一种磁性表面活性剂及其用于煤渣碳制造技术

本发明专利技术提供一种磁性表面活性剂及其用于煤渣碳

【技术实现步骤摘要】
一种磁性表面活性剂及其用于煤渣碳、灰分离及回收的方法


[0001]本专利技术涉及一种磁性表面活性剂及其煤渣碳灰分离及回收的方法，尤其是涉及一种气化炉粗渣
、
细渣中碳的分离与回收
。
技术背景
[0002]煤气化工艺中，煤粉或煤浆与氧气经过烧嘴混合进入气化炉，发生气化反应产生
CO、H2等合成气
。
由于煤炭颗粒在气化炉中停留时间有限，有部分未完全反应的碳颗粒会以气化粗渣和细渣的形式排出气化炉，粗渣和细渣中均主要由碳与灰组成，以单喷嘴气化炉为例，粗渣碳含量为
10
％
‑
20
％，细渣碳含量为
30
％
‑
40
％，渣中的灰为无机的非晶态或结晶矿物质，碳经过高温焙烧后孔隙较为发达，密度较低
。
行业内为解决煤渣累积占地
、
环保问题，普遍将粗渣和细渣委外作为建筑材料或填埋，经济效益低，且高含碳量的煤渣还会增加建筑材料烧失量，影响产品质量
。
对煤渣进行脱炭处理不仅可以将炭回收代替部分原煤，符合碳减排政策要求，还可以将剩余含碳量低的渣用于制作建筑材料或吸附材料，实现资源再利用
。
[0003]专利
CN112237786
公布了一种煤气化细渣中残碳的分离方法，将沉降槽底部的细渣浆与油料混合，通过聚结器的作用实现碳颗粒和油料的分离与回收，但回收效率与产品质量不如常规的浮选，且该专利只涉及细渣的回收，粗渣由于颗粒及比重较大，不适用于该种方法回用，不利于整体煤渣残炭的回收与再利用
。
[0004]专利
CN107641537
公布了一种煤气化炉渣纯化工艺及实现其工艺的系统，将渣浆按照灰分浓度进行分离，利用比重差异进行分选，但未对高灰部分的残碳进行回收，且涉及的浮选仍有药剂消耗量大的问题
。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供一种适用于粗渣
、
细渣，将煤渣中的碳
、
灰分离与回收的磁性表面活性剂以及分离与回收的方法，避免了浮选药剂消耗量大的问题
。
[0006]一方面，本专利技术提供了一种磁性表面活性剂，所述磁性表面活性剂由具有螯合基团或静电结合基团特定基团的表面活性剂溶液与具有磁响应的金属离子溶液反应得到
。
[0007]本专利技术中，所述具有特定基团的表面活性剂为1‑
十四烷
‑3‑
甲基氯化咪唑翁
、
十二烷基三甲基溴化铵
(DTAB)、
十八烷基三甲基溴化铵
(STAB)、1,4,7,10
‑
四氮杂环十二烷
‑
1,4,7,10
‑
四乙酸
(DOTA)
中的一种或多种，优选1‑
十四烷
‑3‑
甲基氯化咪唑翁；所述具有磁响应的金属离子为三氯化钆
、
三氯化钬
、
三氯化铈
、
三氯化镝中的一种或多种，优选三氯化钬
。
[0008]本专利技术中，所述有特定基团的表面活性剂溶液
、
具有磁响应的金属离子溶液的溶剂为水
。
[0009]本专利技术中，所述磁性表面活性剂的反应体系中还包含溶剂，所述溶剂为甲醇
、
乙醇中的一种或多种，优选甲醇
。
[0010]另一方面，本专利技术提供了一种磁性表面活性剂的制备方法，步骤如下：
[0011](1)
配置反应原料，包括具有特定基团的表面活性剂溶液
、
具有磁响应的金属离子溶液
、
溶剂；
[0012](2)
将表面活性剂溶液与金属离子溶液以化学当量配比进行混合，与溶剂一起升温反应；
[0013](3)
将步骤
(2)
得到的反应混合物进行真空脱水
、
脱溶剂得到磁性表面活性剂
。
[0014]本专利技术中，所述特定基团的表面活性剂溶液浓度为
30
‑
50
％，优选
35
‑
45
％；所述具有磁响应的金属离子溶液浓度为5‑
10
％，优选6‑8％；所述溶剂为分析纯以上；
[0015]本专利技术中，所述步骤
(1)
中所述具有特定基团的表面活性剂为1‑
十四烷
‑3‑
甲基氯化咪唑翁
、
十二烷基三甲基溴化铵
(DTAB)、
十八烷基三甲基溴化铵
(STAB)、1,4,7,10
‑
四氮杂环十二烷
‑
1,4,7,10
‑
四乙酸
(DOTA)
中的一种或多种，优选1‑
十四烷
‑3‑
甲基氯化咪唑翁；所述具有磁响应的金属离子溶液为三氯化钆
、
三氯化钬
、
三氯化铈
、
三氯化镝中的一种或多种，优选三氯化钬；所述的溶剂为甲醇
、
乙醇中的一种或多种，优选甲醇
。
[0016]所述具有特定基团的表面活性剂与具有磁响应的金属离子的摩尔比为：
0.5
‑
2:1
，优选为1：
1。
[0017]本专利技术中，所述步骤
(2)
中反应条件为：氮气氛围，搅拌速率为
100
‑
1000rpm
，优选
300
‑
500rpm
；温度为
10
‑
90℃
，优选
20
‑
80℃
；反应时间为
12
‑
50h
，优选
24
‑
48h。
[0018]本专利技术中，所述步骤
(3)
中所述脱溶剂温度为
70
‑
90℃
，时间为
12
‑
16h。
[0019]再一方面，本专利技术提供了一种磁性表面活性剂用于煤渣中碳
、
灰分离与回收的用途
。
[0020]最后，本专利技术提供一种煤渣碳灰分离及回收的方法，包括以下步骤，将含碳煤渣进入浮选装置，利用碳
、
灰疏水性差异实现分离，得到低碳产物和粗产品，粗产品进入溶剂回收装置，得到溶剂和高碳产品，回收后的溶剂返回浮选装置；所述浮选装置为带有磁场产生装置的浮选机，磁场的强度为
0.5
‑
3T
；浮选装置中浮选药剂为磁性表面活性剂
。
[0021]优选地，所述含碳煤渣在进入浮选装置之前还包含筛分
、
重选
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种磁性表面活性剂，其特征在于，所述磁性表面活性剂由具有螯合基团或静电结合基团特定基团的表面活性剂溶液与具有磁响应的金属离子溶液反应得到
。2.
如权利要求1所述的磁性表面活性剂，其特征在于，所述具有特定基团的表面活性剂为1‑
十四烷
‑3‑
甲基氯化咪唑翁
、
十二烷基三甲基溴化铵
(DTAB)、
十八烷基三甲基溴化铵
(STAB)、1,4,7,10
‑
四氮杂环十二烷
‑
1,4,7,10
‑
四乙酸
(DOTA)
中的一种或多种，优选1‑
十四烷
‑3‑
甲基氯化咪唑翁；和
/
或，所述具有磁响应的金属离子为三氯化钆
、
三氯化钬
、
三氯化铈
、
三氯化镝中的一种或多种，优选三氯化钬
。3.
如权利要求1或2所述的磁性表面活性剂，其特征在于，所述磁性表面活性剂的反应体系中还包含溶剂，所述溶剂为甲醇
、
乙醇中的一种或多种，优选甲醇
。4.
一种磁性表面活性剂的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：
(1)
配置反应原料，包括具有特定基团的表面活性剂溶液
、
具有磁响应的金属离子溶液
、
溶剂；
(2)
将表面活性剂溶液与金属离子溶液以化学当量配比进行混合，与溶剂一起升温反应；
(3)
将步骤
(2)
得到的反应混合物进行真空脱水
、
脱溶剂得到磁性表面活性剂；所述具有特定基团的表面活性剂选自如权利要求1‑3任一项所述的磁性表面活性剂
。5.
如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述特定基团的表面活性剂溶液浓度为
30
‑
50
％，优选
35
‑
45
％；所述具有磁响应的金属离子溶液浓度为5‑
10
％，优选6‑8％；所述溶剂为分析纯以上
。6.
如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述步骤
(1)
中所述具有特定基团的表面活性剂为1‑
十四烷
‑3‑
甲基氯化咪唑翁
、
十二烷基三甲基溴化铵
(DTAB)、
十八烷基...

【专利技术属性】
技术研发人员：李祖尧，胡耀峰，赵东科，孙得浩，胡晓洲，马晓东，王建锋，张宏科，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：