柴油微乳液在煤泥浮选中的应用

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。本 试验通过 初步的试 验, 筛选 出四
种主乳化剂 A1 、 A2 、 PJ、 RM 进行两组分 或多组 分表面活性剂复配 , 并加助乳化剂进行微乳化配方 设计。 本试 验选 用 的 主 乳化 剂 用 量 占 柴油 用 量 的 10 % , 并以正戊醇作助乳化剂 , 通过大量的浮选试 验, 考察了各种组分的浮选效果 , 从而最终找到了 合适的微乳化配方。
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1 1 煤样 试验选取东庞 1 / 3 焦 煤作为浮 选入料 , 记为 DP, 其工业分析和元素分析见表 1。
表 1 煤样的工业分析和元素分析 ( 空气干燥基 ) w B /% M ad 工业分析 Ad V ad FC ad C 元素分析 H N O S
1 68 20 02 28 85 49 45 65 34 4 29 1 13 9 60 0 86
的情况下 , 考察了矿浆浓度的变化对精煤产率、精 煤灰分的影响 , 结果如图 4所示。
图 4 矿浆浓度变化对精煤产率和精煤灰分的影响
分别在矿浆浓度为 70 、 80 、 90 、 100 、 110g /L 时进行对比试验。从图 4 得知 : 随着矿浆浓度的增 加, 精煤产率均呈先急剧上升后有所下降的趋势。 当捕收剂为柴油时 , 精煤灰分先上升后下降 , 最优 矿浆浓度为 100g /L, 精煤产率为 73 78 % , 精煤灰 分为 9 12 % ; 当捕收 剂为微乳液时, 精煤 灰分先 下降后上升, 最优矿浆浓度 也为 100g /L, 精煤产 率为 75 37 % , 精煤灰分为 9 19 %。
1 试验煤样和药剂
收稿日期 : 2010 - 09- 08
2 浮选试验
2 1 浮选药剂选择试验 2 1 1 两种乳化剂复配的微乳液浮选试验 分别用 A1 与 P J 、 A1 与 A2 、 P J与 RM、 P J与 A2 复配的微乳液作 捕收剂 ( 用量 0 3kg / t) 进行
基金项目 : 国家 111 工程资助项目 ( B08010) 作者简介 : 郭美 玲 ( 1985 - ) , 女 , 山西 孝 义人 , 中国 矿 业大 学 ( 北京 ) 化学与环境工程学院在读硕士研 究生 , 主要从事洁 净煤技 术的研究 , E - ma i:l gm l217@ 126 com, 联系电话 : 13810274217 。
由 表 1 试 验 数 据 可 知:
DP 煤 样 灰 分 为
20 02% , 属于中 灰煤 ; 挥发分 为 28 85 %, 属于 中挥发分烟煤 ; 全硫量为 0 86 % , 属于低硫煤。 1 2 药剂 柴油和水的界面张力很大, 水在柴油中不能稳 定分散, 容易聚集分离 , 因此要配制稳定的柴油微 乳液 , 就必须加入适当的乳化剂。根据相似相溶原 理, 要求乳化剂的憎水基团的结构与油的结构越相 似越好; 而且 , 混合乳化剂的效果往往比单一乳化 剂效果好
可燃 体回收率 / 入料灰分 / 尾煤 产 率 /% 灰分 /% % % 28 94 26 16 24 74 25 73 28 19 48 33 51 42 53 90 53 03 48 96 81 25 84 12 85 69 84 86 81 93 20 24 19 98 20 27 20 14 20 37
捕收剂 名称 A 1 A 2 PJ RM A 2 P J A 1 A 2 P J RM a A 1 A 2 PJ RM b 0 # 柴油 用量 /kg t 0 25 0 25 0 25 0 25 1 0
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果最好的比例为 3 7 , 其精煤产率为 69 03% , 精 煤灰分为 8 65 % ; A1 与 A2 复配 的微乳液作捕收 剂时 , 浮选效果最好的比例为 7 3 , 其精煤产率为 74 63% , 精煤灰分为 8 91 % ; P J与 RM 复配的微 乳液作捕收剂, 复 配比例为 6 4 时, 浮选 效果最 好, 其精煤产率为 77 57 % , 精煤灰分为 9 22 %; PJ与 A2 复配的微乳液作捕收剂 , 复配比例为 6 4 时, 浮选效果最好, 其精煤产率为 79 58 % , 精煤 灰分为 9 76 %。 2 1 2 多种乳化剂复配的微乳液的浮选试验 通过两种乳化剂复配的浮选试验, 从中筛选出 浮选效果最好的比例, 进行了三组分和四组分的复 配。 浮选效果如表 2 所示。
与 PJ复配的微乳液捕收性最差。 ( 2) 四组分乳化剂复配的微 乳液的浮选效果 好于两组分和三组分, 其中 4 号微乳液的浮选效果 最好 , 与柴油相比, 精煤产率提高了 2 46 个百分 点, 精煤灰分减低了 0 39 个百分点。 ( 3) 通过浮选条件选择试验 , 对于 DP 煤样, 使用柴油作捕收剂时, 最优参数组合为 : 矿浆浓度 100g /L, 柴油 1 2kg / , t 起 泡剂 0 11kg / ; t 使 用微 乳液作捕收剂时, 最优参数组合为: 矿浆浓度 100 g /L, 微乳液 0 25kg / , t 起泡剂 0 1 kg / t 。 ( 4) 对于 DP 煤样, 在精煤灰分基本 相近时, 与柴油作捕收剂、药剂用量为 1 2kg / t时比较, 使 用微乳 液作 捕收 剂, 在 药剂用 量为 0 25kg / t 时, 精煤产率可提高 2 5 个百分点 , 并且显著降低了药 剂耗量, 这说明微乳液的捕收性和选择性均好于柴 油。
第 2期 2011 年 4 月 文章编号 :
COAL
选 煤 技 术 PREPARAT I ON TECHNO LOGY
No 2 A pr 2011
1001- 3571 ( 2011) 02- 0024- 03 张华文, 吴 鹏, 杨 纯 100083) (中国矿业大学 ( 北京 ) 化学与环境工程学院, 北京 摘要: 采用柴油和多种微乳液作为捕收剂对东庞煤的可浮性进行了研究, 结果表明 : 大多数微乳 液可以提高东庞煤的可浮性, 综合考虑精煤产率和灰分 , 由四种乳化剂混合复配而成的一种微乳 液浮选效果最好 。该微乳液是一种稳定性好、 选择性强的节能环保型浮选药剂 , 与柴油相比, 在 精煤灰分相近的情况下, 可以提高精煤产率, 降低药剂用量 。 关键词 : 煤泥; 浮选 ; 微乳液; 精煤灰分 ; 精煤产率; 药剂用量 + 中图分类号 : TD943 1 文献标志码: A 煤泥浮选的前提条件就是提高煤颗粒表面的疏 [ 1] 水性, 增大煤颗粒与 杂质表面 性质差 异 。浮选 理论研究和生产实践早已证明 , 药剂在调节矿物的 可浮性、提高气泡矿化过程的选择性和浮选速度等 方面都起着决定性的作用 , 所以对浮选药剂的研究 [ 2] 和正确选用一直为 人们所重 视 。目前 , 市场上 传统浮选药剂对细粒级煤泥的分选效率差 , 而一些 新研制的兼起泡与捕收性能的复合药剂和乳化捕收 剂又普遍存在着捕收性差的问题。 针对我国选煤厂目前存在的浮选效率低、药剂 耗量高的 问题, 开 发了细粒 煤浮选药 剂 微乳 液。微乳液是两种互不相溶液体在表面活性界面膜 作用下 形成的热力学 稳定的、各向 同性的、透明 ( 或大半透明 ) 的均相分散体系 。因其界面面积 很大, 热力学特性稳定 , 已被广泛应用于化妆品、 制药、洗涤 剂、燃料、化学 合成、三次采 油等领 [ 4] 域 。 在煤泥浮选中, 烃类油用量一般在吨干煤泥 1 ~ 2kg。随着油价上涨, 浮选药剂费用大幅度上升 , 从而影响了选煤厂的经济效益。近年来, 世界各国 都在研制新型高效的浮选药剂 , 以求降低成本 , 提 高精煤产率 。而将传统浮选药剂 加入表面活性 剂进行微乳化, 能显著改善浮选指标 , 提高浮选速 度和精煤产率, 并可以显著降低药剂消耗 , 符合国 家节能减排的政策, 具有重要的研究意义。
图 2 捕收剂用量对精煤产率和精煤 灰分的影响
从图 2 得知: 当微乳液作捕收剂时 , 随着微乳 25
第 2期
选
煤
技
术
2011 年 4 月 25 日
液用量的增加, 精煤产率呈上升趋势 , 精煤灰分先 略有下降, 而后呈上升趋势; 当柴油作捕收剂时 , 随着柴油用量的增加 , 精煤产率呈先上升后下降的 趋势。当柴油用量为 0 2~ 1 0 kg / t时 , 精煤灰分 同精煤产 率呈相同 趋势 , 当柴油 用量为 1 2 kg / t 时 , 精煤灰分最低。 试验表明 , 微乳液作捕 收剂时的最 优用量为 0 25kg / , t 此时精煤产 率为 75 32 % , 精煤灰分为 8 97 % ; 柴油作捕收剂的最优用量为 1 2kg / , t 其 精煤产率为 72 73 % , 精煤灰分为 8 93 % 。与柴油 相比, 微乳液作捕收剂时可使精煤产率提高 2 59 个百分点, 同时精煤灰分也提高了 0 04个百分点。 可见, 微乳液极大地节省了药剂用量 , 降低了选煤 成本。 2 2 2 起泡剂变量 在 微 乳 液 和 柴 油 用 量 分 别 为 0 25kg / t 和 1 2kg / t的情况下 , 考察了仲辛醇用量对精煤产率、 精煤灰分的影响 , 结果如图 3所示。
3 结论
采用开发的一种新型的浮选药剂 微乳液, 对东庞煤样进行浮选试验研究, 得到了适合该厂煤 泥浮选特征的微乳液配方, 并与柴油作捕收剂进行 了对比, 得出以下结论 : ( 1) P J 与 A 2 复配的微乳液捕收性 最强, A1
图 3 起泡剂用量对精煤产率和精煤灰分的影响
从图 3 得知: 微乳液作捕收剂时 , 随着起泡剂 用量的增加 , 精煤产率呈上升趋势, 精煤灰分先略 有下降后呈上升趋势 , 仲辛醇用量为 0 1kg / t时 , 浮选效果最好, 其精煤产率为 74 96 % , 精煤灰分 为 9 01 % ; 柴油作捕收剂时 , 随 着起泡剂用量的 增加, 精煤产率和精煤灰分均呈上升趋势 , 当仲辛 醇用量为 0 11kg / t时 , 浮选效果最好 , 其精煤产 率为 73 55 % , 精煤灰分为 9 08 % 。微乳液的浮选 效果好于柴油, 且起泡剂的用量节省了 0 01kg / t 。 当起泡剂用量为 0 1kg / t时 , 微乳液和柴油作 捕收剂 , 其精煤灰分相近 , 但前者精煤产率提高了 2 5个百分点, 说明微乳液改善了浮选效果。 2 2 3 矿浆浓度的变化 在 微 乳 液 和 柴 油 用 量 分 别 为 0 25kg / t 和 1 2kg / t 、 仲辛醇用量分 别为 0 1 kg / t 和 0 11kg / t 26