一種褐煤反浮選脫灰的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種褐煤反浮選脫灰的方法，具體涉及一種微生物藥劑與傳統(tǒng)浮選藥劑協(xié)同作用反浮選脫除褐煤中灰分的方法，屬于微生物應(yīng)用技術(shù)與礦物加工技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]褐煤是重要化石能源之一，我國已探明的褐煤儲量約為1300億噸，約占全國煤炭探明儲量的13%。隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展對能源需求的日益增長和國家對煉焦煤資源保護(hù)意識的提高，褐煤在我國煤炭消耗中的比例逐年提高，并成為動力煤結(jié)構(gòu)的主體。褐煤化學(xué)活性高、反應(yīng)性強(qiáng)，特別是低灰褐煤特殊的化學(xué)性質(zhì)更有利于開發(fā)高附加值產(chǎn)品。然而褐煤水分高、熱值低、灰分高、易泥化的缺點(diǎn)使其難以發(fā)揮最大經(jīng)濟(jì)價值，主要用于直接燃燒發(fā)電，浪費(fèi)資源、污染環(huán)境。在當(dāng)今能源緊缺、倡導(dǎo)節(jié)能減排的新型社會背景下，高效、環(huán)保、低成本利用褐煤資源是亟待解決的重大難題。目前對褐煤提質(zhì)加工主要集中在干燥脫水和型煤技術(shù)方面，在一定程度上提高了能源利用率，但無法去除褐煤中的有害礦物，也就無法使褐煤成為進(jìn)一步深加工利用的原料。由于褐煤變質(zhì)程度低，現(xiàn)代化機(jī)械采煤過程中產(chǎn)生了大量的細(xì)粒煤，且細(xì)粒煤中包含大量的雜質(zhì)，浮選正是處理這些粒度細(xì)小礦物的主要方法。采用浮選脫除褐煤中有害雜質(zhì)對合理有效地利用褐煤資源具有重要意義，浮選提質(zhì)是褐煤高效利用、深加工的關(guān)鍵。
[0003]褐煤表面含大量親水基團(tuán)，傳統(tǒng)浮選方法無法有效提質(zhì)褐煤，選煤學(xué)者們進(jìn)行了浮選之前預(yù)處理減少煤粒表面的含氧官能團(tuán)或者選擇合適的浮選藥劑來改善褐煤的可浮性的研究，但這些手段均未能在實(shí)質(zhì)上改變褐煤的浮選效果。另外，褐煤正浮選精煤不利于其以水煤漿的形式利用。褐煤正浮選與水煤漿制備使用的兩種類型的化學(xué)添加劑不相兼容，正浮選精煤用于制備水煤漿時需添加更多的化學(xué)藥劑。制備水煤漿的褐煤采用反浮選對其進(jìn)行分選可避免此類問題，因?yàn)榉锤∵x藥劑主要作用于脈石礦物，對褐煤精煤的影響較小，但采用反浮選法分選褐煤，捕收劑選擇性差，抑制劑用量大且抑制機(jī)理不明。
[0004]微生物浮選藥劑選擇性強(qiáng)，是當(dāng)前細(xì)粒煤浮選研究的重要方向之一，已被證實(shí)可替代現(xiàn)有的煤浮選化學(xué)藥劑或與化學(xué)藥劑協(xié)同作用，有效脫除煤中的硫，降低精煤的灰分。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明旨在提供一種褐煤反浮選脫灰的方法，解決了現(xiàn)有反浮選脫除褐煤灰分技術(shù)中捕收劑用量大、選擇性差，抑制劑用量大且精煤灰分偏高、回收率低等問題。
[0006]本發(fā)明提供了一種褐煤反浮選脫灰的方法，包括以下步驟:
(1)在褐煤煤樣磨細(xì)至單體解離并調(diào)成濃度為10%~25%的礦漿中加入褐煤本源多粘類芽孢桿菌或酵母菌以及硅酸鹽細(xì)菌代謝蛋白攪拌l~45min ;
多粘類芽孢桿菌或酵母菌的用量為1?9X106 cells/cm3，即1L礦漿中含菌量為1?9X 109個；硅酸鹽細(xì)菌代謝蛋白的用量為5?30g/t ;
(2)將步驟(1)礦漿中加入抑制劑糊精和硅酸鹽細(xì)菌代謝多糖攪拌3~5min; 抑制劑糊精的用量為100g/t~800g/t ;硅酸鹽細(xì)菌代謝多糖的用量為20g/t~120g/t ;
(3)將步驟(2)礦漿中加入胺類捕收劑攪拌3~5min后進(jìn)行浮選，刮泡l~5min;
(4)在步驟(3)浮選后的礦漿中再次加入抑制劑糊精和硅酸鹽細(xì)菌代謝多糖攪拌1?5min ；；
糊精的用量為40g/t-500g/t，硅酸鹽細(xì)菌代謝多糖的用量10g/t~60g/t ;
(5)在步驟(4)的礦漿中再次加入胺類捕收劑攪拌進(jìn)行浮選，得到槽內(nèi)產(chǎn)品為最終精煤。
[0007]上述方案中，所述步驟(1)中的多粘類芽孢桿菌、酵母菌是以褐煤為分離源篩選所得微生物，其作用在于提高褐煤煤樣中粘土礦物和石英的表面負(fù)電性，使其更易與捕收劑吸附；硅酸鹽細(xì)菌代謝蛋白由硅酸鹽細(xì)菌培養(yǎng)液以6000r/min速度離心得到的上清液中加入分析純硫酸銨至飽和，4°C下恒溫振動12h后經(jīng)無菌濾紙過濾得到，用于提高粘土礦物和石英的可浮性。
[0008]上述方案中，所述步驟(1)中褐煤煤樣磨細(xì)后，粒度小于0.074mm的比例占30%~45%。
[0009]上述方案中，所述步驟(2)中硅酸鹽細(xì)菌代謝多糖采用熱水溶解硅酸鹽細(xì)菌代謝物，再脫除蛋白，離心上清液經(jīng)透析、冷凍干燥得到純多糖，其作用在于抑制褐煤顆粒上浮，減少糊精用量。
[0010]上述方案中，所述步驟(3)和(5)中，胺類捕收劑選擇十二胺或醚胺；
所述胺類捕收劑為十二胺時，用量為50g/t~1500g/t ;
所述胺類捕收劑為醚胺時，用量為50g/t~1500g/t，并同時加入起泡劑，所述起泡劑為松醇油或甲基異丁基甲醇，用量10g/t~50g/t。
[0011]本發(fā)明的有益效果:
微生物浮選藥劑環(huán)保且選擇吸附性較強(qiáng)，是當(dāng)前細(xì)粒煤浮選研究的重要方向之一。本發(fā)明使用微生物藥劑與傳統(tǒng)浮選藥劑協(xié)同作用，有效降低精煤的灰分。微生物及其代謝物吸附在礦物表面，可改變礦物原有的表面電性和潤濕性。大多數(shù)微生物表面所帶的是陰離子型基團(tuán)，特別是羰基，在水溶液中呈負(fù)電性；微生物表面的肽聚糖含羥基和氨基，胞壁酸含富磷酸鹽化合物也使其顯負(fù)電性。微生物經(jīng)礦物馴化可生成特殊的蛋白質(zhì)和多糖化合物，且具有對礦物特定的識別能力。采用選擇吸附性強(qiáng)的微生物與褐煤作用，使微生物或其代謝物吸附于矸石礦物表面，便可達(dá)到增加矸石礦物表面負(fù)電性的效果，提高煤與矸石表面電性差，再采用適宜的抑制劑與捕收劑就可實(shí)現(xiàn)減少褐煤反浮選藥劑用量，降低浮選精煤灰分，解決褐煤浮選的技術(shù)難題。
【附圖說明】
[0012]圖1為褐煤反浮選脫灰方法工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面通過實(shí)施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明，但不局限于以下實(shí)施例。
[0014]按圖1所述流程進(jìn)行褐煤的浮選工藝。
[0015]實(shí)施例1: 某褐煤灰分14.26%，水分22.20%，稱取磨細(xì)至-0.074mm占36.4%的煤樣100g置于1LXFD掛槽浮選機(jī)中，加蒸餾水至1L，然后加入多粘類芽孢桿菌3X106 cells/cm3、硅酸鹽細(xì)菌代謝蛋白15g/t，1750r/min速度下攪拌3min，加入捕收劑十二胺200g/t攪拌5min，刮泡浮選5min ;再加入抑制劑糊精100g/t、硅酸鹽細(xì)菌代謝多糖50g/t，攪拌5min后加入捕收劑十二胺用量50g/t，攪拌3min后浮選刮泡5min。
[0016]上述硅酸鹽細(xì)菌代謝蛋白由硅酸鹽細(xì)菌培養(yǎng)液以6000r/min速度離心得到的上清液中加入分析純硫酸銨至飽和，4°C下恒溫振動12h后經(jīng)無菌濾紙過濾得到，用于提高粘土礦物和石英的可浮性。
[0017]本實(shí)施例結(jié)果是:浮選精煤產(chǎn)率84.5%、灰分8.11%，褐煤回收率為86.55%。浮選泡沫產(chǎn)品為灰含量24.85%、含水23.4%、煤品位51.76%的煤泥。
[0018]實(shí)施例2:某褐煤灰分42.96%，水分28.84%，稱取磨細(xì)至-0.074mm占42.7%的煤樣100g置于1LXFD掛槽浮選機(jī)中，加蒸餾水至1L，然后加入酵母菌9X106 cells/cm3、硅酸鹽細(xì)菌代謝蛋白25g/t，1750r/min速度下攪拌3min，加入捕收劑醚胺800g/t攪拌5min，松醇油20g/t，攪拌3min，浮選刮泡5min ;再加入抑制劑糊精500g/t、硅酸鹽細(xì)菌代謝多糖60g/t，攪拌5min后加入捕收劑醚胺用量100g/t，攪拌3min后浮選刮泡5min。
[0019]本實(shí)施例結(jié)果是:浮選精煤產(chǎn)率34.5%、灰分15.37%，褐煤回收率為65.54%。而常規(guī)浮選精煤灰分相等情況下，回收率只有40%左右，本浮選方法提高精煤回收率25%以上。
[0020]實(shí)施例3:
某褐煤灰分15.19%，水分19.90%，稱取磨細(xì)至-0.074mm占32.5%的煤樣100g置于1LXFD掛槽浮選機(jī)中，加蒸餾水至1L，然后加入酵母菌2X 106 cells/cm3、硅酸鹽細(xì)菌代謝蛋白10g/t，1750r/min速度下攪拌3min，加入捕收劑醚胺800g/t攪拌5min，甲基異丁基甲醇30g/t，攪拌3min，浮選刮泡5min ;再加入抑制劑糊精500g/t、娃酸鹽細(xì)菌代謝多糖40g/t，攪拌5min后加入捕收劑十二胺用量50g/t，攪拌3min后浮選刮泡5min。
[0021]本實(shí)施例結(jié)果是:浮選精煤產(chǎn)率72.5%、灰分8.11%，褐煤回收率為65.29%。
【主權(quán)項】
1.一種褐煤反浮選脫灰的方法，其特征在于包括以下步驟: (1)在褐煤煤樣磨細(xì)至單體解離并調(diào)成濃度為10%~25%的礦漿中加入褐煤本源多粘類芽孢桿菌或酵母菌以及硅酸鹽細(xì)菌代謝蛋白攪拌l~45min ; 多粘類芽孢桿菌或酵母菌的用量為1?9X106 cells/cm3，即1L礦漿中含菌量為1?9X 109個；硅酸鹽細(xì)菌代謝蛋白的用量為5?30g/t ; (2)將步驟(1)礦漿中加入抑制劑糊精和硅酸鹽細(xì)菌代謝多糖攪拌3~5min; 抑制劑糊精的用量為100g/t~800g/t ;硅酸鹽細(xì)菌代謝多糖的用量為20g/t~120g/t ; (3)將步驟(2)礦漿中加入胺類捕收劑攪拌3~5min后進(jìn)行浮選，刮泡l~5min; (4)在步驟(3)浮選后的礦漿中再次加入抑制劑糊精和硅酸鹽細(xì)菌代謝多糖攪拌l~5min ； 糊精的用量為40g/t~500g/t，硅酸鹽細(xì)菌代謝多糖的用量10g/t~60g/t ; (5)在步驟(4)的礦漿中再次加入胺類捕收劑攪拌進(jìn)行浮選，得到槽內(nèi)產(chǎn)品為最終精煤。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的褐煤反浮選脫灰的方法，其特征在于所述步驟(1)中的多粘類芽孢桿菌、酵母菌是以褐煤為分離源篩選所得微生物，其作用在于提高褐煤煤樣中粘土礦物和石英的表面負(fù)電性，使其更易與捕收劑吸附；硅酸鹽細(xì)菌代謝蛋白由硅酸鹽細(xì)菌培養(yǎng)液以6000r/min速度離心得到的上清液中加入分析純硫酸銨至飽和，4°C下恒溫振動12h后經(jīng)無菌濾紙過濾得到，用于提高粘土礦物和石英的可浮性。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的褐煤反浮選脫灰的方法，其特征在于所述步驟(1)中褐煤煤樣磨細(xì)后，粒度小于0.074mm的比例占30%~45%。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的褐煤反浮選脫灰的方法，其特征在于所述步驟(2)中硅酸鹽細(xì)菌代謝多糖采用熱水溶解硅酸鹽細(xì)菌代謝物，再脫除蛋白，離心上清液經(jīng)透析、冷凍干燥得到純多糖，其作用在于抑制褐煤顆粒上浮，減少糊精用量。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的褐煤反浮選脫灰的方法，其特征在于所述步驟(3)和(5)中，胺類捕收劑為十二胺，用量為50g/t~1500g/t。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的褐煤反浮選脫灰的方法，其特征在于所述步驟(3)和(5)中，胺類捕收劑為醚胺，用量為50g/t~1500g/t，并同時加入起泡劑，所述起泡劑為松醇油或甲基異丁基甲醇，用量10g/t~50g/t。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種褐煤反浮選脫灰的方法，屬于微生物應(yīng)用技術(shù)與礦物加工技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括：（1）向礦漿中加入褐煤本源多粘類芽孢桿菌或酵母菌以及硅酸鹽細(xì)菌代謝蛋白，然后加入抑制劑糊精和硅酸鹽細(xì)菌代謝多糖，再加入胺類捕收劑和起泡劑攪拌進(jìn)行一次浮選；（2）向浮選后的礦漿中再次加入抑制劑糊精和硅酸鹽細(xì)菌代謝多糖，然后再次加入胺類捕收劑和起泡劑攪拌進(jìn)行二次浮選，得到槽內(nèi)產(chǎn)品為最終精煤。本方法將常規(guī)浮選藥劑與微生物藥劑相結(jié)合使用，改善褐煤分選效果，提高捕收劑與細(xì)粒粘土礦物、石英的吸附和粘土礦物、石英的可浮選性，以及利用微生物代謝物抑制褐煤，減少常規(guī)抑制劑的用量；所得反浮選精煤更有利于用作制備水煤漿。
【IPC分類】B03D101/02, B03D101/04, B03D1/001, B03D101/06, B03D1/01, B03D103/08
【公開號】CN105363563
【申請?zhí)枴緾N201510959677
【發(fā)明人】楊志超, 張素紅, 劉生玉, 郭建英
【申請人】太原理工大學(xué)
【公開日】2016年3月2日
【申請日】2015年12月21日