论文部分内容阅读
在我国的能源结构中,煤炭占有十分重要的地位。煤炭利用为了降低运输成本,减少有害物质的影响应进行选煤作业。而浮选是处理细粒煤最常用的方法。随着采煤机械化程度的不断提高及其选煤工艺的不断改善,细粒煤含量日益增加,入浮煤泥粒度越来越细,煤泥浮选在煤炭工业中的地位变得越来越重要。 煤泥浮选过程通常需要加入非极性烃类油(如煤油、柴油)来提高煤粒表面疏水性。捕收剂多为煤油、轻柴油,约占80%~90%。这类浮选药剂普遍存在药耗量过大的问题。对于细粒煤含量较多和低变质程度的焦煤,由于其可浮性和选择性更差,浮选药耗更大。且煤油和柴油多来自石油裂解产品,随着油价上涨,导致选煤成本上升,降低了选煤经济效益。因此,新型捕收剂在浮选药剂中的地位日渐凸显。 本课题以地沟油、松香、表面活性剂、NaOH为制备原料,以对大屯选煤厂煤泥浮选效果及药剂本身的稳定性作为验证条件,探讨了制备新型煤泥浮选自乳化捕收剂的最佳原料用量,试验结果表明:地沟油选用抽油烟机收集的废油,地沟油用量为26.46g,松香用量为7.94g,OP-10乳化剂用量为13.70g,30%NaOH溶液用量为2.59g时,可以制备出浮选效果好,稳定不分层的煤泥浮选自乳化药剂。 制备过程中发现,以上四种原料制备的药剂较粘稠,因此考虑加入柴油稀释,综合考虑其他影响因素,针对柴油配比、反应温度、反应时间进行单因素试验,以浮选试验结果及药剂稳定性作为验证条件,最终得到最佳制备条件为:26.10%地沟油,7.83%松香,13.51%OP-10乳化剂,2.56%质量分数为30%NaOH溶液,50%柴油,反应温度为80℃,反应时间为2h。所合成药剂稳定性为6个月以上,且浮选效果较好。 以可浮性不同的三种煤样(DT煤样、CX煤样、NMG煤样)为研究对象,以制备的SEC为捕收剂,与0#柴油对比,通过浮选效果对比试验,对SEC进行应用研究。对比药剂为O#柴油,发现使用SEC作为煤泥浮选捕收剂,使用过程比较简单,可直接加入矿浆预处理器中经过简单的搅拌实现乳化效果,无需加乳化剂跟水预先配成乳化液使用。在浮选过程中快速产生大量的微泡,即SEC与GF起泡剂有协同作用,可以节省起泡剂的用量。SEC捕收剂用量仅为柴油的1/3,节油2/3以上。所合成的药剂对难浮、可浮、易浮煤泥均具有较好的浮选效果,即SEC对所有煤泥具有较好的浮选效果。 对SEC与柴油进行红外光色谱、GC-MS分析,发现SEC中含有芳烃、烯烃和烷烃。其中还有一些含氧、含氮的化合物。结合煤为复杂的多环芳烃化合物,可以推断SEC具有较好的捕收性能。进一步探讨SEC对煤泥浮选的作用机理,对SEC跟柴油对煤泥作用前后,接触角大小进行了测定,发现加入SEC后,煤泥的接触角明显变大,即煤泥疏水性增强,有利于煤泥浮选。这是由于SEC中含有芳香烃、烯烃以及杂极性基团,使SEC更易吸附在煤粒的表面,提高煤粒的疏水性,利于新捕收剂与煤粒的吸附,从而达到提高浮选质量并节省药剂的效果。 通过对SEC进行成本计算,使用SEC捕收剂浮选1吨干煤泥可以为选煤厂节省3.7元,可以为选厂带来巨大的经济效益。SEC的制备与应用,明显减少了柴油的用量,有效的缓解了能源短缺问题,且以地沟油作为原料,防止地沟油流向餐桌危害人类健康,由此可以看出,SEC的合成具有明显的经济效益与社会效益。