[发明专利]一种提高氧化煤泥浮选效果的疏水化表面改性方法

说明书

一种提高氧化煤泥浮选效果的疏水化表面改性方法，所述方法是将氢氧化钙加入水中搅拌形成碱性氢氧化钙溶液；将氧化煤泥加入氢氧化钙溶液中搅拌进行中和反应，抽滤干燥，制得酸碱中和氧化煤泥滤饼；再将有机羧酸加水溶解搅拌加热，将酸碱中和氧化煤泥滤饼加入到有机羧酸溶液中，常温搅拌进行接枝反应，后抽滤干燥，制得疏水化改性氧化煤泥滤饼。本方法利用化学络合法将疏水链段接枝在煤表面的酸性亲水官能团上，不易受浮选溶液化学环境的影响，结合牢固，很好地改善了氧化煤泥表面疏水性差的问题，可以提高精煤浮选回收率。

技术领域

本发明涉及一种氧化煤泥表面改性方法，尤其是一种改善氧化煤泥表面疏水性的方法，属于煤炭洗选加工技术领域。

背景技术

浮选是细粒矿物分选中广泛应用的方法，也是煤泥分选的有效途径。煤泥浮选过程中疏水的煤颗粒粘附在气泡上，随气泡上浮，进入到泡沫层，而亲水的矸石则留在煤浆中，从而实现彼此分离。

通常，煤是天然可浮性较好的物质，多数可以通过添加油类捕收剂和起泡剂便能获得极好的分选效果。但是由于煤炭易氧化，暴露在空气中后，会与空气中的氧气、水等相互作用，发生不同程度的风化氧化。

煤炭氧化会使其表面生成极性含氧官能团，尤其是强极性亲水羧基、酚羟基官能团，从而削弱煤颗粒表面的疏水性。煤油、柴油等为工业上常用的非极性油类捕收剂。在浮选过程中，由于这些捕收剂与煤颗粒表面的极性官能团亲和性差，不能在氧化的煤泥颗粒表面进行有效的吸附和铺展，通常导致浮选精煤产率很低；如果单纯増加捕收剂用量，不但不能改善这一状况，反而会使浮选精煤的灰分超标，且增加浮选操作的费用。因此，有必要通过表面改性技术，增强氧化煤泥表面的疏水性，改善氧化煤泥的浮选的选择性和回收率。

为了改善氧化煤的表面疏水性和浮选效果，国内外学者进行了广泛的研究。Jia等（Jia, R.; Harris, G. H.; Fuerstenau, D. W. An improved class of universalcollectors for the flotation of oxidized and/or low-rank coal. Int. J. Miner. Process. 2000, 58 (1-4), 99-118.）根据低阶氧化煤泥的特性，开发了含有四氢呋喃基团的系列浮选捕收剂。这类药剂能与煤泥表面的含氧基团形成氢键吸附，提髙氧化煤泥的疏水性，进而提高了氧化煤的可浮性和浮选效果。MS Jena等（Jena, M.; Biswal, S.;Rudramuniyappa, M. Study on flotation characteristics of oxidised Indian highash sub-bituminous coal. Int. J. Miner. Process. 2008, 87 (1), 42-50.）研制出一种对印度氧化煤泥浮选具有促进作用的重油。他们发现该促进剂可提高氧化煤泥的浮选性能，提高精煤产率并大幅度降低精煤灰分。马克玉等（马克玉; 宋书宇; 樊民强 表面活性剂 SPAN80 对煤泥浮选促进作用的试验研究. 选煤技术 2011, 4, 9-12.）通过试验发现，Span80表面活性剂对大同煤浮选具有良好的促进作用，节油率高达72.6%。陈强（陈强高灰氧化煤的浮选试验研究. 洁净煤技术2012, 18 (2), 10-12.）考察了脂肪醇对氧化煤的增效作用，发现丁醇预处理后氧化煤的可燃体回收率和精煤灰分均好于不经处理的原煤。然而，上述研究仅在实验室研究中显示了较好的效果。由于工业上煤浮选过程中水溶液化学环境复杂多变，目前仍未发现有效的氧化煤浮选解决方案。

发明内容

本发明的目的在于利用组合药剂对氧化煤表面的羧基、酚羟基两种亲水性官能团进行接枝反应，提高氧化煤泥表面的疏水性，从而改善非极性油类捕收剂在氧化煤泥上的吸附和铺展效果，解决氧化煤浮选困难的问题。

本发明是通过以下技术方案来实现的。