一种无乳化剂的煤浮选O/W乳液型捕收剂及其制备方法与应用

本发明属于浮选药剂乳化，涉及一种无乳化剂的煤浮选o/w乳液型捕收剂及其制备方法与应用。

背景技术：

1、公开该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不必然被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已经成为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

2、浮选是依据有价矿物与无用脉石表界面物化性质的差异而进行的分选方法。浮选药剂在调控煤和矿物杂质界面性质，提高浮选速率，强化煤颗粒选择性回收，以及改善浮选效果方面起着极大的作用。煤油和轻柴油等烃油类捕收剂是浮选最常用的，由于自身疏水性在水中分散性较差，不能形成细小的分散相，造成捕收剂与煤颗粒碰撞的几率越小。而对疏水性强的捕收剂进行乳化，能很好的解决这一矛盾。

3、乳化是将互不相溶的两种或多种液体相互分散，一种液体以微小液滴的形式分散于另一种液体中，形成具有一定稳定性的乳化液。大量理论和实践都已证明，以适当的方法将浮选药剂乳化形成水包油(o/w)型乳状液可大幅提升药剂分散性，增大与煤颗粒接触面积，以较少的油耗获得较好的细粒煤浮选回收效果。国内外学者常采用添加乳化药剂的方式加速液滴在水中的分散，形成粒径更加细小的(o/w)乳液。然而，这样会使得捕收剂油滴表面包裹了乳化剂的亲水极性基团，在提升了油滴分散性的同时会降低其对煤颗粒的捕收性能。因此，急需开发一种可高效乳化捕收剂形成o/w型乳状液，且进入浮选设备后快速破乳的新型乳化效果，改善浮选捕收剂分散性差、乳化后捕收性能差等问题。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一种无乳化剂的煤浮选o/w乳液型捕收剂及其制备方法与应用，解决单独使用烃油类浮选捕收剂分散性差，而乳化成o/w型乳液后捕收性能下降，不能满足各类选煤厂浮选生产要求的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个方面，提供了一种无乳化剂的煤浮选o/w乳液型捕收剂，由如下重量百分数的原料组成：捕收类药剂10-50％，多糖类添加剂0.01-2％，其余为水。

4、所述捕收类药剂为柴油、煤油、汽油、油酸基酯类中的任意一种或混合物；

5、所述多糖类添加剂为α-环糊精，β-环糊精，γ-环糊精中的一种；

6、本发明的第二个方面，提供了一种上述的无乳化剂的煤浮选o/w乳液型捕收剂的制备方法，包括：

7、按照上述原料比例，首先将多糖类添加剂使用磁力搅拌器均匀分散溶解于水中，然后将捕收类药剂与含有多糖类添加剂的水混合，利用高剪切分散乳化机进行乳化分散，制备出均一、稳定的o/w型乳状液，即为o/w乳液型捕收剂。

8、进一步地，磁力搅拌器的转速为50-200r/min，搅拌时间为5-20min。

9、高剪切分散乳化机的乳化转速为500-5000r/min，搅拌时间10-30min。

10、进一步地，本发明所述的或所制备的o/w乳液型捕收剂的平均粒径为0.01-50μm。

11、本发明的第三个方面，提供了一种上述的无乳化剂的煤浮选o/w乳液型捕收剂在煤浮选中的应用。

12、首先调制浮选煤泥矿浆浓度，然后添加o/w乳液型捕收剂，搅拌混匀后，添加α-淀粉酶使o/w乳液迅速定向破乳；然后添加起泡剂，搅拌混匀后，充气浮选。

13、进一步地，

14、所述α-淀粉酶与o/w乳液型捕收剂中多糖类添加剂的质量比为1：10。

15、浮选煤泥矿浆的浓度80～90g/l；

16、o/w乳液型捕收剂的添加量为每吨浮选煤泥添加500-700g；

17、起泡剂添加量为每吨浮选干煤泥添加100g。

18、所述o/w乳液型捕收剂添加后，调浆2min，使得捕收剂均匀分散；然后添加α-淀粉酶，使得乳液迅速定向破乳，继续调浆2min，使得捕收剂与煤分子充分作用，高效分散并铺展在煤泥表面，显著提升煤浮选效果。

19、本发明的有益效果

20、(1)本发明所提出的无乳化剂的煤浮选o/w乳液型捕收剂，在煤炭浮选药剂领域是一个新概念，摒弃传统捕收剂乳化需要添加表面活性剂、乳化剂的方式，利用多糖类添加剂环糊精特有的锥形中空圆筒立体环状结构，以及内空腔疏水、外表面亲水的特性，在油水乳化过程中其内疏水空腔能够将捕收剂中的部分疏水碳链包合进去，形成类似于表面活性剂两亲特性的主客包合超分子结构，显著提升捕收剂的乳化效果，改善捕收剂在水中的分散特性。

21、(2)本发明使用的多糖类添加剂包含α-环糊精，β-环糊精，γ-环糊精中的一种。环糊精本身是一种生物质多糖类物质，具有生物环保、来源广泛、生物可降解、环境稳定性优异的优良特性。在煤浮选过程中，加入很少量的生物淀粉酶，即可实现o/w乳液型捕收剂的迅速破乳，提升捕收剂在煤分子表面的充分吸附，避免现有乳化剂的存在会大大降低捕收性能的问题。此外，与传统的工业用表面活性剂、乳化剂相比，本发明提出的一种无乳化剂的煤浮选o/w乳液型捕收剂在后续污水处理过程能够显著降低使用成本、减弱环境污染。

22、(3)本发明设计的o/w乳液型捕收剂，可以根据烃油类捕收剂的类型以及煤的尺寸调节其液滴粒径大小，其颗粒大小为纳米级或微米级，适应性强。

23、(4)本发明制备方法简单、实用性强，易于推广。

技术特征：

1.一种无乳化剂的煤浮选o/w乳液型捕收剂，其特征在于，由如下重量百分数的原料组成：捕收类药剂10-50％，多糖类添加剂0.01-2％，其余为水。

2.如权利要求1所述的无乳化剂的煤浮选o/w乳液型捕收剂，其特征在于，所述捕收类药剂为柴油、煤油、汽油、油酸基酯类中的任意一种或混合物。

3.如权利要求1所述的无乳化剂的煤浮选o/w乳液型捕收剂，其特征在于，所述多糖类添加剂为α-环糊精，β-环糊精，γ-环糊精中的一种。

4.如权利要求1所述的如权利要求1所述的无乳化剂的煤浮选o/w乳液型捕收剂的制备方法，其特征在于，步骤为：

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，磁力搅拌器的转速为50-200r/min，搅拌时间为5-20min。

6.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，高剪切分散乳化机的乳化转速为500-5000r/min，搅拌时间10-30min。

7.权利要求1所述的无乳化剂的煤浮选o/w乳液型捕收剂在煤浮选中的应用。

8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，步骤为：

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，α-淀粉酶与o/w乳液型捕收剂中多糖类添加剂的质量比为1：10。

10.如权利要求8所述的应用，其特征在于，

技术总结
本发明属于浮选药剂乳化技术领域，公开了一种无乳化剂的煤浮选O/W乳液型捕收剂及其制备方法与应用，由以下组分构成：捕收类药剂10‑50％，多糖类添加剂0.01‑2％，其余为水，各原料的总重量为100份。在制备O/W乳液型捕收剂时，多糖类添加剂与捕收类药剂中的疏水碳链间产生主客体包合超分子作用，形成类似表面活性剂两亲特性的超分子结构，进而实现在无乳化剂的条件下将捕收类药剂制备成均匀分散、粒径细小的O/W乳液。同时后续浮选过程中加入微量α‑淀粉酶可将O/W乳液迅速破乳，解决传统捕收类药剂乳化后油滴外表面亲水而降低煤颗粒捕收性能的问题，进而显著提升低阶煤浮选效率，具有广阔的应用价值。

技术研发人员：李哲,卫召,桂夏辉,邢耀文,杨海昌,王磊,刘金成,王钰赛,杨学松
受保护的技术使用者：中国矿业大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15