[发明专利]基于煤焦油/沥青提取物的复合煤泥浮选药剂及制备方法

说明书

本发明公开了一种基于煤焦油/沥青提取物的复合煤泥浮选药剂及其制备方法，所述浮选药剂由下述重量份的物质组成：非极性烃类油10‑85份，煤焦油/沥青提取物90‑10份，聚乙二醇0.1‑2份，丙三醇0.1‑1份，司盘0.1‑2份。其制备方法是：将煤焦油/沥青在200‑1050℃下在无氧或惰性气体气氛条件下热解，回收其热解溢出的产物，经过冷凝处理后，将这些产物与非极性烃类油、聚乙二醇、丙三醇和司盘按比例搅拌、混匀后，作为煤泥浮选药剂。本发明公开的煤泥浮选药剂，可以大幅提高煤泥浮选精煤中可燃体回收率，改善浮选效果。

技术领域

本发明涉及浮选药剂技术领域，尤其涉及一种基于煤焦油/沥青提取物的复合煤泥浮选药剂及其制备方法。

背景技术

煤炭作为中国最主要的化石能源。中国“富煤、贫油、少气”的能源储备特点以及煤炭明显的成本优势，决定了在未来相当长的时间内，煤炭在一次能源消费结构中的主导地位不会改变。煤炭是有机和无机材料的混合物，因此在使用前需要分选以达到清洁利用的目的。随着国民经济的高速发展，能源需求量不断增加，中、高变质程度的煤被大量开采，储量日益减少，然而，储量大，易获取的低阶煤和氧化煤由于难以有效的分选，没有得到很好的利用。

煤炭高效分选技术是实现煤炭资源清洁高效利用的重要前提。煤泥是煤炭开采和分选加工过程中产生的一种副产品，约占入选原煤量的12%～18%。随开采和洗选过程中机械化开采力度不断增强，原煤中煤泥含量不断提高，煤泥分选的任务不断加大，煤泥还呈现出“细、杂、贫、难”的特点。其中，浮选是目前分选小于0.5mm煤炭最成熟、最有效的方法，并广泛用于工业生产。在目前的浮选设备中，常常使用浮选机和浮选柱分选细粒煤（<0.5mm）。一般而言，煤具有天然的疏水性，但这种疏水程度不足以有效地浮选，通常需要非极性烃类油如柴油作为捕收剂以进一步提高煤颗粒的可浮性。然而，细粒煤的分选回收受到如原煤性质、煤的粒度、煤的氧化程度等诸多因素的影响。

然而，对于低阶/氧化煤以及焦煤中煤颗粒等难浮难选煤泥而言，其表面往往含有大量的活性基团，这些基团亲水性强，可浮性差，传统的烃类油不容易在其表面黏附-铺展，导致在高药剂用量的情况下煤泥浮选效果依旧很差。为解决该技术难题，目前的研究主要集中于研制高效的浮选药剂或者药剂组合方法，表面改性等以提高难浮煤表面的疏水性和选择性。具体包括在浮选过程中添加各种表面活性剂，磨矿预处理、加热加压预处理、微波或者超声波预处理、高剪切调浆等技术手段。虽然上述手段可改善难浮煤的浮选效果，但是表面改性的成本较高，难以工业化。煤焦油作为煤炭干馏的产物，是煤炭在高温（即高能量输入）下裂解出的物质，在低温/常温下，容易与煤颗粒发生黏附。煤焦油中含有大量的芳香族化合物，且绝大部分为带侧链或不带侧链的多环、稠环化合物和含氧、硫、氮的杂环化合物， 并含有少量脂肪烃、环烷烃和不饱和烃，这些物质不仅可以有效的黏附在煤颗粒的非极性区域，而且可以通过大π键或氢键黏附在煤颗粒的极性区域。在以往的研究中，有学者发现经简单处理的乳化煤焦油、改性后的低温煤焦油和煤焦油在320℃蒸馏的馏分-洗油可以提高精煤或粉煤灰精炭产率，还有学者分析了在褐煤中添加煤焦油混合磨矿对煤泥浮选的影响。除此以外，也有学者将煤焦油直接应用于煤泥浮选，但是煤焦油作为一种黏度很大的混合物，在矿浆中不容易分散，直接利用其作为煤泥浮选捕收剂，并不能得到很好的浮选指标，尤其对于低阶/氧化煤，单独的煤焦油或煤焦油洗油的浮选效果略优于非极性烃类油。而且如果不对煤焦油进行处理，且会造成煤焦油资源的大量浪费和对环境的污染。因此，本发明将煤焦油/沥青在不同温度进行热解，得到易溶于非极性烃类油的轻质煤焦油提取物后，将非极性烃类油和煤焦油/沥青提取物直接混合，或添加聚乙二醇、丙三醇和司盘等辅助药剂。通过非极性烃类油和煤焦油/沥青提取物的协同作用，最终提高煤颗粒的疏水性，提高煤泥浮选回收率。非极性烃类油和煤焦油/沥青提取物不仅可以有效的黏附在煤颗粒表面，而且对环境的影响较小，聚乙二醇、丙三醇和司盘还可以增加矿浆的稳定性，促进气泡矿化和药剂分散。

发明内容