[發(fā)明專利]一種煤氣化細(xì)渣的溶氣浮選方法和設(shè)備

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• 申請日: 2016-08-17
• 公開（公告）號: CN107755100A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張曉峰
• 申請（專利權(quán)）人: 張曉峰
• 主分類號: B03D1/02
• 分類號: B03D1/02;B03D1/14
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種浮選方法和設(shè)備，尤其涉及一種煤氣化細(xì)渣的溶氣浮選方法和設(shè)備。

背景技術(shù)

煤制甲醇、合成氨時(shí)，先要進(jìn)行煤氣化。在煤氣化爐中，產(chǎn)生大量的飛灰。目前比較成熟的凈化工藝是濕法除渣，使煤氣化飛灰進(jìn)入黑水。黑水經(jīng)過二次或三次閃蒸濃縮后，進(jìn)入沉降槽。在沉降槽中，懸浮物經(jīng)絮凝下沉，而清水則上浮。沉降槽上層清水溢流而出，進(jìn)入灰水系統(tǒng)；下層濁液進(jìn)入過濾機(jī)，得到的濾餅，就是煤氣化細(xì)渣。煤氣化細(xì)渣，平均粒徑一般在數(shù)微米到數(shù)十微米之間，屬于微細(xì)粒。

對于微細(xì)顆粒的浮選，要求浮選過程產(chǎn)生的氣泡也要比較微細(xì)。溶氣浮選，是先將空氣溶解在礦漿中，然后再析出產(chǎn)生氣泡的工藝。溶氣浮選析出的氣泡初始直徑通常為20-100μm，適合微細(xì)粒的浮選。

溶氣浮選工藝常用的溶氣方法有：

1)壓氣溶氣

又稱壓縮空氣溶氣，主要由溶氣風(fēng)機(jī)或壓縮機(jī)及專用混合器組成。這種方法溶氣，就是采用擴(kuò)散裝置將空氣擴(kuò)散到礦漿中。常用的擴(kuò)散器有多孔管、噴嘴(如文丘里噴嘴)、微孔擴(kuò)散板等型式。

2)機(jī)械攪拌溶氣

利用裝在礦漿池內(nèi)的機(jī)械葉輪攪動(dòng)，使空氣溶入礦漿中。葉輪可以裝在池的表面、中間或底部，但以裝在底部為好。這種裝置通過葉輪的提水作用，使池內(nèi)礦漿不斷循環(huán)流動(dòng)，不斷更新氣液接觸面以增大吸氣量。葉輪旋轉(zhuǎn)時(shí)在周緣形成水躍，可有效地裹入空氣。壓氣溶氣和機(jī)械溶氣兩種方法也可聯(lián)用，以提高溶氣能力。

3)渦凹溶氣

利用散氣葉輪的高速轉(zhuǎn)動(dòng)，在水中形成一個(gè)真空區(qū)，空氣管或液面上的空氣被吸入水中，產(chǎn)生微氣泡。

溶氣浮選已廣泛應(yīng)用于廢水處理。當(dāng)用于礦石浮選時(shí)，存在三個(gè)問題：

1)浮選釋放器容易堵塞，或者浮選液釋放時(shí)產(chǎn)生擾動(dòng)。除了減壓閥和葉輪釋放器，其它釋放器都很容易堵塞。減壓閥或葉輪釋放，可以克服堵塞，但會在溶氣浮選槽中造成較大的擾動(dòng)，不利于分選。

2)尾砂不易排出。由于溶氣浮選池中要求沒有擾動(dòng)，如果礦漿濃度大，將會導(dǎo)致尾砂沉積，逐漸堵塞，無法排除。

3)溶氣浮選，溶氣量有限，要求礦漿濃度低。

以上問題，限制了溶氣浮選機(jī)在礦石浮選中的應(yīng)用。

旋流微泡浮選柱，通過增大浮選柱高度，在浮選柱的上部，形成一個(gè)擾動(dòng)小的浮選區(qū)；而在浮選柱的下部，形成旋流擾動(dòng)，防止尾砂沉積堵塞。但是旋流微泡浮選柱溶氣壓力較低，溶氣量較少，大部分的氣泡實(shí)際上還是像機(jī)械攪拌浮選機(jī)一樣，依靠氣體分散在礦漿中而產(chǎn)生。因此旋流微泡浮選柱也存在微細(xì)氣泡數(shù)量不足的問題。另外，旋流微泡浮選柱價(jià)格昂貴，成本較高。這也限制了它的廣泛使用。

在煤泥浮選時(shí)發(fā)現(xiàn)：煤泥經(jīng)過浸泡后，水和煤表面含氧官能團(tuán)產(chǎn)生氫鍵結(jié)合，使煤炭表面發(fā)生氧化，親水性加強(qiáng)，可浮性下降，浮選速率降低；同時(shí)，浸泡會使入料中的礦物質(zhì)發(fā)生泥化，使細(xì)泥的夾帶和罩蓋現(xiàn)象增強(qiáng)，惡化浮選效果。

研究表明，采用活化處理，可以提高長期浸泡的煤泥的可浮性。如無機(jī)酸堿可以用于清洗煤泥中的炭表面的氧化物污染膜或粘附的礦泥。無機(jī)酸堿等活化劑能促進(jìn)捕收劑與礦物發(fā)生作用，從而提高礦物的可浮性。

在浮選過程中，淀粉能夠抑制赤鐵礦等灰分，石灰水(氫氧化鈣)可以抑制黃鐵礦和磁黃鐵礦，水玻璃、氟硅酸鈉可以抑制石英和硅酸鹽等，六偏磷酸鈉可以抑制方解石。浮選中引入纖維素、木質(zhì)素、丹寧和腐殖酸等，也可以抑制某些灰分。

煤炭浮選時(shí)，常用煤油、柴油作為捕收劑；用松節(jié)油、雜醇油等作為起泡劑。

目前的煤氣化細(xì)渣浮選工藝中，沒有針對煤氣化細(xì)渣的微細(xì)粒和水浸特性采取相應(yīng)措施。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題與不足，本發(fā)明的目的在于提供一種煤氣化細(xì)渣的浮選方法和設(shè)備，解決煤氣化細(xì)渣粒度微細(xì)、經(jīng)過浸泡，難于浮選的問題。這可使煤氣化細(xì)渣的浮選藥劑消耗量降低，成本降低。

煤氣化細(xì)渣難于浮選的原因和解決方案如下：

1)煤氣化細(xì)渣含有50％以上的游離水，這相當(dāng)于煤氣化細(xì)渣一直浸泡在水中。因此，煤氣化細(xì)渣是飛灰在水中長期浸泡的產(chǎn)物，必然受到強(qiáng)烈的水化作用。

煤氣化細(xì)渣經(jīng)過浸泡后，水和殘?zhí)勘砻婧豕倌軋F(tuán)產(chǎn)生氫鍵結(jié)合，使殘?zhí)勘砻姘l(fā)生氧化，親水性加強(qiáng)，可浮性下降，浮選速率降低；同時(shí)，浸泡會使入料中的礦物質(zhì)發(fā)生泥化，使細(xì)泥的夾帶和罩蓋現(xiàn)象增強(qiáng)，惡化浮選效果。