[發(fā)明專利]用于從煤中分離二硫化鐵的泡沫浮選法

無效

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• 申請日: 1989-04-27
• 公開（公告）號: CN1021414C
• 公開（公告）日: 1993-06-30
• 發(fā)明（設計）人: 理查德·R·克林普爾;邁克爾·J·法齊奧;羅伯特·D·漢森
• 申請（專利權）人: 唐化學原料公司
• 主分類號: B03D1/02
• 分類號: B03D1/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 楊厚昌

本發(fā)明涉及用泡沫浮選技術從煤中分離含硫化合物的技術。

大多數(shù)煤中通常含有從低于1%到高達約6%的較多的硫黃。主要以二硫化鐵形式存在的無機硫一般占大多數(shù)煤中硫磺的40%～80%左右。該種無機硫是以宏觀和微觀的狀態(tài)存在的。宏觀的狀態(tài)通常以礦脈、扁豆狀礦體、結核或礦床狀態(tài)存在而微觀的狀態(tài)是以精細的浸染礦顆粒的形式出現(xiàn)，該種顆粒的直徑可以小到1微米或2微米。在煤中所存在的大部分的硫是有機硫。典型的是以硫醇或硫化物形式存在并結合于煤本身的結構中。

含硫的煤燃燒時所產(chǎn)生的空氣污染問題是與世界各地所遭受的酸雨問題逐漸增加相關聯(lián)的。我們認為產(chǎn)生酸雨問題的主要因素是燃燒含硫煤所放出的二氧化硫。已經(jīng)研究過各種限制含硫的煤燃燒時所放出的二氧化硫總量的方法，其中之一是美國專利4，612，175中所述的方法，即從各種含硫的燃料燃燒時所產(chǎn)生的煙道氣中除去二氧化硫。另一種方法是在煤燃燒前直接除硫。因為有機硫通常很難從煤中除去，所以這一工作主要集中在從煤中除無機硫的方向上。

一種從煤中除無機硫的方法是浮選法。浮選法是處理懸浮在液體中分得很細的原煤混合物的方法。采用浮選法能從其它不需要的磨得很細的固體中分離出所需固體煤，這些不需要的固體是存在于液體中的如二硫化鐵和灰份諸類稱為礦渣的固體。為提供一種起泡沫的物質(zhì)，把一種氣體引入液體中或就在液體中產(chǎn)生氣體。這種起泡沫的物質(zhì)會帶著某些固體，并把這些固體帶到有泡沫的液體的上部，同時留下其它懸浮在液體中的固體。浮選法的原理是把一種氣體引入到含有不同固體顆粒的液體中，以便選擇性地使一些氣體粘到一部分懸浮固體顆粒上，而對另一部分懸浮固體則不粘附。粘上氣體的固體顆粒比其它固體顆粒輕，因而浮到液面上，而另一部分未粘上氣體的固體顆粒則仍懸浮在液體中。氣體對一些固體顆粒的選擇性粘附、而不對另一部分粘附是由于固體顆粒物理、化學或表面的差別引起的。

在水的混合體中，通常煤是憎水性的。也就是說煤顆粒不易被水潤濕，因此它具有某些本身的粘附到氣泡上的傾向。在煤的浮選時使用了各種化學添加劑增加了煤自然浮起的可能性。浮選捕收劑就是這些化學添加劑中的一種，通常用來促進煤的天然的憎水性。該浮選捕收劑增加了氣泡附著到煤上的效率。但當煤被氧化或難以浮起時，除浮選捕收劑外還需加上一種促進劑以提高浮選效率。在煤的浮選時通常使用的另一種重要的化學組分是起泡劑。起泡劑是用來控制氣泡和顆粒之間接觸速度和效率、控制顆粒粘附到氣泡上的速度和效率、從液體中去除氣泡和顆粒的速度和效率。

對于任何成功的煤浮選過程，除使用化學添加劑外，還必須在浮選前使原煤顆粒充分粉碎。粉碎是必要的，使大部分煤和各種礦渣的固體以形態(tài)上不同的顆粒狀態(tài)存在（游離顆粒）或以松散的聚集狀態(tài)存在。只有處于這種狀態(tài)下，才能成功地用化學添加劑從礦渣中分離煤。

當煤和各種礦渣顆粒具有相似的特性時，就難以用簡單的浮選方法分離了。當固體顆粒的特性差別很小或當所要得到的固體和礦渣固體二者都有可能上浮，如象常出現(xiàn)的分離煤和二硫化鐵這些情況，那未必須用不同的方法來產(chǎn)生或增加顆粒之間的差別，而完成浮選分離。為完成這一任務存在著各種技術和工藝。

在浮選工藝中從含無機硫的化合物中選煤所采用的一種技術的焦點在于使用抑制劑，以抑制煤或含無機硫化合物的浮選性。抑制劑是一種藥劑，當把它加到浮選系統(tǒng)中后，就對被抑制浮選的物質(zhì)施加一個特別的作用力，阻止該物質(zhì)浮起來。已提出了各種理論來解釋這一現(xiàn)象。某些理論的解釋如下：這些抑制劑與礦物的表面進行化學反應產(chǎn)生可以濕潤的不溶性保護膜，它不與浮選捕收劑反應;這些抑制劑靠各種物理-化學機制，如表面吸附、質(zhì)量作用（或濃度作用）、絡合物形成或類似的機制，阻止了浮選捕收劑薄膜的形成;這些抑制劑相當于溶劑一樣作用于礦物天然帶有的活性膜;這些抑制劑相當于溶劑一樣作用于浮選膜。

上述理論看起來都與本技術密切相關，或許最終會找到解釋所有上述或更多的理論的正確的理論。