地沟油合成煤泥捕收剂的制备与应用研究

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煤炭洗选是煤洁净利用最有效也是最重要的途径。而现如今随着机械开采,煤质越来越贫、粒度越来越细、组成越来越杂,需要分选的细粒物料越来越多。一般煤泥量约占原煤的15%-25%。浮选是目前公认的处理细粒级煤泥最有效最经济的分选技术和方法,也是选煤厂取得最佳经济效益、社会效益和环境效益的有效途径,因此煤泥浮选在我国煤炭工业占有重要位置。捕收剂是浮选过程中最重要的浮选药剂,目前我国选煤厂用于浮选的捕收剂多为石油产品类,而我国为石油资源短缺国家,如何发现新途径制备捕收剂是目前需要解决的问题。  地沟油是一种极不卫生,过氧化值、酸价、水分严重超标的非食用油,是各类劣质油的统称。地沟油危害极大,其含有毒素,进入江河会造成水体富营养化,一旦被食用,则会破坏白血球和消化道粘膜,引起食物中毒甚至致癌。如何最大限度的发挥地沟油的使用价值,达到减少环境污染的目的,成为目前地沟油处理研究中亟待解决的科研课题。  本文以地沟油为主要研究对象,采用酸催化酯交换法制备煤用捕收剂WOC。针对五种可浮性不同的煤泥,分别使用0#柴油与WOC做捕收剂,进行浮选对比试验,验证WOC的作用效果。主要研究内容及结论如下:  1.选择五种煤样对其进行浮选速度试验研究,确定其可浮性,发现ETKQ煤样属于极难浮煤样,DT煤样属于难浮煤样,CX煤样属于易浮煤样,BZ煤样属于极易浮煤样,SC煤样属于中等可浮煤样,并对其进行粒度分析,确定粒度与灰分及产率的关系,发现ETKQ、DT及BZ煤样基本趋势为随着粒度减小,灰分升高,而CX及SC煤样随着粒度减小,灰分变化不规则,其中适宜浮选的粒度含量最高的是BZ煤样产率,其累积产率为29.40%,含量最少的为ETKQ煤样,其累积产率仅为12.01%。  2.讨论了地沟油种类与醇类对制备WOC的影响,试验结果表明使用炸油与乙醇制备WOC,其制备产率高,浮选效果更好。探索了地沟油合成WOC的制备条件及影响因素,发现影响制备试验的主要因素为:醇油摩尔比、反应温度、催化剂用量、反应时间。通过正交试验探索及单因素试验确定,最终确定制备WOC试验的最佳条件为:醇油质量比1.2∶1、反应温度75℃、催化剂用量2%、反应时间5h。  3.通过对WOC进行红外光谱分析及GC-MS联用分析,发现WOC的组成成分含有不饱和脂肪酸乙酯、乙醇、甘油及饱和脂肪酸酯,说明地沟油的乙酯化反应完全。对WOC能否做煤用捕收剂进行了理论探讨,发现WOC可用作捕收剂,但是由于成分限制,WOC捕收性能较强,选择性能较弱。  4.分别使用0#柴油与WOC做捕收剂,对五种可浮性不同的煤泥进行浮选对比试验及分步释放试验,由浮选对比试验发现在同等浮选条件、同等药剂用量条件下,WOC的捕收性能比0#柴油强,精煤产率高0.78%-4.50%;但是选择性能较弱,灰分高0.14%-3.34%。由分步释放试验发现,在要求的灰分条件下,除了ETKQ煤样在使用WOC时精煤理论产率比0#柴油高3.50%,其余煤样使用WOC时,精煤理论产率均比使用0#柴油低,其差值范围为0.90%-48.00%。  5.对WOC成本价格进行估算,发现WOC成本价格比0#柴油价格低3772.71元/t,因此制备WOC是有经济效益存在的。WOC能够替代0#柴油,缓解能源短缺问题,还能将地沟油回收,防止其流向餐桌危害人类健康。这说明WOC具有明显的经济效益与环境效益。  6.WOC虽然具有捕收性能,可以作为捕收剂使用,但是其存在不足即选择性能较差,药剂消耗量大,如何提高WOC的选择性能,降低其药耗是下一步研究工作的重点。同时由于时间关系,本课题仅针对了炸油与抽油烟机收集的油为研究对象,其他种类地沟油是否适合用来制备浮选药剂,这也将是下一步工作的研究内容。
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