一种微细粒氧化煤浮选方法与流程

本发明涉及煤炭洗选加工技术领域，更具体而言，涉及一种微细粒氧化煤浮选方法。

背景技术：

随着我国采煤机械化程度的提高，以及重介分选技术的普及，微细粒煤泥的比例急剧增加。浮选是目前分选细粒煤泥的最有效的方法。而微细粒煤泥由于质量小，与药剂和气泡碰撞效率较低，往往难以得到有效的回收。

煤炭在开采前、开采中以及开采后的储运过程中，均会出现煤炭的氧化现象，且细粒煤更易被氧化。同时，煤炭氧化后更加易碎，使氧化煤粒度变细，因此煤炭氧化后会产生数量较多的微细粒氧化煤。在能源日益紧缺的今天，微细粒氧化煤的回收也显得愈加重要。

氧化煤由于其表面在氧化过程中，c-c、c-h等疏水性官能团逐渐被氧化为c-o、c=o、cooh等亲水性的含氧官能团，导致氧化煤表面的疏水性和可浮性降低。采用常规浮选药剂和工艺难以实现其有效的回收。针对细粒氧化煤的回收，目前的研究主要集中于研制高效的浮选药剂，或氧化煤表面改性等以提高氧化煤表面的疏水性。具体包括使用新型表面活性剂，磨矿预处理，微波预处理等技术手段。虽然上述技术手段可以改善细粒氧化煤的浮选效果，但是由于成本较高，难以工业化。并且，使用磨矿预处理使氧化煤的氧化表面剥落、暴露出新鲜表面的方法也不适用于微细粒氧化煤的浮选。因此，亟需开发一种新的微细粒氧化煤浮选技术，以弥补现有技术的不足，实现微细粒氧化煤的高效回收。

技术实现要素：

针对上述现行技术存在的问题，本发明提供一种微细粒氧化煤浮选方法，分选微细粒氧化煤时精煤回收率较高，浮选完善指标较高。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种微细粒氧化煤浮选方法，包括以下步骤：

a.将微细粒氧化煤与同一煤种的疏水粗颗粒混合均匀；

b.在水中加入步骤a的混合物，搅拌0-3min；

c.在步骤b的矿浆中添加捕收剂，搅拌0-3min；

d.在步骤c的矿浆中添加起泡剂，搅拌0-1min；

e.向步骤d的矿浆中充入气泡进行浮选，浮选时间为3-10min，分别收集泡沫浮出的颗粒和矿浆中停留的颗粒，作为最终的精煤和尾煤产品。

所述步骤a中的微细粒氧化煤为粒度小于0.045mm的烟煤或无烟煤。

所述步骤a中的疏水粗颗粒为未被氧化的，且与微细粒氧化煤属于同一煤种的，粒度大于0.125mm且小于0.5mm，灰分低于12%的煤粒，有较大的附着面积供微细粒氧化煤附着随之上浮，强化微细粒氧化煤的回收。

所述步骤a中的疏水粗颗粒与微细粒氧化煤的质量比为2:1-1:2。

所述步骤b中的水为自来水或者为生产系统的循环水，节约环保，水资源循环利用。

所述步骤b中的矿浆的固体质量百分比浓度为4%-20%。

所述步骤c中的捕收剂为非极性烃类油，用来改善矿物表面的疏水性，使浮游矿粒更易黏附于气泡上，用量为0-5kg/t干煤泥。

所述步骤d中的起泡剂为醇类起泡剂，用量为0.05-1kg/t干煤泥。

与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：

此技术方案不需采用成本较高的磨矿流程来剥除表面氧化层，亦不需添加昂贵的新型药剂。只需在微细粒氧化煤浮选过程中，加入常规的非极性烃类油，即可实现对微细粒氧化煤的有效浮选。另外，本发明方案中所加入的疏水粗颗粒可在该选煤厂自行制得，原料取材方便，成本低，且浮出的微细粒氧化煤与疏水粗颗粒可共同作为精煤产品，无需分离。本发明的核心在于，通过在微细粒氧化煤浮选过程中添加疏水性强、可浮性好的疏水粗颗粒，使微细粒氧化煤可以与疏水粗颗粒之间通过吸引性的疏水作用力发生附着，从而在疏水粗颗粒被气泡捕获的同时，能够携带着微细粒氧化煤一同浮出，提高微细粒氧化煤的浮选回收率。因此，本技术方案操作简单、运行成本低、易于实现。

附图说明

图1为本发明的工作流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种微细粒氧化煤浮选方法，如图1所示，本微细粒氧化煤浮选方法，具体包括以下步骤：a.将微细粒氧化煤与疏水粗颗粒混合均匀；b.在水中加入步骤a的混合物，搅拌0-3min；c.在步骤b的矿浆中添加捕收剂，搅拌0-3min；d.在步骤c的矿浆中添加起泡剂，搅拌0-1min；e.向步骤d的矿浆中充入气泡进行浮选，浮选时间为3-10min，分别收集泡沫浮出的颗粒和矿浆中停留的颗粒，作为最终的精煤和尾煤产品。所述步骤a中的微细粒氧化煤为粒度小于0.045mm的烟煤或无烟煤；所述步骤a中的疏水粗颗粒为未被氧化的，且与微细粒氧化煤属于同一煤种的，粒度大于0.125mm且小于0.5mm，灰分低于12%的煤粒。所述步骤a中的疏水粗颗粒与微细粒氧化煤的质量比为2:1-1:2；所述步骤b中的水为自来水或者为生产系统的循环水；所述步骤b中的矿浆的固体质量百分比浓度为4%-20%；所述步骤c中的捕收剂为非极性烃类油，用量为0-5kg/t干煤泥；所述步骤d中的起泡剂为醇类起泡剂，用量为0.05-1kg/t干煤泥；下面举两个实施例进行具体说明。

实施例1

本实施例公开了一种微细粒氧化煤浮选方法。选用山西省阳泉地区一种氧化煤，煤种为无烟煤，粒度小于0.045mm，灰分11.42%，水接触角为68.64°。选用同一矿区的灰分9.42%、粒度0.2-0.5mm的未氧化的无烟煤作为疏水粗颗粒。采用标准的实验室挂槽式单元浮选机（1.5l）进行浮选试验，浮选机的搅拌转速1800rpm，充气量0.20m³/h。正十二烷作为捕收剂，用量1.0kg/t；仲辛醇作为起泡剂，用量0.2kg/t。试验过程中的水均为自来水，矿浆的固体质量百分比浓度为6.67%。疏水粗颗粒与微细粒氧化煤颗粒的质量比为1:1，即疏水粗颗粒50g，微细粒氧化煤颗粒50g。

具体包括以下步骤：

将50g疏水粗颗粒与50g微细粒氧化煤混合均匀，取1.5l自来水倒入浮选槽，然后将疏水粗颗粒与微细粒氧化煤的混合物加入浮选槽，搅拌2min，然后往浮选槽的矿浆中加入0.1g正十二烷，搅拌2min，最后再加入0.02g仲辛醇，再搅拌0.5min。完成调浆后，打开充气阀门，并开始刮泡，浮选时间5min。分别收集泡沫产品和浮选槽内剩余产品，将产品进行过滤、烘干、制样和化验，计算精煤产率、精煤灰分、可燃体回收率和浮选完善指标。

对比例1

为了与现有技术进行对比，进行了一组对比试验。对比试验的微细粒氧化煤煤样、试验条件与实施例1的试验完全相同，但试验过程中不添加疏水粗颗粒，为保证矿浆浓度与实施例1中一致，此对比试验中加入微细粒氧化煤的质量为100g。

具体试验步骤：

将100g微细粒氧化煤、1.5l自来水加入浮选槽并搅拌2min，然后加入0.1g正十二烷搅拌2min，再加入0.02g仲辛醇搅拌0.5min。完成调浆后，打开充气阀门，并开始刮泡，浮选时间5min。分别收集泡沫产品和浮选槽内剩余产品，将产品进行过滤、烘干、制样和化验，计算精煤产率、精煤灰分、可燃体回收率和浮选完善指标。

对比试验结果表明，采用现有浮选技术所得精煤产率62.36%，精煤灰分5.79%，精煤可燃体回收率66.32%，浮选完善指标34.71%。

采用本发明公开的微细粒氧化煤颗粒浮选方法，并采用实施例1的试验条件，所得总精煤产率89.75%，总精煤灰分7.23%，总精煤可燃体回收率92.95%，浮选完善指标30.67%。单独考察微细粒氧化煤的浮选效果，微细粒氧化煤的精煤产率87.04%，精煤灰分6.60%，精煤可燃体回收率91.78%，浮选完善指标41.47%。与对比试验结果相比，微细粒氧化煤的精煤产率、可燃体回收率和浮选完善指标分别提高（绝对值）24.68%、25.46%和6.76%，精煤灰分增加0.81%。

实施例2

本实施例公开了一种微细粒氧化煤浮选方法。选用山西省阳泉地区一种氧化煤，煤种为无烟煤，粒度小于0.045mm，灰分11.08%，水接触角为54.36°。选用同一矿区的灰分9.42%、粒度0.2-0.5mm的未氧化的无烟煤作为疏水粗颗粒。采用标准的实验室挂槽式单元浮选机（1.5l）进行浮选试验，浮选机的搅拌转速1800rpm，充气量0.20m³/h。正十二烷作为捕收剂，用量1kg/t；仲辛醇作为起泡剂，用量0.2kg/t。试验过程中的水均为自来水，矿浆的固体质量百分比浓度为6.67%。疏水粗颗粒与微细粒氧化煤颗粒的质量比为1:1，即疏水粗颗粒50g，微细粒氧化煤颗粒50g。

具体试验步骤：

将50g疏水粗颗粒与50g微细粒氧化煤混合均匀，取1.5l自来水倒入浮选槽，然后将疏水粗颗粒与微细粒氧化煤的混合物加入浮选槽，搅拌2min，然后往浮选槽的矿浆中加入0.1g正十二烷，搅拌2min，最后再加入0.02g仲辛醇，再搅拌0.5min。完成调浆后，打开充气阀门，并开始刮泡，浮选时间5min。分别收集泡沫产品和浮选槽内剩余产品，将产品进行过滤、烘干、制样和化验，计算精煤产率、精煤灰分、可燃体回收率和浮选完善指标。

对比例2

为了与现有技术进行对比，进行了一组对比试验。对比试验的微细粒氧化煤煤样、试验条件与实施例2的试验完全相同，但试验过程中不添加疏水粗颗粒，因此只浮选微细粒氧化煤，质量为100g。

具体试验步骤：

将100g微细粒氧化煤、1.5l自来水加入浮选槽并搅拌2min，然后加入0.1g正十二烷搅拌2min，再加入0.02g仲辛醇搅拌0.5min。完成调浆后，打开充气阀门，并开始刮泡，浮选时间5min。分别收集泡沫产品和浮选槽内剩余产品，将产品进行过滤、烘干、制样和化验，计算精煤产率、精煤灰分、可燃体回收率和浮选完善指标。

对比试验结果表明，采用现有浮选技术所得精煤产率16.67%，精煤灰分7.45%，精煤可燃体回收率17.35%，浮选完善指标6.14%。

采用本发明公开的微细粒氧化煤颗粒浮选方法，并采用实施例2的试验条件，所得总精煤产率73.46%，总精煤灰分7.58%，总精煤可燃体回收率75.65%，浮选完善指标21.32%。单独考察微细粒氧化煤的浮选效果，微细粒氧化煤的精煤产率50.07%，精煤灰分5.63%，精煤可燃体回收率53.14%，浮选完善指标27.70%。与对比试验结果相比，微细粒氧化煤的精煤产率、可燃体回收率和浮选完善指标分别提高（绝对值）33.40%、35.79%和21.56%，精煤灰分降低1.82%。

上面仅对本发明的较佳实施例作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化，各种变化均应包含在本发明的保护范围之内。