[发明专利]一种煤气化细渣的碳灰分离方法

说明书

本发明提供了一种煤气化细渣的碳灰分离方法。其包括以下步骤：S1：将煤气化细渣的浆液进行20min以下的超声；S2：将S1所得浆液，与复合捕收剂和起泡剂混匀后通入空气，浮选泡沫层为富碳组分，残渣为尾渣组分；其中，复合捕收剂包括非极性和极性捕收剂；非极性捕收剂包括柴油、汽油、煤油、天然气冷凝油和非极性烃类油中的一种或多种；极性捕收剂包括生物柴油、非离子型表面活性剂、油酸、废机油和脂肪酸类物质中的一种或多种；S3：将S2所得富碳组分进行搅拌并通空气，浮选泡沫层为富碳组分，残渣为尾渣组分。本发明操作简单，耦合超声预处理和复合捕收剂，能够有效提升未燃碳表面疏水性，提高浮选产品的品质，强化浮选分离效果。

技术领域

本发明涉及气流床煤气化细渣处理技术领域，涉及一种煤气化细渣的碳灰分离方法。

背景技术

随着我国煤化工产业的迅速发展，煤气化细渣作为气流床煤气化技术的副产物，其产量逐年增加。因煤气化细渣具有吸水性强、粒径分布跨度大和烧失量高的特点，使其难以直接循环利用。产量巨大的煤气化细渣作为固废现主要以堆存填埋处理为主，不仅占据大量的土地资源，并且其有毒有害的渗滤液会对土壤和水体造成严重污染。因此，煤气化细渣的规模化和资源化利用已成为煤气化企业气化渣治理中的难点和重点问题。

煤气化细渣的碳灰分离是实现其资源化利用的前提条件。目前从煤气化细渣中分离残碳的方法主要有粒径筛分、重力分选、泡沫浮选和油团聚法，其中，泡沫浮选因经济成本低、浮选效率高和操作简单，被认为是煤气化细渣残碳和灰颗粒分离的最佳方式。然而，煤气化细渣中灰颗粒的存在方式复杂和残碳的表面疏水性差使得常规浮选难以达到满意的分离效果。

在煤气化细渣中，灰分除了部分以单独颗粒形式存在外，其主要粘附在残碳表面或镶嵌在残碳的孔道内，这些灰颗粒在常规浮选过程中容易以机械夹带的方式进入浮选精炭组分，从而降低精炭品质。此外，目标矿物与灰分的疏水性差异是成功浮选的关键。煤气化细渣在经历高温气化过程后，在残碳基质表面不可避免地形成一些含氧基团，例如羰基，使得传统的非极性捕收剂不能均匀铺展在氧化碳表面，这导致在煤气化细渣的常规浮选过程中非极性烃类捕收剂吸附效率降低且用量增大，浮选过程成本显著上升。

因此，鉴于上述问题，如何强化煤气化细渣的浮选过程已经成为限制其高效利用的关键问题。为了解决上述问题，现有技术一方面采用絮凝剂和降解剂进行前处理，会消耗大量的化学试剂并存在潜在环境风险；另一方面采用扫选对所得粗选产品进行精制，所需设备及工艺流程较复杂。

发明内容

为解决煤气化细渣常规浮选过程中存在的问题，本发明提出了一种煤气化细渣的碳灰分离方法，该方法充分考虑了煤气化细渣的结构特点和组成特点，通过超声预处理细渣浆和复合捕收剂的耦合工艺，显著降低煤气化细渣浮选过程中灰分的夹带，提升捕收剂在细渣氧化碳表面的铺展，减少浮选过程中化学试剂的用量，简化了工艺，同时强化煤气化细渣的浮选过程并降低成本。

发明人通过长期的研究发现：煤气化细渣残碳与无机矿物的结合方式复杂，大多数残碳与无机矿物相互镶嵌或包裹，这使得常规泡沫浮选对煤气化细渣表现出较差的分离效率。而在本发明特别设置的超声波处理过程中，空化气泡的破裂或内爆形成的高速冲击波和微射流促使矿物颗粒从残碳表面脱落，从而显著提高细渣浮选产品的品质。本发明在常规浮选的基础上，提出了超声波和复合捕收剂处理的耦合浮选强化工艺。复合捕收剂中的不同分子能够定向吸附在细渣残碳的不同区域，均匀覆盖残碳表面，从而显著增加气化细渣残碳和无机矿物之间的表面疏水性差异。经实施例验证，本方法对煤气化细渣的泡沫浮选过程表现出显著的强化效果。

本发明提供一种煤气化细渣碳灰分离过程强化的浮选方法，包括以下步骤：

S1：将煤气化细渣的浆液进行超声；

其中，所述超声的时间为20min以下；

S2：将S1所得煤气化细渣的浆液，与复合捕收剂和起泡剂混合均匀后通入空气，浮选所得泡沫层为富碳组分，所得残渣为尾渣组分；