专利名称:煤脱水的制作方法
本发明论及煤末的脱水。
煤末是粒度在0.5至38毫米之间的煤。很多煤矿大量生产这种粒度的煤，它经水洗以除去矿物质。然后必须从水中回收煤末。这可用离心机进行，但离心工序的产物仍含相当数量的水。因此希望能找到一种使脱水产物中水含量进一步减少的方法，但是为实现除去更多的水所花的费用必须比安装和操作此除水系统的成本低得多。
有人曾经提出过用表面活性剂和煤油的各种特定混合物作为煤脱水剂。但我们发现，使用这些专利品时，或是所得到的改进与花费相比并不合算，或是使后来的加工产生问题。
根据本发明，降低湿煤末水含量工艺包括以下的连续步骤(1)在煤末中加入一种水溶性阴离子表面活性剂，其加入量以湿煤末中水重量为基准计在25至200ppm的范围;
(2)将煤离心;
(3)接着在离心工序的排出水中加入适量抑制泡沫的阳离子有机化合物。
本发明的工艺可用于粒度在0.5至38毫米的煤，例如粒度为0.5至13毫米的煤。
本发明工艺中使用的阴离子表面活性剂的浓度，可以经济合算地降低水含量，而无需使用过量的阳离子有机物去抑制泡沫。
经受本发明工艺处理之前的煤，其水含量可以在例如9至17%(重量)的范围。
阴离子表面活性剂可以是二烷基磺基琥珀酸盐、烷基硫酸盐、烷芳基磺酸盐或烷基醚硫酸盐。
可以使用的二烷基磺基琥珀酸盐的一个实例是其中的烷基含有5到12个碳原子。一个具体的例子是二辛基磺基琥珀酸盐。
烷芳基磺酸盐可以是芳基为苯或萘基的磺酸盐，最好是二烷基磺基琥珀酸盐。其烷基可以含有3至12个碳原子。
烷基硫酸盐可以在烷基中含有例如8至15个碳原子。最好是用烷基中含12个碳原子的烷基硫酸盐(月桂基硫酸盐)烷基醚硫酸盐最好含有8至15个碳原子的烷基和1至10个碳原子的烷氧基、最好是乙氧基。
特别优先选用的是烷基磺基琥珀酸盐与烷基醚硫酸盐。烷基醚硫酸盐具有价格低廉的优点。
与阴离子表面活性剂缔合的阳离子例如可以是钠或钾，但通常钠更为可取，因其价格便宜。
市售表面活性剂是在溶剂中的各种浓度的溶液。当说明书中提到表面活性剂的量时，应该理解为这指的是商品制剂中活性组分的数量，除非自上下文清楚地表面另有所指。
加到煤末中的阴离子表面活性剂的量是在25至200ppm的范围(以投料加工的湿煤中的水重量为基准计算)。使用量在50至100ppm之间更好。在工业规模和选煤厂特别优先选用的量是加到脱水工序中煤末里水重的24至70ppm，或煤重的8至24ppm。
阴离子表面活性剂最好是在没有烃油存在的情况下加入。
阴离子表面活性剂可以以水溶液的形式加入湿煤中，例如采用喷淋法使表面活性剂在整个湿煤中均匀分布。湿煤末常常是煤末淋洗工序的产物，在该工序中用水在淋洗筛上淋洗煤以除去在密相分离工序中使用的磁铁矿。
本发明中使用的阳离子有机化合物的实例是季胺盐，例如含有至少一个高级烷基链(如10至25个碳原子)的季胺盐，此烷基链或是直接与氮原子相连，或是连接到直接与氮原子相连的芳基(例如苯基)上。该化合物可以只含有一个季胺基，或是含有两个或更多季胺基。也可以使用阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂。
阳离子化合物最好是与水一起搅动时不起泡的阳离子化合物。使用不起泡的阳离子化合物有这样的优点，即偶然多加了也不会产生太多的泡沫。使用不起泡的阳离子化合物使得可以用过量的阳离子化合物去抵消加到煤中的阴离子表面活性剂数量的任何可能的变化，而不致有煤处理厂充满由阳离子化合物所产生的泡沫的危险。
阳离子化合物可以按排出水重量的5至200ppm，最好是5至100ppm的量加入。因此阳离子有机化合物的量可以是在5至35ppm的范围(以排出水的重量为基准计)。若按煤的重量计算，可以使用的量是在0.4至3ppm之间。
现在参照附图叙述用于本发明有关装置的一个具体实施方案。此处图1是用于煤末的脱水装置总示意图，图2是一装置的示意图，该装置用来将磺基琥珀酸盐加到欲在图1的设备里脱水的煤末中。
将粒度在0.5至13毫米之间的煤末以水浆形式由管线1加到旋流器2中，进入常规的重介质分离工序。含有矿物质的底部液流由旋流器2的底部排放至管线3。顶部液流含有矿物含量减少了的煤，将它经由管线4放出，加到筛5上，由它在6回收大部分磁铁矿。通过喷啉管7和8用水淋洗煤，在9处进一步除去磁铁矿。然后淋洗过的煤通过筛的末端进入离心机10进行脱水。在11自离心机排出煤。离心机的排出水通到贮槽12。
上面描叙的装置适合一般的选煤厂。为了加入表面活性剂而作了改动，即在筛5的末端于淋洗喷淋管7和8之后又安装了一个喷淋管14，它由管线15供水。利用一个可调流量的柱塞式计量泵17将表面活性剂由桶16导入管线15。使用肘形喷射混合器18以确保表面活性剂在水中充分分散。该混合器位于阀19与20之间。PG表示压力表。
还使用了另一套用离心机的煤分离和脱水工序，但在液流中不加表面活性剂。在第二个处理煤流中，自离心机排出的液流送到共用贮槽12。
使用二辛基磺基琥珀酸盐作为表面活性剂进行了一次试验，表面活性剂自装有活性组分为75%(重量)的液态表面剂的桶供料。
对比试验A来自单一煤矿的煤在如图1所述的选煤装置中进行处理。流过此装置的物料称为液流A。未加表面活性剂。每隔一定时间对产物取样，并在鼓风烘箱中于105℃干燥至恒重，测定总含水量。
结果列于表1中的“对照水分”项。
对比试验B与试验A同时进行试验，装置完全相同，但如图2所示作了一些改动。流经这一装置的物料称为液流B。试验前先进行测定以确保液流中的产物水分可以相比较。表1的结果说明情况是这样。
实施例1经过图2所示的喷淋设备，加入含有75%(重量)表面活性剂的商品二烷基磺基琥珀酸钠。结果示于表1中的“产物水分”项。
＊以煤为基准计，＊＊以加料煤中的液体为基准计“试剂用量”的单位是毫升/每吨煤。试剂用量相当于表面活性剂和稀释液体的用量。
“试剂”中二烷基磺基琥珀酸钠的浓度为75%(重量)。
实施例2和3
如同例1一样进行试验，结果列于表2中“产物水分”项。
对比试验B和C紧接在例2和3之前和以后，用同一处理液流，不加表面活性剂进行试验。结果列于表2中“对比水分”项。
＊以煤为基准
＊＊以加料煤中的液体为基准实施例4和5如同例2一样进行试验，但添加表面活性剂的设备装配在另一套选煤设备上，它名义上与例2所用的设备相同。结果列于表3的“产物水分”项。
对比试验D和E不加表面活性剂，进行例4和例5的试验。结果列在表3的“对比水分”项。
以上叙述的试验中，仅在两股处理煤流中的一个里加表面活性剂，因此贮槽中的表面活性剂浓度预期只是若两股液流都加表面活性剂时的一半。如果表面活性剂的加入量增加到相当于在两液流中均加表面活性剂时的水平，则贮槽顶部很快就充满泡沫，并且几小时内消不掉。
对比试验F和G进行试验以检验两种商品消泡剂，即Pluriol PE9200(一种非离子型嵌段聚合物)(对比试验F)和一种乳液形式的商品硅酮消泡剂(对比试验G)。结果见表4。
试验时将消泡溶液(含有0.1%重量的商品消泡剂)加到一个模拟排出液中，该排出液里含44克/升细粒悬浮固体，残留的二辛基磺基琥珀酸钠的浓度为10.5克/米(扣除了固体的吸附)。然后在搅动下向悬浮液鼓气。停止鼓气后，记录泡沫由最高点破裂到可以看到液体表面的时间，用它表征泡沫的稳定性。
对比试验H如同对比试验F和G一样，用一种无机盐(氯化铝)进行试验。结果见表4。
实施例6～10如同在对比试验F和G中一样，用二甲基苄基椰子铵氯化物(dimethyl benzyl COCO ammonium chloride)(Arquad B-50)(例6)、三甲基椰子铵氯化物(Arquad C-33-W)(例7)，氯化十二烷基苄基三甲铵(Resistone QD)(例8)，季胺的氯化物(Glokill PQ)(例9)，和一种阳离子型聚丙烯酰胺絮凝剂(Magnofloc 1597)(例10)进行试验。结果列在表4。(“Pluriol”、“Arquad”、“Resistone”、“Glokill”和“Magnofloc”是商标名)
＊用估计标准条件下泡沫破裂时间来量度＊＊泡抹破裂时间小于10秒。
实施例11～14将煤末预先筛至0.5至4毫米，取50克与100克水混合两分钟，再将商品二辛基磺基琥珀酸盐与此煤/水混合物在搅拌速度750转/分下混合15秒钟。
将所得的混合物装入筛孔为150微米的离心机中，在700转/分的转速下离心两分钟，得到约50毫米厚的滤饼。然后按对比试验A中的方法测定滤过的煤的水分。
结果示于表5。
对比试验Ⅰ此为不按本发明的对比试验。如同例11一样进行试验，但煤水混合物中不加表面活性剂。结果列于表5。
实施例15～22如同例11～14一样进行试验，但使用不同的商品二辛基磺基琥珀酸盐表面活性剂。例15～18使用Tensia公司的称作D8/T5的商品烷基磺基琥珀酸盐。例19～22使用另一种商品二辛基磺基琥珀酸盐。
对比试验L和实施例23～26如同对比试验Ⅰ和实施例11～14一样进行试验，但使用不同的阴离子表面活性剂，即Cyanamid公司称为“Aerosol 22N”的胺N(X)(Y)(Z)〔其中X为-(CH2)17CH3;Y为-CO2CH2CH(SO3Na)CO2Na;Z为-CH2(CO2Na)-CH2CO2Na〕该商品的活性组分浓度为35%(重量)。结果列于表6。
表5＊ ＊＊ 试验Ⅰ和实施例11～14活性 表面活性剂数浓度 量(活性组分) 表面张力 含水百分数ppm 克/吨 毫牛顿/米 (重量)0 0 约65 10.7±0.325 50 40.5 9.0±0.250 100 34.6 8.9±0.2100 200 29.2 8.5±0.2200 400 26.6 8.2±0.2
表5(续)＊ ＊＊ 试验Ⅰ和实施例15～18活性 表面活性剂数浓度 量(活性组分) 表面张力 含水百分数ppm 克/吨 毫牛顿/米 (重量)0 0 约65 10.7±0.325 50 41.6 9.750 100 35.8 8.7100 200 30.2 8.9200 400 27.7 8.1
表5(续)＊ ＊＊ 试验I和实施例19～22活性 表面活性剂数浓度 量(活性组分) 表面张力 含水百分数ppm 克/吨 毫牛顿/米 (重量)0 0 约65 10.7±0.325 50 42.5 9.650 100 35.9 9.1100 200 30.9 9.3200 400 26.7 8.2
表5(续)＊ ＊＊ PTS H2O降低百分数活性 表面活性剂数浓度 量(活性组分) I 和 I 和 I 和ppm 克/吨 11～14 15～18 19～220 0 0 0 025 50 1.7 1.0 1.150 100 1.8 2.0 1.6100 200 2.2 1.8 1.4200 400 2.5 2.6 2.5＊以水为基准＊＊以固体为基准对比试验M和实施例27～30如同对比试验Ⅰ和例11～14一样进行试验，但使用二异丙基萘磺酸钠作为阴离子表面活性剂，系Cyanamid公司的商品，活性组分含量约75%(重量)。
结果见表6。
对比试验N和实施例31～34
如同对比试验Ⅰ和例11～14一样进行试验，但使用BDH公司的十二烷基硫酸钠作为表面活性剂。结果示于表6。
对比试验O和实施例35～38如同对比试验Ⅰ和例11～14一样进行试验，但使用的表面活性剂为BP洗涤剂公司的商品十二烷基醚硫酸钠，它是一个含70%活性物质的混合物。结果列在表7。
对比试验P和实施例39～42如同对比试验O和例35～38一样进行试验，但十二烷基醚硫酸钠是BP洗涤公司的商品，其活性组分含量为27%(重量)。结果列在表7。
表6＊ ＊＊ 试验L和实施例23～26活性 表面活性剂数浓度 量(活性组分) 表面张力 含水百分数ppm 克/吨 毫牛顿/米 (重量)0 0 约66 10.4±0.625 50 54.8 10.1±0.250 100 52.3 9.6±0.2100 200 48.7 8.1±0.2200 400 47.7 8.3±0.2
表6(续)＊ ＊＊ 试验M和实施例15 27～30活性 表面活性剂数浓度 量(活性组分) 表面张力 含水百分数ppm 克/吨 毫牛顿/米 (重量)0 0 约68 10.4±0.625 50 58.6 10.0±0.150 100 55.3 9.7±0.2100 200 53.4 8.6±0.2200 400 48.3 8.3±0.2
表6(续)＊ ＊＊ 试验L和实施例19～22 31～34活性 表面活性剂数浓度 量(活性组分) 表面张力 含水百分数ppm 克/吨 毫牛顿/米 (重量)0 0 约68 10.4±0.625 50 58.6 10.0±0.150 100 55.3 9.7±0.2100 200 53.4 8.6±0.2200 400 48.3 8.3±0.1
表6(续)＊ ＊＊ PTS H2O降低百分数活性 表面活性剂数浓度 量(活性组分) L 和 M 和 N 和ppm 克/吨 23～26 27～30 31～340 0 0 0 025 50 0.3 0.4 ±0.750 100 0.8 0.7 0.5100 200 2.3 1.8 1.6200 400 2.1 2.1 2.2＊以水为基准＊＊以固体为基准表7＊ ＊＊ 试验O和实施例35～38活性 表面活性剂数浓度 量(活性组分) 表面张力 含水百分数ppm 克/吨 毫牛顿/米 (重量)0 0 约67 10.1±0.325 50 约44 8.5±1.350 100 约33 7.9±0.3100 200 约33 7.5±0.0200 400 约33 7.5±0.0
表7(续)＊ ＊＊ 试验P和实施例39～42活性 表面活性剂数浓度 量(活性组分) 表面张力 含水百分数ppm 克/吨 毫牛顿/米 (重量)0 0 约67 10.1±0.325 50 约44 8.5±1.350 100 约36 7.9±0.3100 200 约34 7.5±0.0200 400 约29 7.5±0.0
表7(续)＊ ＊＊ PTS H2O降低百分数活性 表面活性剂数浓度 量(活性组分) 试验O和 试验P和ppm 克/吨 实施例35～38 实施例39～420 0 0 025 50 1.6 1.050 100 2.2 2.2100 200 2.6 2.6200 400 2.6 2.6＊以水为基准＊＊以固体为基准
权利要求
1.降低湿煤末中水量的工艺，包括以下连续步骤(1)在煤末中加入水溶性阴离子表面活性剂，加入量在25至200ppm之间(以湿煤末中的水重量为基准计)，(2)将煤离心，(3)接着在离心工序的排出水中加入适量的抑制泡沫的阳离子有机化合物。
2.根据权利要求
1的工艺，其中阴离子表面活性剂是烷基醚硫酸盐。
3.根据权利要求
2的工艺，其中表面活性剂是十二烷基醚硫酸盐。
4.根据权利要求
1的工艺，其中表面活性剂是二烷基磺基琥珀酸盐。
5.根据权利要求
4的工艺，其中磺基琥珀酸盐是二辛基磺基琥珀酸钠。
6.根据前述任一权利要求
的一种工艺，其中阴离子表面活性剂的量在50至100ppm之间。
7.根据权利要求
1的工艺，其中阴离子活性的量，以煤的重量为基准计在8至24ppm之间。
8.根据前述任一权利要求
的工艺，其中阳离子有机化合物是一种不起泡的化合物。
9.根据前述任一权利要求
的工艺，其中阳离子有机化合物是有至少一个高级烷基链的季胺盐，此烷基链或直接与氮原子相连，或连接在与氮原子直接相连的芳基上。
10.根据起始任一权利要求
的工艺，其中阳离子有机化合物添加剂的量以离心工序排出水重量为基准剂在5至200之间。
专利摘要
通过加入一定量的阴离子表面活性剂、进行离心、并在离心工序排出水中加入适量抑制泡沫的阳离子有机化合物的方法，降低湿煤末的含水量。
文档编号B03BGK87104142SQ87104142
公开日1988年12月28日 申请日期1987年6月11日
发明者斯蒂文·安东尼·弗莱恩, 保尔·罗纳德·路透 申请人:英国石油公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan