Собиратель-вспениватель для флотации угольных шламов

Собиратель-вспениватель для флотации угольных шламов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Применение обесфеноленной смолы формованного кокса, выкипающей в интервале 180-280°С, в качестве собирателявспенивателя для флотации угольных шламов . (Л О5 СП 4 05 СО

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(5D B03D102

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3650010/22-03 (22) 08.08.83 (46) 07.07.85. Бюл. № 25 (72) Г. Г, Иконникова, А. Ф. Сорокин, Е. И. Андрейков, М. В. Миронова и В А. Евстигнеев (71) Восточный научно-исследовательский углехимический институт (53) 622.765.06 (088.8) (56) 1. Шубов Л. Я. Запатентованные флотационные реагенты и их применение. М., «Недра», 1973, с. ?5 — 77.

2. Ельяшевич М. Г. Флотационные реагенты для каменноугольной мелочи. М., АН СССР, 1950, с. 162 — 177.

3, Авторское свидетельство СССР № 927319, кл. В 03 D 1/02, 1982.

4. Авторское свидетельство СССР № 882626, кл. В 03 D1/02,,1981.

5. Исследование смолы, получаемой в производстве формованного кокса на опытнопромышленной установке Харьковского опытного коксохимического завода, как связуюшего материала для строительства дорог.—

Бюллетень регистрации НИР и ОК. «Химия.

Химическая технология. Химическая промыш ленность», № 0182510676, 1982, № 11.

Л0„„1165469 А (54) СОБИРАТЕЛЬ-ВСПЕНИВАТЕЛЬ

ДЛЯ ФЛОТАЦИИ УГОЛЬНЫХ ШЛАМОВ, (57) Применение обесфеноленной смолы формованного кокса, выкипающей в интервале 180 — 280 С, в качестве собирателявспенивателя для флотации угольных шламов.

1165469

Изобретение относится к флотационному обогащению угольных шламов и может быть использовано на углеобогатительной фабрике.

Развитие черной металлургии и ухудшение сырьевой угольной базы вызывают не. обходимость интенсификации процесса флотационного обогащения всего угля, в том числе угольной мелочи (шламов), количество которой вследствие механизированной добычи угля постоянно возрастает. В связи с этим флотационное обогащение мелких классов углей, с помощью которого будет перерабатываться до ЗОО всех коксующихся углей, приобретает важное значение. Техникоэкономические показатели процесса флотационного обогащения определяются выбором флотореагента.

При флотации широко используют смеси, состоящие из реагентов-собирателей и пенообразователей. В качестве собирателя применяют аполярные соединения типа керосина различных сортов, а в качестве пенообразователей †. поверхностно-активные вешества (кубовые остатки производства бутиловых спиртов, реагент Т-66, пенореагент и др ) (1)Однако керосин является дефицитным продуктом нефтепереработки и поставки его постоянно сокращаются, кроме того, он относится к малоэффективным собирательным реагентам. Используемые в качестве пенообразователей кубовые остатки и другие реагенты отличаются непостоянством состава и в сочетании с керосином обладают низкой селективностью.

Известно использование для флотации угольных шламов продукта термической переработки каменного угля — растворимой черной карболки (РЧК) следуюшего состава, Я: каменноугольные масла 43; высококипящие фенолы 14, вода 38 (2).

Указанный реагент является токсичным и обладает слабыми пенообразующими свойствами, поэтому расход его на углеобогатительных фабриках превышает допустимые пределы. Повышенная остаточная концентрация реагента в оборотных водах приводит к образованию устойчивого пенного продукта, что отрицательно сказывается на процессах пеногашения и фильтрации концентрата. Кроме того, РЧК является дефицитным сырьем промышленности.

Известно применение в качестве реагентасобирателя при флотационном обогащении керогена горючих сланцев фракции обесфеноленной смолы полукоксования, выкипающей в интервале 350 — 400 С (3).

Данный реагент является остродефицитным топливным продуктом переработки сланцевой смолы, недостатком его применения является то, что он используется только в качестве реагента-собирателя.

Известно применение некоторых индивидуальных соединений для флотации угля, 5 l0

55 обладающих одновременно высокими собирательными и пенообразующими свойствами, значительной флотационной селективностью при обогащении угольных шламов, к которым относятся е-производные капроновой кислоты, применяемой для повышения технологических показателей процесса флотации (4).

Несмотря на высокую эффективность реагент не нашел широкого промышленного внедрения из-за дефицитности и высокой стоимости производных капроновой кислоты.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобрению является применение обесфеноленной смолы формованного кокса (ФК), выкипающей в интервале 180 — 280 С в качестве связующего материала для строительства дорог (5).

Цель изобретения — повышение эффективности процесса флотации угольных шламов и исключение использования дорогостоящих реагентов.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве собирателя-вспенивателя для флотации угольных шламов применяют обесфеноленную смолу формованного кокса (ФК), выкипающую в интервале 180 — 280 С.

Указанный технический продукт является высокоэффективным комплексным реагентом для обогащения угольных шламов, обладаюш,им одновременно высокими собирательными и пенообразующими свойствами.

Предлагаемый реагент является побочным продуктом переработки низкопиролизованной смолы, выделяемой в процессе производства формованного кокса при коксовании газовых и слабоспекающихся углей. Переработку смолы формованного кокса осуществляют путем дистилляции, фракцию с пределами выкипания 180 — 280 С обесфеноливают и используют в качестве флотореагента для обогашения угольных шл а мов.

Состав обесфеноленной фракции с пределами выкипания 180 — 280 С отличает высокое содержание парафиноолефиновых углеводородов с числом атомов углерода 17, замешенных ароматических гетероциклических и нейтральных кислородных соединений;

Выход этой фракции от смолы составляет

20 об

Указанная фракция имеет следуюший состав, :

Парафиноолефиновые углеводороды 32 — 37

Ароматические углеводороды 50 — 45

Нейтральные кислородные соединения 13 — 10

Гетероциклические углеводороды 5 — 8

Физико-химическая харакеристика:

Плотность при 20 С, кг/м 980

Пределы выкипания, С 180 — 280

1165469

Температура выпадения осадка, С вЂ” «1

Молекулярный вес 253

Элементный состав, Я:

С 85,5

Н 9,5

О 3,3

S 1,3

N 0,7

Гидрофобизирующий эффект при флотации с предлагаемым реагентом достигается в основном от суммарного действия алкилзамещенных и непредельных углеводородов, находящихся во флотореагенте. Закрепление указанных углеводородов на поверхности флотируемых угольных частиц происходит за счет сил Ван-дер-Ваальса. Пенообразую щие свойства реагента обусловлены наличием в нем, в первую очередь, нейтральных кислородных и гетероциклических соединений. При этом применяемые для флотации углей реагенты (аполярные и поверхностноактивные вещества) обладают одновременно и собирательными, и пенообразующими свойствами.

Следует особо отметить, что в предлагаемом реагенте присутствуют, хотя и в небольших количествах, высокоэффективные поверхностно-активные соединения, получаемые при окислении углеводородов: перекиси, гидроперекиси, эфиры и др. Указанные соединения придают реагенту высокую селективность флотации.

Механизм действия реагента можно представить следующим образом. Находящиеся в составе реа гента кислородсодержащие

ПАВ, адсорбируясь на границе жидкость— газ, снижают поверхностное натяжение флотационной пульпы, создавая весьма развитую водовоздушную поверхность (диспергирование воздуха). Алкилзамещенные и непредельные углеводороды закрепляются не только на поверхности угольных зерен, но и на поверхности воздушных пузырьков. Так образуется гидрофобная газовая эмульсия, обеспечивающая высокую вероятность минерализации воздушных пузырьков при сравнительно небольшом расходе реагента. При этом создаются условия для образования большого числа агрегатов, состоящих из минерализованных воздушных пузырьков, которые, всплывая, образуют хорошо нагруженную трехфазную пену — аэрофлокулярная флотация. Аэрофлокулярная флотация обеспечивает высокую скорость и избирательность флотационного процесса.

Выбор температурного предела обусловлен следующим. Непредельные, нейтральные кислородные и гетероциклические соединения а также алкилзамещенные углеводороды, обуславливающие пенообразующие и собирательные свойства, концентрируются во фракции с температурами выкипания 180 — 280 С.

Нижний температурный предел кипения этой фракции -выбран исходя из начальной температуры кипения смолы формованного кокса. При повышении температуры отбора фракции с 280 до 300 С в ходе дистилляции интенсивно протекают процессы конденсации предельных и кислородсодержащих соединений, что приводит к снижению их содержания во фракции на 30® и, соответственно, к снижению флотационных свойств этой фракции.

Пример 1. 100 г угольного шлама крупностью 0 — 0,5 мм перемешивают с водой при соотношении 1:4 в камере флотомашины объемом 0,5 л, число оборотов импеллера

1400 об/мин. По истечении 2 мин в камеру подают расчетное количество обесфеноленHoH cMoJIbt opMoBBHHoJо кокса (0,1 г) H проводят контактирование пульпы с этим продуктом в течение 30 с. Затем в камере устанавливают перегородку и осуществляют съем концентрата.

Пример 2. Флотацию угольных шламов осуществляют в режиме, описанном в примере 1, при расходе реагента 0,2 г.

Результаты флотационного обогащения приведены в табл. 1, где для сравнения приведены результаты флотации с использованием в качестве реагента е-производных ка и ро новой кислоты.

По данным, приведенным в табл. 1, выход концентрата с применением обесфеноленной фракции смолы ФК возрастает яа 2,5Я при одновременном снижении его зольности, т. е. возрастает эффективность флотации по сравнению с известным реагентом.

За базовый вариант принято обогащение угольных шламов на Магнитогорском металлургическом комбинате, на котором в качестве реагентов применяют смесь керосина и кубовых остатков производства бутилового спирта (КО) (1). Сопоставительные данные обогащения согласно базовому варианту и предлагаемому способу приведены в табл. 2.

Эффективность флотации оценивают по показателю E (5j

E Væ где V» — выход флотоконцентрата, Я;

А., А» — соответственно зольность отходов и флотоконцентрата, Я.

По данным табл. 2 при одинаковых расходах реагентов эффективность флотации с применением предлагаемого реагента в три раза выше по сравнению с базовым вариантом.

Таким образом, обесфеноленная смола формованного кокса является эффективным собирателем-вспенивателем для флотации угля. Одновременно решается проблема квалифицированного использования побочного продукта переработки смолы производ55 ства формованного кокса.

Экономическая эффективйость изобретения определяется повышением выхода концентрата и снижением его зольности.

1165469

Таблица 1

Пример 2

Пример 1 б-Производные капроновой кислоты

С -Производные капроновой кислоты

Обесфеноленная смола

ФК

Обесфеноленная смола ФК

Продукты

Выход» Золь ность, .

ВыхОД 3оль 0 HOCTh

Выход, Золь% ность, %

Выход Золь— ность,

65,5 7,8 68,0 7,7 80,2 8,7 82,7 8,2

34,5 41,8 17,3 71,0

100 О 18 5 100 О 18 6 100 О 19 О 100 О 19 1

Концентрат

Отходы

Исходный

Таблица 2

Продукты, ольность

Отходы

Концентрат

Реагент

Выход Зольност выход Зольность

Смесь 95 . керосина и 5 . КО (базовый вариант) 18,2

1,0

18,7

128

1,5

То же

18,3 251 и

2,0

18,7

572

3,0

18.6 369

1,0 680 77 320 41,8

18,6 566

19,1 716

15 786 80 214 576

2,0 82,7 8,2 17,3 71,0

То же

Составитель С. Иванков

Редактор В. Петраш Техред И. Верес Корректор А. Тяско

Заказ 4263/12 Тираж 525 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Обесфеноленная смола формованного кокса (предлагаемый реагент) Расход реаген та, кг/т

35,9 7,8 64,1 24,1

40 2 8 1 59 8 25 9

50 О 6 1 50 О 30 6

80,0 8,4 20,0 59,8 сходного Эффективгля рас- ность, етная, Е