煤炭深度物理脫灰脫硫工藝的製作方法

2023-07-27 02:06:46

專利名稱：煤炭深度物理脫灰脫硫工藝的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種煤炭物理方法深度脫灰脫硫選煤工藝。
因為煤炭中無機礦物的嵌布粒度非常細，特別是中國的煉焦煤，用常規的選煤方法很難從中選出灰分低於6％的低灰精煤，即使有些煤種用分選精度高的重介選可以選出這種低灰精煤，但其精煤產率大幅度下降，不經濟。而要用物理方法選出灰分低於1％的超淨煤更是無法實現。另外，不少種類煤炭中的黃鐵礦的嵌布粒度也是非常細的，這種黃鐵礦用常規的選煤方法同樣難以有效的脫除。
對於個別煤種，當原煤經過超細粉碎後，用油團聚的方法可以選出灰分低於1％的超淨煤，但由於油耗高無法付諸工業生產。美國曾經用戊烷作為油團聚方法的橋聯劑，雖然通過回收橋聯劑可減少藥耗，但由於潛在爆炸的危險，整個系統必須密封，且用情性氣體保護，分選成本高，其中試線已拆除下馬。
用化學方法可以生產灰分低於1％的超淨煤，但因需用強酸強鹼，成本高且汙染環境，也無法應用於工業生產。
下面結合附圖
詳細說明本發明的深度脫灰脫硫任務的實現方式。對於粒度大於2mm的原料煤(如重選精煤，重選中煤等)，先經過細碎至小於2mm後給入超細磨機。若原料煤的粒度小於2mm(如浮選精煤，浮選尾煤和沉澱池煤泥等)可直接給入超細磨機。原料煤在超細磨機中磨碎至其中的有機可燃體和無機礦物質充分解離，再把磨後的產物用水配成重量濃度為5-10％的煤漿，按每噸原料煤0.5-10公斤的量加入經乳化的非極性油，若要選出低硫分的精煤，則要加入黃鐵礦抑制劑，為了進一步降低精煤灰分，要加入分散劑以減輕高灰泥質物對煤粒表面的覆蓋。再把煤漿給入高剪切率的絮團發生器。在乳化的非極性油和高剪切攪拌作用下，經解離出的較純的煤顆粒憑藉其天然疏水性，克服煤粒之間的靜電斥力而結成絮團，然後利用常規的泡沫浮選把絮團從高灰尾煤中分選出來。設置若干個精選環節，以滿足不同最終精煤灰分的要求。選出的精煤再用壓濾機脫水，為了進一步降低精煤的水分，增加了成型乾燥環節。
該發明的工藝在分選機理上不同於目前的泡沫浮選、油團聚選或選擇性絮凝分選工藝。常規泡沫浮選的用藥量雖與本工藝接近，但其無法分選經過超細磨後的原料煤。油團聚選是低灰的精煤顆粒在非極性油的包裹下形成密實的小團粒，而小團粒與高灰尾煤的分離是用篩網過濾。該方法雖然可以分選微細粒煤，但其用藥量高達每噸原料煤20-50公斤，經濟上無法接受。選擇性絮凝採用的絮凝劑是高分子有機物，其形成的絮團比本發明工藝形成的絮團要大且鬆散的多，故其對高灰尾煤的機械夾帶嚴重，分選精度低。
本發明的特點在於1.採用了低能耗攪拌磨超細磨碎原料煤，使原料煤中嵌布很細的無機礦物與有機可燃體充分解離。為選出低灰低硫精煤創造了條件；2.利用煤的天然疏水性加上非極性油的強化作用，在高剪切攪拌作用下使低灰低硫的微細粒精煤顆粒形成絮團。因絮團較細，大大降低非極性油的用量，再加上對非極性油的乳化技術，使非極性油的用量僅為每噸原料煤0.5-10公斤。同時因為絮團尺寸較小，明顯減輕了絮團對高灰尾煤的機械夾帶，提高了分選精度；3.為了進一步減少精煤絮團對高灰尾煤的機械夾帶，提高分選精度，可以採用了雙向絮團方法，即用非極性油絮團微細粒精煤顆粒，用電解質或高分子聚合物絮凝或絮團微細粒高灰尾煤顆粒；4.充分利用了泡沫浮選分選精度高的特點，把精煤絮團從高灰尾煤中分選出來，並且根據對最終精煤灰分的要求不同設置了若干個精選環節；5.利用壓濾機對分選出的精煤絮團脫水，因為精煤呈絮團狀，可以改善其脫水效果，再加上對濾餅成型熱力乾燥，能使精煤產品的水分進一步降低。
本發明的工藝對不同幾種原料煤的分選結果如表所示，由該分選結果可見，當原料煤的灰分較低時，可以獲得高產率的超淨煤，如4、6和7號試驗所示。而對於灰分較高的中煤、廠外煤泥和浮選尾煤，都可選出灰分低於12％的精煤，且精煤產率都在50％以上，也就是說，對於選煤廠這些廉價的產品，用該工藝，從2噸中煤或尾煤中至少可選出1噸以上符合銷售要求的精煤產品。由2號試驗可見，該分選工藝脫硫效果是十分明顯的，其硫分由原料煤的2.99％降到精煤的0.51％，脫硫率達88.19％。
表 物理深度脫灰脫硫工藝對不同煤種的分選結果
本發明可以應用於1.大幅度地降低煉焦精煤的灰分，為生產優質冶金焦和鑄造焦提供灰分低於6％、硫分低於1％的優質精煤產品。為實現這一目的的構思是，首先用常規的重力選預先選出灰分低於6％的低灰精煤，作為最終低灰精煤產品的一部分。同時排除原煤中的高灰矸石和大顆粒的黃鐵礦，其中間物料再用該工藝分選出灰分低於6％的低灰精煤，再與低灰塊精煤合併作為最終低灰精煤產品；2.從普通的洗選精煤或低灰原煤中獲取高產率的灰分為1.5-2.0％的超淨煤，對個別煤種還可選出灰分低於1.0％的超純煤。這些超低灰煤是製備高檔活性炭、替代進口的石油焦製造電極、製造作為填料的碳黑的代用品和其它炭素行業需求的優質原料。用這種超低灰煤還可製備代替重柴油的精細水煤漿；3.處理稀缺煤種(如我國的焦煤和肥煤)選煤廠的煤泥、浮選尾煤和重選中煤。這些劣質煤銷售困難，堆放或作為燃料都嚴重汙染環境。利用該工藝，可以從中選出符合銷售要求的精煤，即解決了其堆放汙染環境的問題，又創造了經濟效益，節約了稀缺煤炭資源；4.利用該工藝選低灰精煤時，其微細中間產物直接製備成水煤漿作為鍋爐燃料。而其灰分高達70％的超細高灰尾煤本身就是一種開發建材的好原料。
權利要求
1.一種把原料煤超細粉碎後使煤中有機可燃體與無機礦物質充分解離，通過選擇性絮團後浮選出低灰低硫煤的深度物理脫灰脫硫選煤工藝。本發明的技術特徵是a.把原料煤超細粉碎至原料煤中有機可燃體與無機礦物質充分解離；b.在超細粉碎的原料煤漿中加入經過乳化的非極性油，再用高剪切率方式使煤漿中的微細粒低灰顆粒形成絮團；c.用泡沫浮選把絮團從煤漿中分選出來；d.分選出的低灰精煤絮團用壓濾機脫水，濾餅經成型後，再熱力乾燥進一步降低水分；e.用該工藝選出的灰分低於6％的低灰精煤作為冶金焦或鑄造焦的原料；f.用該工藝選出的灰分為1.5-2％或低於1.0％的超低灰精煤作為製造活性炭、替代進口的石油焦製造電極、製造作為填料的碳黑、作為其它炭素材料的原料或製備成替代重柴油的精細水煤漿；g.用該工藝從劣質煤(如重選中煤、浮選尾煤或煤泥)中選出灰分符合銷售要求的精煤，
2.按照權利要求1所述的分選工藝，其特徵是當原料煤的粒度大於2毫米時，超細磨前包括細碎環節；
3.按照權利要求1所述的分選工藝，其特徵是原料煤經超細磨的粒度以其中的有機可燃體與無機礦物質充分解離為準，其磨後的平均粒度D[4.3]的範圍是4-100微米；
4.按照權利要求1所述的分選工藝，其特徵是精煤形成絮團時要對煤漿施以高剪切攪拌，並加入經乳化的非極性油，非極性油的用量是每噸原料煤0.5公斤-10公斤；
5.按照權利要求1和4所述的分選工藝，其特徵是為減少精選環節和提高分選精度，用電解質或高聚物對高灰尾煤進行絮凝，電解質或高聚物的用量是每噸原料煤0毫克-500毫克；
6.按照權利要求1所述的分選工藝，其特徵是在絮團形成過程中用分散劑進一步降低精煤灰分，用黃鐵礦抑制劑降低精煤的硫分；
7.按照權利要求1所述的分選工藝，其特徵是上述絮凝劑、分散劑和抑制劑的加藥地點在磨機中或絮團發生器中；
8.按照權利要求1所述的分選工藝，其特徵是用泡沫浮選分選精煤絮團，根據對最終精煤灰分的要求不同，要設置不同次數的精選環節；
9.按照權利要求1所述的分選工藝，其特徵是當分選灰分低於6％的精煤時，用常規的重力選預先選出原煤中灰分低於6％的精煤和排除高灰的純矸，其中間產物用該工藝分選出灰分低於6％的低灰精煤，由此選出的低灰精煤再與預選的低灰精煤混合作為最終精煤；
10.按照權利要求1所述的分選工藝，其特徵是選出的灰分低於6％、硫分低於1.0％的精煤作為冶金焦或鑄造焦的原料；
11.按照權利要求1所述的分選工藝，其特徵是選出的灰分低於1.0％的超低灰煤用於製備高檔活性炭、替代進口的石油焦製造電極、製備代替重柴油的精細水煤漿、作為高質量填料代替碳黑或作為其它炭素行業的原料。
全文摘要
本發明公開了一種煤炭的物理深度脫灰脫硫選煤工藝,煤炭中的無機礦物質的嵌布粒度非常細,用常規的選煤方法不可能選得低灰精煤。該工藝首先用節能的攪拌超細磨機把原料煤深度粉碎至其中的有機可燃體與無機礦物質充分解離,再通過乳化的非極性油和絮團發生器中高剪切攪拌的作用使煤漿中解離後的低灰低硫精煤顆粒結成絮團,然後用泡沫浮選把該絮團分選出來,分選出的精煤絮團用壓濾機和成型熱力乾燥脫水。最終得出低灰低硫的精煤產品,工藝流程見附圖。
文檔編號B03D1/02GK1181996SQ9711658
公開日1998年5月20日 申請日期1997年9月17日 優先權日1997年9月17日
發明者王祖訥, 朱書全, 楊巧文, 姜季雲, 傅曉恆, 孫宗嶽, 張文富, 許澤勝, 任守政, 王新國, 王受路 申請人:中國礦業大學北京研究生部