高泥化度煤炭洗選藥劑的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高泥化度煤炭洗選藥劑，其特征在于：包括：捕收劑：N9883；起泡劑：雜醇；絮凝劑：聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁；加入量為N9883：390-440g/t，雜醇：400-430g/t；聚合氯化鋁控制濃度0.5-1.2%；聚丙烯酰胺配制濃度為0.1%-0.15%，按體積比用量應(yīng)控制在0.1%-1%；與現(xiàn)有技術(shù)相比，該高泥化度煤炭洗選藥劑使煤泥水及時(shí)澄清，實(shí)現(xiàn)清水洗煤，同時(shí)煤泥得到回收，洗煤水循環(huán)利用。
【專利說(shuō)明】高泥化度煤炭洗選藥劑
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種高泥化度煤炭洗選藥劑。
【背景技術(shù)】
[0002]選煤廠尾煤泥水的組成特點(diǎn)是粒度很細(xì)。根據(jù)斯托克斯公式，顆粒的沉降速度和其直徑的平方成正比，如直徑10 μ m的顆粒，其沉降速度約是I μ m顆粒的100倍。而粒度越小，其重力作用也越小，布朗運(yùn)動(dòng)加劇，促使顆粒保持懸浮狀態(tài)。在選煤廠的實(shí)際生產(chǎn)中，為了保證清水洗煤，實(shí)現(xiàn)洗水閉路循環(huán)，對(duì)尾煤泥水的處理必須尋找強(qiáng)化細(xì)粒物料沉降的方法。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)大部分選煤廠采用的強(qiáng)化細(xì)粒沉降的藥劑主要為絮凝劑。絮凝劑一般都是高分子化合物。高分子化合物都有很長(zhǎng)的分子鏈，而且鏈上有很多活性基團(tuán)，這些活性基團(tuán)能和顆粒表面進(jìn)行吸附，若一個(gè)這樣的分子鏈能同時(shí)吸附兩個(gè)或兩個(gè)以上顆粒，那么就把微粒像架橋一樣連接起來(lái)，形成絮團(tuán)。這種作用又稱架橋作用。用高分子化合物進(jìn)行架橋作用時(shí)，無(wú)論懸浮液中顆粒表面荷電狀況如何，只要添加的絮凝劑分子具有可在顆粒表面吸附的官能團(tuán)，或吸附活性，便可實(shí)現(xiàn)絮凝。絮凝劑在顆粒表面的吸附，主要有靜電鍵合、氫鍵鍵合和共價(jià)鍵鍵合三種類型。三種鍵合可以同時(shí)起作用，也可僅一種或者兩種起作用，具體視顆粒與聚合物體系的特性和水溶液的性質(zhì)而定。絮凝作用由于沒有改變顆粒表面的電性質(zhì)，即顆粒之間的斥力仍然存在，所以產(chǎn)生的絮團(tuán)大而蓬松。
[0004]對(duì)于細(xì)粒含量不是很大的煤泥水，絮凝劑的作用是十分明顯的，但是由于絮凝劑是不改變顆粒表面的電性質(zhì)，顆粒之間斥力存在，產(chǎn)生的絮團(tuán)蓬松，其間含有大量的水，澄清水中還含有細(xì)小的粒子。特別是當(dāng)入洗原煤中含有大量的細(xì)泥，且極易泥化的時(shí)候，絮凝劑的效果非常有限。
[0005]選煤廠問(wèn)題最多，最難處理的生產(chǎn)環(huán)節(jié)就是關(guān)于洗煤水如何處理的問(wèn)題。洗煤水處理不好，嚴(yán)重的話會(huì)直接導(dǎo)致選煤廠生產(chǎn)系統(tǒng)的崩潰。洗煤水若濃度過(guò)高，則不能實(shí)現(xiàn)清水洗煤，必然會(huì)導(dǎo)致煤泥水不能實(shí)現(xiàn)閉路循環(huán)、選煤廠無(wú)法達(dá)到額定生產(chǎn)能力、脫介用的噴水效果不好、介質(zhì)消耗過(guò)大、精煤嚴(yán)重掛灰影響灰分、煤泥水外排污染環(huán)境、煤泥流失等一系列嚴(yán)重問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明提出了一種高泥化度煤炭洗選藥劑；該高泥化度煤炭洗選藥劑使煤泥水及時(shí)澄清，實(shí)現(xiàn)清水洗煤，同時(shí)煤泥得到回收，洗煤水循環(huán)利用。
[0007]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
一種高泥化度煤炭洗選藥劑，包括:
捕收劑:N9883 ；
起泡劑:雜醇；
絮凝劑:聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁； 加入量為每噸干煤泥中N9883:390-440g/t，雜醇:400_430g/t ；
聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁按體積比用量應(yīng)控制在0.1%-1%。
[0008]進(jìn)一步的，N9883加入量為:420g/t，雜醇加入量為:420g/t。
[0009]進(jìn)一步的，聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺在配合使用時(shí)，要先加聚合氯化鋁后加聚丙烯酰胺，兩者間距20m以上；
聚合氯化鋁在攪拌桶內(nèi)配制，控制濃度0.5-1.2% ；
在溶解聚丙烯酰胺時(shí)，要求攪拌時(shí)葉輪的轉(zhuǎn)速小于400r/min，攪拌時(shí)間為1-1.5h，水溫控制在10°C _35°C之間，有利于將聚丙烯酰胺的水解度控制在為25-35%，配制濃度為
0.1%-0.15%，按體積比用量應(yīng)控制在0.1%-1%。(兩個(gè)應(yīng)該是一個(gè)事吧，控制用量后才能有配置的濃度吧。
[0010]前邊的是配制的藥劑的濃度，后邊的是在此濃度下的與所處理煤泥水的體積用量比。
[0011]本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)在:
捕收劑是最重要的一類浮選藥劑，它具有兩種最基本的性能:(I)能選擇性地吸附在礦物表面上；(2)能提聞礦物表面的疏水程度，使之易于在氣泡上粘附，從而提聞礦物可浮性。
[0012]捕收劑作用的基本方式是藥劑的分子或離子在礦物一水界面的吸附。主要有分子吸附、離子吸附、半膠束吸附和捕收劑的反應(yīng)產(chǎn)物在礦物表面的吸附等。
[0013](I)分子吸附。被分散或被溶解于礦漿溶液中的捕收劑分子在礦物表面上的吸附。
[0014](2)離子吸附。
[0015](3)半膠束吸附。
[0016](4)捕收劑的反應(yīng)產(chǎn)物在礦物表面的吸附。捕收劑在礦漿中與其他離子或礦物表面作用過(guò)程中可能發(fā)生一系列反應(yīng)，反應(yīng)中的一些產(chǎn)物在礦物表面上的吸附。
[0017]起泡劑系指能降低水的表面張力形成泡沫，使充氣浮選礦漿中的空氣泡能附著于選擇性上浮的礦物顆粒上的一類表面活性劑。
[0018]在浮選過(guò)程中，加入起泡劑，能夠防止氣泡的兼并；也能夠適當(dāng)?shù)匮娱L(zhǎng)氣泡在礦漿表面的存在時(shí)間。
[0019]一般起泡劑具有如下幾種共同性質(zhì):(1)起泡劑的分子構(gòu)造常是異極性有機(jī)物質(zhì)，一端是極性基，另一端為非極性基；極性基親水，非極性基親氣，這樣就可以使起泡劑分子在空氣與水的界面上產(chǎn)生定向排列。(2)起泡劑是表面活性物質(zhì)，能夠降低水的表面張力。此處所謂表面活性系指在溶液中由于增加單位起泡劑濃度而引起的表面張力的降低數(shù)值。就一般說(shuō)，同一系列的有機(jī)表面活性劑，其表面活性按“三分之一律”(也叫做“特魯貝規(guī)律”)遞增，其溶解度按同樣規(guī)律遞減。以醇類為例，由乙醇起，任何一個(gè)醇的表面活性強(qiáng)度都是它的最鄰近的低級(jí)醇的三倍，也是它的最鄰近的高級(jí)醇的三分之一。而溶解度則按同樣規(guī)律漸減。(3) —般的起泡劑要求有中等的溶解度，0.2飛克/升。如上所述，在同系物中表面活性隨分子量增大而增強(qiáng)，但同時(shí)溶解度則隨分子量增大而減小。浮選實(shí)踐證明:由于這兩種因素作用的結(jié)果，常見的起泡劑，其分子中的碳原子數(shù)一般為5至11個(gè)較為適
口 ο
[0020]絮凝劑的凝聚作用原理:選煤廠的極細(xì)顆粒煤泥水可以近似的看成膠體，我們可以引用D.L.V.0理論來(lái)分析凝聚的原理。D.L.V.0理論認(rèn)為膠體微粒之間具有范德華引力和靜電斥力。即顆粒的凝聚和分散特性，是受顆粒之間的雙電層靜電能及分子作用能的支配，其總作用能為二者的代數(shù)和。
[0021]顆粒之間的分子作用能指分子間的范德華引力。兩個(gè)單分子的范德華引力與其間距的六次方成反比。間距增大時(shí)，分子之間的引力顯著減小。當(dāng)顆粒的直徑很小時(shí)，微粒間的引力是多個(gè)分子綜合作用的結(jié)果，他們與間距的關(guān)系不同于單分子，該力與間距的三次方、二次方及一次方成反比。間距越小，方次也越低。因此，多分子范德華引力的作用較單分子更大。
[0022]顆粒間的靜電能主要是由于顆粒接近到一定距離時(shí)，帶有同號(hào)電荷的微粒產(chǎn)生斥力引起的。由于固體顆粒表面常帶有剩余電荷，在固液界面上存在一定的電位差，因而在顆粒周圍形成了雙電層結(jié)構(gòu)，在自然PH值下，多數(shù)顆粒帶負(fù)電。由于帶有電性，在固體外圍吸附了一定數(shù)量的反號(hào)離子，使整個(gè)顆粒處于電中性狀態(tài)。當(dāng)兩個(gè)顆粒相互靠近時(shí)，其間產(chǎn)生斥力。特別是當(dāng)兩個(gè)顆粒雙電層重疊時(shí)，產(chǎn)生的斥力更大。
[0023]通過(guò)以上分析，范德華力是引力，對(duì)顆粒的凝聚有利。靜電力是斥力對(duì)顆粒的凝聚不利。在正常狀態(tài)下，兩者處于平衡。若減小顆粒間的斥力，就會(huì)破壞這一平衡，使凝聚發(fā)生。向懸浮液中加入電解質(zhì)，可實(shí)現(xiàn)這一意圖。煤泥顆粒一般帶有負(fù)電荷，加入的電解質(zhì)在懸浮液中很快的電離出帶正電的離子，這些帶正電的離子中和了顆粒表面的電荷，使其雙電層被壓縮，降低了它的電動(dòng)點(diǎn)位，減小了斥力，使凝聚發(fā)生。
[0024]由于凝聚改變了顆粒表面的電性質(zhì),所以產(chǎn)生的凝聚體小而密實(shí)。凝聚體有時(shí)易碎，但碎后又可重新凝聚，即凝聚過(guò)程屬可逆過(guò)程。
[0025]2、堿式氯化鋁的作用機(jī)理如下:
鋁鹽的水解方程式為:A1 (OH2) 63++H20 - [Al (OH2) 6]2++H30+
水解產(chǎn)物通過(guò)OH-架橋，形成多核絡(luò)合物，這種無(wú)機(jī)大分子化合物和懸浮液的PH值關(guān)系十分密切。
[0026]當(dāng)PH<4 時(shí)，以[Al (OH) J3+ 離子形式存在，n=6_10。
[0027]當(dāng)4 ≤ PH < 6 時(shí)，以[Al6 (OH) 15]3+、[Al7 (OH) 17]4+、[Al8 (OH) 20]4+、[Al13 (OH)34]5+等離子形式存在。
[0028]當(dāng)6≤PH < 8時(shí)，會(huì)發(fā)生Al (OH)3沉淀。
[0029]當(dāng)PH ≥ 8 時(shí)，以[Al (OH) 4]_、[Al8 (OH) 26]2_ 等離子形式存在。
[0030]即在不同PH值礦漿中，聚合鋁呈不同電性的高價(jià)離子，他們不僅壓縮顆粒雙電層，而且吸附于顆粒表面。所以，使用聚合鋁作為凝聚劑時(shí)礦漿的PH值是很重要的。另外，這些水合氧化物都是絡(luò)合大分子，有很強(qiáng)的吸附能力，其本省也能同時(shí)吸附兩個(gè)或兩個(gè)以上的顆粒，使其成團(tuán)發(fā)生沉降。實(shí)踐表明它不僅能夠使微細(xì)顆粒凝聚成團(tuán)，而且對(duì)除去懸浮液中的COD、BOD色度也有很好的效果。
[0031]為了處理高泥化度煤炭的尾煤泥水，需要先改變顆粒表面的電性質(zhì)，然后再使用絮凝劑對(duì)顆粒進(jìn)行架橋沉降。因此，我們采用在尾煤泥水中先加入聚合氯化鋁，然后再加入聚丙烯酰胺的工藝。
[0032]其作用原理是:聚合氯化鋁先把細(xì)小的顆粒凝聚成較大一點(diǎn)的顆粒，這些顆粒的電性較小，容易參與絮凝劑的架橋作用，且顆粒間與顆粒間的斥力也小了，產(chǎn)生的絮團(tuán)比較壓實(shí)。由于細(xì)小的顆粒都被凝聚成團(tuán)，產(chǎn)生的澄清水質(zhì)量也高。
[0033]聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺在配合使用時(shí)，一定要先加聚合氯化鋁后加聚丙烯酰胺，兩者間距20m以上，這樣可以提高藥劑作用效果。聚合氯化鋁可直接加入攪拌桶內(nèi)配制，控制一定的濃度(企業(yè)機(jī)密)，其使用量根據(jù)煤泥中細(xì)粒的含量及時(shí)調(diào)整。
[0034]在溶解聚丙烯酰胺時(shí)，要求攪拌時(shí)葉輪的轉(zhuǎn)速小于400r/min，攪拌時(shí)間為1-1.5h，若轉(zhuǎn)速過(guò)快，時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，容易使分子鏈斷裂，影響絮凝劑的使用效果。水溫控制在IO0C _35°C之間，有利于將聚丙烯酰胺的水解度控制在最佳的范圍內(nèi)(最佳水解度為30%)。配制濃度為0.1%-0.15%，用量應(yīng)控制在0.1%-1% (按體積比)。若聚丙烯酰胺加入量過(guò)大，不僅增加成本，而且絮凝效果還不好。因?yàn)檫^(guò)量的加入聚丙烯酰胺，聚丙烯酰胺會(huì)將顆粒包裹住，不利于與其他顆粒作用，絮凝作用減弱。為了提高聚丙烯酰胺的作用效果，王樓煤礦采用多點(diǎn)加藥的方式，使聚丙烯酰胺在煤泥水中充分分散，提高藥效。
【具體實(shí)施方式】
[0035]下述未述及的相關(guān)技術(shù)內(nèi)容均可采用或借鑒現(xiàn)有技術(shù)。
[0036]一種高泥化 度煤炭洗選藥劑，
包括:
捕收劑:N9883 ；
其中N9883是指納爾科公司的一種新型的浮選藥劑。
[0037]起泡劑:雜醇(又稱雜醇油)
絮凝劑:聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁；
加入量為每噸干煤泥N9883:390-440g/t，雜醇:400_430g/t。
[0038]聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺在配合使用時(shí)，要先加聚合氯化鋁后加聚丙烯酰胺，兩者間距20m以上；
聚合氯化鋁在攪拌桶內(nèi)配制，控制濃度0.5-1.2% ；
在溶解聚丙烯酰胺時(shí)，要求攪拌時(shí)葉輪的轉(zhuǎn)速小于400r/min，攪拌時(shí)間為1-1.5h，水溫控制在10°C _35°C之間，有利于將聚丙烯酰胺的水解度控制在為25-35%，配制濃度為
0.1%-0.15%，按體積比用量應(yīng)控制在0.1%-1%。
[0039]
【權(quán)利要求】
1.一種高泥化度煤炭洗選藥劑，其特征在于: 包括: 捕收劑:N9883 ； 起泡劑:雜醇； 絮凝劑:聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁； 加入量為每噸干煤泥中N9883:390-440g/t，雜醇:400_430g/t ； 聚丙烯酰胺、聚合氯化鋁按體積比用量應(yīng)控制在0.1%-1%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高泥化度煤炭洗選藥劑，其特征在于:N9883加入量為:420g/t，雜醇加入量為:420g/t.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高泥化度煤炭洗選藥劑，其特征在于:聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺在配合使用時(shí)，要先加聚合氯化鋁后加聚丙烯酰胺，兩者間距20m以上； 聚合氯化鋁在攪拌桶內(nèi)配制，控制濃度0.5-1.2% ； 在溶解聚丙烯酰胺時(shí)，要求攪拌時(shí)葉輪的轉(zhuǎn)速小于400r/min，攪拌時(shí)間為1-1.5h，水溫控制在10°C _35°C之間，有利于將聚丙烯酰胺的水解度控制在為25-35%，配制濃度為0.1%-0.15%，按體積比用量應(yīng)控制在0.1%-1%。
【文檔編號(hào)】B03D1/018GK103977909SQ201410042681
【公開日】2014年8月13日 申請(qǐng)日期:2014年1月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月29日
【發(fā)明者】呂鳳新, 任智德, 龍祿財(cái), 王瑞, 李志勝, 厲彥欣, 邵珠娟 申請(qǐng)人:山東東山王樓煤礦有限公司