專利名稱：一種從煤矸石中浮選提取精煤、硫鐵和高嶺土的方法
一種從煤矸石中浮選提取精煤、硫鐵和高嶺土的方法技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種煤矸石處理方法，具體涉及一種從煤矸石中浮選提取精煤、硫鐵和高嶺土的方法。背景技術(shù)：
煤矸石是成煤過程中與煤伴生的一種含炭量較低的黑色巖石，是煤開采和洗選過程中產(chǎn)生的固體廢棄物。煤矸石除含有一定量的可燃煤外，另外，還含有一定量的ai203、SiO2,CaO、MgO、Fe203、K2O和Na2O等金屬氫化、硫化物，是一種包含多種礦物的混合物。我國煤矸石的排放量很大，約占原煤年產(chǎn)量的109Γ15%。我國現(xiàn)有的煤矸石山1500座，累積堆積量達(dá)3.0*108t以上，占地約1.2*IO4IH2,并且每年約以1.5*108t的速度增力口，是排量最大的工業(yè)固體廢棄物。作為排量最大的固體廢棄物，煤矸石具有“環(huán)境性”和“經(jīng)濟(jì)性”，棄之為害，用之為寶。煤矸石過量排放造成的環(huán)境污染非常嚴(yán)重，不僅占用土地資源，矸石中的有害物質(zhì)經(jīng)過風(fēng)化雨淋，還會直接導(dǎo)致土壤和水體污染，影響農(nóng)作物生長，危害人體健康。另外矸石中的碳會自燃引起火災(zāi)，排放出大量so2、CO及煙塵造成大氣污染。因此，對煤矸石進(jìn)行資源再生利用，不但能改善生態(tài)環(huán)境，減少對土地的大量侵占，還能節(jié)約資源，從而促進(jìn)煤炭工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和能源的合理利用。
發(fā)明內(nèi)容
為了對煤矸石進(jìn)行綜合利用，本發(fā)明提供一種從煤矸石中浮選提取精煤、硫鐵和高嶺土的方法，其包括如下步驟:
(1)碎料:將煤矸石用破碎機(jī)粉碎至標(biāo)準(zhǔn)尺寸的顆粒；
(2)磨制礦漿:將上述顆粒經(jīng)由提升機(jī)、給礦機(jī)均勻送入球磨機(jī)，由球磨機(jī)對煤矸石進(jìn)行粉碎、研磨得到礦漿；
(3)礦漿混合:在礦漿中加入捕收劑、起泡劑、抑制劑，經(jīng)過礦漿混合器的勻速攪拌使煤矸石礦漿和捕收劑、抑制劑、起泡劑充分混合；
(4)浮選:將混合礦漿經(jīng)過渦輪傳送泵輸送到礦漿反應(yīng)罐，經(jīng)過一定時(shí)間的靜止沉淀，礦漿中各礦物分離并處于不同液位，進(jìn)而從不同選礦管道分離出精煤、硫鐵和高嶺土。步驟(I)所述破碎機(jī)優(yōu)選為顎式破碎機(jī)，煤矸石粉碎后的顆粒直徑為18 25_。步驟(2)中經(jīng)球磨機(jī)研磨后的煤矸石為30 — 50目的微粒。步驟(2)在研磨過程中需加入占煤矸石重量70-90%的水，礦漿粘度控制在2.5Pa.s 5.0Pa.s之間。步驟(3)所述捕收劑優(yōu)選為烴油類捕收劑，進(jìn)一步優(yōu)選采用煤油、柴油、石腦油；所述起泡劑優(yōu)選為乙醇，進(jìn)一步優(yōu)選為99%的乙醇；所述抑制劑優(yōu)選為硫化鈉。步驟(3)中按每噸煤矸石原料加入各12(T200Kg的捕收劑、起泡劑和抑制劑。步驟(4)所述靜止沉淀時(shí)間為5-30分鐘。下面對各操作步驟分別進(jìn)行詳細(xì)說明:
(1)碎料:
為了便于煤矸石磨制礦漿，加工前，將煤矸石通過顎式破碎機(jī)粉碎，粉碎粒度直徑需控制在18 25mm之間。顎式破碎機(jī)可采用中德重工PEX_250x750系列，該破碎機(jī)進(jìn)料粒度廣、破對比大、處理能力強(qiáng)的特點(diǎn)，產(chǎn)能可達(dá)8 25 t/h。(2)磨制礦漿:
用球磨機(jī)將煤矸石磨細(xì)至30 - 50目微粒，粒度大小會影響捕收劑捕收效果和捕收速度。礦漿與水的比例為1:0.8，礦漿粘度控制在2.5Pas~5.0Pas之間，便于礦漿輸送和后序浮選作業(yè)。球磨機(jī)可采用由洛陽中德重工設(shè)計(jì)研發(fā)的MQY-1530磨礦機(jī)，出料粒度穩(wěn)定且符合浮選要求，其產(chǎn)能可達(dá)2.8飛.3 t/h。(3)礦漿混合:
礦漿在輸送至礦漿混合器過程中，分別添加捕收劑、起泡劑、抑制劑，添加計(jì)量分別為120~200Kg/t，攪拌5 7分鐘，直到礦漿混合均勻。礦漿混合器采用全封閉式攪拌，安全性能良好。捕收劑、起泡劑、抑制劑添加設(shè)備采用流量電磁閥，添加劑量精準(zhǔn)可靠。煤油、柴油、石腦油等作為烴油類捕收劑，其化學(xué)活性低，與水分子不發(fā)生作用，在浮選過程中，因其具有較好的親煤疏水性，增強(qiáng)了煤碳表面的疏水性和吸附強(qiáng)度。對于礦漿而言，加入過量的烴油，有利于形成疏水絮團(tuán)，可加強(qiáng)對微細(xì)煤粒的捕收，使精煤浮于起泡劑上層，方便捕收選取。起泡劑(如乙醇)可以作為介質(zhì)隔離精煤和硫鐵。硫化鈉是弱酸強(qiáng)堿鹽，易溶于水，微溶于乙醇。其在浮選過程中會發(fā)生電離，生成大量S2_、HS_、0H_和Na+，吸附在礦漿中的Fe2S3表面，可以增加Fe2S3表面高水性，脫去Fe2S3表面的烴油捕收劑。因此，Na2S在浮選過種中起到了抑制作用，防止Fe2S3被烴油捕收劑捕收。(4)浮選:
將混合礦漿經(jīng)過渦輪傳送泵輸送到礦漿反應(yīng)罐(浮選器)。渦輪傳送泵也采用全封閉式設(shè)計(jì)，在礦漿輸送至礦漿反應(yīng)罐的過程中，通過二次攪拌使礦漿與藥劑成分混合，同時(shí)，由于渦輪傳送泵運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的壓力，加快了礦漿的傳送速度，對于提高產(chǎn)能有重要的意義。礦漿反應(yīng)罐是混合礦漿最終的收集和分離裝置，礦漿進(jìn)入礦漿反應(yīng)罐后，靜止沉淀約5-30分鐘左右，根據(jù)礦漿和添加藥劑的物理化學(xué)反應(yīng)后的物化特性，礦漿中不同礦物分離并處于不同液位，進(jìn)而從不同選礦管道分離出精煤、硫鐵和高嶺土。本發(fā)明所述方法成本低，浮選率高，提取的可用資源種類多，提取物廣泛用于鋼鐵工業(yè)及以煤為主要燃料的電力企業(yè)，使廢棄資源變成可用資源，提高了煤矸石的綜合利用率。

圖1是本發(fā)明所述從煤矸石中浮選提取精煤、硫鐵和高嶺土的工藝流程圖 具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明所述方法進(jìn)行說明。實(shí)施例1
取一噸煤矸石，通過顎式破碎機(jī)(中德重工PEX-250x750系列)粉碎，粉碎粒度直徑控制在18 25mm之間。將上述顆粒經(jīng)由提升機(jī)、給礦機(jī)均勻送入球磨機(jī)，由球磨機(jī)(中德重工MQY-1530磨礦機(jī))對煤矸石進(jìn)行粉碎、研磨至30 - 50目微粒，加入占煤矸石重量80%的水，得到礦漿，礦漿粘度控制在2.5Pa.s 5.0Pa.s之間。用流量電磁閥向礦漿中加入120Kg煤油(作為捕收劑)、140Kg 99%的乙醇(作為起泡劑)以及200Kg硫化鈉(作為抑制劑)。經(jīng)礦漿混合器攪拌5 7分鐘，使煤矸石礦漿和捕收劑、抑制劑、起泡劑充分混合。將混合礦漿經(jīng)過渦輪傳送泵輸送到礦漿反應(yīng)罐，靜止沉淀約5-30分鐘，礦漿中各礦物分離并處于不同液位，進(jìn)而從不同選礦管道分離出200Kg精煤、IOOKg硫鐵和200Kg高嶺土。實(shí)施例2
取一噸煤矸石，通過顎式破碎機(jī)(中德重工PEX-250x750系列)粉碎，粉碎粒度直徑控制在18 25mm之間。將上述顆粒經(jīng)由提升機(jī)、給礦機(jī)均勻送入球磨機(jī)，由球磨機(jī)(中德重工MQY-1530磨礦機(jī))對煤矸石進(jìn)行粉碎、研磨至30 - 50目微粒，加入占煤矸石重量70%的水，得到礦漿，礦漿粘度控制在2.5Pa.s 5.0Pa.s之間。用流量電磁閥向礦漿中加入130Kg石腦油(作為捕收劑)、130Kg 99%的乙醇(作為起泡劑)以及150Kg硫化鈉(作為抑制劑)。經(jīng)礦漿混合器攪拌5 7分鐘，使煤矸石礦漿和捕收劑、抑制劑、起泡劑充分混合。將混合礦漿經(jīng)過渦輪傳送泵輸送到礦漿反應(yīng)罐，靜止沉淀約5-30分鐘，礦漿中各礦物分離并處于不同液位，進(jìn)而從不同選礦管道分離出220Kg精煤、IlOKg硫鐵和ISOKg高嶺土。
本發(fā)明所述方法成本低，浮選率高，提取的可用資源種類多，提取物廣泛用于鋼鐵工業(yè)及以煤為主要燃料的電力企業(yè)，使廢棄資源變成可用資源，提高了煤矸石的綜合利用率。
權(quán)利要求
1.一種從煤矸石中浮選提取精煤、硫鐵和高嶺土的方法，其包括如下步驟: (1)碎料:將煤矸石用破碎機(jī)粉碎至標(biāo)準(zhǔn)尺寸的顆粒； (2)磨制礦漿:將上述顆粒經(jīng)由提升機(jī)、給礦機(jī)均勻送入球磨機(jī)，由球磨機(jī)對煤矸石進(jìn)行粉碎、研磨得到礦漿； (3)礦漿混合:在礦漿中加入捕收劑、起泡劑、抑制劑，經(jīng)過礦漿混合器的勻速攪拌使煤矸石礦漿和捕收劑、抑制劑、起泡劑充分混合； (4)浮選:將混合礦漿經(jīng)過渦輪傳送泵輸送到礦漿反應(yīng)罐，經(jīng)過一定時(shí)間的靜止沉淀，礦漿中各礦物分離并處于不同液位，進(jìn)而從不同選礦管道分離出精煤、硫鐵和高嶺土。
2.如權(quán)利要求1所述的從煤矸石中浮選提取精煤、硫鐵和高嶺土的方法，其特征在于:步驟(I)所述破碎機(jī)為顎式破碎機(jī)，煤矸石粉碎后的顆粒直徑為If 25mm。
3.如權(quán)利要求1所述的從煤矸石中浮選提取精煤、硫鐵和高嶺土的方法，其特征在于:步驟(2)中經(jīng)球磨機(jī)研磨后的煤矸石為30 - 50目的微粒。
4.如權(quán)利要求1所述的從煤矸石中浮選提取精煤、硫鐵和高嶺土的方法，其特征在于:步驟(2)在研磨過程中需加入占煤矸石重量70-90%的水，礦漿粘度控制在2.5Pa.s^5.0Pa.s之間。
5.如權(quán)利要求1所述的從煤矸石中浮選提取精煤、硫鐵和高嶺土的方法，其特征在于:步驟(3)所述捕收劑為烴油類捕收劑，所述起泡劑為乙醇，所述抑制劑為硫化鈉。
6.如權(quán)利要求1或5所述的從煤矸石中浮選提取精煤、硫鐵和高嶺土的方法，其特征在于:步驟(3)所述捕收劑為煤油、柴油或石腦油,起泡劑為99%的乙醇。
7.如權(quán)利要求1所述的從煤矸石中浮選提取精煤、硫鐵和高嶺土的方法，其特征在于:步驟(3)中按每噸煤 矸石原料加入各12(T200Kg的捕收劑、起泡劑和抑制劑。
8.如權(quán)利要求1所述的從煤矸石中浮選提取精煤、硫鐵和高嶺土的方法，其特征在于:步驟(4)所述靜止沉淀時(shí)間為5-30分鐘。
9.如權(quán)利要求1或8所述的從煤矸石中浮選提取精煤、硫鐵和高嶺土的方法，其特征在于:步驟(4)所述靜止沉淀時(shí)間為5-10分鐘。
10.如權(quán)利要求1所述的從煤矸石中浮選提取精煤、硫鐵和高嶺土的方法，其包括如下步驟: (1)碎料:將煤矸石用顎式破碎機(jī)粉碎至直徑為18 25_的顆粒； (2)磨制礦漿:將上述顆粒經(jīng)由提升機(jī)、給礦機(jī)均勻送入球磨機(jī)，由球磨機(jī)對煤矸石進(jìn)行粉碎、研磨得30-50目的微粒，加入占煤矸石重量70-90%的水，得到礦漿，礦漿粘度控制在 2.5Pa.s 5.0Pa.s 之間; (3)礦漿混合:在礦漿中加入煤油、柴油或石腦油作為捕收劑，99%的乙醇作為起泡齊IJ，并加入硫化鈉作為抑制劑，經(jīng)過礦漿混合器的勻速攪拌使煤矸石礦漿和捕收劑、抑制齊U、起泡劑充分混合，其中捕收劑、起泡劑和抑制劑的加入量為每噸煤矸石原料加入各120 200Kg ； (4)浮選:將混合礦漿經(jīng)過渦輪傳送泵輸送到礦漿反應(yīng)罐，經(jīng)過5-10分鐘的靜止沉淀，礦漿中各礦物分離并處于不同液位，進(jìn)而從不同選礦管道分離出精煤、硫鐵和高嶺土。
全文摘要
為了對煤矸石進(jìn)行綜合利用，本發(fā)明提供一種從煤矸石中浮選提取精煤、硫鐵和高嶺土的方法，其包括如下步驟(1)碎料將煤矸石用破碎機(jī)粉碎至標(biāo)準(zhǔn)尺寸的顆粒；(2)磨制礦漿將上述顆粒經(jīng)由提升機(jī)、給礦機(jī)均勻送入球磨機(jī)，由球磨機(jī)對煤矸石進(jìn)行粉碎、研磨得到礦漿；(3)礦漿混合在礦漿中加入捕收劑、起泡劑、抑制劑，經(jīng)過礦漿混合器的勻速攪拌使煤矸石礦漿和捕收劑、抑制劑、起泡劑充分混合；(4)浮選將混合礦漿經(jīng)過渦輪傳送泵輸送到礦漿反應(yīng)罐，經(jīng)過一定時(shí)間的靜止沉淀，礦漿中各礦物分離并處于不同液位，進(jìn)而從不同選礦管道分離出精煤、硫鐵和高嶺土。本發(fā)明所述方法成本低，浮選率高，提取的可用資源種類多，提取物廣泛用于鋼鐵工業(yè)及以煤為主要燃料的電力企業(yè)，使廢棄資源變成可用資源，提高了煤矸石的綜合利用率。
文檔編號B03B1/00GK103143448SQ20131011441
公開日2013年6月12日 申請日期2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月3日
發(fā)明者張京三 申請人:張京三