烃油是煤炭及具有良好天然可浮性的非极性矿物(辉钼矿、石墨及滑石等)分选最重要的捕收剂,其应用范围十分广泛。但在使用过程中,烃油普遍存在着分散性差的问题,从而导致捕收剂用量大、成本高、浮选效果差等缺陷。本项目拟从不同结构烃油捕收剂捕收能力变化规律的研究入手,阐明烃油捕收剂的结构-性能关系,构建烃油捕收剂结构-性能关系模型,分析确定烃油捕收剂合理的分子结构,在此基础上,针对结构合理的烃油捕收剂提出适宜的微乳化方法,改善烃油捕收剂的分散性,进而通过试验研究查明微乳化烃油捕收剂的浮选性能,揭示微乳化烃油捕收剂的浮选作用机理。本项目旨在通过微乳化烃油捕收剂的研究,丰富烃油捕收剂开发的基础理论,为微乳化烃油捕收剂的研制提供理论依据,促进我国煤炭及其他非极性矿物资源的高效开发利用。
Microemulsion;Hydrocarbon oils;Collector;Flotation;
烃油捕收剂是煤泥以及辉钼矿、石墨等非极性矿物浮选时的捕收剂,其使用量约占浮选药剂消耗量的一半左右。但由于烃油的化学性质不活泼,与偶极水分子基本不发生作用,导致其在水中分散性差,只能以较大“油滴”形式存在,不仅降低了捕收剂的浮选效率,而且增加了药耗,随着石油产品价格的攀升,成为企业日益沉重的负担。本研究采用自制的主表面活性剂——OPES,制备出烃油微乳捕收剂MEOC;通过钼矿浮选试验和煤泥浮选试验考察了MEOC的浮选性能,进而,利用接触角、润湿热、红外光谱等手段,揭示了微乳化烃油捕收剂的浮选作用机理。首先,对基础烃油进行了筛选,通过钼矿选矿试验确定200℃~260℃馏程的烃油分选效果最佳,因此,选择处于该馏程范围内的柴油作为微乳化基础油其次,OP-10、Tween80、Tween 60、TX-100四种非离子表面活性剂的微乳初步筛选试验表明,OP-10具有较强的微乳化能力,但考虑到OP-10的毒性,采用氨基磺酸法对OP-10进行改性,在OP-10氨基磺酸;催化剂(尿素)=11.150.11(w/w/w)、反应温度为130℃、反应时间为60min的条件下,合成了性能优良的OPES作为烃油微乳捕收剂的主表面活性剂,OPES的CMC值为0.0013%,比OP-10低67.5%。在此基础上,采用MEOC制备了烃油微乳捕收剂,配方为柴油OPES正戊醇水=52.52.54(w/w/w/w),MEOC为O/W型微乳液,油滴的平均粒径为57.95nm。然后,采用MEOC作为捕收剂分别进行了钼矿和煤泥浮选试验。钼矿浮选试验表明,在磨矿细度为-0.074mm(-200目)含量63%时,采用一粗四精两扫-粗精矿脱药的工艺流程,可以获得钼精矿品位45.12%、回收率78.33%的浮选指标,与柴油相比,在钼精矿品位相当的情况下,钼精矿回收率提高了1.1%;而且柴油用量可以节约50%左右,2#油用量可以节约20%左右。煤泥浮选试验表明,MEOC可以获得精煤产率59.83%、灰分10.32%、可燃体回收率78.77%、完善度59.04%的指标,与柴油相比,精煤产率提高了4.51%、可燃体回收率提高了6.54%,但精煤灰分高0.50%,完善度指标提高了2.85%;而且柴油用量可以节约70%左右,2#油用量可以节约28%左右。最后,通过MEOC煤泥浮选机理研究可知,MEOC