Собиратель-вспениватель для флотации угольных шламов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 6 ц В 1 02 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ВАТЕЛЬ ШЛАМОВ, й смолыв интер- бирателяных шлаГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(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 СССР927319, кл. В 03 0 1/02, 1982.4. Авторское свидетельство СССР882626, кл. В 03 Р 1/02, 1981.5. Исследование смолы, получаемой в производстве формованного кокса на опытно- промышленной установке Харьковского опыт ного коксохимического завода, как связуюшего материала для строительства дорог, - Бюллетень регистрации НИР и ОК. Химия. Химическая технология. Химическая промыш ленность,0182510676, 1982,11.(54) СОБИРАТЕЛЬ-ВСПЕНИ ДЛЯ ФЛОТАЦИИ УГОЛЬНЫХ (57) Применение обесфеноленн формованного кокса, выкипающе вале 180 - 280 С, в качестве с вспенивателя для флотации угол мов.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 ЗОЯ всех коксуюшихся 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 вещества (кубовые остатки производства бутиловых спиртов, реагент Т, 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) следующего состава, Я: каменноугольные масла 43; высоко- кипящие фенолы 14, вода 38 2.Указанный реагент является токсичным и обладает слабыми пенообразуюшими 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 10 15 20 25 30 35 40 45 50 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, обладающим 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 обогащения угольных шламов.Состав обесфеноленной фракции с пределами выкипания 180 в 2 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 о/Указанная фракция имеет следующий состав,:Парафиноолефиновыеуглеводороды 32 - 37Ароматическиеуглеводороды 50 - 45Нейтральные кислородныесоединения 13 - 1 О Гетероциклическиеуглеводороды 5 - 8 Физико-химическая харакеристика: Плотность при 20 С, кг/м 980Пределы выкипания, С 180 в 2Температура выпадения осадка, С Молекулярный вес Элементный состав, о:85,5 Н 9,5 О 3,3 5 1,3 И 0,7 Гидрофобизирующийэффект 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. Пенообразующие свойства реагента обусловлены наличием в нем, в первую очередь, нейтральных кислородных и гетероциклических соединений. При этом применяемые для флотации углей реагенты (аполярные и поверхностно- активные вещества) обладают одновременно и собирательными, и пенообразующими свойства ми.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 реа генту 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 не- предельные 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 температур. ного предела обусловлен следующим. Непредельные, нейтральные кисл ородные 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 начальнойтемпературы кипения смолы формованного кокса. При повышении температуры отбора фракции с 280 до 300 С в ходе дистилляции интенсивно протекают процессы конденсации п редел ьных и кисл ородсодержа щих соединений, что приводит к снижению их содержания во фракции на ЗОО и, соответственно, к снижению флотационных свойств этой фракции,Пример 1. 100 г угольного шлама крупнсстью О 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 обесфеноленной смолы формованного кокса (0,1 г) и проводят контакти рова ние 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 реа гента 0,2 г.Результаты флотационного обогащения приведены в табл. 1, где для сравнения приведены результаты флотации с использованием в качестве реагента е-производных ка п ро новой кислоты.По данным, приведенным в табл. 1, выход концентрата с применением обесфеноленной фракции смолы ФК возрастает яа 2,5 О при одновременном снижении его зольности, т. е. возрастает эффективность флотации по сра внению с известным реагентом.За базовый вариант принято обогащение угольных шламов на Магнитогорском металлургическом комбинате, на котором в качестве реа гентов 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 Е 51Я ЕкгдеЧ выход флотоконцентрата, оА., А соответственно зольность отходови флотоконцентрата, %.По данным табл. 2 при одинаковыхрасходах реагентов эффективность флотации с применением предлагаемого реагента в три раза выше по сравнению с базовым вариантом.Таким образом, обесфеноленная смолаформованного кокса является эффективным собирателем-вспенивателем для флотации угля. Одновременно решается проблема квалифицированного использования побочного продукта переработки смолы производу ства формованного кокса.Экономическая эффективйость изобретения определяется повышением выхода концентрата и снижением его зольности.Обесфеноленная смола ФК Продукты Выход Золь%65,5 7,8 68,0 7,7 80,2 8,7 82,7 8,2 34,5 38,8 32,0 41,8 19,8 67,7 17,3 71,0 100,0 18,5 100,0 18,6 100,0 19,0 100,0 19, 1 Концентрат Отходы Исходный Таблица 2 Продукты, % ольность СХОДНОГО Эффективность,Отходы Концент гля расетная,% Реагент к Выход Зольност од Золь- ность Смесь 95% керосина и 5% КО (базовый вариант) 18,4,64 35,9 18 25,9 2 8,1 59,8 30,6 50,0 6,1 5 25 2,0 8,4 20,0 57 369 8,1,8 2,8,0 7 1,0 66 57,18,1,5 78,6 8,0 2,0 82,7 8,2 ж,1 71 71,Составитель С.Техред И. Верес Тираж 525 ИПИ Государственного по делам изобретенийМосква, Ж - 35, Раув ППП Патент, г, Ужгор Иванков Корректор А. Тяско Подписное комитета СССР и открытий ская наб д 4/5 од, ул. Проектная, 4Редактор В. ПетраЗаказ 4263/12В 1130Филиал Обесфеноленнаясмола формованного кокса(предлагаемыйреагент) Расходреагента,Обесфеноленная смола.ФК с-Производные капроновой кислоты ВыхОд Золь%