阅读说明：本技术 基于煤焦油/沥青提取物的复合煤泥浮选药剂及制备方法 (Composite coal slime flotation reagent based on coal tar/asphalt extract and preparation method ) 是由 冉玉新 谢广元 蒋善勇 夏文成 毛志民 杨生福 裴健宇 彭耀丽 李懿江 梁龙 王 于 2019-11-26 设计创作，主要内容包括：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。(The invention discloses a composite coal slime flotation reagent based on a coal tar/asphalt extract and a preparation method thereof, wherein the flotation reagent consists of the following substances in parts by weight: 10-85 parts of nonpolar hydrocarbon oil, 90-10 parts of coal tar/asphalt extract, 0.1-2 parts of polyethylene glycol, 0.1-1 part of glycerol and 0.1-2 parts of span. The preparation method comprises the following steps: pyrolyzing coal tar/asphalt at 200-1050 ℃ in an oxygen-free or inert gas atmosphere, recovering products overflowing from pyrolysis, and after condensation treatment, stirring and uniformly mixing the products with nonpolar hydrocarbon oil, polyethylene glycol, glycerol and span in proportion to obtain the coal slime flotation reagent. The coal slime flotation reagent disclosed by the invention can greatly improve the recovery rate of combustible substances in coal slime flotation clean coal and improve the flotation effect.)

基于煤焦油/沥青提取物的复合煤泥浮选药剂及制备方法

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

本发明所要解决的技术问题在于，克服现有技术存在的缺陷，提供一种基于煤焦油/沥青提取物的复合煤泥浮选药剂及其制备方法，用以精煤提质，克服非极性烃类油在煤泥浮选回收精煤的传统技术的不足，进而为解决现存的稀缺煤和低阶/氧化煤资源无法有效回收再利用提供思路。

本发明的目的主要是通过以下技术方案实现的：

一种基于煤焦油/沥青提取物的复合煤泥浮选药剂，其特征在于,所述药剂包括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。

所述的煤焦油/沥青提取物是将煤焦油/沥青在200-1050℃下在无氧或惰性气体气氛条件下热解，热解溢出的产物经过冷凝处理制得。

所述的非极性烃类油包括：煤油，改性煤油，柴油，燃料油，天然气冷凝油等非极性烃类油捕收剂；

所述的煤焦油包括：低温煤焦油、中温煤焦油和高温煤焦油；

所述沥青包括：天然沥青、煤焦沥青或石油沥青；

进一步改进方案是，所述基于煤焦油/沥青提取物的复合煤泥浮选药剂，还包含聚乙二醇0.1-2份，丙三醇0.1-1份，司盘0.1-2份。

本发明基于煤焦油/沥青提取物的复合煤泥浮选药剂的制备方法，其步骤是：

将煤焦油/沥青提取物，非极性烃类油，聚乙二醇，丙三醇和司盘按比例搅拌、混匀0.5-30分钟后，制得煤泥浮选药剂。

本发明将煤焦油/沥青在200-1050℃进行热解，得到煤焦油/沥青热解的产品，其中大量轻质芳香族化合物和脂肪烃、环烷烃和不饱和烃等物质，可以通过大π键或氢键有效的黏附在煤颗粒表面极性和非极性区域，强化煤颗粒表面的疏水性；另外非极性烃类油对煤泥表面的非极性区域具有疏水化作用，聚乙二醇和丙三醇可以增加矿浆粘度，增强矿浆的起泡性，司盘具有乳化作用，可以极大地增加药剂分散性。最终，药剂中的各种组分通过协同作用有效提高煤颗粒表面的疏水性，极大提高煤泥浮选精煤产率，增加可燃体回收率。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步详细说明。

实施例1

一种基于煤焦油/沥青提取物的复合煤泥浮选药剂，原料按煤油10重量份与低温煤焦油在200℃热解溢出的产物90重量份，进行配比。将煤油、低温煤焦油在200℃热解溢出的产物按比例混合，经搅拌，混匀后作为煤泥浮选药剂。

实施例2

基于煤焦油/沥青提取物的复合煤泥浮选药剂，原料按改性煤油85重量份，沥青在1050℃热解溢出的产物10重量份，聚乙二醇2重量份，丙三醇1重量份，司盘2重量份进行配比。所述沥青可以选择天然沥青、煤焦沥青或石油沥青。

本实施例制备的基于煤焦油/沥青提取物的复合煤泥浮选药剂用于细粒煤浮选，具体浮选工艺流程如下：

1.将粒度在0.5mm以下的细粒煤泥（原料）加入浮选槽中，加入自来水调浆，搅拌1-3min；

2.在步骤1的矿浆中加入捕收剂，搅拌1-3min后加入起泡剂，搅拌0.5-1min；

3.在步骤2的矿浆中充入气泡进行浮选。浮选时间为3-5min,分别收集泡沫浮出的颗粒和矿浆中停留的颗粒，作为最终的精煤、尾煤产品。

4.所述步骤1中的细粒煤泥为不粘煤。

5.所述步骤2中的捕收剂为本发明制备的捕收剂与单纯的非极性烃类油对比，用量分别为500、1000、1500、2000g/t干煤泥。

6.所述步骤2中的起泡剂为仲辛醇，用量为150g/t。

7.所述步骤3中，在不同药剂用量时，本发明制备的捕收剂较传统的非极性烃油类捕收剂在精煤灰分基本不变的情况下，得到的精煤产率分别增加26.33%，44.64%，60.15%，61.29%。

实施例3

与实施例2基本相同，所不同的是：

原料按柴油50重量份，高温煤焦油在800℃热解溢出的产物48重量份，聚乙二醇0.5重量份，丙三醇0.5重量份，司盘1重量份进行配比。

本实施例制备的基于煤焦油/沥青提取物的复合煤泥浮选药剂用于细粒煤泥浮选与实施例2基本一致，不同的是：

1.所述步骤1中的细粒煤泥为褐煤。

2.所述步骤2中的捕收剂用量分别为5000，10000，15000，20000g/t干煤泥。

3.所述步骤2中的起泡剂用量为1000g/t。

4.所述步骤3中，在不同药剂用量时，本发明制备的捕收剂较传统的非极性烃油类捕收剂得到的精煤产率分别增加9.55%，15.21%，23.88%，26.33%；精煤灰分分别降低了2.21%，5.21%，3.77%，3.85%。

实施例4

与实施例2基本相同，所不同的是：

原料按天然气冷凝油40重量份，中温煤焦油在600℃热解溢出的产物60重量份，聚乙二醇0.1重量份，丙三醇0.1重量份，司盘0.1重量份进行配比。

本实施例制备的基于煤焦油/沥青提取物的复合煤泥浮选药剂用于细粒煤泥浮选与实施例2基本一致，不同的是：

1.所述步骤1中的细粒煤泥为炼焦煤。

2.所述步骤2中的捕收剂用量分别为200，500，800g/t干煤泥。

3.所述步骤2中的起泡剂为仲辛醇，用量为50g/t。

所述步骤3中，在不同药剂用量时，本发明制备的捕收剂较传统的非极性烃油类捕收剂得到的精煤产率分别增加1.89%，3.25%，4.62%；精煤灰分降低了0.56%，0.98%，1.00%。

实施例5

与实施例2基本相同，所不同的是：

原料按柴油20重量份，中温煤焦油在600℃热解溢出的产物78重量份，聚乙二醇0.5重量份，丙三醇0.5重量份，司盘1重量份进行配比。

本实施例制备的基于煤焦油/沥青提取物的复合煤泥浮选药剂用于细粒煤泥浮选与实施例2基本一致，不同的是：

4.所述步骤1中的细粒煤泥为破碎至0.5mm以下的炼焦中煤。

5.所述步骤2中的捕收剂用量分别为200，500，800g/t干煤泥。

6.所述步骤2中的起泡剂为仲辛醇，用量为100g/t。

所述步骤3中，在不同药剂用量时，本发明制备的捕收剂较传统的非极性烃油类捕收剂得到的精煤产率分别增加2.99%，4.65%，7.00%；精煤灰分变化了-0.35%，+0.47%，+1.09%。