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      煤炭深度物理脫灰脫硫工藝的制作方法

      文檔序號(hào):5069952閱讀:1892來源:國知局
      專利名稱:煤炭深度物理脫灰脫硫工藝的制作方法
      技術(shù)領(lǐng)域
      本發(fā)明涉及一種煤炭物理方法深度脫灰脫硫選煤工藝。
      因?yàn)槊禾恐袩o機(jī)礦物的嵌布粒度非常細(xì),特別是中國的煉焦煤,用常規(guī)的選煤方法很難從中選出灰分低于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(chǎn)率大幅度下降,不經(jīng)濟(jì)。而要用物理方法選出灰分低于1%的超凈煤更是無法實(shí)現(xiàn)。另外,不少種類煤炭中的黃鐵礦的嵌布粒度也是非常細(xì)的,這種黃鐵礦用常規(guī)的選煤方法同樣難以有效的脫除。
      對(duì)于個(gè)別煤種,當(dāng)原煤經(jīng)過超細(xì)粉碎后,用油團(tuán)聚的方法可以選出灰分低于1%的超凈煤,但由于油耗高無法付諸工業(yè)生產(chǎn)。美國曾經(jīng)用戊烷作為油團(tuán)聚方法的橋聯(lián)劑,雖然通過回收橋聯(lián)劑可減少藥耗,但由于潛在爆炸的危險(xiǎn),整個(gè)系統(tǒng)必須密封,且用情性氣體保護(hù),分選成本高,其中試線已拆除下馬。
      用化學(xué)方法可以生產(chǎn)灰分低于1%的超凈煤,但因需用強(qiáng)酸強(qiáng)堿,成本高且污染環(huán)境,也無法應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。
      下面結(jié)合附圖
      詳細(xì)說明本發(fā)明的深度脫灰脫硫任務(wù)的實(shí)現(xiàn)方式。對(duì)于粒度大于2mm的原料煤(如重選精煤,重選中煤等),先經(jīng)過細(xì)碎至小于2mm后給入超細(xì)磨機(jī)。若原料煤的粒度小于2mm(如浮選精煤,浮選尾煤和沉淀池煤泥等)可直接給入超細(xì)磨機(jī)。原料煤在超細(xì)磨機(jī)中磨碎至其中的有機(jī)可燃體和無機(jī)礦物質(zhì)充分解離,再把磨后的產(chǎn)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(jīng)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(jìn)一步降低精煤灰分,要加入分散劑以減輕高灰泥質(zhì)物對(duì)煤粒表面的覆蓋。再把煤漿給入高剪切率的絮團(tuán)發(fā)生器。在乳化的非極性油和高剪切攪拌作用下,經(jīng)解離出的較純的煤顆粒憑借其天然疏水性,克服煤粒之間的靜電斥力而結(jié)成絮團(tuán),然后利用常規(guī)的泡沫浮選把絮團(tuán)從高灰尾煤中分選出來。設(shè)置若干個(gè)精選環(huán)節(jié),以滿足不同最終精煤灰分的要求。選出的精煤再用壓濾機(jī)脫水,為了進(jìn)一步降低精煤的水分,增加了成型干燥環(huán)節(jié)。
      該發(fā)明的工藝在分選機(jī)理上不同于目前的泡沫浮選、油團(tuán)聚選或選擇性絮凝分選工藝。常規(guī)泡沫浮選的用藥量雖與本工藝接近,但其無法分選經(jīng)過超細(xì)磨后的原料煤。油團(tuán)聚選是低灰的精煤顆粒在非極性油的包裹下形成密實(shí)的小團(tuán)粒,而小團(tuán)粒與高灰尾煤的分離是用篩網(wǎng)過濾。該方法雖然可以分選微細(xì)粒煤,但其用藥量高達(dá)每噸原料煤20-50公斤,經(jīng)濟(jì)上無法接受。選擇性絮凝采用的絮凝劑是高分子有機(jī)物,其形成的絮團(tuán)比本發(fā)明工藝形成的絮團(tuán)要大且松散的多,故其對(duì)高灰尾煤的機(jī)械夾帶嚴(yán)重,分選精度低。
      本發(fā)明的特點(diǎn)在于1.采用了低能耗攪拌磨超細(xì)磨碎原料煤,使原料煤中嵌布很細(xì)的無機(jī)礦物與有機(jī)可燃體充分解離。為選出低灰低硫精煤創(chuàng)造了條件;2.利用煤的天然疏水性加上非極性油的強(qiáng)化作用,在高剪切攪拌作用下使低灰低硫的微細(xì)粒精煤顆粒形成絮團(tuán)。因絮團(tuán)較細(xì),大大降低非極性油的用量,再加上對(duì)非極性油的乳化技術(shù),使非極性油的用量?jī)H為每噸原料煤0.5-10公斤。同時(shí)因?yàn)樾鯃F(tuán)尺寸較小,明顯減輕了絮團(tuán)對(duì)高灰尾煤的機(jī)械夾帶,提高了分選精度;3.為了進(jìn)一步減少精煤絮團(tuán)對(duì)高灰尾煤的機(jī)械夾帶,提高分選精度,可以采用了雙向絮團(tuán)方法,即用非極性油絮團(tuán)微細(xì)粒精煤顆粒,用電解質(zhì)或高分子聚合物絮凝或絮團(tuán)微細(xì)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(diǎn),把精煤絮團(tuán)從高灰尾煤中分選出來,并且根據(jù)對(duì)最終精煤灰分的要求不同設(shè)置了若干個(gè)精選環(huán)節(jié);5.利用壓濾機(jī)對(duì)分選出的精煤絮團(tuán)脫水,因?yàn)榫撼市鯃F(tuán)狀,可以改善其脫水效果,再加上對(duì)濾餅成型熱力干燥,能使精煤產(chǎn)品的水分進(jìn)一步降低。
      本發(fā)明的工藝對(duì)不同幾種原料煤的分選結(jié)果如表所示,由該分選結(jié)果可見,當(dāng)原料煤的灰分較低時(shí),可以獲得高產(chǎn)率的超凈煤,如4、6和7號(hào)試驗(yàn)所示。而對(duì)于灰分較高的中煤、廠外煤泥和浮選尾煤,都可選出灰分低于12%的精煤,且精煤產(chǎn)率都在50%以上,也就是說,對(duì)于選煤廠這些廉價(jià)的產(chǎn)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(chǎn)品。由2號(hào)試驗(yàn)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(dá)88.19%。
      表 物理深度脫灰脫硫工藝對(duì)不同煤種的分選結(jié)果
      本發(fā)明可以應(yīng)用于1.大幅度地降低煉焦精煤的灰分,為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)冶金焦和鑄造焦提供灰分低于6%、硫分低于1%的優(yōu)質(zhì)精煤產(chǎn)品。為實(shí)現(xiàn)這一目的的構(gòu)思是,首先用常規(guī)的重力選預(yù)先選出灰分低于6%的低灰精煤,作為最終低灰精煤產(chǎn)品的一部分。同時(shí)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于6%的低灰精煤,再與低灰塊精煤合并作為最終低灰精煤產(chǎn)品;2.從普通的洗選精煤或低灰原煤中獲取高產(chǎn)率的灰分為1.5-2.0%的超凈煤,對(duì)個(gè)別煤種還可選出灰分低于1.0%的超純煤。這些超低灰煤是制備高檔活性炭、替代進(jìn)口的石油焦制造電極、制造作為填料的碳黑的代用品和其它炭素行業(yè)需求的優(yōu)質(zhì)原料。用這種超低灰煤還可制備代替重柴油的精細(xì)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(zhì)煤銷售困難,堆放或作為燃料都嚴(yán)重污染環(huán)境。利用該工藝,可以從中選出符合銷售要求的精煤,即解決了其堆放污染環(huán)境的問題,又創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益,節(jié)約了稀缺煤炭資源;4.利用該工藝選低灰精煤時(shí),其微細(xì)中間產(chǎn)物直接制備成水煤漿作為鍋爐燃料。而其灰分高達(dá)70%的超細(xì)高灰尾煤本身就是一種開發(fā)建材的好原料。
      權(quán)利要求
      1.一種把原料煤超細(xì)粉碎后使煤中有機(jī)可燃體與無機(jī)礦物質(zhì)充分解離,通過選擇性絮團(tuán)后浮選出低灰低硫煤的深度物理脫灰脫硫選煤工藝。本發(fā)明的技術(shù)特征是a.把原料煤超細(xì)粉碎至原料煤中有機(jī)可燃體與無機(jī)礦物質(zhì)充分解離;b.在超細(xì)粉碎的原料煤漿中加入經(jīng)過乳化的非極性油,再用高剪切率方式使煤漿中的微細(xì)粒低灰顆粒形成絮團(tuán);c.用泡沫浮選把絮團(tuán)從煤漿中分選出來;d.分選出的低灰精煤絮團(tuán)用壓濾機(jī)脫水,濾餅經(jīng)成型后,再熱力干燥進(jìn)一步降低水分;e.用該工藝選出的灰分低于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%或低于1.0%的超低灰精煤作為制造活性炭、替代進(jìn)口的石油焦制造電極、制造作為填料的碳黑、作為其它炭素材料的原料或制備成替代重柴油的精細(xì)水煤漿;g.用該工藝從劣質(zhì)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(quán)利要求1所述的分選工藝,其特征是當(dāng)原料煤的粒度大于2毫米時(shí),超細(xì)磨前包括細(xì)碎環(huán)節(jié);
      3.按照權(quán)利要求1所述的分選工藝,其特征是原料煤經(jīng)超細(xì)磨的粒度以其中的有機(jī)可燃體與無機(jī)礦物質(zhì)充分解離為準(zhǔn),其磨后的平均粒度D[4.3]的范圍是4-100微米;
      4.按照權(quán)利要求1所述的分選工藝,其特征是精煤形成絮團(tuán)時(shí)要對(duì)煤漿施以高剪切攪拌,并加入經(jīng)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(quán)利要求1和4所述的分選工藝,其特征是為減少精選環(huán)節(jié)和提高分選精度,用電解質(zhì)或高聚物對(duì)高灰尾煤進(jìn)行絮凝,電解質(zhì)或高聚物的用量是每噸原料煤0毫克-500毫克;
      6.按照權(quán)利要求1所述的分選工藝,其特征是在絮團(tuán)形成過程中用分散劑進(jìn)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(quán)利要求1所述的分選工藝,其特征是上述絮凝劑、分散劑和抑制劑的加藥地點(diǎn)在磨機(jī)中或絮團(tuán)發(fā)生器中;
      8.按照權(quán)利要求1所述的分選工藝,其特征是用泡沫浮選分選精煤絮團(tuán),根據(jù)對(duì)最終精煤灰分的要求不同,要設(shè)置不同次數(shù)的精選環(huán)節(jié);
      9.按照權(quán)利要求1所述的分選工藝,其特征是當(dāng)分選灰分低于6%的精煤時(shí),用常規(guī)的重力選預(yù)先選出原煤中灰分低于6%的精煤和排除高灰的純矸,其中間產(chǎn)物用該工藝分選出灰分低于6%的低灰精煤,由此選出的低灰精煤再與預(yù)選的低灰精煤混合作為最終精煤;
      10.按照權(quán)利要求1所述的分選工藝,其特征是選出的灰分低于6%、硫分低于1.0%的精煤作為冶金焦或鑄造焦的原料;
      11.按照權(quán)利要求1所述的分選工藝,其特征是選出的灰分低于1.0%的超低灰煤用于制備高檔活性炭、替代進(jìn)口的石油焦制造電極、制備代替重柴油的精細(xì)水煤漿、作為高質(zhì)量填料代替碳黑或作為其它炭素行業(yè)的原料。
      全文摘要
      本發(fā)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(jī)礦物質(zhì)的嵌布粒度非常細(xì),用常規(guī)的選煤方法不可能選得低灰精煤。該工藝首先用節(jié)能的攪拌超細(xì)磨機(jī)把原料煤深度粉碎至其中的有機(jī)可燃體與無機(jī)礦物質(zhì)充分解離,再通過乳化的非極性油和絮團(tuán)發(fā)生器中高剪切攪拌的作用使煤漿中解離后的低灰低硫精煤顆粒結(jié)成絮團(tuán),然后用泡沫浮選把該絮團(tuán)分選出來,分選出的精煤絮團(tuán)用壓濾機(jī)和成型熱力干燥脫水。最終得出低灰低硫的精煤產(chǎn)品,工藝流程見附圖。
      文檔編號(hào)B03D1/02GK1181996SQ9711658
      公開日1998年5月20日 申請(qǐng)日期1997年9月17日 優(yōu)先權(quán)日1997年9月17日
      發(fā)明者王祖訥, 朱書全, 楊巧文, 姜季云, 傅曉恒, 孫宗岳, 張文富, 許澤勝, 任守政, 王新國, 王受路 申請(qǐng)人:中國礦業(yè)大學(xué)北京研究生部
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