种新型的煤炭浮选捕收剂摘要利用洗油的煤炭捕收剂的提出克服了煤泥浮选中常规收集器的缺点。这些缺点包括：高价位，有限的资源和高消耗。通过对添加剂对浮选效果的研究和创新，研发出了“一个粗分离一个清洁分离”的浮选技术。实验结果表明，随着抑制剂的应用，精煤灰分含量降低1.36%，精煤产率降低大约10%。通过利用抑制剂，精煤产率增加3.76%，灰分降低0.40%。通过使用分散剂和抑制剂的结合物，得到的最终产物的灰分含量为10.78%，产率为70.12%。这项新技术应用使灰分降低了1.21%，产率降低2.8%，煤炭浮选完善指标增加了2.03%。与普通浮选相比，新技术的应用使灰分降低了0.17%，产率提高5.3%，完善指数增加4.18%。关键词:洗油，煤泥浮选，收集器，抑制剂，分散剂1简介因为经济和环境上的问题，在中国煤炭浮选越来越成为选煤中不可或缺的一部分。原煤中细颗粒的比例随着煤炭开采机械化的增加而增加，且其质量远低于大颗粒。相关机构逐渐认识到煤炭工业对国家经济发展有很大影响，而且也造成严重的经济问题，这是因为煤炭质量的下降，这对经济发展不利。因此，精煤在煤炭工业中渐渐重要起来。精煤分离技术中的煤炭浮选是最受欢迎的和应用最广泛的。几乎所有的中国的炼焦选煤厂都有浮选部分：浮选容量大概是全年所有煤炭加工量的20%。常规的浮选捕收剂有一定的局限性，所以开发新的高效的和清洁的捕收剂是很有价值的。煤油和轻柴油的价格高而且资源有限，但是消耗大，被广泛的作为捕收剂用于煤泥浮选。洗油是煤焦油的一部分，有很多的优点。包括高产率，大量的来源，良好的流动性和在浆中有很好的分散性。洗油的主要成分包括各种各样的芳香族烃和极性化合物，例如吡啶和喹啉。由于芳香族烃比烷烃洗油具有更高的表面活性，这主要影响捕收。极性化合物如吡啶和喹啉都对发泡有影响，就对矿物表面的分散性和粘附性而言，也可以有所促进洗油中的其他组分。因此，洗油是一种多功能的浮选药剂。然而洗油的选择性比较差，当被用作唯一的捕收剂时，精煤的灰分较高。因此，应用适当的浮选添加剂如抑制剂和分散剂来降低精煤灰分是有必要的。2入料煤的性质2.1工业分析实验煤样来自中国徐州天能集团龙骨选煤厂表1 煤样的工业分析全水分（%）灰分（%）焓挥发分（%）全硫（%）干燥基高位发热量（%）2.1822.582327.960.3723.63如表1所示，龙骨矿的煤是低硫，具有高热值的中灰烛煤。2.2使用煤油作为捕收剂的逐步释放试验根据中国标准GB/4757-1984表明的使用常规试剂的最佳浮选条件来进行的正交实验：每吨干煤泥1200g煤油，80g仲辛醇每吨干煤泥和60g/L的纸浆浓度。在这些条件下的精煤产率为73.83%而灰分为10.74%。图1显示了基于这些条件的释放试验的相关数据。注意，当精煤灰分是9.74%精煤产率是62.02%时尾矿灰分是43.78%，浮选完善指数是45.74%。图1逐步释放试验曲线3使用洗油作为捕收剂的浮选结果3.1使用洗油作为捕收剂的最佳浮选条件选择一个L16（4 5）设计来检测四水平的三个因素。从这些实验的数据中我们可以获得完善指标，然后选出完善指标的最高值作为最佳实验条件来进行一步一步的释放试验。在表2中记录该设计实验的结果。我们发现最佳实验条件是洗油剂量为800g每吨干煤泥，仲辛醇含量为40g每吨干煤泥，纸浆浓度为100g/L。在这些条件下可得精煤产率为77.87%灰分为12.62%。因为洗油中的主要组分是芳香族烃，所以被视为高产率和高灰，这具有高活性但是选择性低。因此，洗油不能满足大多数需要，其他对降低精煤灰分的研究是必须的。两种最受欢迎的浮选添加剂是抑制剂和分散剂，可以用于降低精煤灰分，同时产生较高的产率。3.2抑制剂对降低浮选后的精煤灰分的影响氧化钙，亚硫酸钠，玉米淀粉和羧甲基纤维素通常用于抑制剂。大量实验旨在寻找适合的抑制剂，为了优化选择，在浮选之后比较不同抑制剂对降低灰分的影响。图2表明总精煤产率随着抑制剂浓度的增加而降低。然而，规模和降低率差异很大，这取决于抑制剂。当抑制剂剂量很小时对精煤产率影响很小。第一个实验之后，随着羧甲基纤维素的增加精煤产率有15%的降低，随着氧化钙的增加精煤产率有33%的降低。当用玉米淀粉作为抑制剂时，从第一个实验到第四个实验精煤产率降低65%。亚硫酸钠添加剂相对之下精煤产率总体略有减少10%左右。浮选应该通过降低灰分来提高煤炭产量，使用亚硫酸钠作为抑制剂，灰分11.26%的精煤产品产率降低10.33%。亚硫酸钠作为抑制剂的精煤产率下降最少。此外，度量浮选质量的完善指数随着剂量的改变稍有改变。因此当自由作为捕收剂时，我们选择亚硫酸钠作为抑制剂。表2 用洗油确定最佳浮选条件的实验序号洗油（干煤泥)(g/t)仲辛醇（干煤泥）(g/t)纸浆浓度（g/L)精煤产率（%）精煤灰分（%）完善指标（%）140004019.538.9215.162400406048.1310.5133.173400808053.7210.9735.16440012010065.3311.3141.78560006023.619.4217.636600404067.8011.7541.8276008010072.8312.0644.4086001208076.6912.4244.47980008054.2611.1635.11108004010077.8712.6245.5211800804076.0712.2844.47128001206079.4312.8643.64131000010069.8011.9142.92141000408070.7411.9542.79151000806081.0312.9444.511610001204078.1512.7844.25表3 抑制剂及其用量表3 抑制剂及其剂量(g/t)实验序号01234CaO (干煤泥)01000200030004000亚硫酸钠（干煤泥）020050010001500玉米淀粉 (干煤泥)050100200500CMC (干煤泥)010203060(a) 精煤产率 (b)精煤的灰分 (c)完善指数图2 精煤产率随着抑制剂浓度增加而降低3.3抑制剂对精煤产率的影响假定灰分含量是可以接受的，浮选的经济效益直接取决于精煤产率。在浮选到一定程度之后，分散剂可以降低灰分和硫含量，同时保持相对较高的精煤产量善指数增加。六偏磷酸钠和萘磺酸钠甲醛缩合化合物用作测试的分散剂，剂量如表4所示：表4 分散剂及其剂量(g/t)实验序号0123萘磺酸甲醛缩合化合物（干煤泥）050010002000可以看出，加入六偏磷酸钠之后，精煤产量逐渐从77.87%降低到69.77%。由于六偏磷酸钠的使用并不提高产率，因此我们不在使用它。加入萘磺酸钠甲醛缩合化合物之后，精煤产率和完善指数都提高了。精煤产率从2.76%增加到81.63%，完到48.19%，而灰分是12.22%。因此，萘磺酸钠甲醛缩合化合物被选为之后的实验的分散剂。3.4分散剂和抑制剂结合使用的浮选结果分散剂可以提高浮选产率，当灰分较低时也可提高经济效益，这扩大了浮选精煤可能使用的范围。先前的分析表明浮选精煤灰分随着抑制剂的使用，产率降低10.33%，灰分下降1.3%。然而分散剂的添加只会精煤产率增加2.7%，而同时对灰分有重大影响。为了提高浮选的经济效益，采用组合的试剂系统是必要的。首先加入分散剂，接着在浆体充分分散后加入抑制剂。这样可以降低精煤灰分同时降低煤炭损失。如表5所示，无论是精煤产量还是灰分随着抑制剂剂量相当于分散剂剂量的上升而下降。结合使用分散剂和抑制剂的实验的优化的实验条件是最高完善指数：亚硫酸钠为1000g每吨干煤泥，萘磺酸钠甲醛缩合化合物为50g/L干煤泥，灰分是10.78%，完善指数是47.22%。将这个结果和3.1的结果进行比较，精煤产率降低7.75%，灰分下降1.84%,完善指数增加1.7%。表5 用综合药剂做浮选实验的结果序号亚硫酸钠（干煤泥）（g/t)萘磺酸钠甲醛化合物（干煤泥）（g/t)产率（%）灰分（%）完善指标（%）1500073.3412.1444.5025003070.3511.3545.6335005077.0311.6547.0045007058.3510.7640.2551000071.5411.3246.62610003066.2910.5545.20710005070.1210.7847.22810007041.969.1831.7091500067.5411.2644.081015003062.7510.1844.431115005051.499.5238.071215007025.508.8820.143.5浮选对降低精煤灰分的影响洗油作为捕收剂结合分散剂将精煤灰分从12.62%降低到10.78%，产率为70.12%。对于大多数消费者来说这是可以接受的结果。然而有时候要满足特殊的需求，这样灰分含量就必须提高改变浮选过程来降低。我们采用一个“一个粗分离一个细分离”技术来降低精煤产率。最初，根据2.4节提到的最佳药剂组合来进行粗分离。然后，我们加入少量的捕收剂（洗油）或者起泡剂到浆体中，然后提高最终的分离来降低精煤的损失和进一步降低精煤灰分。这个改进是技术的结果呈现在表6中。表6 新浮选工艺结果序号洗油（干煤泥）（g/t)仲辛醇（干煤泥）（g/t)精煤产率（%）精煤灰分（%）完善指标（%）10057.328.4646.32204062.589.2847.60308059.798.8247.60433060.299.0346.855334064.379.5948.126338061.599.3847.06766061.759.1448.058664067.329.5749.259668063.389.3548.25表6表明，在最终分离中加入相同剂量洗油时，与没有起泡剂相比，每加入一滴起泡剂精煤将有明显的变化。但是加入两滴起泡剂时，精煤产率明显的下降。因此，应该在最终的分离过程中加入一滴起泡剂，换句话说，每吨干煤泥应该加入40g仲辛醇。此外，起泡剂剂量一定时，洗油的增加会使精煤产率明显的增加。因此，在最终分离中加入两滴洗油是适当的，换句话说是每升干煤泥66g洗油。在最终分离过程中，随着精煤产率的增加灰分和完善指数也随着上升。最终获得的精煤产率为67.32%，灰分为9.57%，完善指数是49.25%。与简单综合应用抑制剂和分散剂相比，煤灰分降低了1.21%，精煤产率增加2.8%，完善指数增加2.03%。此外，与使用煤油作为捕收剂相比，灰分降低0.17%，精煤产率增加5.3%，完善指数增加3.51%。4结论（1）洗油作为捕收剂的最佳实验条件是：洗油剂量为800g每吨干煤泥，仲辛醇剂量为40g每吨干煤泥，纸浆浓度为100g/L，精煤产率为77.87%，灰分为12.62%。（2）当洗油用作捕收剂时，亚硫酸钠是最好的抑制剂。精煤产品灰分为11.26%，产率为67.54%，完善指数为44.07%。（3）当洗油用作捕收剂，萘磺酸钠甲醛缩合结合物是分散剂时，剂量为50g每升的干煤泥导致精煤产率为81.63%，灰分为12.22%，浮选完善指标是48.19%。（4）亚硫酸钠（100g每升干煤泥）和萘磺酸钠甲醛缩合化合物的结合有效的降低了精煤灰分1.84%而产率降低7.75%。（5）一个粗分离一个精分离的浮选技术，在最终分离中使用仲辛醇（40g/L干煤泥）和洗油（66g/L干煤泥）使精煤产率为67.32%，灰分为9.57%，浮选完善指数为49.25%。与抑制剂和分散剂结合使用相比，精煤灰分降低1.21%，产率增加2.8%，完善指数增加2.03%。此外，与用煤油作为捕收剂的结果相比，灰分降低0.17%，产率增加5.3%，完善指数增加3.15%。致谢 参考文献1 Wang C. 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