我國煤泥浮選劑應用現狀與發展趨勢
2022-11-09 來(lai)自(zi): 洛(luo)陽弘(hong)實(shi)機械設(she)備有限公司轉發自(zi)五(wu)六選煤 瀏覽(lan)次數(shu):158
煤(mei)(mei)(mei)泥(ni)(ni)浮(fu)(fu)(fu)(fu)選(xuan)(xuan)是(shi)一個復雜的(de)物理化學過程,浮(fu)(fu)(fu)(fu)選(xuan)(xuan)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)(guo)受多種(zhong)(zhong)因素影(ying)響(xiang),包括(kuo)煤(mei)(mei)(mei)泥(ni)(ni)性質(zhi)(zhi)、浮(fu)(fu)(fu)(fu)選(xuan)(xuan)工藝(yi)、設備性能、藥(yao)劑(ji)(ji)種(zhong)(zhong)類、入浮(fu)(fu)(fu)(fu)濃度、操作(zuo)水平等(deng)(deng)。浮(fu)(fu)(fu)(fu)選(xuan)(xuan)劑(ji)(ji)能夠有(you)效(xiao)(xiao)改善煤(mei)(mei)(mei)泥(ni)(ni)浮(fu)(fu)(fu)(fu)選(xuan)(xuan)體(ti)系(xi)中的(de)固、液、氣三相(xiang)性質(zhi)(zhi),通過浮(fu)(fu)(fu)(fu)選(xuan)(xuan)劑(ji)(ji)的(de)作(zuo)用(yong),可使不(bu)易(yi)浮(fu)(fu)(fu)(fu)煤(mei)(mei)(mei)粒(li)變得易(yi)浮(fu)(fu)(fu)(fu),使易(yi)浮(fu)(fu)(fu)(fu)煤(mei)(mei)(mei)粒(li)變得更加易(yi)浮(fu)(fu)(fu)(fu),進而(er)提(ti)高浮(fu)(fu)(fu)(fu)選(xuan)(xuan)選(xuan)(xuan)擇性,改善煤(mei)(mei)(mei)泥(ni)(ni)浮(fu)(fu)(fu)(fu)選(xuan)(xuan)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)(guo)。浮(fu)(fu)(fu)(fu)選(xuan)(xuan)劑(ji)(ji)對(dui)(dui)浮(fu)(fu)(fu)(fu)選(xuan)(xuan)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)(guo)有(you)著直接影(ying)響(xiang),浮(fu)(fu)(fu)(fu)選(xuan)(xuan)劑(ji)(ji)種(zhong)(zhong)類較多,選(xuan)(xuan)煤(mei)(mei)(mei)廠常用(yong)的(de)是(shi)捕收劑(ji)(ji)和(he)起(qi)泡劑(ji)(ji)。對(dui)(dui)于(yu)特殊煤(mei)(mei)(mei)質(zhi)(zhi)的(de)煤(mei)(mei)(mei)泥(ni)(ni),則需要添加調(diao)整劑(ji)(ji)等(deng)(deng)。針(zhen)對(dui)(dui)捕收劑(ji)(ji)和(he)起(qi)泡劑(ji)(ji),我國科研(yan)技術(shu)人員(yuan)從(cong)多個方(fang)面(mian)進行了研(yan)究,也取得了積(ji)極作(zuo)用(yong)。基于(yu)對(dui)(dui)我國捕收劑(ji)(ji)、起(qi)泡劑(ji)(ji)的(de)應用(yong)現狀(zhuang)分(fen)析(xi),預測(ce)了這兩類藥(yao)劑(ji)(ji)的(de)發展(zhan)趨勢,以助力(li)于(yu)捕收劑(ji)(ji)、起(qi)泡劑(ji)(ji)的(de)性能提(ti)升和(he)煤(mei)(mei)(mei)泥(ni)(ni)浮(fu)(fu)(fu)(fu)選(xuan)(xuan)效(xiao)(xiao)果(guo)(guo)(guo)的(de)改善。
1
常用捕收劑應用現狀
在煤(mei)(mei)泥浮(fu)選過程中捕收劑(ji)(ji)的(de)作(zuo)用是提高煤(mei)(mei)粒(li)的(de)疏(shu)(shu)水(shui)(shui)(shui)(shui)性,進而使(shi)煤(mei)(mei)粒(li)更加牢固(gu)的(de)粘附在氣泡表面。大多數捕收劑(ji)(ji)分(fen)子(zi)由疏(shu)(shu)水(shui)(shui)(shui)(shui)基(ji)(ji)團(tuan)(tuan)和親水(shui)(shui)(shui)(shui)基(ji)(ji)團(tuan)(tuan)兩(liang)種基(ji)(ji)團(tuan)(tuan)組成,在捕收劑(ji)(ji)分(fen)子(zi)作(zuo)用過程中,親水(shui)(shui)(shui)(shui)基(ji)(ji)團(tuan)(tuan)粘附在煤(mei)(mei)粒(li)表面,疏(shu)(shu)水(shui)(shui)(shui)(shui)基(ji)(ji)團(tuan)(tuan)朝向(xiang)水(shui)(shui)(shui)(shui)體排(pai)列,以(yi)提高煤(mei)(mei)粒(li)的(de)疏(shu)(shu)水(shui)(shui)(shui)(shui)性。
根據捕(bu)(bu)收(shou)劑(ji)分子在(zai)水中解(jie)離(li)后的(de)(de)離(li)子類型(xing)(xing)(xing)劃分,浮選生產(chan)中常用(yong)(yong)的(de)(de)捕(bu)(bu)收(shou)劑(ji)可(ke)以(yi)分為(wei)離(li)子型(xing)(xing)(xing)和非(fei)離(li)子型(xing)(xing)(xing)兩種(zhong),離(li)子型(xing)(xing)(xing)捕(bu)(bu)收(shou)劑(ji)又(you)可(ke)細(xi)分為(wei)陰(yin)離(li)子型(xing)(xing)(xing)、陽離(li)子型(xing)(xing)(xing)、雙離(li)子型(xing)(xing)(xing)。非(fei)離(li)子型(xing)(xing)(xing)烴類油(you)(you)是生產(chan)中廣泛使用(yong)(yong)的(de)(de)捕(bu)(bu)收(shou)劑(ji),尤(you)其(qi)是煤油(you)(you)、輕(qing)柴油(you)(you),其(qi)用(yong)(yong)量(liang)占捕(bu)(bu)收(shou)劑(ji)用(yong)(yong)量(liang)的(de)(de)80%~90%;頁巖柴油(you)(you)、燃料油(you)(you)和氣冷凝油(you)(you)等石(shi)化副產(chan)品(pin)及人工(gong)合成產(chan)品(pin)也(ye)有應(ying)用(yong)(yong)。由于(yu)煤油(you)(you)、輕(qing)柴油(you)(you)等捕(bu)(bu)收(shou)劑(ji)存在(zai)技術缺陷,為(wei)進一(yi)步提高煤泥浮選效果,我國(guo)科研人員對其(qi)結構類型(xing)(xing)(xing)、添加(jia)方式進行(xing)了優(you)化,甚至(zhi)研制出性能(neng)更好的(de)(de)替代產(chan)品(pin)。
1.1 石化類非極性烴類捕收劑
1.1.1 煤油
煤油是石油裂解時的(de)(de)餾分產(chan)物(wu),屬于輕質石油產(chan)品的(de)(de)一類,其主(zhu)要組分是C11—C16的(de)(de)烷烴物(wu)質。煤油純品為無色透明液體(ti),含有(you)雜質時呈淡黃色,不溶(rong)(rong)(rong)于水,易溶(rong)(rong)(rong)于醇和其它有(you)機(ji)溶(rong)(rong)(rong)劑。在芳香(xiang)(xiang)類物(wu)質含量(liang)較(jiao)少時,煤油只表現出(chu)捕收(shou)性(xing)能;在芳香(xiang)(xiang)類物(wu)質含量(liang)較(jiao)多時,煤油兼具捕收(shou)性(xing)能和起(qi)泡性(xing)能。
因煤(mei)(mei)油(you)在市場上容易(yi)獲得(de),加(jia)之價格較(jiao)為(wei)低廉,在我國浮(fu)選生(sheng)產中應(ying)用(yong)廣泛。但煤(mei)(mei)油(you)捕收(shou)性(xing)(xing)能較(jiao)差,以(yi)其作為(wei)捕收(shou)劑(ji)時藥劑(ji)用(yong)量(liang)偏(pian)大(da)(da)。由于(yu)原煤(mei)(mei)煤(mei)(mei)質存在差異,煤(mei)(mei)泥浮(fu)選時采用(yong)煤(mei)(mei)油(you)作為(wei)捕收(shou)劑(ji)的(de)(de)用(yong)量(liang)不(bu)同,每噸干(gan)煤(mei)(mei)泥的(de)(de)用(yong)量(liang)在1~2kg之間(jian),而煤(mei)(mei)油(you)用(yong)量(liang)偏(pian)大(da)(da)時消泡作用(yong)顯(xian)著(zhu)。根據實驗室研(yan)究結果和現(xian)場生(sheng)產實踐,一般(ban)情況下,煤(mei)(mei)油(you)的(de)(de)捕收(shou)性(xing)(xing)能和選擇性(xing)(xing)優于(yu)輕(qing)柴油(you),其適合作為(wei)易(yi)浮(fu)煤(mei)(mei)泥、中等可浮(fu)煤(mei)(mei)泥的(de)(de)捕收(shou)劑(ji)。
采用(yong)傳統方式添加煤(mei)(mei)油(you)時藥劑(ji)用(yong)量(liang)偏高,但煤(mei)(mei)油(you)經過乳(ru)化、磁化等方式處理后(hou),藥劑(ji)用(yong)量(liang)有(you)(you)所下降,煤(mei)(mei)泥浮選(xuan)效果(guo)轉好,這與捕收(shou)劑(ji)表面(mian)性質變(bian)化有(you)(you)關。
1.1.2 輕柴油
輕柴(chai)(chai)(chai)(chai)油(you)是密度(du)較(jiao)小(xiao)的(de)(de)(de)一類柴(chai)(chai)(chai)(chai)油(you),主(zhu)要成(cheng)分(fen)為C15—C18的(de)(de)(de)烷烴物(wu)質(zhi),還含(han)有少(shao)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)硫、氮、氧有機化(hua)合(he)物(wu)及金屬(shu)化(hua)合(he)物(wu)。與(yu)煤油(you)的(de)(de)(de)成(cheng)分(fen)相比,輕柴(chai)(chai)(chai)(chai)油(you)的(de)(de)(de)成(cheng)分(fen)波動更大(da),尤其(qi)是芳烴成(cheng)分(fen)含(han)量(liang)(liang),因此輕柴(chai)(chai)(chai)(chai)油(you)的(de)(de)(de)穩定(ding)性(xing)較(jiao)差(cha)。由于輕柴(chai)(chai)(chai)(chai)油(you)中的(de)(de)(de)芳烴含(han)量(liang)(liang)較(jiao)高,且其(qi)中經常夾雜有表面活性(xing)物(wu)質(zhi),因此其(qi)活性(xing)有時高于煤油(you),但其(qi)浮選選擇性(xing)偏(pian)差(cha)。
煤(mei)泥(ni)(ni)浮(fu)選(xuan)(xuan)中常(chang)以0號(hao)或10號(hao)輕(qing)(qing)柴油(you)(you)作為(wei)捕(bu)收劑(ji),由于(yu)原(yuan)煤(mei)種類和(he)煤(mei)化程度存在差(cha)異(yi),每(mei)噸干煤(mei)泥(ni)(ni)的(de)(de)輕(qing)(qing)柴油(you)(you)用量(liang)在1~3kg之間,且與(yu)活性劑(ji)和(he)起(qi)泡劑(ji)的(de)(de)用量(liang)有關(guan)。以輕(qing)(qing)柴油(you)(you)作為(wei)捕(bu)收劑(ji)時,其(qi)易在水(shui)中分散,分散后的(de)(de)油(you)(you)珠直徑較大,在煤(mei)粒(li)表面鋪展(zhan)較慢(man)。但(dan)輕(qing)(qing)柴油(you)(you)疏水(shui)性能強,其(qi)被(bei)煤(mei)粒(li)孔(kong)隙吸收的(de)(de)數(shu)量(liang)較少,因(yin)此比較適合作為(wei)低階煤(mei)煤(mei)泥(ni)(ni)浮(fu)選(xuan)(xuan)的(de)(de)捕(bu)收劑(ji)。
1.1.3 頁巖柴油、燃料油及氣冷凝油
(1) 頁巖(yan)(yan)焦油蒸餾產物(wu)(wu)經過冷壓脫蠟、酸堿(jian)洗(xi)滌后即為(wei)(wei)(wei)頁巖(yan)(yan)柴油,其中含有很多雜質,主(zhu)要以不飽和烴(主(zhu)要是芳(fang)烴、烯烴)和含氧(yang)、含氮化合(he)物(wu)(wu)為(wei)(wei)(wei)主(zhu),因此頁巖(yan)(yan)柴油兼(jian)具捕收(shou)、起泡雙重(zhong)性能(neng)。對于易浮煤泥(ni)(ni)、中等可浮煤泥(ni)(ni)來說,采用頁巖(yan)(yan)柴油作為(wei)(wei)(wei)捕收(shou)劑時,每噸(dun)干煤泥(ni)(ni)的藥(yao)劑用量(liang)在1.5~2kg/t之間。
(2) 燃料油是石油加工過程中所得的一種產物,又稱作重油,在煤炭、頁巖加工(gong)利(li)用(yong)過程中也可以(yi)(yi)獲得。通(tong)常以(yi)(yi)5號(hao)燃(ran)料油作(zuo)為捕(bu)收(shou)劑,因其(qi)性質(zhi)比(bi)(bi)較(jiao)特(te)殊(shu),不但可以(yi)(yi)作(zuo)為煤泥浮選的(de)捕(bu)收(shou)劑,而且可以(yi)(yi)作(zuo)為其(qi)它礦(kuang)物(wu)浮選的(de)捕(bu)收(shou)劑。與在(zai)煤泥浮選中的(de)應(ying)用(yong)相比(bi)(bi),燃(ran)料油在(zai)其(qi)它礦(kuang)物(wu)浮選中的(de)應(ying)用(yong)更多。
(3) 氣(qi)(qi)(qi)冷凝(ning)(ning)(ning)油(you)是氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)析(xi)、精餾(liu)所得(de)產(chan)物(wu),由于資(zi)源(yuan)分布原(yuan)因和原(yuan)煤(mei)(mei)煤(mei)(mei)質因素,我國其(qi)它(ta)地區(qu)的(de)選煤(mei)(mei)廠幾(ji)乎不使(shi)用(yong)氣(qi)(qi)(qi)冷凝(ning)(ning)(ning)油(you),而西南地區(qu)很多選煤(mei)(mei)廠采用(yong)氣(qi)(qi)(qi)凝(ning)(ning)(ning)析(xi)、精餾(liu)產(chan)物(wu)制(zhi)備(bei)煤(mei)(mei)油(you)和輕柴油(you),進而將其(qi)作(zuo)為煤(mei)(mei)泥浮選的(de)捕(bu)收劑。
1.2 人工合成類非極性烴類捕收劑
1.2.1 FS系列捕收劑
FS系列捕收劑主要是FS-201、FS-202兩種捕收劑,兩者的主要成分均為輕質烷基苯。FS-201是烯烴與苯在180~280℃條件下,以無水AlCl3作為催化劑(ji)進行(xing)反(fan)應,反(fan)應產(chan)(chan)物(wu)經過堿(jian)洗(xi)、水(shui)洗(xi)、脫苯、精餾(liu)等處理后(hou)獲得的(de)(de)(de)255℃以前(qian)的(de)(de)(de)餾(liu)分(fen)產(chan)(chan)物(wu)。FS-202是(shi)直餾(liu)煤(mei)油經過加氫、脫蠟處理,再提取(qu)正構(gou)烷烴的(de)(de)(de)抽余產(chan)(chan)物(wu)。FS系列(lie)捕(bu)(bu)收(shou)劑(ji)的(de)(de)(de)捕(bu)(bu)收(shou)性能均比煤(mei)油好,故以兩者作為煤(mei)泥浮選的(de)(de)(de)捕(bu)(bu)收(shou)劑(ji)時,藥劑(ji)用(yong)量(liang)(liang)少30~40個百分(fen)點。一般情況下,每(mei)噸干煤(mei)泥的(de)(de)(de)FS系列(lie)捕(bu)(bu)收(shou)劑(ji)用(yong)量(liang)(liang)在0.3~1.2kg之間,藥劑(ji)用(yong)量(liang)(liang)明顯(xian)減少,且煤(mei)泥浮選效(xiao)果較好。
1.2.2 BET捕收劑
BET捕收劑的主要成分是鄰苯二甲酸二乙脂(C12H14O4),其早期(qi)主要用(yong)在金屬礦的(de)(de)浮(fu)選(xuan)生產中。為(wei)了提高煤(mei)(mei)(mei)泥(ni)的(de)(de)浮(fu)選(xuan)脫(tuo)硫(liu)降灰(hui)(hui)效(xiao)果(guo),有(you)研究者將其引入到煤(mei)(mei)(mei)泥(ni)的(de)(de)浮(fu)選(xuan)脫(tuo)硫(liu)降灰(hui)(hui)作(zuo)(zuo)業中,并且(qie)取得了良好(hao)的(de)(de)生產效(xiao)果(guo)。生產實踐表明:BET對煤(mei)(mei)(mei)的(de)(de)捕(bu)收(shou)能力強,煤(mei)(mei)(mei)泥(ni)浮(fu)選(xuan)中所(suo)需(xu)藥劑(ji)少,且(qie)脫(tuo)硫(liu)降灰(hui)(hui)效(xiao)果(guo)好(hao)。以BET作(zuo)(zuo)為(wei)煤(mei)(mei)(mei)泥(ni)浮(fu)選(xuan)的(de)(de)捕(bu)收(shou)劑(ji)時,煤(mei)(mei)(mei)泥(ni)浮(fu)選(xuan)效(xiao)果(guo)優于普通煤(mei)(mei)(mei)用(yong)捕(bu)收(shou)劑(ji),其是一(yi)種性能優良的(de)(de)捕(bu)收(shou)劑(ji),適用(yong)于高硫(liu)煤(mei)(mei)(mei)泥(ni)浮(fu)選(xuan)。
1.3 新型捕收劑
隨著(zhu)煤泥浮選(xuan)(xuan)生產的(de)需要和我(wo)國科研(yan)(yan)人員對捕(bu)收(shou)(shou)(shou)劑(ji)(ji)研(yan)(yan)究(jiu)的(de)持續發力,煤泥浮選(xuan)(xuan)捕(bu)收(shou)(shou)(shou)劑(ji)(ji)研(yan)(yan)究(jiu)成果豐碩,先后研(yan)(yan)制出一批(pi)新型(xing)捕(bu)收(shou)(shou)(shou)劑(ji)(ji),包括乳(ru)化型(xing)捕(bu)收(shou)(shou)(shou)劑(ji)(ji)、改性捕(bu)收(shou)(shou)(shou)劑(ji)(ji)等。
(1) ZFC捕(bu)收(shou)劑屬(shu)于(yu)乳(ru)化型捕(bu)收(shou)劑,其是柴油、水(shui)、表面(mian)活性劑按照(zhao)的(de)質(zhi)量(liang)比(bi)(一(yi)般(ban)三者的(de)質(zhi)量(liang)比(bi)為27∶70∶3)合成的(de)一(yi)種(zhong)水(shui)包油型乳(ru)化油。在(zai)柴油中(zhong)加入表面(mian)活性劑,能夠促進柴油分子(zi)在(zai)煤(mei)粒表面(mian)鋪展,有助于(yu)改善煤(mei)泥浮(fu)選環境,提高浮(fu)選精(jing)煤(mei)產(chan)率(lv)。生產(chan)實踐表明:以ZFC捕(bu)收(shou)劑作為煤(mei)泥浮(fu)選的(de)捕(bu)收(shou)劑時,浮(fu)選精(jing)煤(mei)產(chan)率(lv)可(ke)提高約5個百分點。
WL捕(bu)(bu)收劑(ji)屬于同(tong)類(lei)(lei)型捕(bu)(bu)收劑(ji),在其(qi)合成過(guo)程中采(cai)用了微(wei)波技術(shu),故WL捕(bu)(bu)收劑(ji)的穩定性(xing)高、不易分(fen)層。2013年崔廣文教(jiao)授團隊以(yi)地溝油(you)為原料制備出自乳(ru)化捕(bu)(bu)收劑(ji)(SEC捕(bu)(bu)收劑(ji)),與其(qi)它類(lei)(lei)型捕(bu)(bu)收劑(ji)相比,其(qi)具有(you)、穩定、分(fen)散性(xing)好等特(te)點。
(2) 改性(xing)捕收(shou)劑(ji)(ji)就是制備(bei)捕收(shou)劑(ji)(ji)過程中(zhong),在其中(zhong)加入適(shi)量的(de)表面活性(xing)劑(ji)(ji),以增(zeng)強非極性(xing)烴類油在煤(mei)(mei)漿中(zhong)的(de)分散能力,進而改善(shan)煤(mei)(mei)粒(li)表面的(de)疏水性(xing)能,以達到優化煤(mei)(mei)泥浮選(xuan)效(xiao)果的(de)目(mu)的(de)。ZNX系列捕收(shou)劑(ji)(ji)屬于改性(xing)捕收(shou)劑(ji)(ji),ZNX-K07捕收(shou)劑(ji)(ji)在大(da)屯選(xuan)煤(mei)(mei)廠的(de)使用效(xiao)果表明:浮選(xuan)精煤(mei)(mei)產率增(zeng)高,浮選(xuan)精煤(mei)(mei)灰(hui)分、尾煤(mei)(mei)產率降低,煤(mei)(mei)泥浮選(xuan)效(xiao)果得到很大(da)改善(shan)。
此類捕收(shou)(shou)劑種(zhong)(zhong)類較多,如荀(xun)海鑫(xin)團隊研(yan)制(zhi)的(de)AO捕收(shou)(shou)劑、張秀峰(feng)等研(yan)制(zhi)的(de)ECS-9800捕收(shou)(shou)劑等。這類捕收(shou)(shou)劑的(de)主要原理都是(shi)在捕收(shou)(shou)劑基(ji)料中加(jia)入不(bu)同種(zhong)(zhong)類的(de)表面活(huo)性(xing)劑,其中還含有其它物質,如非極性(xing)烴類、脂肪酸(suan)、脂肪酮、直(zhi)鏈烷烴、環烷烴、芳香烴等。
2
常用起泡劑應用現狀
煤泥浮選中(zhong)常用(yong)的起(qi)(qi)泡(pao)(pao)劑(ji)屬于表(biao)面活性(xing)(xing)物質(zhi),通常由(you)兩個基(ji)(ji)團(tuan)組成,分(fen)別是親水(shui)(shui)(shui)的極(ji)性(xing)(xing)基(ji)(ji)團(tuan)和疏水(shui)(shui)(shui)的非極(ji)性(xing)(xing)基(ji)(ji),起(qi)(qi)泡(pao)(pao)劑(ji)的起(qi)(qi)泡(pao)(pao)性(xing)(xing)能與這兩個基(ji)(ji)團(tuan)有(you)直接關(guan)系。在起(qi)(qi)泡(pao)(pao)劑(ji)作用(yong)過(guo)程中(zhong),起(qi)(qi)泡(pao)(pao)劑(ji)分(fen)子在氣(qi)-液兩相(xiang)界面定(ding)向排(pai)列、吸(xi)附,極(ji)性(xing)(xing)基(ji)(ji)團(tuan)指(zhi)(zhi)向水(shui)(shui)(shui)體,非極(ji)性(xing)(xing)基(ji)(ji)團(tuan)指(zhi)(zhi)向氣(qi)泡(pao)(pao)。由(you)于極(ji)性(xing)(xing)基(ji)(ji)團(tuan)與水(shui)(shui)(shui)分(fen)子發生作用(yong),并在氣(qi)泡(pao)(pao)表(biao)面形(xing)成水(shui)(shui)(shui)化膜,能夠有(you)效阻止氣(qi)泡(pao)(pao)兼并重組、變形(xing),甚至破裂。
常(chang)用的起泡(pao)劑種類較多(duo),包括醇類、醚(mi)類、酮類等物質,它們(men)的碳原(yuan)子個數(shu)均在(zai)5~11之(zhi)間。生產(chan)(chan)中應用早(zao)的起泡(pao)劑屬于起泡(pao)劑,隨著工(gong)業的快(kuai)速發(fa)展和生產(chan)(chan)的不斷(duan)擴(kuo)大,石油化工(gong)副產(chan)(chan)品類起泡(pao)劑進(jin)入生產(chan)(chan)領域(yu),這類起泡(pao)劑在(zai)我國浮(fu)選生產(chan)(chan)中應用很廣。為(wei)了解決石油化工副產品類(lei)起(qi)泡劑(ji)存(cun)在的(de)缺陷,我(wo)國科研技術人(ren)員共(gong)同努力,研制出(chu)了人(ren)工合成起(qi)泡劑(ji)。根(gen)據起(qi)泡劑(ji)的(de)來(lai)源,其可分(fen)成三類(lei),即起泡(pao)劑(ji)、石化類起泡(pao)劑(ji)、人工合(he)成(cheng)起泡(pao)劑(ji)。
2.1 起泡劑
起(qi)泡(pao)劑(ji)包括松(song)醇油、松(song)油、樟油等(deng),這類(lei)起(qi)泡(pao)劑(ji)的主(zhu)要成(cheng)分(fen)均為(wei)萜類(lei)化合物(wu),早期(qi)生產中應用廣的是松(song)醇油,其(qi)用量占(zhan)起(qi)泡(pao)劑(ji)用量的95%以上。由于起(qi)泡(pao)劑(ji)存在用量大、泡(pao)沫易碎(sui)、流動性(xing)差等(deng)缺(que)陷,大部分(fen)被人工合成(cheng)起(qi)泡(pao)劑(ji)所替代。
2.2 石化類起泡劑
石(shi)化類起(qi)泡(pao)劑(ji)是我國浮選(xuan)生產中應用較多(duo)的起(qi)泡(pao)劑(ji),主要包括(kuo)不(bu)同(tong)碳(tan)鏈長度(du)的醇(chun)類,如仲辛醇(chun)、雜醇(chun)、混(hun)合醇(chun)等。
(1) 由于雜(za)(za)醇(chun)來(lai)源廣泛,價格(ge)低廉,在浮選(xuan)生產(chan)中應用較多。雜(za)(za)醇(chun)是發(fa)酵(jiao)法(fa)生產(chan)酒精的(de)(de)副產(chan)品,常溫(wen)時(shi)其密(mi)度在0.82g/mL左(zuo)右。以(yi)雜(za)(za)醇(chun)作為起(qi)泡劑(ji)時(shi),每噸干(gan)煤(mei)泥(ni)的(de)(de)藥劑(ji)用量(liang)在200~300g之間,藥劑(ji)用量(liang)較大。雜(za)(za)醇(chun)的(de)(de)分子(zi)量(liang)較小且碳鏈較短,生成(cheng)的(de)(de)泡沫易碎,但(dan)浮選(xuan)選(xuan)擇性好(hao),可以(yi)作為難選(xuan)煤(mei)泥(ni)、高硫煤(mei)泥(ni)浮選(xuan)的(de)(de)起(qi)泡劑(ji)。
(2) 以蓖(bi)麻(ma)子作為原料,生產葵二酸時所得(de)副產品即為仲辛(xin)醇(chun),其中的(de)(de)仲辛(xin)醇(chun)含量在(zai)(zai)(zai)70%~80%之間,還含有10%~20%的(de)(de)辛(xin)酮(tong)。由(you)于(yu)仲辛(xin)醇(chun)的(de)(de)分子量較大、碳(tan)鏈較長(chang),起泡(pao)性能較強,且較易獲得(de),在(zai)(zai)(zai)我國煤泥浮選中應用較多(duo)。以仲辛(xin)醇(chun)作為起泡(pao)劑時,每噸干煤泥的(de)(de)藥(yao)(yao)劑用量在(zai)(zai)(zai)100g左右,藥(yao)(yao)劑用量相對較少。
(3) 混(hun)(hun)合(he)醇(chun)(chun)(chun)(chun)(chun)按碳(tan)鏈長短可分為兩類,即C6—C8混(hun)(hun)合(he)醇(chun)(chun)(chun)(chun)(chun)、C8—C16混(hun)(hun)合(he)醇(chun)(chun)(chun)(chun)(chun)。C6—C8混(hun)(hun)合(he)醇(chun)(chun)(chun)(chun)(chun)可以(yi)通過(guo)兩種途徑(jing)獲(huo)得(de),一(yi)種是采用乙(yi)炔法生(sheng)產丁醇(chun)(chun)(chun)(chun)(chun)等所得(de)餾分產物(wu)(wu),另(ling)一(yi)種是通過(guo)混(hun)(hun)合(he)烯烴的(de)羰(tang)基合(he)成,這類混(hun)(hun)合(he)醇(chun)(chun)(chun)(chun)(chun)以(yi)已醇(chun)(chun)(chun)(chun)(chun)、庚醇(chun)(chun)(chun)(chun)(chun)、辛(xin)醇(chun)(chun)(chun)(chun)(chun)為主(zhu),屬于混(hun)(hun)合(he)物(wu)(wu)。C8—C16混(hun)(hun)合(he)醇(chun)(chun)(chun)(chun)(chun)的(de)主(zhu)要成分是辛(xin)醚和辛(xin)醇(chun)(chun)(chun)(chun)(chun)。以(yi)混(hun)(hun)合(he)醇(chun)(chun)(chun)(chun)(chun)作(zuo)為煤泥(ni)浮選的(de)起泡(pao)劑時,泡(pao)沫(mo)多且脆而(er)不粘,對(dui)過(guo)濾(lv)、脫水作(zuo)業有利。混(hun)(hun)合(he)醇(chun)(chun)(chun)(chun)(chun)的(de)分子量(liang)較大,碳(tan)鏈較長,起泡(pao)性能較強(qiang),在煤泥(ni)浮選時藥劑用量(liang)較少,每噸(dun)干煤泥(ni)的(de)藥劑用量(liang)在100~150g之間(jian)。
此外,煤(mei)泥(ni)浮選(xuan)中常(chang)用(yong)的(de)起泡(pao)劑(ji)還有(you)GF油、雜醇(chun)油、酯油等(deng),現場生(sheng)產中要根據實際情況選(xuan)擇起泡(pao)劑(ji)。在(zai)起泡(pao)劑(ji)選(xuan)擇過程(cheng)中,需要考慮的(de)因素包括煤(mei)泥(ni)性質(zhi)、設備類型、過濾脫(tuo)水效果,及其與捕收劑(ji)的(de)協同作用(yong)。
2.3 人工合成起泡劑
為了(le)克服起(qi)泡(pao)(pao)劑(ji)(ji)、石(shi)化類起(qi)泡(pao)(pao)劑(ji)(ji)存在的(de)(de)缺(que)陷(xian),科(ke)研(yan)技術人(ren)員研(yan)制出人(ren)工(gong)(gong)(gong)合(he)成起(qi)泡(pao)(pao)劑(ji)(ji),目前(qian)我國選(xuan)煤廠浮(fu)選(xuan)生產(chan)中的(de)(de)起(qi)泡(pao)(pao)劑(ji)(ji)多數屬于人(ren)工(gong)(gong)(gong)合(he)成起(qi)泡(pao)(pao)劑(ji)(ji)。我國浮(fu)選(xuan)生產(chan)中使用(yong)的(de)(de)人(ren)工(gong)(gong)(gong)合(he)成起(qi)泡(pao)(pao)劑(ji)(ji)較(jiao)多,具有(you)代表性(xing)的(de)(de)是4號油(you)、HC型起(qi)泡(pao)(pao)劑(ji)(ji)、X-316起(qi)泡(pao)(pao)劑(ji)(ji)等。
4號(hao)油(you)(you)(you)(丁醚油(you)(you)(you))于(yu)20世紀60年代由(you)北京礦(kuang)業研究總院研制出來,其主要(yao)成分(fen)為(wei)三乙基氧基丁烷。與2號(hao)油(you)(you)(you)(松(song)醇油(you)(you)(you))相比,4號(hao)油(you)(you)(you)的價格(ge)更(geng)(geng)(geng)低(di),且純度高,起泡性(xing)能更(geng)(geng)(geng)強,選(xuan)擇性(xing)更(geng)(geng)(geng)好,流動性(xing)更(geng)(geng)(geng)強,氣泡大而均勻,實際用量更(geng)(geng)(geng)少(shao)。
X-316起(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)劑(ji)(ji)屬于(yu)人(ren)工合(he)成起(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)劑(ji)(ji),其(qi)用于(yu)晉陽(yang)選(xuan)(xuan)煤(mei)廠(chang)是(shi)為了解(jie)決原(yuan)來(lai)的(de)(de)起(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)劑(ji)(ji)帶來(lai)的(de)(de)藥(yao)劑(ji)(ji)用量大、浮(fu)選(xuan)(xuan)精(jing)煤(mei)灰分(fen)高(gao)、濾餅水(shui)分(fen)高(gao)的(de)(de)問題。X-316起(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)劑(ji)(ji)在晉陽(yang)選(xuan)(xuan)煤(mei)廠(chang)浮(fu)選(xuan)(xuan)生產(chan)中(zhong)(zhong)獲(huo)得了較(jiao)好效果,生產(chan)實踐(jian)表明:在浮(fu)選(xuan)(xuan)生產(chan)中(zhong)(zhong),噸干煤(mei)泥X-316起(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)劑(ji)(ji)用量為0.16kg,比(bi)原(yuan)起(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)劑(ji)(ji)少(shao)0.77kg,且表現出起(qi)(qi)(qi)泡(pao)(pao)(pao)性(xing)能強,藥(yao)劑(ji)(ji)用量少(shao),浮(fu)選(xuan)(xuan)速(su)度快(kuai),泡(pao)(pao)(pao)沫多而易碎等優點(dian)。
HC型起(qi)泡劑(ji)(ji)(ji)也(ye)屬于人工(gong)合成起(qi)泡劑(ji)(ji)(ji),其具有(you)針對性,多用(yong)(yong)在(zai)淮(huai)北地區的(de)選煤廠(chang),如蘆嶺選煤廠(chang)、淮(huai)北選煤廠(chang)、石臺選煤廠(chang)等。工(gong)業試驗結果表明。與其他起(qi)泡劑(ji)(ji)(ji)相比,在(zai)相同的(de)生(sheng)產條(tiao)件下,HC型起(qi)泡劑(ji)(ji)(ji)對高灰、細粒煤泥,更具優勢,且用(yong)(yong)量少(一般(ban)噸干煤泥的(de)藥劑(ji)(ji)(ji)用(yong)(yong)量在(zai)0.75kg左(zuo)右),價格低,能夠有(you)效降(jiang)低浮(fu)選生(sheng)產成本。
3
常用復合藥劑應用現狀
近年(nian)來,隨著對(dui)煤泥(ni)(ni)浮(fu)(fu)選(xuan)劑(ji)(ji)(ji)研究(jiu)的不(bu)斷(duan)深入(ru),許多(duo)新型(xing)浮(fu)(fu)選(xuan)劑(ji)(ji)(ji)被研制出來,包括復(fu)(fu)合(he)藥(yao)(yao)劑(ji)(ji)(ji)。復(fu)(fu)合(he)藥(yao)(yao)劑(ji)(ji)(ji)是(shi)一(yi)類比較(jiao)特殊的浮(fu)(fu)選(xuan)劑(ji)(ji)(ji),兼(jian)具捕收(shou)性(xing)(xing)能(neng)和起泡性(xing)(xing)能(neng),部分復(fu)(fu)合(he)藥(yao)(yao)劑(ji)(ji)(ji)還有(you)分散、增溶等性(xing)(xing)能(neng)。復(fu)(fu)合(he)藥(yao)(yao)劑(ji)(ji)(ji)的研制與推(tui)廣應(ying)用,對(dui)傳統的煤泥(ni)(ni)浮(fu)(fu)選(xuan)藥(yao)(yao)劑(ji)(ji)(ji)制度(du)來說,是(shi)一(yi)項更大(da)的創新。這(zhe)種藥(yao)(yao)劑(ji)(ji)(ji)的使用屬于聯合(he)用藥(yao)(yao)或混(hun)合(he)用藥(yao)(yao),能(neng)夠加快(kuai)吸附層形成,且藥(yao)(yao)劑(ji)(ji)(ji)用量少、操(cao)作(zuo)方便,可使煤泥(ni)(ni)浮(fu)(fu)選(xuan)效果產生更大(da)的經濟效益。復(fu)(fu)合(he)藥(yao)(yao)劑(ji)(ji)(ji)種類較(jiao)多(duo),包括ZF浮(fu)(fu)選(xuan)劑(ji)(ji)(ji)、ZH型(xing)浮(fu)(fu)選(xuan)劑(ji)(ji)(ji)、MJ型(xing)浮(fu)(fu)選(xuan)劑(ji)(ji)(ji)、ZX系列浮(fu)(fu)選(xuan)劑(ji)(ji)(ji)、ME浮(fu)(fu)選(xuan)劑(ji)(ji)(ji)、ZH浮(fu)(fu)選(xuan)劑(ji)(ji)(ji)等,這(zhe)些(xie)浮(fu)(fu)選(xuan)劑(ji)(ji)(ji)在(zai)煤泥(ni)(ni)浮(fu)(fu)選(xuan)中(zhong)得到了(le)不(bu)同程(cheng)度(du)的應(ying)用,總體效果良好。
ZX系列(lie)(包括ZX-1型(xing)(xing)、ZX-2型(xing)(xing)、ZX-3型(xing)(xing)、ZX-4型(xing)(xing))浮(fu)(fu)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)劑在(zai)株洲選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)煤廠的(de)應用(yong)(yong)效(xiao)果表(biao)明:以ZX系列(lie)浮(fu)(fu)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)劑作(zuo)為(wei)浮(fu)(fu)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)藥劑時,浮(fu)(fu)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)速度快(kuai),浮(fu)(fu)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)擇(ze)性強,浮(fu)(fu)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)泡沫脆,精煤產(chan)(chan)率高,操作(zuo)方便(bian),藥劑用(yong)(yong)量少(shao),通常(chang)用(yong)(yong)量為(wei)噸干(gan)煤泥(ni)0.40~0.80kg,能夠有效(xiao)節約生(sheng)產(chan)(chan)成(cheng)本(ben)。此外,ZX系列(lie)浮(fu)(fu)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)劑具有的(de)針對性和適(shi)用(yong)(yong)性,ZX-1型(xing)(xing)浮(fu)(fu)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)劑適(shi)用(yong)(yong)于(yu)氣(qi)煤浮(fu)(fu)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan),ZX-2型(xing)(xing)浮(fu)(fu)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)劑適(shi)用(yong)(yong)于(yu)肥煤浮(fu)(fu)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan),ZX-3型(xing)(xing)浮(fu)(fu)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)劑適(shi)用(yong)(yong)于(yu)焦(jiao)煤、瘦煤浮(fu)(fu)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan),ZX-4型(xing)(xing)浮(fu)(fu)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)劑適(shi)用(yong)(yong)于(yu)粒度組成(cheng)細、表(biao)面氧(yang)化的(de)氧(yang)化煤浮(fu)(fu)選(xuan)(xuan)(xuan)(xuan)。
張景(jing)來等以(yi)(yi)環己烷(wan)制(zhi)(zhi)備環己酮(tong)過程中產生的(de)酸性廢料(liao)(簡(jian)稱(cheng)EI)和(he)乙醇作為(wei)(wei)(wei)基(ji)(ji)料(liao),合成(cheng)羧(suo)酸酯;以(yi)(yi)羧(suo)酸酯作為(wei)(wei)(wei)基(ji)(ji)料(liao),研制(zhi)(zhi)出復合型浮選(xuan)(xuan)劑ME。在平頂山氣煤(mei)(mei)浮選(xuan)(xuan)過程中,以(yi)(yi)ME作為(wei)(wei)(wei)浮選(xuan)(xuan)劑,藥(yao)劑用量為(wei)(wei)(wei)500g/t時(shi),浮選(xuan)(xuan)精煤(mei)(mei)產率達到88.86%,精煤(mei)(mei)灰分為(wei)(wei)(wei)11.58%,煤(mei)(mei)泥(ni)浮選(xuan)(xuan)效(xiao)果良好。
ZF浮選(xuan)(xuan)劑(ji)(ji)、ZH型(xing)浮選(xuan)(xuan)劑(ji)(ji)、MJ型(xing)浮選(xuan)(xuan)劑(ji)(ji)、ZH浮選(xuan)(xuan)劑(ji)(ji)等在(zai)煤泥浮選(xuan)(xuan)中也有應用,與傳統的使用單一藥劑(ji)(ji)相比,在(zai)使用復合藥劑(ji)(ji)時(shi),煤泥浮選(xuan)(xuan)效果更好。
4
發展趨勢
捕收(shou)劑(ji)(ji)和起(qi)泡劑(ji)(ji)是煤泥(ni)浮選效果好壞的(de)(de)重要(yao)影響因素,且捕收(shou)劑(ji)(ji)、起(qi)泡劑(ji)(ji)的(de)(de)種類較(jiao)多(duo),對(dui)煤泥(ni)浮選效果的(de)(de)影響也不盡相(xiang)同(tong)。隨著煤炭(tan)賦存(cun)條(tiao)件的(de)(de)惡(e)化和對(dui)煤泥(ni)浮選要(yao)求的(de)(de)提高及(ji)對(dui)浮選生(sheng)產成(cheng)本的(de)(de)調控,煤泥(ni)浮選生(sheng)產對(dui)浮選劑(ji)(ji)的(de)(de)要(yao)求越來(lai)越高。結合(he)近些年的(de)(de)浮選生(sheng)產要(yao)求,捕收(shou)劑(ji)(ji)和起(qi)泡劑(ji)(ji)的(de)(de)研制和應用(yong)將(jiang)向著以(yi)下方向發展。
(1) 向著復(fu)合(he)(he)型發展。近(jin)些年的煤(mei)泥浮(fu)選生產已經證(zheng)明,某些藥劑(ji)按比例混合(he)(he)使(shi)用(yong),能(neng)使(shi)煤(mei)泥浮(fu)選效(xiao)果得(de)到顯著提升,這是因為有關的兩種(zhong)藥劑(ji)之(zhi)間存在(zai)協同(tong)(tong)作用(yong),尤其一種(zhong)藥劑(ji)是活化劑(ji)時(shi),對(dui)另(ling)一種(zhong)藥劑(ji)性能(neng)的發揮有著積極的促(cu)進作用(yong)。復(fu)合(he)(he)藥劑(ji)的成功研(yan)制與推廣應用(yong),在(zai)證(zheng)明該結論(lun)的同(tong)(tong)時(shi),為新型復(fu)合(he)(he)藥劑(ji)的研(yan)制和推廣奠定了(le)理論(lun)基礎和技術(shu)鋪墊。
(2) 向著(zhu)化發展(zhan)。傳(chuan)統(tong)的浮選(xuan)劑用(yong)量較大,而對煤泥浮選(xuan)的促(cu)進效果不(bu)夠(gou)明(ming)顯,導(dao)致浮選(xuan)生產成本很高。有研(yan)究(jiu)者通過改善加料式、改(gai)變藥(yao)劑(ji)(ji)部(bu)分性(xing)(xing)能(neng)等手(shou)段(duan)來提高其對煤(mei)泥浮選(xuan)效果(guo)的(de)影響(xiang),但這種(zhong)局部(bu)改(gai)善或改(gai)變所起的(de)作用有(you)限。在未來研制浮選(xuan)劑(ji)(ji)過程中,應結合各種(zhong)煤(mei)泥性(xing)(xing)質(zhi)(zhi),開發出(chu)具備(bei)針對性(xing)(xing)和普適性(xing)(xing)的(de)新型復合藥(yao)劑(ji)(ji),以提高煤(mei)泥浮選(xuan)效果(guo),且(qie)能(neng)夠有(you)效節約生(sheng)產成本。所謂針對性(xing)(xing),就是針對特(te)定煤(mei)質(zhi)(zhi)具有(you)作用。所(suo)謂普適性,就是藥劑的基(ji)本組分(fen)不變,在添加某種(zhong)物資的情況下(xia),對特定(ding)煤質也(ye)有作用。
(3) 向著安全環保型發展。部(bu)分煤泥浮選劑氣味(wei)難聞,安全性能較差,長期使(shi)用對操作(zuo)人員有著危害(hai)。未(wei)來的(de)(de)浮選劑(ji)研(yan)制要(yao)注(zhu)重安全性(xing)和環保性(xing),不(bu)但不(bu)能(neng)對環境(jing)產生影響,而(er)且不(bu)能(neng)對人(ren)體產生危害(hai)。尤其是基(ji)于工業副(fu)產品(pin)研(yan)制的(de)(de)浮選劑(ji),在實現廢(fei)物(wu)利用的(de)(de)同時,更要(yao)保證(zheng)人(ren)體健(jian)康。
5
結 語
捕(bu)收劑(ji)(ji)和(he)(he)起泡劑(ji)(ji)是煤(mei)泥浮(fu)選(xuan)過(guo)程(cheng)種(zhong)(zhong)常用的兩種(zhong)(zhong)浮(fu)選(xuan)劑(ji)(ji),對煤(mei)泥浮(fu)選(xuan)效果有著重要影(ying)響。在煤(mei)炭賦存條件不斷(duan)變差和(he)(he)對煤(mei)泥浮(fu)選(xuan)投(tou)入產(chan)(chan)出要求較高的情況(kuang)下,研制與(yu)推廣使用復合型(xing)、化(hua)、安(an)全(quan)環保(bao)型(xing)捕(bu)收劑(ji)(ji)和(he)(he)起泡劑(ji)(ji)成為必然(ran)趨勢。每(mei)一種(zhong)(zhong)藥劑(ji)(ji)都有自(zi)身(shen)的性(xing)(xing)能,每(mei)一種(zhong)(zhong)煤(mei)泥都有自(zi)身(shen)的性(xing)(xing)質(zhi),只有在掌握藥劑(ji)(ji)性(xing)(xing)能和(he)(he)煤(mei)泥性(xing)(xing)質(zhi)的基礎上,結合實際生產(chan)(chan)狀況(kuang),通過(guo)探索確(que)定生產(chan)(chan)條件,才能實現煤(mei)泥的率和(he)(he)高性(xing)(xing)價比浮(fu)選(xuan)。