本發(fā)明涉及一種基于帶正電氣泡的低階煤泥浮選方法，屬于礦物浮選領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
我國(guó)低階煤儲(chǔ)量豐富，褐煤（12.76%）、長(zhǎng)焰煤（12.52%）、不黏煤（13.8%）、弱黏煤（1.74%）等低變質(zhì)程度煤占已探明煤炭資源量的40%左右。隨著我國(guó)采煤機(jī)械化程度的提高、煤層地質(zhì)條件的惡化及重介旋流器的廣泛應(yīng)用，低階煤的細(xì)粒級(jí)、微細(xì)粒級(jí)的比例急劇增加，灰分也呈現(xiàn)惡化的趨勢(shì)。
浮選是處理細(xì)煤泥最經(jīng)濟(jì)、有效的方法之一，但低階煤表面含有大量的極性含氧官能團(tuán)，表面疏水性差，傳統(tǒng)烴類油捕收劑難以在煤表面高效吸附。另一方面，低階煤表面孔隙發(fā)達(dá)，孔隙滲透效應(yīng)進(jìn)一步增加了捕收劑消耗量。對(duì)于常規(guī)的低階煤浮選過(guò)程，每噸干煤泥浮選捕收劑（煤油、柴油）消耗達(dá)4kg以上。如寧煤集團(tuán)太西選煤廠的浮選作業(yè)受到了氧化煤的困擾，常規(guī)浮選只能獲得低于40%的精煤產(chǎn)率。大部分研究仍停留在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)階段。而親水性含氧官能團(tuán)在降低煤粒接觸角的同時(shí)也增加了煤樣表面的電負(fù)性，不僅降低了顆粒氣泡間疏水引力還增加了體系間靜電斥力，進(jìn)一步降低煤粒被氣泡捕獲的概率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供了一種強(qiáng)化低階煤浮選效果的方法，從根本上解決了低階煤浮選藥耗大、浮選效率低的問(wèn)題。
一種基于帶正電氣泡的低階煤泥浮選方法，包括如下步驟：
首先將濃度為1.25g/l的mdi溶液與α-呋喃丙烯酸混合、攪拌，初步得到混合液，將超聲探頭置于液面以下2-3cm，超聲功率為640w，超聲15min以得到更加均勻的乳濁液；加入ph緩沖液調(diào)節(jié)礦漿酸堿度至弱酸性并將所得混合液通過(guò)泵進(jìn)入水力空化管并產(chǎn)生射流，在射流產(chǎn)生的負(fù)壓作用下，空氣由進(jìn)氣口進(jìn)入礦漿中并在減速區(qū)析出；將所得白色乳狀液與低階煤泥按照一定的質(zhì)量比進(jìn)行攪拌，乳狀液中帶正電的氣泡與帶負(fù)電的煤顆粒發(fā)生黏附攪拌轉(zhuǎn)速為1400r/min，第2分鐘加入捕收劑，第3分鐘加入起泡劑，15s后給入浮選裝置中進(jìn)行充氣浮選；混合過(guò)程中帶正電的氣泡在庫(kù)倫引力的作用下煤泥顆粒與氣泡發(fā)生黏附，極大提高了浮選效率；最終在浮選過(guò)程中與大氣泡碰撞進(jìn)而成為精煤。
所述水力空化管為文丘里射流管；
所述的低階煤泥為長(zhǎng)焰煤或年老褐煤。
所述的浮選裝置為逆流浮選柱，直徑50mm，高約700mm，底部裝有微孔陶瓷。
所述的捕收劑用量為500g/t，其組成為餐飲廢油、生物柴油和普通煤油按照3:4:1的質(zhì)量比混合得到。
所述的起泡劑為仲辛醇，用量為200g/t。
本發(fā)明具有磨礦預(yù)處理、極性捕收劑、超聲波預(yù)處理、微波及熱處理等系列手段以消除或鈍化煤表面極性官能團(tuán)在顆粒氣泡粘附過(guò)程中的帶來(lái)的親水效應(yīng)，
在浮選過(guò)程中顆粒與氣泡碰撞的概率隨顆粒的減小而大大降低，但隨氣泡的減小碰撞概率卻會(huì)增加，這表明在微細(xì)粒浮選中可以通過(guò)采用較小尺寸的氣泡來(lái)改善微細(xì)粒低階煤泥的浮選效果，本發(fā)明提出了在低階煤泥的浮選過(guò)程中通過(guò)加入一定比例的mdi溶液與α-呋喃丙烯酸混合并且通過(guò)射流產(chǎn)生直徑約為幾十微米的帶電的膠質(zhì)氣泡，強(qiáng)化了微細(xì)粒低階煤的浮選過(guò)程，大大提高了其回收率。
附圖說(shuō)明
圖1為本發(fā)明工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1：
首先將濃度為1.25g/l的mdi溶液與α-呋喃丙烯酸按照1:7比例混合、攪拌，初步得到混合液，將超聲探頭置于液面以下2-3cm，超聲功率為640w，超聲15min以得到更加均勻的乳濁液；加入ph緩沖液調(diào)節(jié)礦漿酸堿度至4，并將所得混合液通過(guò)泵進(jìn)入水力空化管并產(chǎn)生射流，在射流產(chǎn)生的負(fù)壓作用下，空氣由進(jìn)氣口進(jìn)入礦漿中并在減速區(qū)析出；將所得白色乳狀液與低階煤泥按照一定的質(zhì)量比進(jìn)行攪拌，乳狀液中帶正電的氣泡與帶負(fù)電的煤顆粒發(fā)生黏附攪拌轉(zhuǎn)速為1400r/min，第2分鐘加入捕收劑，第3分鐘加入起泡劑，15s后給入浮選裝置中進(jìn)行充氣浮選；混合過(guò)程中帶正電的氣泡在庫(kù)倫引力的作用下煤泥顆粒與氣泡發(fā)生黏附，極大提高了浮選效率；最終在浮選過(guò)程中與大氣泡碰撞進(jìn)而成為精煤。
所述水力空化管為文丘里射流管；
所述的低階煤泥為長(zhǎng)焰煤或年老褐煤。
所述的浮選裝置為逆流浮選柱，直徑50mm，高700mm，底部裝有微孔陶瓷。
所述的捕收劑用量為500g/t，其組成為餐飲廢油、生物柴油和普通煤油按照3:4:1的質(zhì)量比混合得到。
所述的起泡劑為仲辛醇，用量為200g/t。
實(shí)施例2：mdi溶液與α-呋喃丙烯酸按照1:1比例混合，其余步驟按照實(shí)施例1所述。
實(shí)施例3：mdi溶液與α-呋喃丙烯酸按照1:2比例混合，其余步驟按照實(shí)施例1所述。
實(shí)施例4：mdi溶液與α-呋喃丙烯酸按照1:5比例混合，其余步驟按照實(shí)施例1所述。
實(shí)施例5：mdi溶液與α-呋喃丙烯酸按照1:15比例混合，其余步驟按照實(shí)施例1所述。
實(shí)施例6：mdi溶液與α-呋喃丙烯酸按照5:1比例混合，其余步驟按照實(shí)施例1所述。
實(shí)施例7：mdi溶液與α-呋喃丙烯酸按照3:1比例混合，其余步驟按照實(shí)施例1所述。
實(shí)施例8：mdi溶液與α-呋喃丙烯酸按照15:1比例混合，其余步驟按照實(shí)施例1所述。
實(shí)施例9：mdi溶液與α-呋喃丙烯酸按照20:1比例混合，其余步驟按照實(shí)施例1所述。
實(shí)施例10：mdi溶液與α-呋喃丙烯酸按照1:20比例混合，其余步驟按照實(shí)施例1所述。
對(duì)照例1：不使用mdi，其余步驟與實(shí)實(shí)施例1完全相同。
對(duì)照例2：不使用α-呋喃丙烯酸，其余步驟與實(shí)實(shí)施例1完全相同。
對(duì)照例3：加入ph緩沖液調(diào)節(jié)礦漿酸堿度至7，其余步驟按照實(shí)施例1所述。
對(duì)照例4：不用超聲波對(duì)溶液處理，其余步驟按照實(shí)施例1所述。
文中所述的mdi又叫雙(4-異氰酸酯基苯基)甲烷或者4,4'-亞甲基雙(異氰酸苯酯);二苯基甲烷-4,4'-二異氰酸酯，cas號(hào)：101-68-8，市場(chǎng)有售。
實(shí)驗(yàn)測(cè)試：
浮選測(cè)試：按照實(shí)施例及對(duì)照例所述的參數(shù)進(jìn)行浮選實(shí)驗(yàn)，充氣速率為0.12m3/h，葉輪轉(zhuǎn)速為1600r/min，調(diào)漿2min后加入捕收劑，1min后加入起泡劑，15s后充氣刮泡，刮泡時(shí)間為3min，分析精煤產(chǎn)率及可燃體回收率。
表1浮選試驗(yàn)結(jié)果
實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：對(duì)比上述得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，實(shí)施例1得到的可燃體回收率最高，并且實(shí)驗(yàn)表明該條件下灰分達(dá)到要求灰分上限，說(shuō)明該條件下最有利于低階煤浮選，改變浮選參數(shù)，即活性劑與α-呋喃丙烯酸配比，雖然個(gè)別配比產(chǎn)率有稍微上升，但是灰分也大幅度上升，可燃體回收率下降，過(guò)高的灰分失去了煤泥分選的意義。另外對(duì)照例1、2的浮選結(jié)果，申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)mdiα-呋喃丙烯酸使用與否對(duì)浮選行為有重大的影響，而對(duì)照例3、4則說(shuō)明加入ph緩沖液調(diào)節(jié)礦漿酸堿度及超聲波的使用對(duì)浮選效果也有一定程度的影響。