[發明專利]一種煤炭洗選過程中泥化抑制方法

有效

• 申請號: 201510026421.6
• 申請日: 2015-01-19
• 公開（公告）號: CN104588199B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 張明青;劉頎
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: B03B1/04
• 分類號: B03B1/04
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙)32249
• 代理人: 楊曉玲

技術領域

本發明涉及一種泥化抑制方法，具體的說是一種煤炭洗選過程中泥化抑制方法。

背景技術

粘土作為伴生礦物普遍存在于各種礦物中。煤中常見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、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2μm的單元晶層，改變了礦漿的溶液化學條件和流體力學特征，所以對煤炭洗選產生的影響是最大的。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。

針對煤泥水難處理問題，目前國內外研究主要從水澄清和煤泥回收作業入手，開發各種混凝藥劑、澄清設備，以及高效脫水設備。但事實上，當煤泥到達澄清環節，粘土礦物早已分散成微米級顆粒。由于粒度過小，混凝藥劑和澄清脫水設備對這些微細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題，許多選煤廠的生產實踐已證實了這一點。

粘土穩定劑在石油行業廣泛應用，其作用是抑制粘土膨脹剝離和粘土微粒運移。粘土穩定劑根據化學組成不同，可以分為四大類：(1)無機鹽類，如KCl、NH₄Cl、CaCl₂、ALCl₃等。這類穩定劑所含的陽離子有泥化抑制作用。當溶液環境發生變化，容易發生陽離子交換，粘土可恢復原來的水敏狀態。(2)無機聚合物類，如羥基鋁、氯氧化鋯等。這類物質可作長效粘土穩定劑使用，但對酸堿性敏感，價格偏高。(3)陽離子表面活性劑類，如二甲基芐基烷基銨鹽、烷基吡啶等。這類物質在水中電離出陽離子基團，這些正電基團吸附到粘土顆粒表面，中和其負電荷，減少晶層間斥力而避免了粘土膨脹，有機尾部則伸向空間，形成一層親油憎水的吸附層。(4)有機陽離子聚合物。這類物質正電荷密度高，當加入水中后，電離出的有機陽離子可吸附在粘土顆粒表面。由于形成的陽離子較多，所以同時可以與多個粘土顆粒形成多點吸附。吸附后，在粘土顆粒的表面形成一層有機陽離子聚合物的吸附保護膜，防止粘土顆粒的水化。

發明內容

本發明的目的是要提供一種煤炭洗選過程中泥化抑制方法，改善煤泥水溶液化學環境和流體力學特征，促進煤泥水澄清和煤泥脫水回收，提高選煤廠生產效率。

本發明的目的由以下技術方案實現：該泥化抑制方法：將粘土穩定劑隨補加水添加入煤炭洗選系統；補加水添加點可為選煤廠補加水水池；所述的粘土穩定劑為聚季銨鹽類物質、或聚季磷鹽類物質、或聚叔硫鹽類物質、或陽離子聚丙烯酰胺。

粘土穩定劑的添加量：當粘土穩定劑為聚季銨鹽類物質、或聚季磷鹽類物質、或聚叔硫鹽類物質時，補加水中這類物質質量濃度約為0.3％—0.6％；當粘土穩定劑為陽離子聚丙烯酰胺時，補加水中這種物質的質量濃度約為0.03‰—0.05‰；在煤炭洗選過程中添加粘土穩定劑，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濾性。

有益效果：選用上述有機陽離子聚合物作粘土穩定劑，按照一定濃度添加入選煤廠補加水中。由于采用了上述方案，在選煤過程中這些藥劑能夠有效抑制粘土礦物膨脹分散成微米級的微細顆粒，從而改善煤泥水沉降性能和煤泥的可過濾性，保證了選煤廠穩定生產；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度不及粘土顆粒。在水中，有機陽離子優先把粘土顆粒聚集成小絮團，大部分煤顆粒分散于水中，所以不會對后續作業煤顆粒和粘土顆粒分離以及精煤產品造成影響。

有機陽離子聚合物在水中離解后產生多個帶正電荷的基團，粘土顆粒表面帶負電荷。通過強烈的靜電力、范德華力，陽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。聚合物長鏈可同時吸附多個晶層與微粒，所以抑制了粘土的分散。由于陽離子聚合物的多點吸附，使吸附作用力很強，在外力作用下要同時脫附非常困難，加之陽離子聚合物本身的穩定性，所以可抗酸、堿、水的沖洗，所以穩定具有長效性。

利用在油田中廣泛使用的粘土穩定劑抑制煤泥泥化，從源頭上解決了煤泥水難沉降和煤泥脫水等問題，避免了由此造成的分選效率低，系統易癱瘓等問題。這種方法解決了易泥化原煤入洗的瓶頸問題，為實現易泥化原煤清水洗煤創造了條件。

本發明技術方案與現有煤泥水澄清與煤泥脫水技術相比較，具有的優點和特點：

(1)從源頭上解決了澄清和脫水問題。傳統的處理方法在粘土膨脹分散成微細顆粒后才處理，因此澄清和脫水效果不佳。本方法的實施阻止了粗顆粒剝離成細顆粒，并由此改善了顆粒沉降的溶液環境。