阅读说明：本技术 一种氢、氧等离子体联合强化煤泥浮选的方法 (A kind of method of hydrogen, the combined reinforced coal slime flotation of oxygen plasma ) 是由 王大鹏 胥萌 李琛光 李佳 于 2019-08-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种氢、氧等离子体联合强化煤泥浮选的方法,包括如下步骤：干煤泥经过氢等离子体选择性处理提升了有机质表面疏水性,直接扩大其与无机矿物的可浮性差异；常规捕收剂首先经乳化充分分散,再在水溶液环境中通过氧等离子体激活,提升了药剂的捕集性能；经氢等离子体处理的干煤泥与经氧等离离子体处理的药剂水溶液混合调浆,使药剂与煤泥充分吸附；上述矿浆在添加起泡剂搅拌后,给入浮选装置,通入气泡将可燃体富集在泡沫中,无机矿物不上浮,实现可燃体的高效回收。采用本发明的方法,能使煤泥浮选药剂用量明显减少,可燃体回收率有效提高,精煤损失显著降低。(The invention discloses a kind of method of hydrogen, the combined reinforced coal slime flotation of oxygen plasma, includes the following steps: that delivering dry coal slurry improves organic matter surface hydrophobic by hydrogen plasma selectively processing, directly expand its floatability difference with inorganic mineral；Conventional collecting agent is fully dispersed through emulsification first, then is activated in aqueous environment by oxygen plasma, improves the trapping performance of medicament；Delivering dry coal slurry through hydrogen plasma process is mixed with the medicament aqueous solution through the luxuriant daughter processing such as oxygen sizes mixing, and adsorbs medicament sufficiently with coal slime；Above-mentioned ore pulp feeds flotation unit after addition foaming agent stirring, is passed through bubble and is enriched with flammable body in the foam, inorganic mineral is non-rising, realizes the high efficiente callback of flammable body.Using method of the invention, coal slime flotation dosing can be made to significantly reduce, combustible recovery effectively improves, and cleaned coal loss significantly reduces.)

一种氢、氧等离子体联合强化煤泥浮选的方法

技术领域

本发明涉及浮选领域，具体涉及一种氢、氧等离子体联合强化煤泥浮选的方法，特别适用于氧化煤、低阶煤等难浮煤的等离子体强化浮选灰方法。

背景技术

浮选是煤泥提质的成熟、有效方法。往往通过药剂对煤泥表面改性，提高煤泥表面的疏水性，而非极性药剂如柴油煤油等在水环境中的弥散效果不好，在此基础上有学者对非极性药剂进行乳化，改善了其在水溶液中的分散效果，复合药剂由此产生。一些含有极性官能团的捕收剂如四氢呋喃、生物柴油、氧化柴油等同样可以较高效地捕收有机质。还有学者用介质阻挡氧等离子体直接改性非极性捕收剂，制备了杂极性捕收剂浮选低阶煤泥，然而该方法并非在在浮选环境(水环境)中对非极性捕收剂进行改性，而是对纯药剂进行改性，与实际浮选情况有所区别。

此外，用药剂吸附提高煤泥表面疏水性的方法只是间接地对煤泥表面改性，煤泥自身的疏水性并未发生变化，目前缺少直接地对煤泥表面疏水性进行改性的方法。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述煤泥浮选过程中存在的问题，提供一种能直接改善煤泥表面疏水性，并在水环境中提高捕收剂捕集能力的方法，可以有效提高煤泥可浮性，减少有机质损失，提高浮选工艺指标及降低药耗的等离子体强化煤泥浮选方法。

低温等离子体是成熟有效的改性手段，可以使反应物表面分子激发、离解和电离，改变反应物表面的基团组成，同时仍可保持本体性能。氢等离子体可用于提升干煤泥表面的疏水基团数量，提高煤泥自身的可浮性，而常规捕收剂经氧等离子体激活后具有更强的捕收能力，两种等离子体协同作用，有助于强化煤泥浮选。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种氢、氧等离子体联合强化煤泥浮选的方法，包括煤泥氢等离子体处理—捕收剂乳化后氧等离子体激活—混合调浆—浮选过程，煤泥经过氢等离子体选择性处理提高了煤泥表面的疏水基团含量，提升了有机质表面疏水性，直接扩大其与无机矿物的可浮性差异；常规捕收剂首先经乳化充分分散，再在水溶液环境中通过氧等离子体激活，提升了药剂的捕集性能；经氢等离子体处理的煤泥与经氧等离子体激活的药剂水溶液混合调浆，使药剂与煤泥充分吸附；上述矿浆在添加起泡剂搅拌后，给入浮选装置，通入气泡，将可燃体富集在泡沫中，无机矿物不上浮，实现可燃体的高效回收。

进一步的，氢等离子体处理物料为干煤泥。

进一步的，氢等离子体产生方式有多种，如辉光放电等离子体、介质阻挡等离子体、射频等离子体、尖端放电等离子体等，优选地，本发明中氢等离子体的产生方式为射频等离子体。

进一步的，氢等离子体反应腔为翻转等离子体反应腔。

进一步的，常规捕收剂是经乳化分散后给入氧等离子体反应池。

进一步的，氧等离子体产生方式为高压尖端放电等离子体。

优选地，氢等离子体气体充气量为30-75L/(min·m²)。

优选地，氢等离子体改性时间为5-10min。

优选地，氢气和氩气的体积浓度比例为3:97。

优选地，氧等离子体气体充气量为30L/(min·m²)。

优选地，氧等离子体改性时间为5-9min。

本发明用氢等离子体对煤泥进行改性，并采用氧等离子体在水环境中激活常规捕收剂，最后通过正浮选实现无机矿物的高效脱除。氢等离子体的作用是活化氢原子与煤泥表面的极性官能团发生还原反应，脱除有机质表面含氧基团的同时提高疏水基团含量，直接提高有机质表面疏水能力。氧等离子体的作用是活化氧原子在常规捕收剂中的引入极性官能团，提高其对煤泥的捕收能力。氢、氧等离子体联合，进一步提升了煤与药剂的作用效果，强化了煤泥浮选。

有益效果：本发明提供的一种氢、氧等离子体联合强化煤泥浮选的方法，与现有技术相比，具有以下优势：可以有效地降低煤泥浮选时的药剂消耗，提高浮选指标。从入浮原料的直接改性入手从根本上提高入料中有机质的可浮性，再结合等离子体激活方法提高药剂的捕集性能，为有机可燃体的充分浮选提供内外部有利条件，降低了药剂消耗，获得良好的指标；为提高煤泥浮选提质效率提供了有效途径。氢、氧等离子体联合，可以进一步降低药耗。采用本发明的方法，能使煤泥浮选较常规浮选捕收剂用量降低，精煤产率提高。解决了现有浮选作业效果差的问题，达到了本发明的目的。

本发明提供了一种氢、氧等离子体强化煤泥浮选的方法，分别采用氢、氧等离子体改性煤泥和水溶液中激活常规捕收剂，不仅提高了煤泥自身的疏水性，还提高了捕收剂的吸附能力，降低了药剂消耗，为提高煤泥浮选提质效率提供有效途径。

附图说明

图1为等离子体强化煤泥浮选流程图；

图2为实施例的氢等离子体处理前后，以及吸附氧等离子体激活的捕收剂后煤表面接触角变化图。

具体实施方式

本发明包括煤泥氢等离子体处理—捕收剂乳化后氧等离子体激活—混合调浆—浮选过程，干煤泥经过氢等离子体选择性处理提高了煤泥表面的疏水基团含量，提升了有机质表面疏水性，直接扩大其与无机矿物的可浮性差异；常规捕收剂首先经乳化充分分散，再在水溶液环境中通过氧等离子体激活，提升了药剂的捕集性能；经氢等离子体处理的干煤泥与经氧等离离子体激活的捕收剂水溶液混合调浆，使药剂与煤泥充分吸附；上述矿浆在添加起泡剂搅拌后，给入浮选装置，通入气泡，将可燃体富集在泡沫中，无机矿物不上浮，实现可燃体的高效回收。

下面结合附图和实施例对本发明作更进一步的说明。

本发明利用氢等离子体提高有机质表面与矸石的表面疏水性质的差异，并采用氧等离子体激活常规捕收剂水溶液进行煤泥的浮选，实现等离子体强化煤泥浮选的方法。以氢等离子体强化干煤泥疏水性—氧等离子体激活强化捕收剂捕收能力为核心，实现对煤泥浮选效果的提升。

实施例：以神东低阶煤为试验煤样，水分<10％，磨至-0.074mm，入浮灰分为19.77％，杂质矿物主要为石英，高岭石等。

首先进行了试验煤样直接浮选试验，浮选条件为：浮选浓度80g/l，捕收剂为柴油，用量7500g/t，浮选机转速为1800rpm，充气量为500ml/min、起泡剂为仲辛醇，用量2500g/t，经过一次浮选收集泡沫和槽底产品，泡沫成为精煤，槽底产品为尾煤，结果见表1。

表1低阶煤直接浮选结果

然后采用氢等离子体改性煤泥5min，并与氧等离子体激活5min的捕收剂水溶液混合均匀，添加起泡剂，充气、刮泡，浮选条件为：浮选浓度80g/l，捕收剂为氧等离子体激活后的柴油，用量2500g/t，浮选机转速为1800rpm、充气量为500ml/min，起泡剂为仲辛醇，用量2500g/t，经过一次浮选收集泡沫和槽底产品，泡沫成为精煤，槽底产品为尾煤，结果见表2。

表2等离子体强化低阶煤浮选结果

由表1、2可知，未经处理的原煤，采用柴油为捕收剂，在用量为7500g/t下，精煤产率达到了31.45％，精煤灰分为7.55％。经过氢等离子体改性煤泥并采用氧等离子体激活后的捕收剂浮选，可以节省2/3的捕收剂用量，提高近50个百分点的精煤产率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出：对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。