[发明专利]高效起泡剂及其制备方法及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种起泡剂及其制备与应用，尤其是一种高效起泡剂及其制备方法及使用方法。

背景技术

煤是地球上最丰富的化石燃料，目前约占世界一次能源消耗的28%。煤炭的大量生产和使用，一方面促进了经济的发展，同时也向环境提出了严峻的挑战。高硫煤直接燃烧会产生SO₂，SO₂是有毒气体，并且有腐蚀性。二氧化硫会被氧化成三氧化硫，和水结合生成硫酸。在风化的煤中，酸矿水浸入地下，会污染地下水，使水质变酸。SO₃会导致酸雨、腐蚀锅炉、地下管道、金属装置、采矿设备等等。所以，在高硫煤利用前，有必要脱除其中的硫。

煤中硫可分为两种：无机硫和有机硫，无机硫主要是以二硫化物（主要是黄铁矿和白铁矿）和硫酸盐（硫酸钙和硫酸铁）形式存在。有机硫以硫醇（-SH）、硫化物、二硫化物（-S-S-）和以噻吩系为代表的芳香环硫的形态和煤基体直接键合。另外，在煤中也会有少量的单质硫、PbS、CuFeS₂、FeAsS、ZnS。在我国，一次性能源中煤炭约占70%，且在很长一段时间内，煤炭的基础能源地位不会变。据预测，到2020年我国煤炭需要量将达到28～33亿吨。我国原煤中有相当一部分为高硫煤，主要集中在西南地区，平均硫含量2.43%，其中除云南省的高硫煤比例较少外，贵州省大部分为高硫煤，较为典型的六枝矿区炼焦煤的平均硫分为2%～6%，四川几乎有3/4左右的高硫煤，南桐、天府等煤田的平均硫分多在4%左右。对于燃煤脱硫技术的研究，从20世纪初至今已有90多年的历史。根据脱硫原理的不同可分为物理法、化学法、生物法。物理法是根据煤与含硫矿物的物理性质如密度、电磁性能、以及可浮性的不同将含硫矿物与煤分开的脱硫方法。目前常用的方法有重选、浮选、磁选、电选等方法。煤泥浮选有多种技术，但就目前国内外的发展水平而言，仍旧是浮游选煤技术的浮选效果最好。浮游选煤方法包括泡沫浮选、油浮选、球团浮选等。在生产中，广泛使用的是泡沫浮选，它主要是指在浮选剂的作用下依据矿物表面润湿性的差别，分选细粒（0.5mm以下）煤的选煤方法。在气-液-固三相界面的分选过程，水中的矿粒粘附到气泡上，然后上浮到煤浆液面并被刮入泡沫产品等过程。在浮选作业中，虽然利用矿物的天然疏水性也可以进行矿石的选别，但通常都使用浮选药剂以增大或减小矿物表面的疏水，调整、控制矿物的浮选行为，以获得更好的浮选指标，起泡剂在矿物浮选中不仅影响气泡的数量和质量，也影响矿物颗粒之间的接触，而且在泡沫层中能促使黏附在气泡中的疏水性矿粒和亲水性矿粒的分离。由此可见,起泡剂和捕收剂一样，其性能的优劣将直接影响浮选指标，最终影响到企业的经济效益和资源利用率。

以前，我国矿山浮选用的起泡剂主要以松醇油为主。随着人们对松醇油的进一步认识和比较，不论从性价比来说，还是从森林资源及环保等方面考虑，发现松醇油都不是最理想的起泡剂，而且松醇油的有效成分是环状结构的萜烯醇，难以生物降解，会对矿山尾矿水造成一定的污染。

发明内容

本发明的目的是：提供一种高效起泡剂及其制备和应用于高硫细粒煤的浮选脱硫方法，它不仅成本低廉，所使用的药剂成分稳定、无毒、材料来源广泛，而且浮选过程中泡沫产品脱水容易，在提高精煤产率的同时还可以有效的达到脱硫的目的，以克服现有技术的不足。

本发明是这样实现的：高效起泡剂，它包括液体物质、固体物质和水混合组成；其中液体物质为含量不低于90%的十二烷基苯磺酸，固体物质为工业纯碱或烧碱；液体物质、固体物质和水的质量比为1:5～50:100～1000。含量不低于90%的十二烷基苯磺酸是指其在经过工业生产后，获得的产品中十二烷基苯磺酸的质量百分比含量不低于90%的溶液。

高效起泡剂的制备方法，先将固体物质溶于水中，加热到50℃以上，然后加入液体物质，在常压和50～100℃温度下搅拌皂化10～30min，自然冷却后即获得成品。

利用高效起泡剂进行高硫细粒煤浮选脱硫的方法，将煤粉制成质量浓度为50～150g/L的煤浆A；向煤浆A中加入CaO，并搅拌2～4分钟，获得煤浆B；将煤浆B加入浮选机中进行搅拌，并加入磺化煤油，保持搅拌2～4分钟后加入高效起泡剂，在搅拌的同时进行4～6分钟的刮泡处理，即完成浮选脱硫。

CaO的用量为10～100kg/t，磺化煤油的用量为5.0～100kg/t，高效起泡剂的用量为0.5～5.0kg/t。

CaO为抑制剂，对煤中成灰矿物的抑制效果非常明显。