[发明专利]一种煤气化细渣的溶气浮选方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种浮选方法和设备，尤其涉及一种煤气化细渣的溶气浮选方法和设备。

背景技术

煤制甲醇、合成氨时，先要进行煤气化。在煤气化炉中，产生大量的飞灰。目前比较成熟的净化工艺是湿法除渣，使煤气化飞灰进入黑水。黑水经过二次或三次闪蒸浓缩后，进入沉降槽。在沉降槽中，悬浮物经絮凝下沉，而清水则上浮。沉降槽上层清水溢流而出，进入灰水系统；下层浊液进入过滤机，得到的滤饼，就是煤气化细渣。煤气化细渣，平均粒径一般在数微米到数十微米之间，属于微细粒。

对于微细颗粒的浮选，要求浮选过程产生的气泡也要比较微细。溶气浮选，是先将空气溶解在矿浆中，然后再析出产生气泡的工艺。溶气浮选析出的气泡初始直径通常为20-100μm，适合微细粒的浮选。

溶气浮选工艺常用的溶气方法有：

1)压气溶气

又称压缩空气溶气，主要由溶气风机或压缩机及专用混合器组成。这种方法溶气，就是采用扩散装置将空气扩散到矿浆中。常用的扩散器有多孔管、喷嘴(如文丘里喷嘴)、微孔扩散板等型式。

2)机械搅拌溶气

利用装在矿浆池内的机械叶轮搅动，使空气溶入矿浆中。叶轮可以装在池的表面、中间或底部，但以装在底部为好。这种装置通过叶轮的提水作用，使池内矿浆不断循环流动，不断更新气液接触面以增大吸气量。叶轮旋转时在周缘形成水跃，可有效地裹入空气。压气溶气和机械溶气两种方法也可联用，以提高溶气能力。

3)涡凹溶气

利用散气叶轮的高速转动，在水中形成一个真空区，空气管或液面上的空气被吸入水中，产生微气泡。

溶气浮选已广泛应用于废水处理。当用于矿石浮选时，存在三个问题：

1)浮选释放器容易堵塞，或者浮选液释放时产生扰动。除了减压阀和叶轮释放器，其它释放器都很容易堵塞。减压阀或叶轮释放，可以克服堵塞，但会在溶气浮选槽中造成较大的扰动，不利于分选。

2)尾砂不易排出。由于溶气浮选池中要求没有扰动，如果矿浆浓度大，将会导致尾砂沉积，逐渐堵塞，无法排除。

3)溶气浮选，溶气量有限，要求矿浆浓度低。

以上问题，限制了溶气浮选机在矿石浮选中的应用。

旋流微泡浮选柱，通过增大浮选柱高度，在浮选柱的上部，形成一个扰动小的浮选区；而在浮选柱的下部，形成旋流扰动，防止尾砂沉积堵塞。但是旋流微泡浮选柱溶气压力较低，溶气量较少，大部分的气泡实际上还是像机械搅拌浮选机一样，依靠气体分散在矿浆中而产生。因此旋流微泡浮选柱也存在微细气泡数量不足的问题。另外，旋流微泡浮选柱价格昂贵，成本较高。这也限制了它的广泛使用。

在煤泥浮选时发现：煤泥经过浸泡后，水和煤表面含氧官能团产生氢键结合，使煤炭表面发生氧化，亲水性加强，可浮性下降，浮选速率降低；同时，浸泡会使入料中的矿物质发生泥化，使细泥的夹带和罩盖现象增强，恶化浮选效果。

研究表明，采用活化处理，可以提高长期浸泡的煤泥的可浮性。如无机酸碱可以用于清洗煤泥中的炭表面的氧化物污染膜或粘附的矿泥。无机酸碱等活化剂能促进捕收剂与矿物发生作用，从而提高矿物的可浮性。

在浮选过程中，淀粉能够抑制赤铁矿等灰分，石灰水(氢氧化钙)可以抑制黄铁矿和磁黄铁矿，水玻璃、氟硅酸钠可以抑制石英和硅酸盐等，六偏磷酸钠可以抑制方解石。浮选中引入纤维素、木质素、丹宁和腐殖酸等，也可以抑制某些灰分。

煤炭浮选时，常用煤油、柴油作为捕收剂；用松节油、杂醇油等作为起泡剂。

目前的煤气化细渣浮选工艺中，没有针对煤气化细渣的微细粒和水浸特性采取相应措施。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题与不足，本发明的目的在于提供一种煤气化细渣的浮选方法和设备，解决煤气化细渣粒度微细、经过浸泡，难于浮选的问题。这可使煤气化细渣的浮选药剂消耗量降低，成本降低。

煤气化细渣难于浮选的原因和解决方案如下：

1)煤气化细渣含有50％以上的游离水，这相当于煤气化细渣一直浸泡在水中。因此，煤气化细渣是飞灰在水中长期浸泡的产物，必然受到强烈的水化作用。

煤气化细渣经过浸泡后，水和残炭表面含氧官能团产生氢键结合，使残炭表面发生氧化，亲水性加强，可浮性下降，浮选速率降低；同时，浸泡会使入料中的矿物质发生泥化，使细泥的夹带和罩盖现象增强，恶化浮选效果。