[发明专利]一种含有纳米粒子的煤泥浮选捕收剂及制备方法

说明书

本发明公开了一种含有纳米粒子的煤泥浮选捕收剂，由以下质量百分比的物质组成：烃类油95％‑99％，纳米粉体材料1％‑5％。其中烃类油是煤油、轻柴油的一种或多种，轻柴油选自10号轻柴油、0号轻柴油、‑10号轻柴油、‑20号轻柴油和‑35号轻柴油；纳米粉体材料是疏水性的纳米粒子粉末。将本发明的捕收剂应用于煤泥浮选中，烃类油在煤粒表面铺展形成疏水油膜，疏水纳米粒子粘附在疏水油膜上形成微/钠米粗糙结构，两者协同强化煤粒的表面疏水性，提高浮选指标，降低捕收剂用量。本发明的捕收剂制备方法具有工艺简单、操作简便和易于控制等优点。

技术领域

本发明属于矿物浮选技术领域，涉及一种捕收剂制备方法，具体涉及一种含有纳米粒子的煤泥浮选捕收剂及制备方法。

背景技术

煤炭作为我国的主体能源，在一次能源结构中占70％左右，在支持我国工业快速发展的同时，带来了环境和资源方面的一系列问题。随着煤田地质条件的恶化、采煤机械化程度的提高和重介旋流器分选工艺的大量引入，原煤中煤泥含量越来越高，通常煤泥约占原煤入选量的10％-30％。浮选是提高煤泥利用效率、减少环境污染最有效的方法之一。

煤泥浮选是利用煤和矸石表面疏水性的差异将煤与杂质分开，在该过程中通常要加入捕收剂增强煤表面的疏水性，使其牢固地粘附在气泡表面形成矿化气泡沫，进而与亲水的矸石等杂质分离，从而达到分选的目的。煤用捕收剂多为煤油、轻柴油、燃料油等，这些烃类油的疏水性较强，在水中的溶解性较差，导致捕收剂的利用率较低、药耗较高。为解决上述问题，许多学者开发了新型乳化捕收剂，如中国专利公布号CN101982241A公开了一种乳化柴油捕收剂及其制备方法，中国专利公布号CN103056033A公开了一种煤泥微乳化捕收剂及其制备方法。近年来，复合浮选药剂也成为煤用捕收剂研究的新方向，涌现出GF、MB、MC和MZ等复合浮选药剂，中国专利公布号CN104525385B公开了一种选煤捕收剂及其制备方法。

固体表面的疏水性由其化学组成和微观几何结构共同决定，所以可以采取改变表面化学成分或者微观几何结构的方式来进行固体表面疏水性的控制。从控制疏水性的方式来看，烃类油、乳化捕收剂和复合浮选药剂等煤泥浮选捕收剂，均是通过在煤表面形成疏水油膜控制疏水性，属于化学疏水。表面自由能越低，其疏水性越强。由于表面能是材料的固有特征，具有最低表面能的光滑固体表面与水的接触角也只有119°，所以只有改变表面微结构才可以得到更好的疏水效果。在固体超疏水表面领域，研究人员通过同时控制固体表面的化学组成和微观几何结构来获取超疏水表面。自然界中荷叶的超疏水性质(“荷叶效应”)就归因于其表面低表面能蜡状物质与微/纳米粗糙结构的共同作用。由此得到启示，如果能在常规煤泥浮选捕收剂形成的疏水油膜上加入微/纳米粗糙结构，将有利于进一步强化煤表面疏水性，提高捕收剂的性能。目前，关于通过构筑微/纳米粗糙结构来改善煤泥浮选捕收剂性能的研究还尚未有报道。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种含有纳米粒子的煤泥浮选捕收剂及制备方法，能够有效强化煤粒的表面疏水性，提高浮选指标，降低捕收剂用量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种含有纳米粒子的煤泥浮选捕收剂，由以下质量百分比的物质组成：烃类油95％-99％，纳米粉体材料1％-5％。

所述烃类油是煤油、轻柴油的一种或多种。

所述轻柴油选自下述至少一种：10号轻柴油、0号轻柴油、-10号轻柴油、-20号轻柴油和-35号轻柴油。

所述纳米粉体材料是疏水性的纳米粒子粉末。

所述纳米粉体材料的粒度为1-100nm。

所述纳米粉体材料的接触角大于90°。