一种环保型选煤浮选药剂及其制备方法
文献发布时间：2023-06-19 13:48:08
技术领域
本发明涉及浮选药剂技术领域，具体的，涉及一种环保型选煤浮选药剂及其制备方法。
背景技术
目前，我国发电燃料、化工原料依然有绝大部分来自于煤炭，煤炭在我国的经济发展中仍然具有较为重要的地位。而浮游选煤是处理细颗粒煤炭的重要方法，可显著降低灰分和硫分，改善用煤质量，大幅度减少无效运输，提高运输效率，而浮选法是目前备受关注的处理细颗粒煤炭的方法，并随着选煤厂入选原煤中细颗粒比例的逐步提高，用浮选法处理的选煤厂呈上升的趋势。
但是，我国洗煤厂在细粒煤泥的处理及利用中，主要通过添加煤油、柴油等石油产品作为浮选药剂，普遍存在浮选效率低、药耗高的问题。传统药剂浮选细粒难选煤大多效果较差，并且复合浮选药剂的品种还远远不够。发明专利一种新型环保的选矿药剂(201910865379.5)中选矿药剂需要加入1.0～1.5kg/吨煤，用量较多，因此寻找新型高效低耗浮选药剂至关重要。
发明内容
本发明提出一种环保型选煤浮选药剂及其制备方法，解决了相关技术中的选煤效果较差且用药耗较高的问题。
本发明的技术方案如下：
一种环保型选煤浮选药剂，按照重量份包括以下组分：2,2,4-三甲基-1,3-二甲基丙烯酸戊二醇酯20-30份、环氧化丙烯酸豆油酯50-55份、异丁酸1-3份、棕榈酸甲酯1-3份、对苯二甲酸二辛酯2-3份、2-乙基己醇1-3份、轻柴油40-50份、灯用煤油8-12.5份、N-甲基吡咯烷酮1-3份、聚乙烯醇0.5-0.8份、1-十六烷醇15-20份、2-苯基-2丙醇0-6份、起泡剂12-15份、水40-60份。
作为进一步的技术方案，所述轻柴油与灯用煤油的质量比为(4-5)：1。
作为进一步的技术方案，所述的环保型选煤浮选药剂，按照重量份包括以下组分：2,2,4-三甲基-1,3-二甲基丙烯酸戊二醇酯22-26份、环氧化丙烯酸豆油酯52-55份、异丁酸1-3份、棕榈酸甲酯1-3份、对苯二甲酸二辛酯2-3份、2-乙基己醇1-3份、轻柴油40-50份、灯用煤油8-10份、N-甲基吡咯烷酮1-3份、聚乙烯醇0.6-0.8份、1-十六烷醇16-18份、2-苯基-2丙醇3-6份、起泡剂12-14份、水50-55份。
作为进一步的技术方案，所述环保型选煤浮选药剂，按照重量份包括以下组分：2,2,4-三甲基-1,3-二甲基丙烯酸戊二醇酯24份、环氧化丙烯酸豆油酯53份、异丁酸2份、棕榈酸甲酯2份、对苯二甲酸二辛酯3份、2-乙基己醇2份、轻柴油45份、灯用煤油9份、N-甲基吡咯烷酮2份、聚乙烯醇0.7份、1-十六烷醇17份、2-苯基-2丙醇4份、起泡剂13份、水52份。
作为进一步的技术方案，所述起泡剂为三乙基氧基丁烷、甲基异丁基甲醇或邻苯二甲酸二异壬酯中的一种或多种。
作为进一步的技术方案，所述环保型选煤浮选药剂的用量为0.5-0.7kg/吨煤。
本发明还提出一种环保型选煤浮选药剂的制备方法，包括以下步骤：
S1、将N-甲基吡咯烷酮、1-十六烷醇加入水中搅拌；
S2、加入轻柴油和灯用煤油搅拌；
S3、加入其他组分搅拌，进行乳化处理，即得环保型选煤浮选药剂。
作为进一步的技术方案，所述步骤S1、S2、S3中搅拌时间均控制在5-10min。
作为进一步的技术方案，所述乳化处理时转速为2500-3000r/min。
作为进一步的技术方案，所述乳化处理时间为5-10min。
本发明的有益效果为：
1、本发明制备出的选煤浮选药剂处理后的精煤产率、浮选完善度以及可燃气体回收率以及长期放置稳定性都得到了大幅度的提高，且灰度也得到大幅度的减小。
2、本发明中，发明人经过实验探究发现，当轻柴油与灯用煤油的质量比为(4-5)：1，添加有N-甲基吡咯烷酮时，三种组分相互协同，由于轻柴油黏度较高，但是经过合理的比例以及N-甲基吡咯烷酮的加入使得浮选药剂的黏度适中，浮选效果较好。
3、本发明中添加2-苯基-2丙醇和聚乙烯醇，提高了浮选药剂的稳定性，长期放置不分层，通过极性基团的作用使得起泡剂定向排列在气液两相界面上，提高气泡的稳定性，从而提高浮选效果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都涉及本发明保护的范围。
实施例1
S1、配料：2,2,4-三甲基-1,3-二甲基丙烯酸戊二醇酯24份、环氧化丙烯酸豆油酯53份、异丁酸2份、棕榈酸甲酯2份、对苯二甲酸二辛酯3份、2-乙基己醇2份、轻柴油45份、灯用煤油9份、N-甲基吡咯烷酮2份、聚乙烯醇0.7份、1-十六烷醇17份、2-苯基-2丙醇4份、起泡剂13份、水52份；所述起泡剂为三乙基氧基丁烷；
S2、将N-甲基吡咯烷酮、1-十六烷醇加入水中搅拌5min；
S3、加入轻柴油和灯用煤油搅拌5min；
S4、加入其他组分搅拌5min，进行乳化处理，转速为2800r/min，乳化处理5min，即得环保型选煤浮选药剂。
实施例2
S1、配料：2,2,4-三甲基-1,3-二甲基丙烯酸戊二醇酯26份、环氧化丙烯酸豆油酯52份、异丁酸3份、棕榈酸甲酯1份、对苯二甲酸二辛酯3份、2-乙基己醇3份、轻柴油50份、灯用煤油10份、N-甲基吡咯烷酮1份、聚乙烯醇0.8份、1-十六烷醇20份、起泡剂15份、水40份；所述起泡剂为甲基异丁基甲醇；
S2、将N-甲基吡咯烷酮、1-十六烷醇加入水中搅拌10min；
S3、加入轻柴油和灯用煤油搅拌10min；
S4、加入其他组分搅拌10min，进行乳化处理，转速为3000r/min，乳化处理10min，即得环保型选煤浮选药剂。
实施例3
S1、配料：2,2,4-三甲基-1,3-二甲基丙烯酸戊二醇酯22份、环氧化丙烯酸豆油酯55份、异丁酸1份、棕榈酸甲酯3份、对苯二甲酸二辛酯2份、2-乙基己醇1份、轻柴油50份、灯用煤油12.5份、N-甲基吡咯烷酮3份、聚乙烯醇0.5份、1-十六烷醇15份、2-苯基-2丙醇6份、起泡剂12份、水60份；所述起泡剂为甲基异丁基甲醇；
S2、将N-甲基吡咯烷酮、1-十六烷醇加入水中搅拌7min；
S3、加入轻柴油和灯用煤油搅拌10min；
S4、加入其他组分搅拌7min，进行乳化处理，转速为2500r/min，乳化处理10min，即得环保型选煤浮选药剂。
实施例4
S1、配料：2,2,4-三甲基-1,3-二甲基丙烯酸戊二醇酯30份、环氧化丙烯酸豆油酯50份、异丁酸3份、棕榈酸甲酯1份、对苯二甲酸二辛酯2份、2-乙基己醇1份、轻柴油40份、灯用煤油10份、N-甲基吡咯烷酮3份、聚乙烯醇0.6份、1-十六烷醇16份、2-苯基-2丙醇3份、起泡剂14份、水50份；所述起泡剂为甲基异丁基甲醇；
S2、将N-甲基吡咯烷酮、1-十六烷醇加入水中搅拌6min；
S3、加入轻柴油和灯用煤油搅拌8min；
S4、加入其他组分搅拌8min，进行乳化处理，转速为2600r/min，乳化处理10min，即得环保型选煤浮选药剂。
实施例5
S1、配料：2,2,4-三甲基-1,3-二甲基丙烯酸戊二醇酯20份、环氧化丙烯酸豆油酯50份、异丁酸1份、棕榈酸甲酯1份、对苯二甲酸二辛酯3份、2-乙基己醇2份、轻柴油40份、灯用煤油10份、N-甲基吡咯烷酮1份、聚乙烯醇0.8份、1-十六烷醇18份、2-苯基-2丙醇4份、起泡剂13份、水55份；所述起泡剂为邻苯二甲酸二异壬酯；
S2、将N-甲基吡咯烷酮、1-十六烷醇加入水中搅拌8min；
S3、加入轻柴油和灯用煤油搅拌6min；
S4、加入其他组分搅拌8min，进行乳化处理，转速为2600r/min，乳化处理8min，即得环保型选煤浮选药剂。
对比例1
与实施例1相比，将2-苯基-2丙醇替换为等量的1-十六烷醇，其他与实施例1相同。
对比例2
与实施例1相比，将聚乙烯醇替换为等量的环氧乙烷，其他与实施例1相同。
对比例3
与实施例1相比，将灯用煤油的量调整到18份，其他与实施例1相同。
对比例4
与实施例1相比，不添加N-甲基吡咯烷酮，其他与实施例1相同。
实验例1
对实施例和对比例的选煤浮选药剂进行测试，煤样为1/3焦煤，入料灰分32.20％，按照《GB 474-2008煤样的制备方法》制备出粒径为0.5mm的分析煤样，按照《GB 4757-2013煤粉(泥)实验室单元浮选试验方法》，矿浆浓度100g/L，选煤浮选药剂加入量为0.6g/kg煤，将选煤浮选药剂在室温下自然静置24h，并适时震荡。观察药剂是否分层，评价其稳定性。实验测试结果如表1所示。
表1实施例和对比例的测试结果
从表1可以看出，本发明实施例1制备出的选煤浮选药剂处理后的精煤产率、浮选完善度以及可燃气体回收率以及长期放置稳定性都得到了大幅度的提高，且灰度也得到大幅度的减小。本发明的实施例2中，没有添加2-苯基-2丙醇，对比例1中，将2-苯基-2丙醇用1-十六烷醇代替，得到的浮选药剂的稳定性有所下降，可见添加2-苯基-2丙醇可以提高浮选药剂的稳定性的同时，提高浮选效果。对比例2中，将聚乙烯醇替换为等量的环氧乙烷，虽然都可以改善浮选药剂的稳定性，但是通过实验探究发现，聚乙烯醇能够更大程度的改善对精煤的处理效果，这是由于聚乙烯醇与2-苯基-2丙醇的协同作用导致的。而对比例3中改变了轻柴油和灯用煤油的比例发现只有在本发明的范围内，两者才可以相互起到最好的效果。对比例4中不添加N-甲基吡咯烷酮，稳定性有所降低，而且对精煤的处理效果也降低。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。