一種煤巖顯微組分的電浮選分離方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種煤巖顯微組分的電浮選分離方法，該方法為：一、將經(jīng)破碎磨礦至粒度小于0.074mm的原料煤加水調(diào)漿，得到濃度為20g/L～50g/L的煤漿；二、向煤漿中加入鹽酸至pH值為2.0～4.0，然后加入捕收劑攪拌均勻；三、將加入捕收劑攪拌均勻后的煤漿加入浮選管內(nèi)，然后向浮選管內(nèi)的正電極和負(fù)電極通電，控制電流密度為1A/dm2～5A/dm2，對(duì)浮選管內(nèi)的煤漿進(jìn)行電浮選，實(shí)現(xiàn)煤巖顯微組分的分離。本發(fā)明是一種兼有電解氧化、電解凝聚和浮選的方法，能有效控制惰質(zhì)組和鏡質(zhì)組的可浮性，使惰質(zhì)組盡可能多地沉降于沉物中，鏡質(zhì)組富集于浮物中，達(dá)到煤巖鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組的有效分離。
【專利說(shuō)明】-種煤巖顯微組分的電浮選分離方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于煤巖顯微組分分離【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種煤巖顯微組分的電浮選分 離方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 中國(guó)的煤炭資源W低煤化度煤為主，研究發(fā)現(xiàn)該些煤的惰質(zhì)組分含量普遍較高。 例如，神府煤的惰質(zhì)組含量一般為30 %?70 %、彬長(zhǎng)煤的惰質(zhì)組含量為44 %?89 %、黃 隙煤24 %?63 %、靈武煤30 %?69 %、華亭煤30 %?50 %、靖遠(yuǎn)煤30 %?47 %、大通煤 40%?57%、哈密煤平均40%左右，大同煤的惰質(zhì)組含量也在30%?45%之間。
[0003] 煤巖顯微組分對(duì)煤炭的工業(yè)應(yīng)用有重要影響。如煤中惰質(zhì)組含量較高會(huì)影響煤的 加工利用性能，導(dǎo)致煤的粘結(jié)性較差，難于較大比例的用于配煤煉焦。煤中鏡質(zhì)組和惰質(zhì) 組的含量對(duì)水煤漿成漿性和流變性的影響顯著，惰質(zhì)組分較高易造成煤的成漿性差，難于 制得高濃度水煤漿；煤中的殼質(zhì)組和鏡質(zhì)組是煤加氨液化的有益組分，而惰質(zhì)組則難W液 化，所W惰質(zhì)組分含量較高，也是引起該煤液化性能總體上變差，出油率變低的基本原因； 此外，惰質(zhì)組分含量較高，還導(dǎo)致煤的燃點(diǎn)較低，易于自燃，然而，惰質(zhì)組也有其高的應(yīng)用價(jià) 值，如富惰質(zhì)組分煤可作為制備碳素材料或燃料的優(yōu)質(zhì)原料。
[0004] 煤巖顯微組分的分離方法主要有手選、重選、浮選等，其中，基于煤巖組分表面 潤(rùn)濕性和動(dòng)電性差異的泡沫浮選法被認(rèn)為是最有可能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的一種方法。然而，傳 統(tǒng)浮選用于煤巖顯微組分的分離時(shí)效果較差，主要原因是由于煤巖各顯微組分的可浮 性差異較小；同時(shí)，由于原料煤須破碎至<0. 074mm時(shí)才能保證各顯微組分的彼此解離， 原料煤粒度較細(xì)也為浮選增加了一定難度。為了提高煤巖顯微組分的浮選分離效果， 獲得純度較高的煤巖顯微組分富集物，有學(xué)者Olonaker R Q，Mohanty M K，化elling J C.Coal maceral separation using column flotation. Minerals Engineering[ J], 1996, 9(4) :449-464 ；Hower J C,Kuehn K W, Parekh B K, Peters W J. Macerals and microlithotype bene円ciation in column flotation at the Powell Mountain Coal Mayflower Preparation Plant, Lee County,Virginia [J]. Fuel Processing Technology, 2000, 67:23-33 ;Shu X,Wang Z, Xu J.Separation and preparation of macerals in 化enfu coals by flotationULF'uel, 2002, 81(4):495-501)嘗試米用微泡 浮選柱代替?zhèn)鹘y(tǒng)浮選機(jī)，將一段浮選改為多級(jí)浮選，如此可在一定程度上提高某一煤巖單 組分的富集率。但該些方法在提高富集率的情況下，往往降低了浮選收率，且多段浮選工藝 較繁瑣，效果卻不夠明顯。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種煤巖顯微組 分的電浮選分離方法。該方法是一種兼有電解氧化、電解凝聚和浮選的方法，能有效控制惰 質(zhì)組和鏡質(zhì)組的可浮性，使惰質(zhì)組盡可能多地沉降于沉物中，鏡質(zhì)組富集于浮物中，達(dá)到煤 巖鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組的有效分離。
[0006] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種煤巖顯微組分的電浮選分 離方法，其特征在于，該方法包括W下步驟：
[0007] 步驟一、將經(jīng)破碎磨礦至粒度小于0. 074mm的原料煤加水調(diào)漿，得到濃度為20g/ L?50g/L的煤漿；
[0008] 步驟二、調(diào)整步驟一中所述煤漿的溫度為IOC?3(TC，然后加入鹽酸至煤漿的抑 值為2. 0?4. 0,再加入捕收劑攬拌均勻；所述捕收劑為乳化煤油、油酸、硬脂酸或腐植酸， 捕收劑的加入量為每噸原料煤加入250g?IOOOg捕收劑；
[0009] 步驟H、將步驟二中加入捕收劑攬拌均勻后的煤漿加入浮選管內(nèi)，然后向浮選管 內(nèi)的正電極和負(fù)電極通電，控制電流密度為lA/dm 2?5A/dm2,對(duì)浮選管內(nèi)的煤漿進(jìn)行電浮 選，煤漿中的浮物通過(guò)浮選管上部的浮物出口流出，煤漿中的沉物通過(guò)浮選管下端的沉物 出口排出，實(shí)現(xiàn)煤巖顯微組分的分離；所述正電極位于沉物出口上方，負(fù)電極位于正電極上 方；所述電浮選的時(shí)間為IOmin?50min。
[0010] 上述的一種煤巖顯微組分的電浮選分離方法，其特征在于，步驟二中所述捕收劑 的加入量為每噸原料煤加入500g?SOOg捕收劑。
[0011] 上述的一種煤巖顯微組分的電浮選分離方法，其特征在于，步驟H中所述正電極 和負(fù)電極均為網(wǎng)孔尺寸為3mm?5mm的平板網(wǎng)狀鉛電極。
[0012] 上述的一種煤巖顯微組分的電浮選分離方法，其特征在于，步驟H中所述正電極 和負(fù)電極之間的距離為5cm?20畑1。
[0013] 上述的一種煤巖顯微組分的電浮選分離方法，其特征在于，步驟H中控制電流密 度為 2A/dm2 ?4A/dm2。
[0014] 上述的一種煤巖顯微組分的電浮選分離方法，其特征在于，步驟H中所述電浮選 的時(shí)間為20min?40min。
[0015] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有W下優(yōu)點(diǎn)：
[0016] 1、本發(fā)明的電浮選分離方法是一種兼有電解氧化、電解凝聚和浮選的方法。該方 法通過(guò)對(duì)煤漿進(jìn)行電解，在正電極和負(fù)電極產(chǎn)生大量的氧氣和氨氣泡。另外，在正電極上電 離形成的氨氧化物可起到混凝劑的作用。煤巖顯微組分中，惰質(zhì)組分與鏡質(zhì)組分相比，其表 面Zeta電位更偏向于負(fù)電性，且惰質(zhì)組的親水性較強(qiáng)，表面的極性官能團(tuán)含量較多，且孔 隙結(jié)構(gòu)發(fā)達(dá)，更易與陽(yáng)離子的氨氧化物混凝而發(fā)生沉降。
[0017] 2、本發(fā)明優(yōu)選平板網(wǎng)狀鉛電極作為正電極和負(fù)電極，正電極電解形成的氨氧化物 在添加氯化氨的酸性條件下，可反應(yīng)生成氯化鉛，氯化鉛對(duì)惰質(zhì)組和鏡質(zhì)組的表面可浮性 有著重要的調(diào)節(jié)作用，可明顯提高惰質(zhì)組的潤(rùn)濕性和沉降性，從而提高鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組的 浮選分離效果。
[001引 3、本發(fā)明電浮選過(guò)程中產(chǎn)生的氣泡直徑很小，僅為Sym?20ym，該比機(jī)械式、氣 動(dòng)力式浮選機(jī)及真空浮選法所獲得的氣泡小1?2個(gè)數(shù)量級(jí)，且氣泡的分散度和濃度高，可 顯著提高煤巖組分的浮選分離效率。
[0019] 4、本發(fā)明能有效控制惰質(zhì)組和鏡質(zhì)組的可浮性，使惰質(zhì)組盡可能多地沉降于沉物 中，鏡質(zhì)組富集于浮物中，達(dá)到煤巖鏡質(zhì)組和惰質(zhì)組的有效分離。
[0020] 下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021] 圖1為本發(fā)明浮選管的結(jié)構(gòu)示意圖。
[002引 1-正電極；2-負(fù)電極； 3-浮物出口；
[002引 4一沉物出口； 5-浮選管本體；6-入料口。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 本發(fā)明W陜西某煤礦煤樣為試驗(yàn)對(duì)象，該煤樣的顯微組分組成為鏡質(zhì)組 52.18訊1%，惰質(zhì)組34.13訊1%，殼質(zhì)組10.08訊1%，礦物質(zhì)3.61訊1%。
[0025] 本發(fā)明所用浮選管的結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括浮選管本體5,所述浮選管本體5的下 端開設(shè)有沉物出口 4,浮選管本體5上部開設(shè)有浮物出口 3,所述浮選管本體5內(nèi)位于沉物 出口 4的上方設(shè)置有正電極1，所述正電極1的上方設(shè)置有負(fù)電極2,所述浮選管本體5的 上部側(cè)壁設(shè)置有入料口 6。
[0026] 實(shí)施例1
[0027] 步驟一、將煤樣經(jīng)破碎磨礦至粒度小于0. 074mm，然后加水調(diào)漿，得到濃度為30g/ L的煤漿；
[0028] 步驟二、調(diào)整步驟一中所述煤漿的溫度為2(TC，然后加入鹽酸巧mol/L)至煤漿的 抑值為2.0,再加入捕收劑攬拌均勻；所述捕收劑為油酸（可采用乳化煤油、硬脂酸或腐植 酸代替），捕收劑的加入量為每噸原料煤加入500g捕收劑；
[0029] 步驟H、將步驟二中加入捕收劑攬拌均勻后的煤漿加入浮選管內(nèi)，使正電極1和 負(fù)電極2均處于煤漿內(nèi)，然后向浮選管內(nèi)的正電極1和負(fù)電極2通電，控制電流密度為3A/ 血 2,對(duì)浮選管內(nèi)的煤漿進(jìn)行電浮選，煤漿中的浮物通過(guò)浮選管上部的浮物出口 3流出，煤漿 中的沉物通過(guò)浮選管下端的沉物出口 4排出，實(shí)現(xiàn)煤巖顯微組分的分離；所述正電極1和負(fù) 電極2均為網(wǎng)孔尺寸為5mm的平板網(wǎng)狀鉛電極；所述正電極1位于沉物出口 4上方，負(fù)電極 2位于正電極1上方IOcm處；所述電浮選的時(shí)間為20min。
[0030] 實(shí)施例2
[0031] 步驟一、將煤樣經(jīng)破碎磨礦至粒度小于0. 074mm，加水調(diào)漿，得到濃度為20g/L的 煤漿；
[0032] 步驟二、調(diào)整步驟一中所述煤漿的溫度為IOC，然后加入鹽酸（2mol/L)至煤漿的 抑值為3.0,再加入捕收劑攬拌均勻；所述捕收劑為乳化煤油（可采用油酸、硬脂酸或腐植 酸代替），捕收劑的加入量為每噸原料煤加入IOOOg捕收劑；
[0033] 步驟H、將步驟二中加入捕收劑攬拌均勻后的煤漿加入浮選管內(nèi)，使正電極1和 負(fù)電極2均處于煤漿內(nèi)，然后向浮選管內(nèi)的正電極1和負(fù)電極2通電，控制電流密度為2A/ 血 2,對(duì)浮選管內(nèi)的煤漿進(jìn)行電浮選，煤漿中的浮物通過(guò)浮選管上部的浮物出口 3流出，煤漿 中的沉物通過(guò)浮選管下端的沉物出口 4排出，實(shí)現(xiàn)煤巖顯微組分的分離；所述正電極1和負(fù) 電極2均為網(wǎng)孔尺寸為3mm的平板網(wǎng)狀鉛電極；所述正電極1位于沉物出口 4上方，負(fù)電極 2位于正電極1上方15cm處；所述電浮選的時(shí)間為30min。
[0034] 實(shí)施例3
[00巧]步驟一、將煤樣經(jīng)破碎磨礦至粒度小于0. 074mm，加水調(diào)漿，得到濃度為50g/L的 煤漿；
[0036] 步驟二、調(diào)整步驟一中所述煤漿的溫度為3(TC，然后加入鹽酸巧mol/L)至煤漿的 抑值為4.0,再加入捕收劑攬拌均勻；所述捕收劑為硬脂酸（可采用乳化煤油、油酸或腐植 酸代替），捕收劑的加入量為每噸原料煤加入750g捕收劑；
[0037] 步驟H、將步驟二中加入捕收劑攬拌均勻后的煤漿加入浮選管內(nèi)，使正電極1和 負(fù)電極2均處于煤漿內(nèi)，然后向浮選管內(nèi)的正電極1和負(fù)電極2通電，控制電流密度為IA/ 血 2,對(duì)浮選管內(nèi)的煤漿進(jìn)行電浮選，煤漿中的浮物通過(guò)浮選管上部的浮物出口 3流出，煤漿 中的沉物通過(guò)浮選管下端的沉物出口 4排出，實(shí)現(xiàn)煤巖顯微組分的分離；所述正電極1和負(fù) 電極2均為網(wǎng)孔尺寸為4mm的平板網(wǎng)狀鉛電極；所述正電極1位于沉物出口 4上方，負(fù)電極 2位于正電極1上方20cm處；所述電浮選的時(shí)間為50min。
[0038] 實(shí)施例4
[0039] 步驟一、將煤樣經(jīng)破碎磨礦至粒度小于0. 074mm，加水調(diào)漿，得到濃度為30g/L的 煤漿；
[0040] 步驟二、調(diào)整步驟一中所述煤漿的溫度為25C，然后加入鹽酸（2mol/L)至煤漿的 抑值為3.0,再加入捕收劑攬拌均勻；所述捕收劑為腐植酸（可采用乳化煤油、油酸或硬脂 酸代替），捕收劑的加入量為每噸原料煤加入800g捕收劑；
[0041] 步驟H、將步驟二中加入捕收劑攬拌均勻后的煤漿加入浮選管內(nèi)，使正電極1和 負(fù)電極2均處于煤漿內(nèi)，然后向浮選管內(nèi)的正電極1和負(fù)電極2通電，控制電流密度為5A/ 血 2,對(duì)浮選管內(nèi)的煤漿進(jìn)行電浮選，煤漿中的浮物通過(guò)浮選管上部的浮物出口 3流出，煤漿 中的沉物通過(guò)浮選管下端的沉物出口 4排出，實(shí)現(xiàn)煤巖顯微組分的分離；所述正電極1和負(fù) 電極2均為網(wǎng)孔尺寸為5mm的平板網(wǎng)狀鉛電極；所述正電極1位于沉物出口 4上方，負(fù)電極 2位于正電極1上方5cm處；所述電浮選的時(shí)間為lOmin。
[0042] 實(shí)施例5
[0043] 步驟一、將煤樣經(jīng)破碎磨礦至粒度小于0. 074mm，加水調(diào)漿，得到濃度為20g/L的 煤漿；
[0044] 步驟二、調(diào)整步驟一中所述煤漿的溫度為2(TC，然后加入鹽酸巧mol/L)至煤漿的 抑值為3.0,再加入捕收劑攬拌均勻；所述捕收劑為油酸（可采用乳化煤油、硬脂酸或腐植 酸代替），捕收劑的加入量為每噸原料煤加入250g捕收劑；
[0045] 步驟H、將步驟二中加入捕收劑攬拌均勻后的煤漿加入浮選管內(nèi)，使正電極1和 負(fù)電極2均處于煤漿內(nèi)，然后向浮選管內(nèi)的正電極1和負(fù)電極2通電，控制電流密度為4A/ 血 2,對(duì)浮選管內(nèi)的煤漿進(jìn)行電浮選，煤漿中的浮物通過(guò)浮選管上部的浮物出口 3流出，煤漿 中的沉物通過(guò)浮選管下端的沉物出口 4排出，實(shí)現(xiàn)煤巖顯微組分的分離；所述正電極1和負(fù) 電極2均為網(wǎng)孔尺寸為5mm的平板網(wǎng)狀鉛電極；所述正電極1位于沉物出口 4上方，負(fù)電極 2位于正電極1上方5cm處；所述電浮選的時(shí)間為20min。
[0046] 實(shí)施例6
[0047] 步驟一、將煤樣經(jīng)破碎磨礦至粒度小于0. 074mm，加水調(diào)漿，得到濃度為25g/L的 煤漿；
[0048] 步驟二、調(diào)整步驟一中所述煤漿的溫度為25C，然后加入鹽酸巧mol/L)至煤漿的 抑值為2.0,再加入捕收劑攬拌均勻；所述捕收劑為乳化煤油（可采用油酸、硬脂酸或腐植 酸代替），捕收劑的加入量為每噸原料煤加入250g捕收劑；
[0049] 步驟H、將步驟二中加入捕收劑攬拌均勻后的煤漿加入浮選管內(nèi)，使正電極1和 負(fù)電極2均處于煤漿內(nèi)，然后向浮選管內(nèi)的正電極1和負(fù)電極2通電，控制電流密度為2A/ 血 2,對(duì)浮選管內(nèi)的煤漿進(jìn)行電浮選，煤漿中的浮物通過(guò)浮選管上部的浮物出口 3流出，煤漿 中的沉物通過(guò)浮選管下端的沉物出口 4排出，實(shí)現(xiàn)煤巖顯微組分的分離；所述正電極1和負(fù) 電極2均為網(wǎng)孔尺寸為5mm的平板網(wǎng)狀鉛電極；所述正電極1位于沉物出口 4上方，負(fù)電極 2位于正電極1上方15cm處；所述電浮選的時(shí)間為40min。
[0050] 對(duì)比例1
[0051] 將煤樣經(jīng)破碎磨礦至粒度小于0. 074mm，通過(guò)XFD 0. 7化單槽浮選機(jī)進(jìn)行浮選 試驗(yàn)，控制葉輪轉(zhuǎn)速為1900±10r/min，刮板轉(zhuǎn)速為2化/min,充氣量為0. 20 + 0. 0125mV (m2 ? min)，礦漿濃度為50g/L ; W乳化煤油為捕收劑，捕收劑添加量為1. Okg/t原煤；W鹽 酸為調(diào)整劑，調(diào)節(jié)礦漿抑值為3 ;礦漿攬拌時(shí)間為Imin,刮泡時(shí)間3min。
[0052] 對(duì)比例2
[0053] 按照對(duì)比例1的浮選條件，改變捕收劑為油酸進(jìn)行浮選試驗(yàn)。
[0054] 對(duì)比例3
[0055] 按照對(duì)比例1的浮選條件，改變捕收劑為硬脂酸進(jìn)行浮選試驗(yàn)。
[0056] 對(duì)比例4
[0057] 按照對(duì)比例1的浮選條件，改變捕收劑為腐植酸進(jìn)行浮選試驗(yàn)。
[005引分別回收本發(fā)明實(shí)施例1至實(shí)施例6 W及對(duì)比例1至對(duì)比例4浮選分離的浮物和 沉物，依次經(jīng)洗涂、過(guò)濾、脫水和干燥后，分別檢測(cè)浮選收率及浮物中鏡質(zhì)組含量和沉物中 惰質(zhì)組含量。結(jié)果列于下表：
[0059] 表1煤巖組分電浮選分離結(jié)果
[0060]

【權(quán)利要求】
1. 一種煤巖顯微組分的電浮選分離方法，其特征在于，該方法包括以下步驟： 步驟一、將經(jīng)破碎磨礦至粒度小于0. 074mm的原料煤加水調(diào)漿，得到濃度為20g/L? 50g/L的煤漿； 步驟二、調(diào)整步驟一中所述煤漿的溫度為l〇°C?30°C，然后加入鹽酸至煤漿的pH值為 2. 0?4. 0,再加入捕收劑攪拌均勻；所述捕收劑為乳化煤油、油酸、硬脂酸或腐植酸，捕收 劑的加入量為每噸原料煤加入250g?1000g捕收劑； 步驟三、將步驟二中加入捕收劑攪拌均勻后的煤漿加入浮選管內(nèi)，然后向浮選管內(nèi)的 正電極⑴和負(fù)電極⑵通電，控制電流密度為lA/dm2?5A/dm2,對(duì)浮選管內(nèi)的煤漿進(jìn)行電 浮選，煤漿中的浮物通過(guò)浮選管上部的浮物出口（3)流出，煤漿中的沉物通過(guò)浮選管下端 的沉物出口（4)排出，實(shí)現(xiàn)煤巖顯微組分的分離；所述正電極（1)位于沉物出口（4)上方， 負(fù)電極⑵位于正電極⑴上方；所述電浮選的時(shí)間為l〇min?50min。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤巖顯微組分的電浮選分離方法，其特征在于，步驟二 中所述捕收劑的加入量為每噸原料煤加入500g?800g捕收劑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤巖顯微組分的電浮選分離方法，其特征在于，步驟三 中所述正電極（1)和負(fù)電極（2)均為網(wǎng)孔尺寸為3mm?5mm的平板網(wǎng)狀鋁電極。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤巖顯微組分的電浮選分離方法，其特征在于，步驟三 中所述正電極（1)和負(fù)電極（2)之間的距離為5cm?20cm。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤巖顯微組分的電浮選分離方法，其特征在于，步驟三 中控制電流密度為2A/dm2?4A/dm 2。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種煤巖顯微組分的電浮選分離方法，其特征在于，步驟三 中所述電浮選的時(shí)間為20min?40min。
【文檔編號(hào)】B03B1/04GK104258975SQ201410522786
【公開日】2015年1月7日 申請(qǐng)日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】趙偉, 周安寧, 楊志遠(yuǎn) 申請(qǐng)人:西安科技大學(xué)