[发明专利]一种低品质煤浮选捕收剂定向开发方法

说明书

一种低品质煤浮选捕收剂定向开发方法，适用于捕收剂研究。以废塑料为原料，经过预处理后在热解装置中定向热解，提纯并收集热解产生的轻组分中的焦油并分析组分构成，初步选定需要继续复配的药剂种类。对原煤经过表面结构及官能团分布特性分析后，将热解焦油与需要复配的所有药剂进行定向筛选，通过单分子力谱测试技术测试每种药剂分子在煤表面的吸附特性，根据吸附特性效果的优选药剂复配方案，再通过浮选比较从而确定最佳的低阶煤捕收剂制备方案。其步骤简单，实现捕收剂分子的定向筛选与设计，有助于科学地制备针对不同低阶煤分子的高效捕收剂，在低品质煤浮选药剂开发领域实现了微观与介观尺度下捕收剂分子定向筛选与设计。

技术领域

本发明涉及一种浮选捕收剂定向开发方法，尤其适用于捕收剂研究使用的是一种低品质煤浮选捕收剂定向开发方法。

背景技术

低品质煤占我国煤炭资源储量的40％以上，年消费量近20亿吨，而低品质煤浮选提质是我国低品质煤清洁利用的难点与重点,其中难浮煤高效浮选捕收剂开发是关键。极性药剂或离子型表面活性剂与非极性药剂的复配可大幅度降低浮选捕收剂药耗，且极性基团和非极性基团在煤粒表面亲疏水位点的吸附具有协同作用，提高浮选效率。

塑料工业的发展使得塑料取得了极为广泛的应用，为人们带来了很多便利。但是同时也对自然造成了严重的污染。利用热解技术处理废塑料不仅可以有效环缓解环境污染问题，而且还能够获取品质较好的油，可以用作燃料、选矿药剂等，是一种良好的处理手段。废塑料定向热解产生的焦油含有具有酯基、羧基等极性含氧官能团和碳链长度为C₈-C₁₆之间的非极性烃类，适合用于低品质煤浮选开发高效捕收剂，强化浮选过程，降低浮选药耗，对难浮煤浮选具有重要意义。

发明内容

针对现有技术的不足之处，提供一种步骤简单，以废塑料为原料定向开发低品质煤浮选捕收剂定向开发方法。

为实现上述技术目的，本发明的一种低品质煤浮选捕收剂定向开发方法，其步骤如下：

a.原料预处理作业：选择废塑料、废塑料和生物质的混合物、废塑料和煤的混合物作为反应原料，经过清洗与干燥后机械破碎后作为反应原料，其中废塑料质量分数不低于50％；

b.根据选定的原料选择合适的催化剂，之后对原料进行反应前的进料标定，按设定进料量向热解装置进行给料；

c.设定热解气氛，之后利用热解装置进热解反应，热解反应结束后产生的固体组分分离收集用作废水吸附处理使用，轻组分随着管路给入冷凝系统，对进入冷凝系统前的管路加热防止堵塞；

d.经过冷凝系的轻组分中的焦油成分溶解在溶剂中，之后使用旋蒸器提纯收集到的焦油成分获得还原热解油和可溶性酸类的水相；将轻组分中其它未溶解在溶剂中的热解气组分进行干燥，从中回收得到可再利用的气体；

e.利用气相色谱-质谱联用仪GC-MS对提纯后的还原热解油进行组成分析，统计油中各类物质含量；

f.对选定的低品质原煤进行表面性质分析，分析工作完成后初步确定低品质原煤煤种与表面性质、官能团分布，基于浮选药剂作用理论确定利用还原热解油参与复配低品质原煤浮选捕收剂的药剂种类；其中低阶煤表面含氧官能团丰富，根据低阶煤表面特性定向开发兼具极性烃类与非极性成分的复合捕收剂可以实现低阶煤的高效浮选；废塑料与混合物热解过程中可以通过反应温度、催化剂种类、反应原料的不同制备具有不同碳链长度、不同极性组分的热解焦油，使其在低阶煤泥浮选过程中具有良好的捕收性能；此过程不仅实现了废物利用，还能够定向调控焦油中物质组成，具有传统工业原油不具备的优势；

g.以选定的低品质原煤表面为基板，利用原子力显微镜AFM的单分子力谱测试技术对选定的单组分药剂分子进行药剂分子-煤基板间的黏附作用测试，筛选煤基板-药剂分子间黏脱附力最大的几种药剂；