Способ флотации угля и графита

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУбЛИК 4 (51) В 03 Р 1/02 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ УР С С 1 К 0 О йалк гд ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Магнитогорский горно-металлгический институт им, Г.И.Носоваи Уфимский нефтяной институт(56) 1. Пиккат-Ордынский Г.А, и др,Технология Флотационного обогащения углей. М., "Недра", 1972,с. 21-22,2, Авторское свидетельство СССРУ 169460, кл. В 03 Р 1/02, 1963.3. Петухов В.Н. и др. Алкилпроизводные 1,3-диоксана - новые эффективные собиратели для флотации угля. -(54) (57) .СПОСОБ ФЛОТАЦИИ УГЛЯ ИГРАФИТА, включающий предварительное пульпирование, кондиционированиес реагентной смесью . тракторногокеросина и вспенивателя, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюповышения извлечения полезных компонентов в концентрат, улучшенияселективности процесса флотации иснижения расхода флотореагентов, вкондиционирование в качестве вспенивателя вводят алкилпроизводные1,3-диокса-силациклогексана общейформулы1 1138Изобретение относится к обогаще"нию полезных ископаемых методомФаотации и может быть использованона обогатительных фабриках при обогащении угля и графита. 5Процессы Флотации угля и графитаосуществляют с использованием химических соединений с различными полярными атомами, Функциональными группами или же используют технические 1 Опродукты, содержащие в групповомхимическом составе, в преобладающемколичестве, те или иные полярныехимические соединения 1,Известен способ флотации гидрофобных минералов, включающий предварительное пульпирование, кондиционирование с реагентной смесью тракторного керосина с кубовыми остатками от производства бутилового спирта 2 .Однако данный способ флотации гидрофобных минералов характеризуетсявысоким расходом реагентов и низкойпроизводительностью флотационных 25машин.Известен способ флотации угля,включающий предварительное пульпирование и кондиционирование с реагентами - алкилпроизводными 1,3 - диок- ЗОсана 3,Несмотря на высокую эффективность,расход 1,3-диоксанов составляет0,6 - 0,7 кг/т, а селективность фло"тации недостаточно высокая. Зольность;,З(зольность исходного питания флотации 21,5 - 24,2).Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ флотации угля и гра 4 ОФита, включающий предварительноепульпирование, кондиционированиес реагентной смесью тракторного керосина и вспенивателя, причем в качестве вспенивателя используют 45Т41 . Недостатками известного способа флотации угля, несмотря на достаточно высокую эффективность, являют О ея повышенный расход реагентов и пониженная селективность флотации углей,Цель изобретения - повышение извлечения полезных компонентов в концентрат, улучшение селективности процесса флотации и снижение расхода флотореагентов. 90Цоставленная цель достигается тем, что согласно способу флотацни угля и . графита, включающему Предварительное пульпирование, кондиционирование с реагентной смесью тракторного керосина и вспенивателя, в кондиционирование в качестве вспенивателя вводят алкилпроизводные 1,3-диокса-силациклогексаны общей формулы где К - С - С = алкил.гАлкилпроизводные 1,3-диокса-силациклогексана и его аналоги, применяемые в органической химии для защиты диолов, получают взаимодействием диолсв с хлорсиланами- алкоксисиланами и полиорганосилоксанами . Алкилпроизводные 1,3-диокса-сила - циклогексана в :качестве реагентов дуся флотации полезных ископаемых не применяются.Физико-химические контакты;Т,кип., С 135-178аоПлотность й 0,9369-0,9759КоэффициентРефракции п 1 3980-1 4260Химические соединения 1,3-диокса- -2-силациклогексаны в процессе флотации выполняют роль реагента-вспенивателя.Как и другие гетерополярные химические соединения, используемые при флотации углей, 1,3-диокса"2- -силациклогексаны способствуют образованию более мелких пузырьков воздуха, т.е. повышают диспергирование воздуха; препятствуют слиянию отдельных пузырьков и образованию изних более крупных пузырьков; увеличивают прочность пузырьков и устойчивость пены, образовавшейся в Результате подъема минерализованных пузырь-. ков на поверхности пульпы; влияют на собирательные действия реагентов при закреплении их на минералах, снижая расход собирателя и повышая извлечение полезных компонентов в пенный продукт.1,3-Диокса-силациклогексаны являются более эффективными пенообра113813зователями по сравнению с Тв .связи с тем, что они имеют повышенную пенообразующую способность. Высота двухфазной пены в ,5 разавыше по сравнению с Т-бб (табл. 3).Наличие двух кислородных атомовв молекуле 1,3-диокса-силациклогексана позволяет-активно им адсорбироватьсй на реакционных центрахугольной поверхности за счет Н-связи 101,на положительных участках угольнойповерхности). Разветвленная сетьуглеводородных радикаловпозволяетзначительно повысить гидрофобизациюповерхности и улучшить адсорбцию 15основного реагента-собирателя наугольной поверхности. Это в .конеч-ном итоге приводит к значительномуснижению расхода реагентной смесииувеличению извлечения горючей массы в концентрат.Собирательные свойства 1,3-диокса-силациклогексанов подтверждаются лабораторными экспериментами поФлотации угольной мелочи при индивидуальном использовании их в качестве реагентов,Применение 2,2,4-триметил,3-диокса-силациклогексана вместо2,2,4-триметил,3-диоксана позволя. -ет повысить извлечение горючей массыв концентрат на 8-97 с одновременным снижением расхода реагента в 3раза (табл. 1),Повышенная гидрофобизация поверх 35ности при адсорбции на угле 1,3-диокса-силациклогексанов объясняется6 -электронной структурой и стереохимией молекулы реагента,Изучение стереохимии молекул с ис.40 пользованием метода СИ ДО/2 позволяет установить, что молекулы 1,3- диокса-силоциклогексанов значительно отличаются строением от молекул 1,3-диоксанов. Так, например, длина связи 81 - 0 в 1,5 раза больше длины связи Св молекуле 1,3-диоксаю нов и составляет 1,9510 и 1,39 10 м соответственно. Это приводит к увеличению общей площади 50 цикла за счет снижения угла ЯдОС 1она 19 по сравнению с углом С ОС 4 в 1,3 - диоксанах и повышению угла)О,Я О. Кроме того, увеличивается длина связи Б-СНпо сравнению 55 с С 4- СН с 1,51 1 О д до 1,9235" 1 О 1 м й длина связи Я -Н по сравнению со связью С - Н примерно в 90 41,5 раза. Увеличение площади цикла молекулы и длины связей кремния с метильной группой и водородом приводит в случае адсорбции молекул 1,3-диокса-силациклогексанов к увеличению ее гидрофобизации, а следовательно, и флотируемости угольных частиц.Молекулы 1,3-диокса-силациклогексанов имеют повышенный дипольный момент по сравнению с 1,3-диоксанами, что повышает энергию их адсорбции на угольной поверхности.В связи с, тем, что в Тсодержатся в основном соединения диоксанового и пиранового цикла, их адсорбционная и гидрофобизационная способность ниже 1,3-диокса-силациклогексанов, что в конечном итоге снижает Флотируемость углей при использовании Т-бб в качестве реагента-вспенивателя.Таким образом, 1,3-диокса-силациклогексаны имеют повышенную диспергирующую и гидрофобизационную способность по сравнению с Т-бб, что в конечном итоге приводит к повышенной Флотируемости угольной мелочи и продукта,Способ осуществляют следующим образом.Исходную навеску угля смешивают с водой, кондиционируют с флотореагентами и Флотируют. П р и м е р. Для осуществления процесса берут навеску угля или граФита, например, 100 г, перемешивают с водой в лабораторной машине типа "Механобр" с объемом ка 1 керы 0,75 л в течение 2 мин. Затем вводят в кондиционирование порцию флотореагента тракторного керосина с алкилпроизводными 1,3-диокса-силациклогексана, например тракторный керосин с 2,2,4-триметил,3-диокса-силациклогексаном в соотношении 95:5; Послеконтакта навески угля с реагентом в течение 1 мин во флотационную пульпу подают воздух и в течение 1 мин производят флотацию. Подачу воздуха в пульпу прекращают и подают следующую порцию реагента с последующим контактированием его с углем в течение 1 мин. После контакта навески угля с реагентом в пульпу подают вновь воздух и производят съем второго концентрата.Известный способ флотации углей включает предварительное пульпирование и кондиционирование с тракторным керосином и Тв соотношении 99:1 - 95:5, Исследованием уста новлено, что использование алкилпроизводных 1,3-диокса-силациклогексанов в качестве собирателя в смеси с тракторным керосином (в соот-, ношении 1:99) позволяет повысить 1 б извлечение горючей массы в концентрат на 3,1-5,7 по сравнению с использованием смеси Тс тракторным керосином с одновременным снижением расхода смеси реагентов в 2-35 раза и улучшение селективности про.цесса флотации угла. Зольность концентрата в случае использования в качестве вспенивателя алкилпроизводных 1,3-диокса-силациклогекса нов снижается на 0,6-0,9 Ж. Коэффициент эффективности повышается с 0,767 - 0,779 до 0,797 - 0,808табл. 2) .Увеличение в смеси реагента Тот 1 до 5 позволяет несколько улучшить флотируемость угля.При снижении расхода реагентной смеси Тс тракторным керосином (5:95) с 0,86 - 1,29 до 0,68 кг/т ЗО извлечение горючей массы в концентрат повышается до 88,8 - 89,6 , Однако использование смеси алкилпроизводных 1,3-диокса-силациклогексанов с тракторным керосином в таком соотношении позволяет повысить извлечение горючей массы в концентрат до 92,1 - 93,7 . с одновременным снижением расхода реагентной смеси с 0,68 до 0,368 кг/т (табл. 2), 4 оЗольность флотоконцентрата в слу- чае использования предлагаемого способа флотации, снижается на 0,8-1,1Коэффициент эффективности повышается с О, 754 в , 766 до О, 794-0804 (табл. 2) . Высокая эффективность действия алкилпроизводных 1,3-диокса-силациклогексанов, применяемых в к честье вспенивателя, может объясняться высокими пенообразующими свойствами сРезультаты флотации угля с использованием в качестве вспенивателя раэ - личных технических продуктов представлены в табл. 2 (реагент-собиратель, - тракторный керосин).Вспенивающая способность технических продуктов, используемых в качестве вспенивателя, дана в табл.3.При одинаковой концентрации реагентов в воде высота 2-фазной пены в случае 2,2,4-триметил,3-диокса-силациклогексана выше в 1,5 раза по сравнению с Т(табл . 3) .В случае флотации графита с использованием предлагаемого способа флотации также получены положительные результаты. Так, например, применение тракторного керосина (0,6 кг/т) и вспенивателя 2,2,5,5- тетраметил,3-диокса-силациклогексана позволяет повысить извлечение углерода в концентрат с 94,8 до 95,31 по сравнению с использова- нием в качестве вспенивателя Т, При этом расход 2,2,5,5-тетраметил,3-диокса-силациклогексана снижается в 1,5 раза по сравнению с Т,В табл. 4 приведены результаты флотации графита при различных реа. гентных режимах. Следовательно, применение предлагаемого способа позволяет улучшить технологические показатели фло- тации угля и : графита эа счет повышения извлечения полезного компонента в концентрат, улучшенияселективности процесса флотации и13890 ТаблицаФлотация угля с использованием циклических ацеталейЫ Зольность,% Выход, % Расход,кг/т Реагент ИсКон- ОтИсходный ОтхоКонходный цент ходрат ный ды центрат 0,321 71,0 29,0 100,0 4,9 35,2 78,2 0,428 82,0 18,0 100,0 5,4 52,4 13,7 89,9 6,2 44,5 , 87,4 0,092 80,4 29,6. циклогексан 0,138 90,0 10,0. 100,0 6,2 81,2 3,7 97,8,33 ,40 аказ 10589/7 Тираж 525 Попписно НПП фПатеит , г, Ужгород, ул.Проектная,4 Расход трак торного ке- росина, кг/т тил, диокса-сил 0 , цикло- гексан Общийрасходреагентов,кг/т КонцентратОтходыИсходный