一種煤炭洗選過(guò)程中泥化抑制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種泥化抑制方法，具體的說(shuō)是一種煤炭洗選過(guò)程中泥化抑制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]粘土作為伴生礦物普遍存在于各種礦物中。煤中常見(jiàn)的粘土類型有高嶺土、蒙脫石、伊利石及伊蒙混層等。其中最常見(jiàn)、含量最多的一般為高嶺石。蒙脫石在原煤中含量雖然較少，但由于其遇水后能膨脹剝離成小于2 μ m的單元晶層，改變了礦漿的溶液化學(xué)條件和流體力學(xué)特征，所以對(duì)煤炭洗選產(chǎn)生的影響是最大的。最直接的影響是煤泥水難澄清、煤泥脫水困難，甚至惡化浮選效果，影響重介操作。
[0003]針對(duì)煤泥水難處理問(wèn)題，目前國(guó)內(nèi)外研宄主要從水澄清和煤泥回收作業(yè)入手，開(kāi)發(fā)各種混凝藥劑、澄清設(shè)備，以及高效脫水設(shè)備。但事實(shí)上，當(dāng)煤泥到達(dá)澄清環(huán)節(jié)，粘土礦物早已分散成微米級(jí)顆粒。由于粒度過(guò)小，混凝藥劑和澄清脫水設(shè)備對(duì)這些微細(xì)顆粒分離并不十分有效，所以這些措施并不能從根本上解決澄清和脫水問(wèn)題，許多選煤廠的生產(chǎn)實(shí)踐已證實(shí)了這一點(diǎn)。
[0004]粘土穩(wěn)定劑在石油行業(yè)廣泛應(yīng)用，其作用是抑制粘土膨脹剝離和粘土微粒運(yùn)移。粘土穩(wěn)定劑根據(jù)化學(xué)組成不同，可以分為四大類:(I)無(wú)機(jī)鹽類，如KCl、NH4Cl、CaCl2、ALCl3等。這類穩(wěn)定劑所含的陽(yáng)離子有泥化抑制作用。當(dāng)溶液環(huán)境發(fā)生變化，容易發(fā)生陽(yáng)離子交換，粘土可恢復(fù)原來(lái)的水敏狀態(tài)。(2)無(wú)機(jī)聚合物類，如羥基鋁、氯氧化鋯等。這類物質(zhì)可作長(zhǎng)效粘土穩(wěn)定劑使用，但對(duì)酸堿性敏感，價(jià)格偏高。(3)陽(yáng)離子表面活性劑類，如二甲基芐基烷基銨鹽、烷基吡啶等。這類物質(zhì)在水中電離出陽(yáng)離子基團(tuán)，這些正電基團(tuán)吸附到粘土顆粒表面，中和其負(fù)電荷，減少晶層間斥力而避免了粘土膨脹，有機(jī)尾部則伸向空間，形成一層親油憎水的吸附層。(4)有機(jī)陽(yáng)離子聚合物。這類物質(zhì)正電荷密度高，當(dāng)加入水中后，電離出的有機(jī)陽(yáng)離子可吸附在粘土顆粒表面。由于形成的陽(yáng)離子較多，所以同時(shí)可以與多個(gè)粘土顆粒形成多點(diǎn)吸附。吸附后，在粘土顆粒的表面形成一層有機(jī)陽(yáng)離子聚合物的吸附保護(hù)膜，防止粘土顆粒的水化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是要提供一種煤炭洗選過(guò)程中泥化抑制方法，改善煤泥水溶液化學(xué)環(huán)境和流體力學(xué)特征，促進(jìn)煤泥水澄清和煤泥脫水回收，提高選煤廠生產(chǎn)效率。
[0006]本發(fā)明的目的由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):該泥化抑制方法:將粘土穩(wěn)定劑隨補(bǔ)加水添加入煤炭洗選系統(tǒng)；補(bǔ)加水添加點(diǎn)可為選煤廠補(bǔ)加水水池；所述的粘土穩(wěn)定劑為聚季銨鹽類物質(zhì)、或聚季磷鹽類物質(zhì)、或聚叔硫鹽類物質(zhì)、或陽(yáng)離子聚丙烯酰胺。
[0007]粘土穩(wěn)定劑的添加量:當(dāng)粘土穩(wěn)定劑為聚季銨鹽類物質(zhì)、或聚季磷鹽類物質(zhì)、或聚叔硫鹽類物質(zhì)時(shí)，補(bǔ)加水中這類物質(zhì)質(zhì)量濃度約為0.3% —0.6% ;當(dāng)粘土穩(wěn)定劑為陽(yáng)離子聚丙烯酰胺時(shí)，補(bǔ)加水中這種物質(zhì)的質(zhì)量濃度約為0.03%。一0.05%。；在煤炭洗選過(guò)程中添加粘土穩(wěn)定劑，可阻止粘土礦物的膨脹分散，改善煤泥水的沉降性能和煤泥的可過(guò)濾性。
[0008]有益效果:選用上述有機(jī)陽(yáng)離子聚合物作粘土穩(wěn)定劑，按照一定濃度添加入選煤廠補(bǔ)加水中。由于采用了上述方案，在選煤過(guò)程中這些藥劑能夠有效抑制粘土礦物膨脹分散成微米級(jí)的微細(xì)顆粒，從而改善煤泥水沉降性能和煤泥的可過(guò)濾性，保證了選煤廠穩(wěn)定生產(chǎn)；與粘土顆粒相比，煤顆粒帶電荷較少且表面疏水，因此與聚合物相互作用強(qiáng)度不及粘土顆粒。在水中，有機(jī)陽(yáng)離子優(yōu)先把粘土顆粒聚集成小絮團(tuán)，大部分煤顆粒分散于水中，所以不會(huì)對(duì)后續(xù)作業(yè)煤顆粒和粘土顆粒分離以及精煤產(chǎn)品造成影響。
[0009]有機(jī)陽(yáng)離子聚合物在水中離解后產(chǎn)生多個(gè)帶正電荷的基團(tuán)，粘土顆粒表面帶負(fù)電荷。通過(guò)強(qiáng)烈的靜電力、范德華力，陽(yáng)離子聚合物牢固的吸附在粘土顆粒表面，形成一層吸附層，抑制了粘土的水化膨脹。聚合物長(zhǎng)鏈可同時(shí)吸附多個(gè)晶層與微粒，所以抑制了粘土的分散。由于陽(yáng)離子聚合物的多點(diǎn)吸附，使吸附作用力很強(qiáng)，在外力作用下要同時(shí)脫附非常困難，加之陽(yáng)離子聚合物本身的穩(wěn)定性，所以可抗酸、堿、水的沖洗，所以穩(wěn)定具有長(zhǎng)效性。
[0010]利用在油田中廣泛使用的粘土穩(wěn)定劑抑制煤泥泥化，從源頭上解決了煤泥水難沉降和煤泥脫水等問(wèn)題，避免了由此造成的分選效率低，系統(tǒng)易癱瘓等問(wèn)題。這種方法解決了易泥化原煤入洗的瓶頸問(wèn)題，為實(shí)現(xiàn)易泥化原煤清水洗煤創(chuàng)造了條件。
[0011]本發(fā)明技術(shù)方案與現(xiàn)有煤泥水澄清與煤泥脫水技術(shù)相比較，具有的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn):
[0012](I)從源頭上解決了澄清和脫水問(wèn)題。傳統(tǒng)的處理方法在粘土膨脹分散成微細(xì)顆粒后才處理，因此澄清和脫水效果不佳。本方法的實(shí)施阻止了粗顆粒剝離成細(xì)顆粒，并由此改善了顆粒沉降的溶液環(huán)境。
[0013](2)粘土抑制劑來(lái)源廣泛。粘土抑制劑在石油行業(yè)應(yīng)用廣泛，技術(shù)成熟，種類豐富，各類抑制劑各有特色。選煤廠可根據(jù)自身需求從中選擇。
[0014](3)抑制效果穩(wěn)定。與無(wú)機(jī)抑制劑相比，有機(jī)陽(yáng)離子聚合物具有抗酸堿波動(dòng)、抗水沖洗的能力，能夠保持穩(wěn)定的抑制效果。
[0015](4)方法本身簡(jiǎn)單易行，可操作性強(qiáng)。
【具體實(shí)施方式】
[0016]該煤泥泥化抑制方法:將粘土穩(wěn)定劑隨補(bǔ)加水添加入煤炭洗選系統(tǒng)；添加點(diǎn)可為選煤廠補(bǔ)加水水池；所述的粘土穩(wěn)定劑為聚季銨鹽類物質(zhì)、或聚季磷鹽類物質(zhì)、或聚叔硫鹽類物質(zhì)、或陽(yáng)離子聚丙烯酰胺；
[0017]粘土穩(wěn)定劑的添加量:當(dāng)粘土穩(wěn)定劑為聚季銨鹽類物質(zhì)、或聚季磷鹽類物質(zhì)、或聚叔硫鹽類物質(zhì)時(shí)，補(bǔ)加水中這類物質(zhì)質(zhì)量濃度約為0.3% —0.6% ;當(dāng)粘土穩(wěn)定劑為陽(yáng)離子聚丙烯酰胺時(shí)，補(bǔ)加水中這種物質(zhì)的質(zhì)量濃度約為0.03%。一0.05%。；在煤炭洗選過(guò)程中添加粘土穩(wěn)定劑，可阻止粘土礦物的膨脹分散，改善煤泥水的沉降性能和煤泥的可過(guò)濾性。
[0018]實(shí)施例1:某煉焦煤選煤廠，設(shè)計(jì)年入洗原煤60萬(wàn)噸，入洗8 #煤。
[0019]不采用泥化抑制技術(shù)時(shí)，由于泥化嚴(yán)重，系統(tǒng)開(kāi)車6h后，循環(huán)水濃度高達(dá)22.1g/L，浮選精煤灰分達(dá)13 % (該選煤廠要求精煤灰分不超過(guò)11%)，所以系統(tǒng)必須停車，等待煤泥水充分澄清后再開(kāi)車。間斷生產(chǎn)導(dǎo)致該廠年入洗原煤量只有35萬(wàn)噸。
[0020]采用一種有機(jī)陽(yáng)離子聚合物一一聚2-羥基-1，3-亞丙基氯化銨作泥化抑制劑。直接添加上述泥化抑制劑至補(bǔ)加水水池中，保持補(bǔ)加水中泥化抑制劑質(zhì)量濃度為0.4%。抑制劑隨補(bǔ)加水加入洗選系統(tǒng)中。補(bǔ)加水濃度穩(wěn)定于lg/L以下，浮選精煤灰分達(dá)標(biāo)，選煤廠生產(chǎn)穩(wěn)定運(yùn)行。
[0021]實(shí)施例2:某煉焦煤選煤廠，入洗原煤灰分21%，煤泥中粘土礦物含量占所有雜質(zhì)含量的32%，其中含有蒙脫石。
[0022]不采用泥化抑制技術(shù)時(shí)，由于泥化嚴(yán)重，導(dǎo)致濃縮機(jī)底流濃度僅為150g/L，壓濾機(jī)循環(huán)周期為72秒，導(dǎo)致大量煤泥積存在系統(tǒng)中，濃縮機(jī)溢流濃度高達(dá)30.8g/L，選煤廠只能停車，給煤泥水充分的沉降時(shí)間。
[0023]采用陽(yáng)離子聚丙烯酰胺作為泥化抑制劑。在補(bǔ)加水池中直接添加上述泥化抑制劑，保持補(bǔ)加水中泥化抑制劑濃度為0.05%。。抑制劑隨補(bǔ)加水加入洗選系統(tǒng)中。濃縮機(jī)底流濃度達(dá)379g/L，壓濾機(jī)循環(huán)周期為43秒，選煤廠生產(chǎn)可持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行。
[0024]以上所述，僅為本發(fā)明在具體實(shí)施中采用的【具體實(shí)施方式】，而非對(duì)實(shí)施方式的限制。任何熟悉本領(lǐng)域的工程技術(shù)人員，在本發(fā)明的基礎(chǔ)上，可以輕易想到變換或變動(dòng)。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)該包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種煤炭洗選過(guò)程中泥化抑制方法，其特征是:該泥化抑制方法:將粘土穩(wěn)定劑隨補(bǔ)加水添加入煤炭洗選系統(tǒng)；添加點(diǎn)可為選煤廠補(bǔ)加水水池；所述的粘土穩(wěn)定劑為聚季銨鹽類物質(zhì)、或聚季磷鹽類物質(zhì)、或聚叔硫鹽類物質(zhì)、或陽(yáng)離子聚丙烯酰胺； 粘土穩(wěn)定劑的添加量:當(dāng)粘土穩(wěn)定劑為聚季銨鹽類物質(zhì)、或聚季磷鹽類物質(zhì)、或聚叔硫鹽類物質(zhì)時(shí)，補(bǔ)加水中這類物質(zhì)質(zhì)量濃度約為0.3%—0.6% ;當(dāng)粘土穩(wěn)定劑為陽(yáng)離子聚丙烯酰胺時(shí)，補(bǔ)加水中這種物質(zhì)的質(zhì)量濃度約為0.03%?！?0.05%。；在煤炭洗選過(guò)程中添加粘土穩(wěn)定劑，可阻止粘土礦物的膨脹分散，改善煤泥水的沉降性能和煤泥的可過(guò)濾性。
【專利摘要】一種煤炭洗選過(guò)程中泥化抑制方法。該方法具體為：將粘土穩(wěn)定劑隨補(bǔ)加水添加入煤炭洗選系統(tǒng)，添加點(diǎn)可為補(bǔ)加水水池；所述的粘土穩(wěn)定劑為聚季銨鹽類物質(zhì)、或聚季磷鹽類物質(zhì)、或聚叔硫鹽類物質(zhì)、或陽(yáng)離子聚丙烯酰胺；粘土穩(wěn)定劑的添加量：當(dāng)粘土穩(wěn)定劑為聚季銨鹽類物質(zhì)、或聚季磷鹽類物質(zhì)、或聚叔硫鹽類物質(zhì)時(shí)，補(bǔ)加水中這類物質(zhì)質(zhì)量濃度約為0.3％—0.6％；當(dāng)粘土穩(wěn)定劑為陽(yáng)離子聚丙烯酰胺時(shí)，補(bǔ)加水中這種物質(zhì)的質(zhì)量濃度約為0.03‰—0.05‰。在煤炭洗選過(guò)程中添加粘土穩(wěn)定劑，可阻止粘土礦物的膨脹分散，改善煤泥水的沉降性能和煤泥的可過(guò)濾性。優(yōu)點(diǎn)：在源頭上阻止了煤泥泥化，方法簡(jiǎn)單易行、效果顯著，特別適用于粘土含量高的易泥化煤炭洗選。
【IPC分類】B03B1-04
【公開(kāi)號(hào)】CN104588199
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510026421
【發(fā)明人】張明青, 劉頎
【申請(qǐng)人】中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年5月6日
【申請(qǐng)日】2015年1月19日