[发明专利]从原煤中分离煤岩组分的方法

说明书

技术领域

本发明涉及煤炭加工领域，具体而言，涉及一种从原煤中分离煤岩组分的方法。

背景技术

煤是由一定地质年代生长的繁茂植物在适宜的地质环境下，经过漫长岁月的天然煤化作用而形成的生物岩，利用通常研究岩石的方法来研究煤就产生了煤炭科学的一个分支——煤岩学。不同的煤层由于成煤原始物质及积聚环境不同，其岩石组成也不一样，同时在煤化过程中，各种煤岩成分又进一步发生了深刻的变化。所以利用煤岩学方法确定煤的煤岩组成、煤化特征等是评价煤的性质和用途的重要依据，是解决实际问题的重要基础。

近年来，全球原油价格逐步攀升，特别是在一些富煤缺油的国家，发展非石油路线的能源工艺受到广泛关注，特别是神华集团百万吨级煤直接液化示范工程成功实施，标志着中国的煤直接液化技术开发进入了一个新的阶段，同时对煤炭直接液化性能研究也愈发深入，特别是决定煤工艺性质的三大煤岩显微组分——镜质组、惰质组、壳质组直接液化性能的研究，越来越受到人们的重视。

镜质组和惰质组是煤中的两种主要煤岩显微组分，壳质组的含量一般较低。在三大煤岩显微组分中，惰质组的挥发分、氢含量和氢碳原子比最低，而碳含量最高；壳质组的挥发分和氢含量最高，氢碳原子比大多在1以上，而芳香度低；镜质组与惰质组相比，挥发分、氢含量、氧含量高，同时水分和氮含量高、焦油产率高，芳香度、缩合环数及缩合度指数小。在中煤阶烟煤中，壳质组化学性质变化很快，逐渐与镜质组的化学性质趋于一致。对于煤的三大显微组分的液化活性，一般认为镜质组是液化活性组分，而惰质组是惰性组分，各显微组分的液化活性顺序为：壳质组>镜质组>惰质组。已有研究表明，镜质组和壳质组的转化率为惰质组的近2.6倍，镜质组和壳质组生成油和沥青烯的速率为惰质组的近2.9倍，镜质组和壳质组转化为油和沥青烯的比例高于惰质组，未反应煤中主要是惰质组。在相同煤转化率的条件下，惰质组煤液化反应条件要比镜质组煤苛刻的多。

在同样的煤直接液化反应条件下，如果针对镜质组是适宜的，镜质组得到有效反应，而惰质组大多随残渣排出，总的煤转化率低，煤液化油收率低；如果针对惰质组是适宜的，惰质组得到了有效反应，而镜质组过度反应，将生成的液态产物进一步变成了气态产物排出，总的煤转化率提高，但煤液化油收率依旧低。因此，如果能够将原料煤中的惰性组分惰质组和活性组分镜质组（含壳质组）进行分离，选取合适的煤直接液化工艺条件，分别对惰质组煤和镜质组煤进行煤直接液化反应，最终能够获得较理想的煤液化总转化率及总油收率，从而提高煤的洁净利用效率。

但是由于在成煤过程中，由于物质趋同性，各煤岩显微组分聚集成团，造成了原煤物理化学性质的不均一性，使得原煤中各煤岩显微组分通过普通的方法很难富集。目前，煤岩显微组分分离技术还局限于实验室阶段，主要是密度梯度分离技术及手选技术。密度梯度分离技术，例如重力沉降法，其缺陷是仅仅能够得到克数量级的粒度较粗的单显微组分；而手选技术的缺陷是人为因素影响较大，效率低及精度低。由于煤中各煤岩显微组分相互混杂，目前将原煤中的各煤岩显微组分进行分离依旧是一个难点。

发明内容

本发明提供了一种从原煤中分离煤岩组分的方法，以解决现有技术中存在的原煤中煤岩组分相互混杂、分离困难的技术问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种从原煤中分离煤岩组分的方法，包括如下步骤：A、将原煤进行选择性破碎，得到粒度为50mm以下的混合煤料；以及B、将混合煤料进行旋流分离处理，在分选密度为1.25～2.20kg/L的条件下，得到旋流镜质组煤和旋流惰质组煤。

进一步地，对混合煤料进行旋流分离处理的步骤包括：将混合煤料与循环重介质混合，配制成重量含量为15%～35%的循环悬浮液；以及将循环悬浮液进行旋流分离。

进一步地，混合煤料的粒度小于13mm。

进一步地，旋流分离的分选密度为1.30～1.80kg/L。

进一步地，还包括对旋流分离得到的循环悬浮尾液进行浮选分离的步骤，其中循环悬浮尾液中煤料的粒度小于0.5mm。

进一步地，对循环悬浮尾液进行浮选分离的步骤包括：将循环悬浮尾液进行回收和浓缩处理，得到质量浓度（或体积浓度）为5%～12%的浓缩液；以及向浓缩液中加入浮选药剂，搅拌进行浮选，得到浮选镜质组煤和浮选惰质组煤。

进一步地，浮选药剂包括捕收剂和抑制剂，捕收剂为煤油和/或柴油，优选为乳化柴油；抑制剂为石灰、水玻璃和六偏磷酸钠中的一种或多种。