一种基于纳米气泡矿浆预处理的氧化煤泥分选方法

摘要

本发明公开了一种基于纳米气泡的氧化煤泥分选方法，包括以下步骤：首先，将阳离子表面活性剂CTAB加入水溶液后，用搅拌桶(A)进行强力搅拌，使CTAB充分得到充分溶解，配制成CTAB溶液，用纳米气泡发生装置(C)处理溶有CTAB的溶液，在溶液中产生带有正电的纳米气泡；其次，将氧化煤泥和含有纳米气泡的CTAB溶液加入强力搅拌桶(E)中、并加入浮选药剂和起泡剂，调节搅拌轴高速强力搅拌调浆，此时带有正电的纳米气泡与氧化煤发生碰撞，并附着在氧化煤呈电负性的表面上，调好的矿浆通过泵打入浮选柱(G)中进行浮选作业，通过浮选得到精煤和尾煤。该方法有效解决了传统浮选中微细粒浮选选择性较差的难题，弥补了传统泡沫浮选技术的不足。

权利要求

1.一种基于纳米气泡的氧化煤泥分选方法，其特征在于，包括以下步骤：

首先，将阳离子表面活性剂CTAB加入水溶液后，用搅拌桶(A)进行强力搅拌，使CTAB充分得到充分溶解，配制成CTAB溶液，用纳米气泡发生装置(C)处理溶有CTAB的溶液，在溶液中产生带有正电的纳米气泡；

其次，将氧化煤泥和含有纳米气泡的CTAB溶液加入强力搅拌桶(E)中、并加入浮选药剂和起泡剂，调节搅拌轴高速强力搅拌调浆，此时带有正电的纳米气泡与氧化煤发生碰撞，并附着在氧化煤呈电负性的表面上，调好的矿浆通过泵打入浮选柱(G)中进行浮选作业，通过浮选得到精煤和尾煤；

所述用纳米气泡发生装置处理溶有CTAB的溶液，溶液中产生带有正电的纳米气泡的过程为：将溶有CTAB的溶液通过混合物给料泵给入文丘里管(C1)，溶有CTAB的溶液混合物在射流产生的负压作用下溶解空气并在文丘里管(C1)尾端产生大量气泡，含气泡溶液给入除泡桶(C2)的上部，除泡桶(C2)中间安装有一挡板，将其分成两部分，桶被分成的两部分只有下部连通，纳米气泡随溶液由除泡桶的一侧的上部注入，由下部连通通道进入除泡桶(C2)的另一侧，混合物中的大气泡在浮力作用下升浮至除泡桶上部并逐渐破裂，这样经过文丘里管(C1)产生的气泡经除泡桶(C2)后大气泡被除去，留下纳米气泡在溶液中。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述起泡剂为仲辛醇。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的除泡桶(C2)是在常规的圆桶中间安装有一挡板，将其分成两部分，桶被分成的两部分只有下部连通，纳米气泡随溶液由除泡桶的一侧的上部注入，由下部连通通道进入除泡桶(C2)另一侧。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述水和CTAB的配比为每升水1.0-

2.3gCTAB；纳米气泡的CTAB溶液、氧化煤泥、起泡剂、浮选药剂的配比为每升纳米气泡溶液添加60-90g氧化煤泥、0.001-0.005g起泡剂、0.01-0.04g浮选药剂。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述水和CTAB的配比为每升水1.5gCTAB；纳米气泡的CTAB溶液、氧化煤泥、浮选药剂的配比为每升纳米气泡溶液添加80g氧化煤泥、

0.003g起泡剂、0.024g浮选药剂。

说明书

一种基于纳米气泡矿浆预处理的氧化煤泥分选方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种基于纳米气泡处理矿浆的氧化煤泥分选技术，特别提供了一种可显著提高氧化煤泥回收率的方法。

背景技术

[0002] 由于我国随着我国采煤机械化程度的提高，煤泥比例急剧增加，煤泥分选的任务不断增大，煤泥的特点呈现“细、杂、贫、难”的特点。与此同时，全国范围内出现煤炭开采前、开采中以及开采后被氧化的现象，煤炭一旦被氧化，其可浮性将迅速下降，煤被氧化后，其表面的亲水性基团(-OH、-COOH、-CHO)含量迅速增加，疏水性基团(烷基侧链等)含量急剧下降，从而导致煤的可浮性持续降低。同时，煤经过氧化后，其表面变得疏松，孔隙率增加，多孔的煤粒在水中很容易被水填充，形成厚的水化膜，从而进一步导致煤的疏水性降低。

[0003] 在常规的浮选过程中，矿浆中的带电颗粒与其带相反电荷的表面活性剂在静电引力的作用下发生作用，表面活性剂吸附或覆盖在煤炭颗粒表面，提高了其疏水性，进而与气泡发生碰撞粘附在气泡上最终成为泡沫精煤，但由于氧化煤厚的水化膜，药剂难以在其表面覆盖而导致较为难浮。同时，氧化煤煤泥由于颗粒粒度较小，其动量较小，与气泡发生碰撞的概率较低，精煤颗粒难以与气泡进行碰撞，与气泡不易发生碰撞导致其更难通过浮选的方式得到回收利用；而高灰的微细粒粘土矿物则通过细泥罩盖或者水流夹带的方式进入浮选精煤产品中，污染了浮选精煤，恶化了浮选效果，因此在常规的浮选手段下，氧化煤煤泥的分选提质难以保证回收率和产品质量。

[0004] 针对氧化煤煤泥浮选的难题，国内外的不少专家学者做了很多有益的探索，如使用氧化柴油等新型的药剂取代普通的柴油、磨煤预处理、超声波预处理、微波预处理、预润湿时间的控制等手段来改善氧化煤的浮选效率，取得了一定的效果，但未从根本上解决氧化煤泥的浮选效率低下的问题，并且对于氧化煤泥的浮选，常规的手段，如通过磨煤预处理使氧化煤暴露出新鲜的表面的方法已经不能适应该类煤泥的浮选。因此亟需开发一种新的分选技术以弥补现有的煤泥分选技术方面的不足，实现氧化煤泥的高效分选回收。

[0005] 在浮选过程中颗粒与气泡碰撞的概率随颗粒的减小而大大降低，但随气泡的减小碰撞概率却会增加，这表明在微细粒浮选中可以通过采用较小尺寸的气泡来改善氧化煤泥的浮选效果，本发明提出了在矿浆处理阶段浮向氧化煤表面引入了带有正电电荷的纳米气泡，强化了氧化煤的浮选过程，大大提高了其回收率。

发明内容

[0006] 本发明的目的在于提供了一种基于纳米气泡的氧化煤泥分选方法，通过将带正电的纳米气泡引入浮选，从根本上解决了氧化煤药耗大、浮选回收率低的问题。

[0007] 本发明的技术方案是：

[0008] 一种基于纳米气泡的氧化煤泥分选方法，包括以下步骤：

[0009] 首先，将阳离子表面活性剂CTAB加入水溶液后，用搅拌桶(A)进行强力搅拌，使CTAB充分得到充分溶解，配制成CTAB溶液，用纳米气泡发生装置(C)处理溶有CTAB的溶液，在溶液中产生带有正电的纳米气泡；

[0010] 其次，将氧化煤泥和含有纳米气泡的CTAB溶液加入强力搅拌桶(E)中、并加入浮选药剂和起泡剂，调节搅拌轴高速强力搅拌调浆，此时带有正电的纳米气泡与氧化煤发生碰撞，并附着在氧化煤呈电负性的表面上，调好的矿浆通过泵打入浮选柱(G)中进行浮选作业，通过浮选得到精煤和尾煤。

[0011] 进一步地，所述用纳米气泡发生装置处理溶有CTAB的溶液，溶液中产生带有正电的纳米气泡的过程为：将溶有CTAB的溶液通过混合物给料泵给入文丘里管(C1)，溶有CTAB的溶液混合物在射流产生的负压作用下溶解空气并在文丘里管(C1)尾端产生大量气泡，含气泡溶液给入除泡桶(C2)的上部，除泡桶(C2)中间安装有一挡板，将其分成两部分，桶被分成的两部分只有下部连通，纳米气泡随溶液由除泡桶的一侧的上部注入，由下部连通通道进入除泡桶(C2)的另一侧，混合物中的大气泡在浮力作用下升浮至除泡桶上部并逐渐破裂，这样经过文丘里管(C1)产生的气泡经除泡桶(C2)后大气泡被除去，留下纳米气泡在溶液中。

[0012] 进一步地，所述起泡剂为仲辛醇。

[0013] 进一步地，所述浮选药剂由下述重量份的物质组成：煤油：20～80份，乙硫氨酯：5-13份，吐温40：1-10份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠：0.01-0.05份，对甲基苯磺酸：0.01-0.07份，司盘60：1-3份，邻苯二甲酸酐：1-3份，十二烷基苯磺酸钠：0.03-0.1份，苯酐：0.01-0.06份。

[0014] 进一步地，所述的除泡桶(D)是在常规的圆桶中间安装有一挡板，将其分成两部分，桶被分成的两部分只有下部连通，纳米气泡随溶液由除泡桶的一侧的上部注入，由下部连通通道进入除泡桶(D)另一侧。

[0015] 进一步地，所述水和CTAB的配比为每升水1.0-2.3gCTAB；纳米气泡的CTAB溶液、氧化煤泥、起泡剂、浮选药剂的配比为每升纳米气泡溶液添加60-90g氧化煤泥、0.001-0.005g起泡剂、0.01-0.04g浮选药剂。

[0016] 进一步地，所述浮选药剂由下述重量份的物质组成：煤油：76份，乙硫氨酯：9份，吐温40：7份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠：0.03份，对甲基苯磺酸：0.02份，司盘60：2.1份，邻苯二甲酸酐：1.6份，十二烷基苯磺酸钠：0.07份，苯酐：0.03份。

[0017] 进一步地，所述水和CTAB的配比为每升水1.5gCTAB；纳米气泡的CTAB溶液、氧化煤泥、浮选药剂的配比为每升纳米气泡溶液添加80g氧化煤泥、0.003g起泡剂、0.024g浮选药剂。

[0018] 本发明克服了传统的氧化煤泥的分选技术的不足，提出了一种基于纳米气泡的氧化煤泥的分选方法，解决了氧化程度较高的煤泥在浮选中药耗大、回收率较低的问题。除此之外，本发明还有以下优点：

[0019] 本发明提出的氧化煤泥的分选方法有效解决了传统浮选中微细粒浮选选择性较差的难题，弥补了传统泡沫浮选技术的不足。

[0020] 本发明提出的分选方法提高微细粒浮选选择性思路新颖独特，解决了传统的泡沫浮选中氧化煤选择性差、易污染精煤的难题，对煤炭分选技术体系的完善意义重大。

[0021] 本发明对分选的的试剂进行了优化，尤其是浮选药剂的设计，含量配比，对难浮煤泥易于浮选，提高效率，明显比传统浮选试剂效果好。

[0022] 本发明采用了特殊设计的除泡桶，产生大量纳米气泡容易，该设备看似简单，但对于去除大气泡的效率高，提高了生产效率。

[0023] 总之，本发明提出的分选方法以及装置，简单、投资少、运行费用低，经济效益显著。

附图说明

[0024] 图1是本发明示意图。

[0025] 图2是本发明纳米气泡发生器示意图。

[0026] 图中：1-CTAB，2-水，3-CTAB混合物，4-纳米气泡混合物，5-捕收剂，6-起泡剂，7-氧化煤物料，8-浮选矿浆，9-尾煤，10-精煤，A-搅拌桶，B-泵，C-纳米气泡发生器，D-泵，E-强力搅拌桶，F-泵，G-浮选柱，C1-文丘里管，C2-除泡桶。

具体实施方式

[0027] 下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。

[0028] 实施例1

[0029] 如图1-2，一种基于纳米气泡的氧化煤泥分选方法，包括以下步骤：

[0030] 首先，将阳离子表面活性剂CTAB1加入水2溶液后，用搅拌桶A进行强力搅拌，使CTAB充分得到充分溶解，配制成CTAB溶液，所述CTAB溶液为1.5g/L，用纳米气泡发生装置(C)处理溶有CTAB的溶液，在溶液中产生带有正电的纳米气泡；将氧化煤泥和含有纳米气泡的CTAB溶液加入强力搅拌桶(E)中、并加入浮选药剂和起泡剂，所述CTAB纳米气泡溶液、氧化煤泥、浮选药剂、起泡剂的配比为每升纳米气泡溶液添加81g氧化煤泥、0.0012g起泡剂、0.035g浮选药剂，调节搅拌轴高速强力搅拌调浆，此时带有正电的纳米气泡与氧化煤发生碰撞，并附着在氧化煤呈电负性的表面上，调好的矿浆通过泵打入浮选柱(G)中进行浮选作业，通过浮选得到精煤和尾煤。

[0031] 所述用纳米气泡发生装置处理溶有CTAB的溶液，溶液中产生带有正电的纳米气泡的过程为：将溶有CTAB的溶液通过混合物给料泵给入文丘里管C1，溶有CTAB的溶液混合物在射流产生的负压作用下溶解空气并在文丘里管C1尾端产生大量气泡，含气泡溶液给入除泡桶C2的上部，除泡桶C2中间安装有一挡板，将其分成两部分，桶被分成的两部分只有下部连通，纳米气泡随溶液由除泡桶的一侧的上部注入，由下部连通通道进入除泡桶C2的另一侧，混合物中的大气泡在浮力作用下升浮至除泡桶上部并逐渐破裂，这样经过文丘里管C1产生的气泡经除泡桶C2后大气泡被除去，留下纳米气泡在溶液中。

[0032] 所述起泡剂为仲辛醇。

[0033] 所述浮选药剂由下述重量份的物质组成：煤油：55份，乙硫氨酯：8.6份，吐温40：5.6份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠：0.027份，对甲基苯磺酸：0.033份，司盘60：2.68份，邻苯二甲酸酐：2.6份，十二烷基苯磺酸钠：0.055份，苯酐：0.04份。

[0034] 实施例2

[0035] 如图1-2，一种基于纳米气泡的氧化煤泥分选方法，包括以下步骤：

[0036] 首先，将阳离子表面活性剂CTAB1加入水2溶液后，用搅拌桶A进行强力搅拌，使CTAB充分得到充分溶解，配制成CTAB溶液，所述CTAB溶液为1.8g/L，用纳米气泡发生装置(C)处理溶有CTAB的溶液，在溶液中产生带有正电的纳米气泡；将氧化煤泥和含有纳米气泡的CTAB溶液加入强力搅拌桶(E)中、并加入浮选药剂和起泡剂，纳米气泡的CTAB溶液、氧化煤泥、起泡剂、浮选药剂的配比为每升纳米气泡溶液添加70g氧化煤泥、0.003g起泡剂、0.035g浮选药剂，调节搅拌轴高速强力搅拌调浆，此时带有正电的纳米气泡与氧化煤发生碰撞，并附着在氧化煤呈电负性的表面上，调好的矿浆通过泵打入浮选柱(G)中进行浮选作业，通过浮选得到精煤和尾煤。

[0037] 所述用纳米气泡发生装置处理溶有CTAB的溶液，溶液中产生带有正电的纳米气泡的过程为：将溶有CTAB的溶液通过混合物给料泵给入文丘里管C1，溶有CTAB的溶液混合物在射流产生的负压作用下溶解空气并在文丘里管C1尾端产生大量气泡，含气泡溶液给入除泡桶C2的上部，除泡桶C2中间安装有一挡板，将其分成两部分，桶被分成的两部分只有下部连通，纳米气泡随溶液由除泡桶的一侧的上部注入，由下部连通通道进入除泡桶C2的另一侧，混合物中的大气泡在浮力作用下升浮至除泡桶上部并逐渐破裂，这样经过文丘里管C1产生的气泡经除泡桶C2后大气泡被除去，留下纳米气泡在溶液中。

[0038] 所述起泡剂为仲辛醇。

[0039] 所述浮选药剂由下述重量份的物质组成：煤油：65份，乙硫氨酯：5.65份，吐温40:2.2份，脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠：0.026份，对甲基苯磺酸：0.044份，司盘60：1.26份，邻苯二甲酸酐：2.1份，十二烷基苯磺酸钠：0.034份，苯酐：0.026份。

[0040] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。