一種高灰難選煤復合捕收劑與深度浮選工藝

本發明涉及細粒煤浮選，尤其涉及一種高灰難選煤復合捕收劑與深度浮選工藝。

背景技術：

1、優質煤炭資源的開發使用以及機械化采煤技術的提高，使得煤炭呈現細微化趨勢，同時大量矸石混入煤中，導致煤泥灰分變高、連生體含量增大、可浮性變差，煤泥難選問題進一步突出。高灰難選煤浮選典型的特征為精煤產率高、浮選選擇性差，灰分超標嚴重制約了最終精煤產品的質量。

2、研究表明導致高灰難選煤精煤灰分高的主要原因為細泥在精煤表面的吸附罩蓋、水流夾帶以及煤-礦物連生體(等可浮物組分)的存在。針對高灰難選煤精煤灰分高的難題，現有技術主要是浮選過程強化方法，包括高效調漿、選擇性絮凝、添加抑制劑等。

3、浮選過程中細粒粘土礦物等污染物質會吸附罩蓋在煤表面，降低煤表面疏水性，從而降低顆粒與氣泡的黏附效率，阻礙捕收劑的吸附，導致浮選效率降低。粘土礦物是細小膠體顆粒，在攪拌作用下易隨水流進入浮選精煤泡沫導致精煤灰分升高。浮選前調漿作業有助于實現煤顆粒和灰顆粒的分散、強化浮選藥劑在煤表面的選擇性吸附，改善高灰難選煤的浮選分離效果。浮選調漿需要一定紊流和剪切來實現礦物分散和藥劑吸附，可以促進浮選中精煤的回收、降低精煤灰分，但浮選調漿對浮選精煤灰分的抑制作用效果有限且有可能使煤顆粒進一步破碎。

4、選擇性絮凝是指在浮選調漿中添加聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺等絮凝劑，實現細粒粘土礦物的絮凝，從而降低在浮選過程中的礦物夾帶和細泥罩蓋。但由于煤炭會經常優先于粘土礦物發生疏水絮凝，因此在煤炭浮選中實現粘土礦物的選擇性絮凝難度較大。還可以在礦漿中添加抑制劑，比如變性淀粉﹑水玻璃以及六偏磷酸鈉等，破壞或削弱礦物對捕收劑的吸附，增強礦物表面親水性，達到改善浮選的目的，但對抑制劑的種類、用量有較高的要求。

5、現有的浮選過程強化方法難以適應灰分高、嵌布復雜的難選煤泥分離提質要求，并且浮選過程缺乏對物料性質變化的適應。

技術實現思路

1、鑒于上述的分析，本發明實施例旨在提供一種高灰難選煤復合捕收劑與深度浮選工藝，用以解決現有捕收劑選擇性低、捕收性能不高、藥劑用量大，精煤產率低、精煤品位不高等問題中的至少一個。

2、一方面，本發明實施例提供了一種高灰難選煤復合捕收劑，所述復合捕收劑由一個中間體和兩個尾鏈分子組成，所述中間體和兩個尾鏈分子能夠通過靜電作用組裝形成仿gemini結構，其化學結構通式為

3、

4、所述中間體結構通式為中間體結構中的r1為極性基團或碳鏈；中間體結構中的r1含有n、s、o、c原子中的部分原子，r1中非氫原子總數為2～8；r2含有n原子或者n、c兩種原子，原子總數為1～3。

5、進一步地，所述中間體結構中的r1為-(ch2)2-、-ch2c(o)ch2-、-s-s-、-(ch2)2nh(ch2)2-、-(ch2)2nh(ch2)2nh(ch2)2-、-ch＝ch-、-n＝n-結構中的一種。

6、具體地，所述中間體結構中的r2為中間體兩端基團，為-nh2、-c(nh)nh2結構質子化的一種。

7、優選地，所述中間體結構包括：

8、進一步地，所述復合捕收劑的尾鏈分子結構通式為：所述兩個尾鏈分子相同或不同，其中r3為尾鏈分子的極性基團，為去質子化的-cooh或-so3h；n為尾鏈分子碳鏈長度，數值為6～18。

9、進一步地，所述復合捕收劑的尾鏈分子物質采用過濾除雜后的餐廚廢油脂。

10、優選地，所述采用餐廚廢油脂作為尾鏈分子物質時的尾鏈分子結構為下列中的一種或多種組合：

11、

12、需要說明的是，所述復合捕收劑通過調節溶液ph進行中間體結構和尾鏈分子之間的組裝和解聚。

13、進一步地，所述復合捕收劑的制備步驟包括：

14、(1)常溫下制備中間體水溶液，溶液濃度小于0.05mm；

15、(2)將尾鏈分子物質加入到中間體溶液中，其中尾鏈分子物質和中間體的濃度比為2:1，使用氫氧化鈉調節尾鏈分子和中間體溶液的混合溶液ph至7.5～8.5；

16、(3)對步驟(2)中的混合溶液進行攪拌，每間隔1小時攪拌1次，共攪拌3次，每次攪拌時間為10min，獲得組裝狀態的復合捕收劑。

17、另一方面，本發明實施例提供了一種高灰難選煤深度浮選工藝，將所述的復合捕收劑應用于高灰難選煤的浮選中，包括如下步驟：

18、(1)配制浮選藥劑：將尾鏈分子物質和中間體溶液按照摩爾配比加入捕收劑攪拌桶中攪拌混勻，通過捕收劑加藥泵將復合捕收劑輸入到一段自動加藥機，將起泡劑桶中的起泡劑、堿性溶液桶中的堿性溶液分別通過起泡劑加藥泵和堿性溶液加藥泵輸入到一段自動加藥機，一段浮選過程中的藥劑由一段自動加藥機加入并自動調控用量；

19、將酸性溶液桶中的酸性溶液通過酸性加藥泵加入到二段自動加藥機，二段浮選過程中的藥劑由二段自動加藥機加入并自動調控用量；

20、(2)一段浮選：入料池中的礦漿由入料泵輸送到礦漿預處理器，對礦漿以及來自一段自動加藥機的藥劑進行充分調漿后，通過礦漿泵將堿性礦漿打入一段浮選機進行浮選，浮選機刮板將浮選精煤刮出，經過粗選得到一次浮選的精煤和尾煤，浮選精煤繼續進入二段浮選機進行精選，浮選尾煤作為最終尾煤產品進入脫水系統；

21、(3)二段浮選：將一段浮選機產生的浮選精煤送入二段浮選機，通過二段自動加藥機添加酸性溶液調整礦漿ph為弱酸性，經過二段浮選機浮選產生精煤和中煤，二段浮選精煤進入脫水環節成為精煤產品；

22、(4)連生體解離再選：二段浮選機精選中煤進入球磨機進行選擇性磨礦解離，使中煤連生體充分解離，煤漿返回至一段浮選機與入料進行混合進行浮選。

23、與現有技術相比，本發明至少可實現如下有益效果之一：

24、1、本發明設計ph敏感型的復合捕收劑，堿性條件下，中間體和尾鏈分子充分混合并在靜電作用下形成仿gemini結構，通過中間體結構部分的極性基團與煤表面親水位點結合，促使兩個尾鏈分子更好發揮疏水作用，增強煤的可浮性，特別是中間體結構為二硫鍵、硫氧基團等時，相較于其他傳統捕收劑具有強表面活性，親固性提高，進而提高其捕收性能，極大程度上提高了精煤產率；

25、在酸性條件下，中間體和尾鏈分子之間解聚，僅尾鏈分子發揮作用，尾鏈分子以烴類油形式存在，選擇性吸附在煤表面，提高捕收劑的選擇性，有利于降低浮選精煤灰分，提高精煤品位；

26、本發明設計的復合捕收劑在組裝或解聚狀態均可以通過尾鏈分子的強疏水性增強煤表面的疏水性，從而保證浮選分離效果。

27、2、本發明采用的ph敏感型復合捕收劑與兩段浮選+連生體解離再選工藝配合，根據礦漿物性的變化及時調整捕收劑的捕收能力，在保證精煤產率的同時，降低精煤灰分；

28、一段浮選中調節礦漿ph為弱堿性，使捕收劑形成仿gemini結構進行粗選，保證得到更多精煤產品；二段浮選時調節礦漿ph為弱酸性，增強捕收劑選擇性，在不添加其他藥劑的情況下得到良好的分選指標，提高精煤品位；

29、針對二段浮選尾煤，本發明采用磨礦工藝，釋放出中煤連生體中的精煤，最大限度的回收和利用煤炭資源，結合ph敏感型藥劑浮選工藝，形成了基于選擇性解離-界面調控的高灰難選煤浮選回收技術體系，實現了煤矸精準分離。

30、3、本發明針對高灰難選煤灰分高、組分復雜的特點，采用餐廚廢油脂制備獲取復合捕收劑的尾鏈分子物質，餐廚廢油脂富含油酸、亞油酸、亞麻酸等不飽和酸，不飽和的羧酸與煤表面吸附作用更加強烈，更有利于浮選分離；并且由餐廚廢油脂制備尾鏈分子物質具有一定經濟性，環保效益明顯。

31、本發明中，上述各技術方案之間還可以相互組合，以實現更多的優選組合方案。本發明的其他特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分優點可從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過說明書以及附圖中所特別指出的內容中來實現和獲得。