[发明专利]一种利用二氧化碳进行煤炭洗选的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种利用二氧化碳进行煤炭洗选的方法，属于煤炭资源利用技术领域。

背景技术

CO₂作为温室气体，在大气中的大量排放，会导致全球气候变暖，成为目前影响人类生存环境的重要问题之一。控制及减少CO₂的排放已经成为全球面临的巨大挑战。CCS(二氧化碳捕集与封存)技术被认为是未来规模化减少CO₂排放的有效技术手段，但是其存在高能耗和高成本的技术硬伤，目前大范围推广与应用CCS技术仍然存在较大的困难。而CCUS(二氧化碳捕集、利用与封存)技术可以将二氧化碳资源化利用，能产生经济效益，更具有现实操作性。

煤炭洗选是利用煤炭与其他矿物间的不同物理、物理-化学性质，除去原煤中的杂质，把它分成不同质量、规格的产品，以满足不同用户的要求。煤炭洗选的意义主要体现在几个方面：(1)去除或降低原煤中的杂质，降低灰分和硫分，进而减少煤燃烧对大气的污染。(2)把煤炭分成不同质量、规格的产品，分级利用以提高其利用效率。(3)排除煤炭中绝大部分矸石，减少无效运输，同时为综合利用煤矸石创造条件。

目前已有的煤炭洗选方法主要包括：跳汰选煤，重介质选煤，浮游选煤。其中，粒径大于0.5mm的原煤主要通过跳汰和重介质选煤技术进行分选，粒径小于0.5mm的原煤主要通过浮游选煤技术进行分选。因此，考虑到全粒径范围的原煤分选，各大洗煤厂通常使用跳汰-浮选，重介-浮选联合分选工艺分选原煤。

其中，跳汰选煤虽然近年来是煤炭分选的主要工艺之一，然而由于其分选效率较差，分选精度较低，逐渐被重介质选煤所代替。重介质选煤技术主要利用一定密度的重介质悬浮液作为分选介质，在重力场或离心力场中实现煤炭分选。其中，选择利用气固悬浮体(气体：空气，固体：磁铁矿)作为分选介质的重介质选煤技术，又称空气重介质流化床干法选煤技术，由于不使用水资源，在干旱缺水严寒地区，展现出了极大的应用优势。但是，对比利用水和磁铁矿组成的液固悬浮体作为分选介质，空气重介质干法选煤技术由于其分选介质密度相对较低，其分选效率还是相对较低。

目前，浮游选煤技术在多种细粒煤(粒径小于0.5mm)分选技术中，其分选效果最好。随着选煤厂原料煤中粉煤量越来越多，浮游选煤技术的应用越来越重要。但是，由于煤炭表面很容易氧化，氧化后煤炭表面的亲水性增强，憎水性减弱，不利于煤泥的浮选。原煤中氧化煤的含量越高，浮游选煤工艺的分选效率越低。

发明内容

本发明的目的是提供一种利用二氧化碳进行煤炭洗选的方法，本发明同时为化石能源燃烧或化学转化过程中排放的二氧化碳提供了资源化利用方法。

本发明所提供的一种利用二氧化碳进行煤炭洗选的方法，包括如下步骤：

将原料煤破碎成平均粒径小于80mm的颗粒原料煤，然后采用下述1)和/或2)的步骤进行煤炭洗选：

1)采用二氧化碳作为重介质进行流化床干法分选平均粒径为0.5mm～80mm的粗颗粒原料煤，即得到粗粒精煤产品和粗粒尾煤产品；

2)采用二氧化碳泡沫浮选平均粒径小于0.5mm的细颗粒原料煤，即得到细粒精煤产品和细粒尾煤产品。

上述的方法中，步骤1)中，所述重介质进行流化床干法分选包括如下步骤：

所述粗颗粒原料煤和加重质加入至重介质流化床干法分选装置中，二氧化碳气体从所述重介质流化床干法分选装置底部的气体分布器注入至所述重介质流化床干法分选装置，所述二氧化碳气体和所述加重质形成的重介质流化床对所述粗颗粒原料煤进行分选，位于上层的浮物即为粗粒精煤产品，位于下层的沉物即为粗粒尾煤产品。

上述的方法中，所述加重质可为铁矿粉，所述铁矿粉的平均粒径可为0.005mm～0.044mm。

上述的方法中，所述重介质进行流化床干法分选还包括对从所述重介质流化床干法分选装置上部排出的二氧化碳气体进行回收再利用的步骤。

所述重介质进行流化床干法分选中，二氧化碳气体的注入量和流化气速由加重质的性质和煤炭分选的要求决定，通常要求加重质能够均匀流化为基准。

上述的方法中，步骤2)中，所述二氧化碳泡沫浮选包括如下步骤：

将所述细颗粒原料煤与水加入搅拌槽中，进行矿浆调制得到矿浆；将捕收剂加入至所述矿浆中，并输送至浮选槽中，继续加入起泡剂；然后从所述浮选槽的底部通入二氧化碳气体，形成固/液/气三相混合的矿浆，进而对所述细颗粒原料煤进行泡沫浮选；则有煤粒附着的气泡升浮至所述矿浆液面形成泡沫层，被刮板刮出得到细粒精煤产品；留在所述矿浆中的煤浆流即为细粒尾煤产品。