一種廢棄油改性作為浮選劑對煤浮選的方法
2023-06-05 03:52:46
專利名稱：一種廢棄油改性作為浮選劑對煤浮選的方法
技術領域：
本發明涉及一種廢棄油改性的方法，還涉及一種煤浮選的方法，具體地說是一種由廢棄油改性作為浮選劑對煤浮選的方法。
背景技術：
廢棄油是指經使用後而失去食用價值的各類油的總稱，主要有泔水油、地溝油和煎炸油等，泔水油是酒店餐館等食用後的廢棄油；地溝油是酒店餐館等下水道中的油膩漂浮物；煎炸油是用於煎炸食品等後的廢棄油。其中，以餐飲廢棄油居多，廢棄油中的酸敗、 羰基價遠遠超出國家規定的食用油衛生指標，這些廢棄油是已經食用後高度氧化的有毒油脂，會產生劇毒的黃麴黴素，毒性是砒霜的100倍，是目前發現最強的化學致癌物質。實驗證明，長期低劑量食用黃麴黴素可以使動物100%患上肝癌。另一方面，廢棄油大量排放，對環境汙染嚴重。因此，廢棄油的回收與處理是關係到人類健康和環境安全的重要因素。廢棄油開發應用方面的研究逐年增多，有關專利申請也呈上升趨勢，主要集中在利用廢棄油製備生物柴油方面，如公開號為CN1861752A的「一種利用高酸值油脂市場生物柴油的方法」；公開號為CN101148600A的一種「廢動植物油脂製備生物柴油方法」；公開號為CN101215474A的一種「採用皮革廢棄油脂為原料製備生物柴油的方法」；公開號為 CN101294096A的「一種生物柴油的製備方法」；公開號為CN101412917A的一種「生物柴油的製造方法」等。這些公開的專利都是以廢棄油作為原料，以酸或鹼催化廢棄油生產生物柴油，取得了很好的效果，但過程中須回收甘油，甲醇或乙醇，分離催化劑氫氧化鉀或氫氧化鈉，但未應用於煤的浮選。煤浮選是精選細粒煤泥最有效的方法，浮選的主要產品是精煤，副產品有混煤以及煤泥等，選後的矸石和尾煤為廢棄物。浮選精煤產率是浮選後精煤量佔浮選入料量的百分數，表示浮選精煤與原礦的數量關係，是評定浮選效果的重要基礎數據。尾煤產率是從浮選原礦中得到的尾煤的數量百分數。浮選過程的目的是在既定的原煤灰分(20%>灰分含量> 10%為低中灰煤；30%>灰分含量> 20%為中灰煤；飛灰含量> 30%為中高和高灰煤；灰分< 10%為低灰煤)的條件下，力求浮選分選出灰分較低的精煤和灰分儘可能高的尾煤。浮選藥劑可劃分為捕收劑、起泡劑、抑制劑和PH調整劑等。用於浮選的捕收劑絕大多數為石油產品，主要有煤油、輕柴油、汽油和天然氣冷凝液等；起泡劑主要採用化工副產品作起泡劑，如雜醇、仲丁醇和丁辛醇。浮選過程中藥量消耗大，浮選精煤產率低，選煤成本高，應用受到限制，難以大規模應用。另外，柴油和煤油本身含有10%以上的芳香烴類物質， 這種物質的化學結構十分穩定，在自然環境條件下不易降解，對土壤、水體和大氣造成持久而嚴重的汙染，對動植物及人類的危害較大，且煤油和輕柴油屬於能源短缺物資，開發廉價的煤浮選劑，減少用量，是節約能源，提高煤的浮選效益的迫切需要。
發明內容
本發明的問題是以煤浮選後的精煤產率為指標，確定廢棄油的改性條件，並在不分離廢棄油改性過程中產生的副產物甘油、不脫除催化劑和甘油單酸酯等物質、無廢棄物外排的前提下，將改性後的廢棄油直接作為浮選劑用於煤的浮選。本發明方法是在廢棄油改性方法與煤浮選方法的基礎上，提出了一種將改性後的廢棄油作為煤浮選劑直接對煤進行浮選的方法。其具體方法步驟如下(1)廢棄油改性以浮選後精煤產率為指標，按摩爾比為3 1 10 1的比例將乙醇與廢棄油混合，在3 ^g的壓力下，加入質量分數為0. 4 1. 0%的含鹼和鋁的催化劑，加熱至40°C 80°C，攪拌反應0. 5h 4. 5h，製得浮選劑；(2)將上述步驟(1)製得浮選劑對煤進行浮選，取煤樣75g，攪拌時間為2min，調漿時間為3min，浮選時間為3min，浮選後過濾，所得固體在110°C下乾燥lh，得到精煤；(3)將上述步驟(1)製得浮選劑作為煤的浮選劑，直接用於煤的浮選，以浮選後的精煤和尾煤的產率和灰分為指標，其浮選劑用量分別為0. 72kg/噸煤和0.91kg/噸煤，對不同浮比和不同粒度的中低灰煤進行浮選。其中，所述的含鹼和鋁的催化劑是含氫氧化鉀和氧化鋁的催化劑，其中，氫氧化鉀的用量是廢棄油質量的0. 4 1. 0%，氧化鋁的用量是廢棄油質量的0. 01% 0. 05%。本發明與現有的廢棄油改性製備生物柴油的方法相比，不需要除去副產物甘油， 也不需要脫除催化劑和甘油單酸酯等物質，且在生產過程中沒有廢棄物的外排，拓寬了改性後廢棄油的利用途徑和利用效率；與現有煤的浮選方法相比，本發明利用餐飲業廢棄油改性直接作為煤的浮選劑對煤進行浮選，可大大節約能源，保護環境，並為廢棄油的利用與處理開發了新途徑；在本發明方法中一方面不需使用起泡劑，另一方面從煤浮選過程中所用捕收劑和起泡劑價格來看，廢棄油比傳統捕收劑石油類產品價格低得多，由此也降低了傳統煤浮選方法成本高的問題；同時也進一步簡化了煤浮選過程的操作步驟，達到了「變廢為寶，淨化環境」的目的，具有極大的環保意義、社會效益和經濟效益。
具體實施例方式下面通過具體實施方式
對本發明作出進一步地詳細說明，以本領域的技術人員能夠實現為準。實施一種廢棄油改性作為煤浮選劑直接對煤進行浮選的方法如下(1)廢棄油的改性以煤浮選後的精煤產率為指標，確定廢棄油改性的最佳條件。浮選後精煤產率的測定取煤樣75g，預攪拌2min，調漿3min，浮選3min，將收集的精煤過濾所得固體在110°C下乾燥lh、稱重，得到對應的精煤產率。按一定比例將廢棄油、乙醇和鹼土金屬(KOH)和氧化鋁催化劑加入三口燒瓶，接冷凝回流管，在3 5kg的壓力下，加熱至預定的溫度，攪拌反應一定時間後，取出冷卻。用所得樣品進行煤浮選，以浮選後的精煤產率作為考察廢棄油改性後樣品的指標。廢棄油的改性反應條件反應時間當反應溫度為70°C，醇油(乙醇與廢棄油)摩爾比為8 1，催化劑KOH 用量為廢棄油質量的0. 5%時，考察0. 5h 4. 5h不同反應時間對浮選後精煤產率的影響。 結果表明當反應溫度為0. 5h時，精煤產率為44. 0%;隨著改性反應時間的延長，精煤產率逐漸增加，產率上升很快，當反應時間增加到2. 5h時，精煤產率最高，為53. 0% ；反應時間超過2. 5h後，浮選後精煤產率隨時間的增加稍有下降，當反應溫度升高到4. 5h時，精煤產率降至39. 1 %。因此，確定廢棄油改性最佳反應時間為2. 5h.反應溫度當反應時間為2. 5h，醇油摩爾比為8 1，催化劑KOH用量為廢棄油質量的0.5%時，考察40°C 80°C之間不同溫度對浮選後精煤產率的影響。結果表明當反應溫度為40°C時，精煤產率為52. 8% ；隨著反應溫度的升高，精煤產率逐步增加，當溫度達到 50°C時精煤產率最高，為56. 5% ；反應溫度繼續增加時，浮選後精煤產率反而下降，當反應溫度升高到80°C時，精煤產率降至44. 6% .因此，確定廢棄油改性最佳反應溫度為50°C .反應中醇油摩爾比的影響當反應時間為2. 5h，反應溫度為50°C，催化劑KOH用量為廢棄油質量的0.5%時，考察3 1 10 1之間不同醇油摩爾比對浮選後精煤產率的影響。結果表明當醇油摩爾比為3 1時，精煤產率為51.3% ；隨著醇油摩爾比的增加， 精煤產率逐漸增加，當醇油摩爾比達到8 1時，精煤產率最高，為56. ；然後隨著醇油摩爾比的增加，精煤產率開始降低，當醇油摩爾比增加到10 1時，精煤產率降至46.0%. 因此，確定廢棄油改性最佳醇油摩爾比為8 1.催化劑KOH和Al2O3用量的影響當反應時間為2. 5h，反應溫度為50°C，醇油摩爾比為8 1時，考察0.4 1.0%之間不同催化劑用量對浮選後精煤產率的影響。結果表明當催化劑KOH用量為廢棄油質量的0.4%時，精煤產率為56.9% ；隨著催化劑KOH用量的增加，精煤產率逐步提高，當催化劑的用量增加到廢棄油質量的0. 5%時，精煤產率達到最高，為57. 4% ；隨著催化劑KOH的用量繼續增加，精煤的產率略微下降，當催化劑的用量增加到廢棄油質量的1. 0%時，精煤的產率降至52. 0% .因此，確定廢棄油改性最佳催化劑 KOH用量為廢棄油質量的0. 5%。當KOH用量為0. 5%時，考察0. 01% 0. 05%的Al2O3之間不同催化劑用量對浮選後精煤產率的影響。結果表明當催化劑Al2O3用量為廢棄油質量的0. 01%時，精煤產率為57. 0% ；催化劑的用量為廢棄油質量的0. 02%時，精煤產率達到最高，為57. 9% ；隨著催化劑Al2O3的用量繼續增加，精煤的產率略微下降，當催化劑的用量增加到廢棄油質量的0.05%時，精煤的產率降至52. 3% .因此，確定廢棄油改性最佳催化劑KOH用量為0. 5%，催化劑Al2O3用量為廢棄油質量的0. 02% ；反應壓力當反應時間為2. 5h，反應溫度為50°C，醇油摩爾比為8 1，催化劑KOH 用量為廢棄油質量的0. 5%，催化劑Al2O3用量為廢棄油質量的0. 02%時，考察3kg 5kg 壓力之間不同反應壓力對浮選後精煤產率的影響。結果表明當反應壓力為3kg時，精煤產率為57. 6% ；反應壓力為4kg時，精煤產率達58. 5% ；當反應壓力為5kg時，浮選後精煤產率為57. 8% .因此，確定廢棄油改性最佳反應壓力為4kg.綜上所述，以浮選後精煤產率為指標的廢棄油改性的最佳反應條件為反應壓力 4kg，反應時間2. 5h，反應溫度50°C，醇油摩爾比為8 1，催化劑KOH用量為廢棄油質量的 0. 5 %，催化劑Al2O3用量為廢棄油質量的0. 02% .(2)廢棄油改性後作為浮選劑對煤進行浮選實施例1按照(1)所述的方法對廢棄油進行改性，將改性後的廢棄油作為煤浮選劑，以精煤、尾煤的產率和灰分為指標，對煤進行浮選，並與現有技術採用柴油為捕收劑、仲辛醇為起泡劑的煤浮選方法的浮選效果進行比較。以中低灰煤晉城無煙煤原煤，塊煤經粗碎、細碎後獲得浮選用煤(粒徑< 3mm，灰分為10. 5 % )，採用)(DF型系列單槽浮選機(容積200mL，轉速為1800r/min)，煤濃度為80g/
權利要求
1.一種廢棄油改性作為浮選劑對煤浮選的方法，該方法是將廢棄油改性製成浮選劑， 直接用於煤的浮選，具體步驟如下(1)廢棄油改性以浮選後精煤產率為指標，按摩爾比為3 1 10 1的比例將乙醇與廢棄油混合，在3 5kg的壓力下，加入質量分數為0. 4 1. 0%的含鹼和鋁的催化劑， 加熱至40°C 80°C，攪拌反應0. 5h 4. 5h，製得浮選劑；(2)將上述步驟(1)製得浮選劑對煤進行浮選，取煤樣75g，攪拌時間為aiiin，調漿時間為3min，浮選時間為3min，浮選後過濾，所得固體在110°C下乾燥lh，得到精煤；(3)將上述步驟(1)製得浮選劑作為煤的浮選劑，直接用於煤的浮選，以浮選後的精煤和尾煤的產率和灰分為指標，其浮選劑用量分別為0. 72kg/噸煤和0.91kg/噸煤，對不同浮比和不同粒度的中低灰煤進行浮選。
2.如權利要求1所述的方法，其含鹼和鋁的催化劑是含氫氧化鉀和氧化鋁的催化劑。
3.如權利要求1或2所述的方法，其氫氧化鉀的用量是廢棄油質量的0.4 1. 0%;氧化鋁的用量是廢棄油質量的0. 01% 0. 05%。
全文摘要
一種廢棄油改性作為浮選劑對煤浮選的方法是以精煤產率為指標，確定廢棄油改性的條件，再按摩爾比為3∶1～10∶1將乙醇與廢棄油混合，在3～5kg壓力下，加入質量分數為0.4％～1.0％的鹼土金屬和質量分數為0.01％～0.05％的氧化鋁催化劑，加熱40℃～80℃，攪拌反應0.5h～4.5h製得改性廢棄油；將改性廢棄油直接用於煤的浮選，取煤樣75g，預攪拌2min，調漿3min，浮選3min；最後以浮選後精煤、尾煤的產率和灰分為指標，以廢棄油改性作為浮選用量為0.72kg/噸煤和0.91kg/噸煤，浮比為4∶1和5∶1，對不同灰分和粒度的不同煤種進行浮選。本發明方法簡單，變廢為寶，成本低，無環境汙染，為廢棄油的利用開闢了新的途徑。
文檔編號B03D1/004GK102172565SQ20101059264
公開日2011年9月7日 申請日期2010年12月10日 優先權日2010年12月10日
發明者孫亞玲, 張國傑, 張永發, 徐英, 李香蘭 申請人:太原理工大學