一种从含煤铸造除尘灰中浮选煤的方法与流程

本发明属于固废资源化回收处理技术领域，特别涉及一种从含煤铸造除尘灰中浮选煤的方法。

背景技术：

含煤铸造除尘灰是金属铸造件在铸造过程中产生的，由集尘器收集的灰尘。目前对含煤铸造除尘灰的处理方法主要为废弃、填埋或掺烧，含煤铸造除尘灰中可利用的煤炭资源被大量浪费。含煤铸造除尘灰中含有煤颗粒，在铸造过程中，高温将煤颗粒表面沾附的黏土矿物形成钙矾石，使得煤颗粒被钙矾石包裹，无法由常规浮选从含煤铸造除尘灰中得到灰分低的精煤。

中国专利申请cn111420809a公开了一种铸造除尘灰粉的浮选分离方法，通过先进行预处理，然后进行两次浮选和过滤处理，完成对煤粉和铝硅酸盐类物质的分离，实现了铸造除尘灰的资源再利用，但该方法含煤铸造除尘灰中煤颗粒解离不充分，灰分低的精煤产率低。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种从含煤铸造除尘灰中浮选煤的方法，采用本发明提供的方法得到的精煤灰分低且产率高，有效提高了含煤铸造除尘灰的煤炭资源再利用率。

为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种从含煤铸造除尘灰中浮选煤的方法，包括以下步骤：

将含煤铸造除尘灰进行磨矿处理，得到磨矿粉；

将所述磨矿粉和水混合，得到矿浆；

将所述矿浆进行粗选，得到粗选精煤；

将所述粗选精煤依次进行第一精选和第二精选，得到精煤，所述精煤的灰分≤14wt.％。

优选的，所述磨矿粉中煤颗粒的解离度≥75％。

优选的，所述磨矿粉中目数大于等于200目的物料占比≥90wt.％。

优选的，所述矿浆的浓度为10～15wt.％。

优选的，所述粗选和第一精选中选矿体系的ph值独立地为8.2～8.5。

优选的，所述粗选的药剂包括六偏磷酸钠、水玻璃、非极性油和仲辛醇。

优选的，所述第一精选的药剂包括六偏磷酸钠、水玻璃、非极性油和仲辛醇。

优选的，所述第二精选的药剂包括六偏磷酸钠、水玻璃、非极性油和仲辛醇。

优选的，所述第一精选得到第一精选精煤和第一精选尾煤，所述第一精选尾煤返回进行粗选；

所述第二精选得到精煤和第二精选尾煤，所述第二精选尾煤返回进行第一精选。

本发明提供了一种从含煤铸造除尘灰中浮选煤的方法，包括以下步骤：将含煤铸造除尘灰进行磨矿处理，得到磨矿粉；将所述磨矿粉和水混合，得到矿浆；将所述矿浆进行粗选，得到粗选精煤；将所述粗选精煤依次进行第一精选和第二精选，得到精煤，所述精煤的灰分≤14wt.％。本发明采用磨矿的方式达到剥离掉含煤铸造除尘灰中煤颗粒表面的钙矾石的目的，使煤颗粒与脉石矿物单体分离，有利于提高含煤铸造除尘灰中煤颗粒和脉石矿物的分离程度，提高煤颗粒的浮选效果，进而提高含煤铸造除尘灰的精煤产率、降低精煤灰分；依次进行的粗选、第一浮选和第二浮选，有利于将煤颗粒从含煤铸造除尘灰中浮选出来。

实施例测试结果表明，采用本发明提供的方法从含煤铸造除尘灰中进行煤的浮选，所得的精煤的灰分≤14wt.％，产率≥12wt.％；尾煤的灰分≥63wt.％。

附图说明

图1为本发明提供给的从含煤铸造除尘灰中浮选煤的方法的工艺流程图。

具体实施方式

本发明提供了一种从含煤铸造除尘灰中浮选煤的方法，包括以下步骤：

将含煤铸造除尘灰进行磨矿处理，得到磨矿粉；

将所述磨矿粉和水混合，得到矿浆；

将所述矿浆进行粗选，得到粗选精煤；

将所述粗选精煤依次进行第一精选和第二精选，得到精煤，所述精煤的灰分≤14wt.％。

图1为本发明提供给的从含煤铸造除尘灰中浮选煤的方法的工艺流程图，下面结合图1对本申请提供的从含煤铸造除尘灰中浮选煤的方法进行详细说明。

本发明将含煤铸造除尘灰进行磨矿处理，得到磨矿粉。

在本发明中，所述含煤铸造除尘灰的来源优选为金属铸件铸造过程中集尘器收集的灰尘。在本发明中，所述含煤铸造除尘灰的粒径优选为≤180μm，更优选为≤100μm。在本发明中，所述磨矿粉中煤颗粒的解离度优选≥75％，更优选≥80％。在本发明中，所述煤颗粒的解离度指单体煤颗粒与煤颗粒表面矿物的解离程度，以单体煤颗粒占含煤铸造除尘灰质量的百分比表示。在本发明中，所述磨矿粉中目数大于等于200目的物料占比优选≥90wt.％，更优选≥92wt.％。本发明对所述磨矿没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的磨矿即可。

得到磨矿粉后，本发明将所述磨矿粉和水混合，得到矿浆。

在本发明中，所述矿浆的浓度优选为10～15wt.％，更优选为11～14wt.％。本发明对所述磨矿粉和水的混合没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的混合即可，具体的，如搅拌。

得到矿浆后，本发明将所述矿浆进行粗选，将所得的粗选精煤依次进行第一精选和第二精选，得到精煤。

得到矿浆后，本发明将所述矿浆进行粗选，得到粗选精煤和尾煤。

在本发明中，所述粗选优选为将所述矿浆、ph值调节剂、第一分散剂和第一抑制剂混合，将所得混合物料送入浮选设备后加入第一捕收剂和第一起泡剂，进行粗浮选。在本发明中，所述粗选的药剂包括六偏磷酸钠、水玻璃、非极性油和仲辛醇，其中，六偏磷酸钠为第一分散剂，水玻璃为第一抑制剂，非极性油为第一捕收剂，仲辛醇为第一起泡剂。

在本发明中，所述ph值调节剂优选为氧化钙。本发明对所述ph值调节剂的用量没有特殊限定，以保证进行粗选的体系的ph值为准。在本发明中，所述粗选中选矿体系的ph值优选为8.2～8.5，更优选为8.3～8.4。在本发明中，所述第一分散剂优选为六偏磷酸钠。在本发明中，所述第一分散剂相对于磨矿粉的用量优选2.3～2.5kg/t，更优选为2.35～2.45kg/t，最优选为2.4kg/t。在本发明中，所述第一抑制剂优选为水玻璃。在本发明中，所述第一抑制剂相对于磨矿粉的用量优选为2.4～2.6kg/t，更优选为2.45～2.55kg/t，最优选为2.5kg/t。在本发明中，所述第一捕收剂优选为非极性油，更优选为柴油。在本发明中，所述第一捕收剂相对于磨矿粉的用量优选为3.0～5.0kg/t，更优选为3.5～4.5kt/t，最优选为4.0kg/t。在本发明中，所述第一起泡剂优选为仲辛醇。在本发明中，所述第一起泡剂相对于磨矿粉的用量优选为0.7～0.9kg/t，更优选为0.75～0.85kg/t，最优选为0.8kg/t。

在本发明中，所述浮选设备优选为浮选机。在本发明中，所述粗浮选中浮选机的叶轮转速优选为1600～2000rpm，更优选为1700～1900rpm。

在本发明中，所述粗浮选的时间优选为2～5min，更优选为3～4min。

在本发明中，所述粗浮选中充气量优选为0.22～0.28m³/m²·min，更优选为0.23～0.27m³/m²·min。

本发明优选将所述粗选后得到粗选尾矿进行固液分离，得到固态的尾煤和液态的回用水。在本发明中，所述固液分离优选为过滤。

得到粗选精煤后，本发明将所述粗选精煤进行第一精选，得到第一精选精煤和第一精选尾煤。

在本发明中，所述第一精选优选为将粗选精煤、ph值调节剂、第二分散剂和第二抑制剂混合，将所得混合物料送入浮选设备后加入第二捕收剂和第二起泡剂，进行第一精浮选。在本发明中，所述第一精选的药剂包括六偏磷酸钠、水玻璃、非极性油和仲辛醇，其中，六偏磷酸钠为第二分散剂，水玻璃为第二抑制剂，非极性油为第二捕收剂，仲辛醇为第二起泡剂。

在本发明中，所述ph值调节剂优选为氧化钙。本发明对所述ph值调节剂的用量没有特殊限定，以保证进行第一精选的体系的ph值为准。在本发明中，所述第一精选中选矿体系的ph值优选为8.2～8.5，更优选为8.3～8.4。在本发明中，所述第二分散剂优选为六偏磷酸钠。在本发明中，所述第二分散剂相对于磨矿粉的用量优选为1.3～1.5kg/t，更优选为1.35～1.45kg/t，最优选为1.4kg/t。在本发明中，所述第二抑制剂优选为水玻璃。在本发明中，所述第二抑制剂相对于磨矿粉的用量优选为1.4～1.6kg/t，更优选为1.45～1.55kg/t，最优选为1.5kg/t。在本发明中，所述第二捕收剂优选为非极性油，更优选为柴油。在本发明中，所述第二捕收剂相对于磨矿粉的用量优选为1.8～2.2kg/t，更优选为1.85～2.15kg/t，最优选为2.0kg/t。在本发明中，所述第二起泡剂优选为仲辛醇。在本发明中，所述第二起泡剂相对于磨矿粉的用量优选为0.3～0.5kg/t，更优选为0.35～0.45kg/t，最优选为0.4kg/t。

在本发明中，所述浮选设备优选为浮选机。在本发明中，所述第一精浮选中浮选机的叶轮转速优选为1600～2000rpm，更优选为1700～1900rpm。

在本发明中，所述第一精浮选的时间优选为2～5min，更优选为3～4min。所述第一精浮选中充气量优选为0.22～0.28m³/m²·min，更优选为0.23～0.27m³/m²·min。在本发明中，所述第一精选尾煤优选返回进行所述粗选。

得到第一精选精煤后，本发明将所述第一精选精煤进行第二精选，得到精煤和第二精选尾煤。

在本发明中，所述第二精选优选为将第一精选精煤和第三分散剂混合，将所得混合物料送入浮选设备后加入第三捕收剂和第三起泡剂，进行第二精浮选。在本发明中，所述第二精选的药剂包括六偏磷酸钠、水玻璃、非极性油和仲辛醇，其中，六偏磷酸钠为第三分散剂，水玻璃为第三抑制剂，非极性油为第三捕收剂，仲辛醇为第三起泡剂。

在本发明中，所述第三分散剂优选为六偏磷酸钠。在本发明中，所述第三分散剂相对于磨矿粉的用量优选为0.4～0.6kg/t，更优选为0.45～0.55kg/t，最优选为0.5kg/t。在本发明中，所述第三捕收剂优选为非极性油，更优选为柴油。在本发明中，所述第三捕收剂相对于磨矿粉的用量优选为0.4～0.6kg/t，更优选为0.45～0.55kg/t，最优选为0.5kg/t。在本发明中，所述第三起泡剂优选为仲辛醇。在本发明中，所述第三起泡剂相对于磨矿粉的用量优选为0.09～0.11kg/t，更优选为0.095～0.105kg/t，最优选为0.1kg/t。

在本发明中，所述浮选设备优选为浮选机。在本发明中，所述第二精浮选中浮选机的叶轮转速优选为1600～2000rpm，更优选为1700～1900rpm。

在本发明中，所述第二精浮选的时间优选为2～5min，更优选为3～4min。在本发明中，所述第二精浮选中充气量优选为0.22～0.28m³/m²·min，更优选为0.23～0.27m³/m²·min。在本发明中，所述第二精选得到的第二精选尾煤优选返回进行所述第一精选。

在本发明中，所述第二精选得到固液混合形式的精矿，本发明优选将所述固液混合形式的精矿进行固液分离，得到固态形态的滤饼和液态的回水。本发明对所述固液分离没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的固液分离即可，具体的，如过滤。本发明优选将所述滤饼干燥，得到所述精煤；本发明对所述干燥没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的干燥即可。

在本发明中，所述精煤的灰分≤14wt.％，优选≤13.7wt.％。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种从含煤铸造除尘灰中浮选煤的方法进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

将灰分为57.63％的含煤铸造除尘灰进行磨矿处理，至含煤铸造除尘灰中煤颗粒的解离度≥75％，得到粒径小于等于200目的物料占比≥90wt.％的磨矿粉；

将所述磨矿粉和水混合，得到浓度为11wt.％的矿浆；

将所述矿浆、ph值调节剂、第一分散剂和第一抑制剂混合，将所得混合物料送入浮选设备后加入第一捕收剂和第一起泡剂，进行粗浮选，得到粗选精煤和粗选尾矿，其中，浮选的充气量为0.25m³/m²·min，浮选机的叶轮转速为1800rpm，ph值调节剂为氧化钙，以保证进行粗选的体系的ph值为8.2～8.5为准；第一分散剂为六偏磷酸钠，相对于磨矿粉的用量为2.4kg/t；第一抑制剂为水玻璃，相对于磨矿粉的用量为2.5kg/t；第一捕收剂为柴油，相对于磨矿粉的用量为4.0kg/t；第一起泡剂为仲辛醇，相对于磨矿粉的用量为0.8kg/t；粗浮选的时间为4min；将粗选尾矿进行过滤，得到尾煤和回水；

将所得的粗选精煤、ph值调节剂、第二分散剂和第二抑制剂混合，将所得混合物料送入浮选设备后加入第二捕收剂和第二起泡剂，进行第一精浮选，得到第一精选精煤和第一精选尾煤，其中，浮选的充气量为0.25m³/m²·min，浮选机的叶轮转速为1800rpm，ph值调节剂为氧化钙，以保证进行第一精选的体系的ph值为8.2～8.5为准；第二分散剂为六偏磷酸钠，相对于磨矿粉的用量为1.4kg/t；第二抑制剂为水玻璃，相对于磨矿粉的用量为1.5kg/t；第二捕收剂为柴油，相对于磨矿粉的用量为2.0kg/t；第二起泡剂为仲辛醇，相对于磨矿粉的用量为0.4kg/t；第一精浮选的时间为4min；所得第一精选尾煤返回进行所述粗选；

将所得第一精选精煤和第三分散剂混合，将所得混合物料送入浮选设备后加入第三捕收剂和第三起泡剂，进行第二精浮选，得到固液混合形式的精矿和第二精选尾煤，其中，浮选的充气量为0.25m³/m²·min，浮选机的叶轮转速为1800rpm，第三分散剂为六偏磷酸钠，相对于磨矿粉的用量为0.5kg/t；第三捕收剂为柴油，相对于磨矿粉的用量为0.5kg/t；第三起泡剂为仲辛醇，相对于磨矿粉的用量为0.1kg/t；第二精浮选的时间为3min；所得第二精选尾煤返回进行所述第一精选；将固液混合形式的精矿进行过滤，将所得滤饼干燥，得到精煤，所述过滤还得到回水。

本实施例中，所得精煤灰分为13.67％，产率为12.11％；尾煤灰分为63.69％，产率为87.89％。

对比例1

将灰分为57.40％的含煤铸造除尘灰调浆，得到浓度为11wt.％的矿浆；

将所述矿浆、ph值调节剂、第一分散剂和第一抑制剂混合，将所得混合物料送入浮选设备后加入第一捕收剂和第一起泡剂，进行粗浮选，得到粗选精煤和粗选尾矿，其中，浮选的充气量为0.25m³/m²·min，浮选机的叶轮转速为1800rpm，ph值调节剂为氧化钙，以保证进行粗选的体系的ph值为8.2～8.5为准；第一分散剂为六偏磷酸钠，相对于磨矿粉的用量为2.4kg/t；第一抑制剂为水玻璃，相对于磨矿粉的用量为2.5kg/t；第一捕收剂为柴油，相对于磨矿粉的用量为4.0kg/t；第一起泡剂为仲辛醇，相对于磨矿粉的用量为0.8kg/t；粗浮选的时间为4min；将粗选尾矿进行过滤，得到尾煤和回水。

本对比例中，所得粗选精煤的灰分为41.91％；尾煤的灰分为67.15％。

对比例2

将灰分为57.54％的含煤铸造除尘灰进行磨矿处理，至含煤铸造除尘灰中煤颗粒的解离度≥75％，得到粒径小于等于200目的物料占比≥90wt.％的磨矿粉；

将所述磨矿粉和水混合，得到浓度为11wt.％的矿浆；

将所述矿浆、ph值调节剂、第一分散剂和第一抑制剂混合，将所得混合物料送入浮选设备后加入第一捕收剂和第一起泡剂，进行粗浮选，得到粗选精煤和粗选尾矿，其中，浮选的充气量为0.25m³/m²·min，浮选机的叶轮转速为1800rpm，ph值调节剂为氧化钙，以保证进行粗选的体系的ph值为8.2～8.5为准；第一分散剂为六偏磷酸钠，相对于磨矿粉的用量为2.4kg/t；第一抑制剂为水玻璃，相对于磨矿粉的用量为2.5kg/t；第一捕收剂为柴油，相对于磨矿粉的用量为4.0kg/t；第一起泡剂为仲辛醇，相对于磨矿粉的用量为0.8kg/t；粗浮选的时间为4min；将粗选尾矿进行过滤，得到尾煤和回水。

本对比例中，所得粗选精煤的灰分为39.82％，产率为54.37％；尾煤的灰分为78.65％，产率为45.63％。

对比例3

将灰分为57.36％的含煤铸造除尘灰进行磨矿处理，至含煤铸造除尘灰中煤颗粒的解离度≥75％，得到粒径小于等于200目的物料占比≥90wt.％的磨矿粉；

将所述磨矿粉和水混合，得到浓度为11wt.％的矿浆；

将所述矿浆、ph值调节剂、第一分散剂和第一抑制剂混合，将所得混合物料送入浮选设备后加入第一捕收剂和第一起泡剂，进行粗浮选，得到粗选精煤和粗选尾矿，其中，浮选的充气量为0.25m³/m²·min，浮选机的叶轮转速为1800rpm，ph值调节剂为氧化钙，以保证进行粗选的体系的ph值为8.2～8.5为准；第一分散剂为六偏磷酸钠，相对于磨矿粉的用量为2.4kg/t；第一抑制剂为水玻璃，相对于磨矿粉的用量为2.5kg/t；第一捕收剂为柴油，相对于磨矿粉的用量为4.0kg/t；第一起泡剂为仲辛醇，相对于磨矿粉的用量为0.8kg/t；粗浮选的时间为4min；将粗选尾矿进行过滤，得到尾煤和回水；

将所得的粗选精煤、ph值调节剂、第二分散剂和第二抑制剂混合，将所得混合物料送入浮选设备后加入第二捕收剂和第二起泡剂，进行第一精浮选，得到第一精选精煤和第一精选尾煤，其中，浮选的充气量为0.25m³/m²·min，浮选机的叶轮转速为1800rpm，ph值调节剂为氧化钙，以保证进行第一精选的体系的ph值为8.2～8.5为准；第二分散剂为六偏磷酸钠，相对于磨矿粉的用量为1.4kg/t；第二抑制剂为水玻璃，相对于磨矿粉的用量为1.5kg/t；第二捕收剂为柴油，相对于磨矿粉的用量为2.0kg/t；第二起泡剂为仲辛醇，相对于磨矿粉的用量为0.4kg/t；第一精浮选的时间为4min；所得第一精选尾煤返回进行所述粗选。

本对比例中，所得第一精选精煤的灰分为14.89％，产率为15.13％；尾煤的灰分为64.93％，产率为84.87％。

对比例4

采用高速机械剪切搅拌擦洗机将灰分为57.63％的含煤铸造除尘灰进行机械擦洗，本实验使用decca-实验室高速搅拌机1500w+变频，机械擦洗的条件为：矿浆ph值为7.8，矿浆浓度为11wt.％，擦洗机械搅拌转速为5500rpm，擦洗时间为30min；除将磨矿处理替换为机械擦洗外，其余技术手段与实施例1相同，得到精煤和尾煤。

本对比例中，所得精煤灰分为14.96％，产率为5.67％；尾煤灰分为60.19％，产率为94.33％。

对比例5

将灰分为57.89％的含煤铸造除尘灰进行磨矿处理，粗选、第一精选和第二精选的浮选体系中不加入ph值调节剂、分散剂和抑制剂，其余技术手段与实施例1相同，得到精煤和尾煤。

本对比例中，所得精煤灰分为13.78％，产率为8.15％；尾煤灰分为61.80％，产率为91.85％。

由实施例1和对比例1～5可见，采用本发明提供的方法从含煤铸造除尘灰中进行煤的浮选，可以更好的实现煤粉和铝硅酸盐类物质的分离，所得的精煤的灰分≤14wt.％，产率≥12％；尾煤的灰分≥63wt.％，说明本发明提供的方法得到的精煤灰分低且产率高，有效提高了含煤铸造除尘灰的煤炭资源再利用率，具有极高的经济价值和环境保护效益。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。