本發(fā)明屬于煤炭分選技術(shù)及濕法冶煉，具體涉及一種低品質(zhì)煤礦活化提質(zhì)降灰的選煤工藝與方法。

背景技術(shù)：

1、煤炭中的灰分主要由礦物質(zhì)組成，是煤燃燒后的不可燃殘渣，對煤炭品質(zhì)及利用效率具有顯著負面影響。高灰分不僅導(dǎo)致煤炭發(fā)熱量降低、燃燒過程中易結(jié)渣及設(shè)備磨損加劇，還會增加煉焦工藝中焦炭灰分含量，進而影響高爐生產(chǎn)效率。此外，高灰分煤炭在運輸和利用過程中產(chǎn)生大量無效負荷，進一步加劇能源浪費與運輸壓力。傳統(tǒng)選煤技術(shù)以重選為主，依賴煤與脈石的密度差異實現(xiàn)分選，但對高灰煤(尤其是無煙煤)處理效果有限，難以有效解離微細嵌布礦物質(zhì)與有機質(zhì)的連生體，導(dǎo)致精煤灰分仍居高不下，難以大規(guī)模應(yīng)用于低附加值煤炭資源提質(zhì)。

2、現(xiàn)有分選技術(shù)如重介質(zhì)選煤對原煤品質(zhì)要求較高，難以適應(yīng)高灰煤的復(fù)雜礦物組成；常規(guī)浮選工藝雖可通過藥劑吸附實現(xiàn)部分分選，但受限于煤表面疏水性差異小、藥劑選擇性不足等問題，精煤產(chǎn)率低且灰分波動較大。此外，濕法冶金技術(shù)雖能深度脫灰，卻存在能耗高、廢水處理困難等缺陷，難以兼顧經(jīng)濟性與環(huán)保性。針對上述問題，亟需開發(fā)一種高效、低成本的選煤工藝，通過物理-化學協(xié)同作用實現(xiàn)低品質(zhì)高灰煤的深度脫灰與品質(zhì)提升，同時保障工藝的工業(yè)可行性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種低品質(zhì)煤礦活化提質(zhì)降灰的選煤工藝與方法，采用破碎-磨礦-浮選粗選-加溫活化-浮選精選的集成工藝處理高灰低品質(zhì)無煙煤，提升浮選選擇性，實現(xiàn)高灰低品質(zhì)無煙煤的有價成分高回收率回收。

2、為實現(xiàn)上述目的，以下為本發(fā)明的技術(shù)方案：

3、本發(fā)明提供一種低品質(zhì)煤礦活化提質(zhì)降灰的選煤工藝與方法，包括以下步驟：

4、s1.將高灰低品質(zhì)無煙煤破碎并過篩，得到破碎產(chǎn)品；

5、s2.將破碎產(chǎn)品進行二段一閉路磨礦，得到磨礦產(chǎn)品；

6、s3.將球磨產(chǎn)品進行浮選粗選與掃選，得到浮選精礦；

7、s4.將浮選精礦進行洗滌，再進行加溫活化，過濾脫水得到活化精煤；

8、s5.對活化精煤進行浮選精選，得到精煤產(chǎn)品。

9、進一步的，所述步驟s1中，對高灰低品質(zhì)無煙煤進行三段破碎，包括粗碎、中碎和細碎，過篩得到的破碎產(chǎn)品粒徑小于3mm，粒徑大于3mm的返回細碎步驟。

10、進一步的，所述步驟s2中，所述兩段一閉路磨礦為粗磨和細磨；磨礦為濕式球磨；助磨劑為碳酸鈉或六偏磷酸鈉，用量為400～600g/t；磨礦介質(zhì)為鋼球或陶瓷球，磨礦濃度為60％～70％，磨至-0.074mm占比90～95％，-0.044mm占比70～75％。

11、進一步的，步驟s3中，磨礦產(chǎn)品經(jīng)過粗選得到粗選精礦和粗選尾礦；粗選尾礦再經(jīng)過掃選得到掃選精礦和掃選尾礦；掃選尾礦作為尾礦處理，掃選精礦與粗選精礦合并作為浮選精礦。

12、進一步的，步驟s3中，所述粗選中，礦漿濃度為8～12％，粗選的ph范圍為8～9，ph調(diào)整劑為碳酸鈉；粗選使用的分散劑為碳酸鈉或六偏磷酸鈉，使用量為1500～2500g/t；粗選使用的抑制劑為氟硅酸鈉或硅酸鈉，使用量為2500～3500g/t；粗選使用的捕收劑為柴油與高效組合捕收劑的組合，捕收劑總用量為800～1200g/t；粗選使用的起泡劑為甲基異丁基甲醇，使用量為300～500g/t；加藥順序為ph調(diào)整劑、分散劑、抑制劑、捕收劑、起泡劑，其中每種藥劑加藥攪拌3～5分鐘，刮泡時間3～4分鐘；

13、高效組合捕收劑成分及比例為：植物油：乳化劑＝(98-99)：(1-2)，其中植物油為椰子油或花生油或棉籽油，乳化劑為椰油胺。

14、進一步地，步驟s3中，所述掃選中，礦漿濃度為8～12％，掃選的ph范圍為8～9；掃選使用的分散劑為碳酸鈉或六偏磷酸鈉，使用量為500～1500g/t；掃選使用的抑制劑為氟硅酸鈉或硅酸鈉，使用量為1000～2000g/t；掃選使用的捕收劑為柴油與高效組合捕收劑的組合，捕收劑總用量為200～300g/t；掃選使用的起泡劑為甲基異丁基甲醇，使用量為200～300g/t；加藥順序為分散劑、抑制劑、捕收劑、起泡劑，其中每種藥劑加藥攪拌3～5分鐘，刮泡時間3～4分鐘。

15、進一步的，步驟s4中，所述洗滌中，礦漿濃度為8-12％，洗滌劑為70-80％乙醇，洗滌溫度為常溫，洗滌時間為5-30分鐘，采用機械攪拌，攪拌轉(zhuǎn)速為200-300rpm。

16、進一步的，步驟s4中，所述加溫活化中，活化劑為氫氧化鈉，用量為8-12％，控制液固比在(2-4)：1，加溫溫度為100～150℃，加溫活化時長為1-2h。

17、進一步的，步驟s5中，所述浮選精選包括精選1和精選2；所述精選1和精選2均調(diào)整礦漿濃度為8-12％，ph范圍為8～9；

18、精選1分散劑為碳酸鈉或六偏磷酸鈉，分散劑用量為1500-3000g/t；抑制劑為氟硅酸鈉或硅酸鈉，抑制劑用量為2500-3500g/t；捕收劑為柴油和高效組合捕收劑的組合，捕收劑總用量為75-125g/t；起泡劑為甲基異丁基甲醇，起泡劑用量為75-125g/t；得到精選精煤1與精選中煤1，對精選精煤1進行精選2；

19、精選2分散劑為碳酸鈉或六偏磷酸鈉，分散劑用量為1500-3000g/t；抑制劑為氟硅酸鈉或硅酸鈉，抑制劑用量為2500-3500g/t；得到精選精煤2與浮選中煤2，浮選中煤2返回至精選1再選；精選精煤2作為精煤產(chǎn)品。

20、本發(fā)明的原理：

21、(1)根據(jù)無煙煤的物理構(gòu)造特征及其破碎研磨機制分析，煤質(zhì)與伴生脈石礦物間存在微細粒嵌布形態(tài)，需通過較長時間的粉碎處理才能使煤基質(zhì)與共生的脈石礦物充分解離。這種深度解離過程不僅能優(yōu)化后續(xù)浮選工序中藥劑對目標成分的選擇性吸附效能，同時，將煤炭物料充分細化還能為后續(xù)加溫活化創(chuàng)造更有利的條件；

22、(2)礦物學分析表明，煤質(zhì)灰分以硅酸鹽類礦物(石英、云母)為主體并伴生少量硫化礦物(如黃鐵礦)。從界面化學角度考察，煤炭基質(zhì)具有天然疏水特性，在浮選體系中呈現(xiàn)良好表面可浮性；而石英等硅酸鹽礦物則因強親水表面特性導(dǎo)致其浮游活性顯著受限?；谶@種表面潤濕性差異機制，浮選工藝能通過礦物-氣泡選擇性粘附作用，實現(xiàn)疏水性煤顆粒與親水性脈石礦物的高效分離；

23、(3)六偏磷酸鈉或碳酸鈉、硅酸鈉或氟硅酸鈉的協(xié)同使用，基于雙電層調(diào)控理論，該技術(shù)通過強化礦物顆粒表面電荷特性，使礦泥體系zeta電位負值顯著增大，從而在微細粒礦物間形成高強度同性電荷層間作用。這種電荷調(diào)控機制顯著提升了膠體穩(wěn)定性，通過建立高能壘靜電勢壘，有效抑制了微細顆粒的聚結(jié)傾向；

24、(4)基于界面化學理論，植物油捕收劑在煤炭浮選過程中展現(xiàn)出顯著的選擇性吸附特征。植物油捕收劑體系其分子結(jié)構(gòu)中的不飽和雙鍵數(shù)量與煤粒-氣泡復(fù)合體穩(wěn)定性呈正相關(guān)。研究表明，當特定組成的植物油與不飽和脂肪酸酯形成復(fù)合藥劑時，可通過π-π共軛效應(yīng)產(chǎn)生協(xié)同增效，這種分子構(gòu)型不僅能增強藥劑極性基團的定向排列，還可通過膠束化作用提升藥劑分子在礦漿體系中的分散度，進而顯著提高有效吸附碰撞概率。添加適量椰油胺作為輔助捕收劑，可借助氨基的配位作用強化藥劑在煤表面的化學吸附強度，通過構(gòu)建植物油-椰油胺復(fù)合藥劑體系，能夠?qū)崿F(xiàn)浮選選擇性與回收率的同步優(yōu)化；

25、(5)氫氧化鈉加溫活化核心原理在于高溫條件下，氫氧化鈉與煤中石英、黏土等礦物發(fā)生化學蝕刻作用，破壞硅氧四面體與鋁氧八面體的晶格結(jié)構(gòu)，生成可溶性硅酸鈉、鋁酸鈉及金屬羥基配合物，使包裹態(tài)灰分暴露并溶解于液相，經(jīng)后續(xù)洗滌過濾后顯著降低灰分含量，最終實現(xiàn)煤質(zhì)提純目標。

26、本發(fā)明的有益效果：

27、本發(fā)明先通過界面化學調(diào)控構(gòu)建多級浮選體系，利用礦物表面潤濕性差異實現(xiàn)微細顆粒高效分離。再采用復(fù)合捕收劑強化煤顆粒選擇性吸附，結(jié)合粗選-掃選聯(lián)合工藝提前脫除脈石礦物。最后通過活化劑加溫活化，配合中礦閉路循環(huán)系統(tǒng)提升資源利用率。整個流程基于常規(guī)選礦設(shè)備進行模塊化組合，通過調(diào)控工藝參數(shù)實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，兼具分離效能與工程可行性。