一种煤炭微生物脱灰的方法
【专利摘要】本发明公开了一种煤炭微生物脱灰的方法，属于煤炭洗选加工技术领域。该方法包括：首先用破碎机将煤粉碎至粒度为0.074mm以下，再将煤样与微生物液体培养基按一定比例混合进行灭菌处理，灭菌后的培养基中接入多粘类芽孢杆菌菌种，在恒温振荡培养箱中培养，最后进行过滤、水洗、烘干。本发明能够有效脱除难浮选煤中的灰分，灰分脱除率最高可达70%。该方法操作简单，处理条件温和，成本低廉，不但保留了煤炭中的有效成分，而且微生物培养成本较低。
【专利说明】
一种煤炭微生物脱灰的方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种煤炭微生物脱灰的方法，属于煤炭洗选加工技术领域。
【背景技术】
[0002]煤炭是重要的化石能源，原煤在形成过程中混入了各种矿物杂质，在开采和运输过程中不可避免地又混入顶板和底板的岩石及其他杂质，为提高煤炭质量，合理有效的利用煤炭资源必须对原煤进行洗选脱灰。目前制约我国煤炭洗选脱灰主要有以下几种情况:一是我国绝大部分选煤厂采用重介或跳汰作为主要分选工艺，这种分选工艺会产生大量次生煤泥，导致煤泥可选性变差，浮选精煤灰分偏高，主选精煤产率损失严重，使我国煤泥占煤炭的比例越来越大，已严重制约我国煤炭资源的综合利用和环境保护;二是煤中存在大量连生体，必须经细磨才能单体解离，细磨会导致泥化，粘土类泥质易罩盖在精煤表面或者随水流进入精煤，导致精煤灰分高，达不到煤质要求;三是煤中含有大量高岭土时，在矿浆易被浸软，泥化成极细的亲水颗粒，吸附在煤粒表面，污染精煤，且阻止煤粒对气泡的吸附，降低分选效果。
[0003]目前，关于生物技术在煤炭提质方面的研究主要集中于微生物脱硫，自养型脱硫微生物可将煤中无机硫(黄铁矿)和有机硫氧化为硫酸根释放到溶液中，从而完成煤中硫的脱除。然而对于煤炭中灰分的微生物脱除还未见报道。研究表明，构成煤炭灰分的矿物主要是硅酸盐、石英、碳酸盐、硫酸盐等矿物，这些矿物的微生物脱除一般是利用异养型的胶质芽孢杆菌、环状芽孢杆菌、多粘芽孢杆菌及黑曲霉菌等细菌或真菌来溶解、氧化或还原等作用，这些微生物的生长需要提供物质作为碳和能量的来源，而煤炭中所含碳可为微生物生长提供碳源，降低微生物技术的成本。
【发明内容】
[0004]本发明旨在提供一种煤炭微生物脱灰的方法，用以解决部分煤炭、尤其是煤泥难以利用现有物理与化学选煤方法脱除灰分的问题，本发明也可用于超纯煤的制备。
[0005]本发明提供了一种煤炭微生物脱灰的方法，包括以下步骤:
(1)将煤炭粉碎至粒度为0.074mm以下；
(2)配制微生物生长液体培养基，在液体培养基中加入步骤(I)中的煤炭配成煤浆，调节pH值为6.5~7.8，煤楽于121°C高压灭菌20min ；
(3)向步骤(2)的煤浆中接入多粘类芽孢杆菌，于28?32°C振荡培养箱中培养脱灰；
(4)对微生物脱灰煤进行水洗、过滤和烘干，于70~105°C干燥箱中干燥0.5?3h。
[0006]上述方法中，步骤(2)中培养基的配方为:蔗糖O?6.0 g/L,Na2HPO4 1.0-3.0 g/L,MgSO4.7Η20 0.3-1.0 g/L,FeCl3 0.001-0.01 g/L,CaCl2 0.05-0.2 g/L，高岭土(M).75 g/L，且培养基的pH值为6.5?7.8。
[0007]上述方法中，步骤(2)煤浆中煤炭的质量浓度为5?30%。
[0008]上述方法中，步骤(3)中多粘类芽孢杆菌接入量为培养基体积的5?20%，振荡培养箱转速为150-200 r/min，脱灰时间为3~7d。
[0009]本发明的有益效果:
(1)本发明能够有效脱除煤中因连生而无法由常规分选方法与煤炭分离的灰分，煤泥中罩盖在精煤表面的灰分；
(2)该方法可以将精煤深度脱灰制备超纯煤；
(3)该方法对构成灰分主要为粘土矿物的煤具有良好的脱灰效果，脱灰方法操作简单，处理条件温和，保留了煤炭中的有效成分，且微生物培养条件粗放、环境友好、成本低。
【具体实施方式】
[0010]本发明通过微生物脱除煤炭灰分的流程如下:
①首先破碎煤样和配制液体培养基；
②将上述煤样与液体培养基混合成一定浓度的煤浆，并灭菌；
③对上述灭菌煤浆中接入多粘类芽孢杆菌菌种，进行振荡培养脱灰；
④将上述脱灰煤进行水洗、过滤和烘干。
[0011]下面通过实施例来进一步说明本发明，但不局限于以下实施例。
[0012]实施例1:
灰分为40.85%的煤样，由于煤与构成灰分的矿物伴生，较难单体解离，正反浮选泡沫产品灰分均为30%左右，难以浮选脱灰。
[0013]采用本发明进行微生物脱灰的具体步骤如下:
(1)煤样粉碎至0.074mm以下；
(2)配制液体培养基(蔗糖5.0 g/L, Na2HPO4 2.0 g/L ,MgSO4.7H20 1.0 g/L,FeCl3
0.01 g/L,CaCl2 0.1 g/L，高岭土0.5 g/L)，液体培养基中加入粉碎煤样，配成质量浓度为10%的煤浆，调节pH值为7.3，高压蒸汽灭菌；
(3)向步骤(2)煤浆中接入的多粘类芽孢杆菌，接入量为培养基体积的10%，于30°C恒温振荡培养箱培养，振荡培养箱转速为150 r/min，脱灰时间为7d;
(4)脱灰煤过滤，水洗3次，105°C烘干待分析。
[0014]本实施例检测结果是:精煤产率71.4%，灰分26.30%，微生物脱灰率54.03%。
[0015]实施例2:
灰分为30.24%的煤泥，小于0.045mm粒级占51.38%，该粒级灰分42.92%，脉石矿物主要为高岭土、伊利石和石英。
[0016]采用本发明进行微生物脱灰的具体步骤如下:
(1)煤样粉碎至0.074mm以下；
(2)配制液体培养基(蔗糖2.0 g/L, Na2HPO4 1.0 g/L ,MgSO4.7H20 0.5 g/L,FeCl3
0.005 g/L，CaCl2 0.15 g/L，液体培养基中加入粉碎煤样，配成浓度为20%的煤浆，调节pH值为7.5，高压蒸汽灭菌；
(3)向步骤(2)煤浆中接入15%的多粘类芽孢杆菌，于28°C恒温振荡培养箱培养，振荡培养箱转速为200 r/min，脱灰时间为4d;
(4)脱灰煤过滤，水洗3次，100°C烘干待分析。
[0017]本实施例检测结果是:精煤产率64.9%，灰分18.21%，微生物脱灰率60.94%。
[0018]实施例3:
灰分为9.03%的褐煤精煤，构成灰分矿为高岭土、石英。
[0019]采用本发明进行微生物脱灰的具体步骤如下:
(1)煤样粉碎至0.074mm以下；
(2)配制液体培养基(Na2HPO42.0 g/L，MgSO4.7H20 0.75 g/L,FeCl3 0.01 g/L,CaCl2
0.1 g/L，高岭土0.6 g/L)，液体培养基中加入粉碎煤样，配成浓度为15%的煤浆，调节pH值为7.0，高压蒸汽灭菌；
(3)向步骤(2)煤浆中接入20%的多粘类芽孢杆菌，于30°C恒温振荡培养箱培养，振荡培养箱转速为180 r/min，脱灰时间为3d;
(4)脱灰煤过滤，水洗5次，75°C烘干待分析。
[0020]本实施例检测结果是:精煤产率92.8%，灰分2.91%，微生物脱灰率70.09%。
【主权项】
1.一种煤炭微生物脱灰的方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)将煤炭粉碎至粒度为0.074mm以下； (2)配制微生物生长液体培养基，在液体培养基中加入步骤(I)中的煤炭配成煤浆，调节pH值为6.5~7.8，煤楽于121°C高压灭菌20min ； (3)向步骤(2)的煤浆中接入多粘类芽孢杆菌，于28?32°C振荡培养箱中培养脱灰； (4)对微生物脱灰煤进行水洗、过滤和烘干，于70?105°C干燥箱中干燥0.5?3h。2.根据权利要求1所述的煤炭微生物脱灰的方法，其特征在于:所述步骤(2)中培养基的配方为:蔗糖O?6.0 g/L,Na2HPO4 1.0-3.0 g/L,MgSO4.7H20 0.3-1.0 g/L,FeCl3 0.001-0.01 g/L，CaCl2 0.05-0.2 g/L，高岭土0?0.75 g/L，且培养基的pH值为6.5?7.8。3.根据权利要求1所述的煤炭微生物脱灰的方法，其特征在于:步骤(2)中煤浆中煤炭的质量浓度为5?30%。4.根据权利要求1所述的煤炭微生物脱灰的方法，其特征在于:步骤(3)中多粘类芽孢杆菌接入量为培养基体积的5?20%，振荡培养箱转速为150?200 r/min，脱灰时间为3~7d。
【文档编号】C12N1/20GK105838466SQ201610350864
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】杨志超, 张素红, 刘生玉, 郭建英
【申请人】太原理工大学