CN1181996A - 煤炭深度物理脱灰脱硫工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种煤炭的物理深度脱灰脱硫选煤工艺,煤炭中的无机矿物质的嵌布粒度非常细,用常规的选煤方法不可能选得低灰精煤。该工艺首先用节能的搅拌超细磨机把原料煤深度粉碎至其中的有机可燃体与无机矿物质充分解离,再通过乳化的非极性油和絮团发生器中高剪切搅拌的作用使煤浆中解离后的低灰低硫精煤颗粒结成絮团,然后用泡沫浮选把该絮团分选出来,分选出的精煤絮团用压滤机和成型热力干燥脱水。最终得出低灰低硫的精煤产品,工艺流程见附图。
Description
本发明涉及一种煤炭物理方法深度脱灰脱硫选煤工艺。
因为煤炭中无机矿物的嵌布粒度非常细，特别是中国的炼焦煤，用常规的选煤方法很难从中选出灰分低于6％的低灰精煤，即使有些煤种用分选精度高的重介选可以选出这种低灰精煤，但其精煤产率大幅度下降，不经济。而要用物理方法选出灰分低于1％的超净煤更是无法实现。另外，不少种类煤炭中的黄铁矿的嵌布粒度也是非常细的，这种黄铁矿用常规的选煤方法同样难以有效的脱除。
对于个别煤种，当原煤经过超细粉碎后，用油团聚的方法可以选出灰分低于1％的超净煤，但由于油耗高无法付诸工业生产。美国曾经用戊烷作为油团聚方法的桥联剂，虽然通过回收桥联剂可减少药耗，但由于潜在***的危险，整个***必须密封，且用情性气体保护，分选成本高，其中试线已拆除下马。
用化学方法可以生产灰分低于1％的超净煤，但因需用强酸强碱，成本高且污染环境，也无法应用于工业生产。
下面结合附图详细说明本发明的深度脱灰脱硫任务的实现方式。对于粒度大于2mm的原料煤(如重选精煤，重选中煤等)，先经过细碎至小于2mm后给入超细磨机。若原料煤的粒度小于2mm(如浮选精煤，浮选尾煤和沉淀池煤泥等)可直接给入超细磨机。原料煤在超细磨机中磨碎至其中的有机可燃体和无机矿物质充分解离，再把磨后的产物用水配成重量浓度为5-10％的煤浆，按每吨原料煤0.5-10公斤的量加入经乳化的非极性油，若要选出低硫分的精煤，则要加入黄铁矿抑制剂，为了进一步降低精煤灰分，要加入分散剂以减轻高灰泥质物对煤粒表面的覆盖。再把煤浆给入高剪切率的絮团发生器。在乳化的非极性油和高剪切搅拌作用下，经解离出的较纯的煤颗粒凭借其天然疏水性，克服煤粒之间的静电斥力而结成絮团，然后利用常规的泡沫浮选把絮团从高灰尾煤中分选出来。设置若干个精选环节，以满足不同最终精煤灰分的要求。选出的精煤再用压滤机脱水，为了进一步降低精煤的水分，增加了成型干燥环节。
该发明的工艺在分选机理上不同于目前的泡沫浮选、油团聚选或选择性絮凝分选工艺。常规泡沫浮选的用药量虽与本工艺接近，但其无法分选经过超细磨后的原料煤。油团聚选是低灰的精煤颗粒在非极性油的包裹下形成密实的小团粒，而小团粒与高灰尾煤的分离是用筛网过滤。该方法虽然可以分选微细粒煤，但其用药量高达每吨原料煤20-50公斤，经济上无法接受。选择性絮凝采用的絮凝剂是高分子有机物，其形成的絮团比本发明工艺形成的絮团要大且松散的多，故其对高灰尾煤的机械夹带严重，分选精度低。
本发明的特点在于：
1.采用了低能耗搅拌磨超细磨碎原料煤，使原料煤中嵌布很细的无机矿物与有机可燃体充分解离。为选出低灰低硫精煤创造了条件；
2.利用煤的天然疏水性加上非极性油的强化作用，在高剪切搅拌作用下使低灰低硫的微细粒精煤颗粒形成絮团。因絮团较细，大大降低非极性油的用量，再加上对非极性油的乳化技术，使非极性油的用量仅为每吨原料煤0.5-10公斤。同时因为絮团尺寸较小，明显减轻了絮团对高灰尾煤的机械夹带，提高了分选精度；
3.为了进一步减少精煤絮团对高灰尾煤的机械夹带，提高分选精度，可以采用了双向絮团方法，即用非极性油絮团微细粒精煤颗粒，用电解质或高分子聚合物絮凝或絮团微细粒高灰尾煤颗粒；
4.充分利用了泡沫浮选分选精度高的特点，把精煤絮团从高灰尾煤中分选出来，并且根据对最终精煤灰分的要求不同设置了若干个精选环节；
5.利用压滤机对分选出的精煤絮团脱水，因为精煤呈絮团状，可以改善其脱水效果，再加上对滤饼成型热力干燥，能使精煤产品的水分进一步降低。
本发明的工艺对不同几种原料煤的分选结果如表所示，由该分选结果可见，当原料煤的灰分较低时，可以获得高产率的超净煤，如4、6和7号试验所示。而对于灰分较高的中煤、厂外煤泥和浮选尾煤，都可选出灰分低于12％的精煤，且精煤产率都在50％以上，也就是说，对于选煤厂这些廉价的产品，用该工艺，从2吨中煤或尾煤中至少可选出1吨以上符合销售要求的精煤产品。由2号试验可见，该分选工艺脱硫效果是十分明显的，其硫分由原料煤的2.99％降到精煤的0.51％，脱硫率达88.19％。
表 物理深度脱灰脱硫工艺对不同煤种的分选结果
| 试验编号 | 煤种 | 原料煤 | 精煤 | 可燃体回收率，％ | 脱硫率％ | |||
| Aad，％ | St，ad，％ | Aad，％ | γ，％ | Stad，％ | ||||
| 1 | 主焦煤中煤 | 32.1 | 11.2 | 69.8 | 91.3 | |||
| 2 | 高硫主焦煤中煤 | 28.88 | 2.99 | 8.96 | 69.21 | 0.51 | 87.61 | 88.19 |
| 3 | 主焦煤厂外煤泥 | 39.7 | 11.6 | 72.2 | 90.8 | |||
| 4 | 无烟煤厂外煤泥 | 17.1 | 1.63.1 | 51.874.0 | 61.586.5 | |||
| 5 | 1/3焦煤浮选尾煤 | 29.72 | 8.298.838.87 | 60.2463.4868.05 | 78.6182.8388.40 | |||
| 6 | 长焰煤块精煤 | 3.11 | 1.361.421.50 | 73.582.389.1 | 74.883.790.6 | |||
| 7 | 无烟煤浮选精煤 | 7.89 | 0.540.741.17 | 44.7553.5965.74 | 48.9257.7570.54 | |||
本发明可以应用于：
1.大幅度地降低炼焦精煤的灰分，为生产优质冶金焦和铸造焦提供灰分低于6％、硫分低于1％的优质精煤产品。为实现这一目的的构思是，首先用常规的重力选预先选出灰分低于6％的低灰精煤，作为最终低灰精煤产品的一部分。同时排除原煤中的高灰矸石和大颗粒的黄铁矿，其中间物料再用该工艺分选出灰分低于6％的低灰精煤，再与低灰块精煤合并作为最终低灰精煤产品；
2.从普通的洗选精煤或低灰原煤中获取高产率的灰分为1.5-2.0％的超净煤，对个别煤种还可选出灰分低于1.0％的超纯煤。这些超低灰煤是制备高档活性炭、替代进口的石油焦制造电极、制造作为填料的碳黑的代用品和其它炭素行业需求的优质原料。用这种超低灰煤还可制备代替重柴油的精细水煤浆；
3.处理稀缺煤种(如我国的焦煤和肥煤)选煤厂的煤泥、浮选尾煤和重选中煤。这些劣质煤销售困难，堆放或作为燃料都严重污染环境。利用该工艺，可以从中选出符合销售要求的精煤，即解决了其堆放污染环境的问题，又创造了经济效益，节约了稀缺煤炭资源；
4.利用该工艺选低灰精煤时，其微细中间产物直接制备成水煤浆作为锅炉燃料。而其灰分高达70％的超细高灰尾煤本身就是一种开发建材的好原料。
Claims (11)
1.一种把原料煤超细粉碎后使煤中有机可燃体与无机矿物质充分解离，通过选择性絮团后浮选出低灰低硫煤的深度物理脱灰脱硫选煤工艺。本发明的技术特征是：
a.把原料煤超细粉碎至原料煤中有机可燃体与无机矿物质充分解离；
b.在超细粉碎的原料煤浆中加入经过乳化的非极性油，再用高剪切率方式使煤浆中的微细粒低灰颗
粒形成絮团；
c.用泡沫浮选把絮团从煤浆中分选出来；
d.分选出的低灰精煤絮团用压滤机脱水，滤饼经成型后，再热力干燥进一步降低水分；
e.用该工艺选出的灰分低于6％的低灰精煤作为冶金焦或铸造焦的原料；
f.用该工艺选出的灰分为1.5-2％或低于1.0％的超低灰精煤作为制造活性炭、替代进口的石油焦制
造电极、制造作为填料的碳黑、作为其它炭素材料的原料或制备成替代重柴油的精细水煤浆；
g.用该工艺从劣质煤(如重选中煤、浮选尾煤或煤泥)中选出灰分符合销售要求的精煤，
2.按照权利要求1所述的分选工艺，其特征是当原料煤的粒度大于2毫米时，超细磨前包括细碎环节；
3.按照权利要求1所述的分选工艺，其特征是原料煤经超细磨的粒度以其中的有机可燃体与无机矿物质充分解离为准，其磨后的平均粒度D[4.3]的范围是4-100微米；
4.按照权利要求1所述的分选工艺，其特征是精煤形成絮团时要对煤浆施以高剪切搅拌，并加入经乳化的非极性油，非极性油的用量是每吨原料煤0.5公斤-10公斤；
5.按照权利要求1和4所述的分选工艺，其特征是为减少精选环节和提高分选精度，用电解质或高聚物对高灰尾煤进行絮凝，电解质或高聚物的用量是每吨原料煤0毫克-500毫克；
6.按照权利要求1所述的分选工艺，其特征是在絮团形成过程中用分散剂进一步降低精煤灰分，用黄铁矿抑制剂降低精煤的硫分；
7.按照权利要求1所述的分选工艺，其特征是上述絮凝剂、分散剂和抑制剂的加药地点在磨机中或絮团发生器中；
8.按照权利要求1所述的分选工艺，其特征是用泡沫浮选分选精煤絮团，根据对最终精煤灰分的要求不同，要设置不同次数的精选环节；
9.按照权利要求1所述的分选工艺，其特征是当分选灰分低于6％的精煤时，用常规的重力选预先选出原煤中灰分低于6％的精煤和排除高灰的纯矸，其中间产物用该工艺分选出灰分低于6％的低灰精煤，由此选出的低灰精煤再与预选的低灰精煤混合作为最终精煤；
10.按照权利要求1所述的分选工艺，其特征是选出的灰分低于6％、硫分低于1.0％的精煤作为冶金焦或铸造焦的原料；
11.按照权利要求1所述的分选工艺，其特征是选出的灰分低于1.0％的超低灰煤用于制备高档活性炭、替代进口的石油焦制造电极、制备代替重柴油的精细水煤浆、作为高质量填料代替碳黑或作为其它炭素行业的原料。
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