Способ флотации угля

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ОПИСАНИ АВТОРСКОМУ СВИ(56) 1. Власова Н.С. и др, Иодифицирование кремнийорганическими соединениями каменных углей при флотации. В сб. Новые методы повышения эффективности обогащения полезных ископаемых. И "Недра", 1969.2. Петухов В.Н. Взаимосвязь физико- химических свойств винтринитов углей с их адсорбционной способностью и флотируемостью. - "Химия твердого топлива", 1979, В 1, с. 12-19,орское свидетельство СССРкл. В 03 В 1/02, 1982 (про(54)(57) СПОСОБ ФЛО чающий предваритель кондиционирование с ного керосина и тяж л и ч а ю щ и й с я целью повышения изв массы в концентрат зольности, в кондиц варительно вводят 2 -диокса-силацикло при соотношении в смесивспенивателя и 2,2,4-тримдиокса-силациклогексан1148Изобретение относится к областиобогащения полезных ископаемых методом флотации и может быть использовано при обогащении угля.В современной практике флотационного обогащения широко используютсясмеси аполярных реагентов с поверхностно-активными соединениями (вспенивателями) в различных соотношениях.В химический состав аполярных реаген-Отов входят углеводороды различных.классов. Поверхностно-активныереагенты имеют в молекуле различные полярные атомы (кислород, азотусера, галогены и др.) или функциональные группы (-ОН, -ОСН , -СООНи др.),Известен способ флотации угля,включающий кондиционирование с реагентной смесью собирателя и вспени- щвателя, с дополнительным вводом вреагентную смесь алкилхлорсилана Я .Недостатком этого способа является то, что модифицирование угольной поверхности должно осуществляться в герметически иэолированноь агрегате или под вакуумом. Это затрудняет не только внедрение данного способа флотации в промышленность, но и проведение широкой про- ЗО верки на углеобогатительных фабриках.Известен способ флотации угля, включающий кондиционирование с реагентной смесью трактоуного керо сина с тяжелым маслом 2 .Однако расход реагентной смеси очень высокий (1,5-2,0 кг/т)р а кроме того скорость флотации угольной мелочи с использованием обычных 40 реагентных режимов недостаточно высокая, что снижает производительность флотационных машин и повышает потери горючей массы с.отходами флотации, 45Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ флотации угля, включающий предварительное пульпирование, кондиционирование с 5 О модификатором и реагентной смесью тракторного керосина и тяжелого масла, причем в качестве модификатора используют зпихлоргиприи 3.Недостатками способа являются . ,у недостаточно высокое извлечение горю" чей массы в концентрат и низкая селективность процесса. 645Цель изобретения вповышение извлечения горючей массы в концентрат и снижение его зольности.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу флотации угля, включающему предварительное пульпирование, кондиционирование с модификатором и реагентной смесью тракторного керосина и тяжелого масла, в кондиционирование предварительно вводят 2,2,4-триметил- -1,3-диокса-силациклогексан формулыпри соотношении в смеси собирателя, вспенивателя и 2,2,4-триметил,3- -диокса-силациклогексана (97,4: :.1,4: 1,2) - (95,8:3,7:0,5).Химическое соединение 2,2,4-триметил,3-диокса-силациклогексан получают взаимодействием диолов с хлорсиланами, алкоксисилана -ми.Химическое соединение 2,2,4-триметю,3-диокса-силациклогексан и его аналоги применяют в органичес кой химии для защиты диолов,В настоящее времяхимическое соединение 2,2,4-триметил,3-диокса- -2-силациклогексан в качестве реагента-модификатора для флотации полезных ископаемых не применяется.Физико-химические константы Температура кипения, С мм рт.ст. 132(754) Плотность 0,9532 Коэффициентрефракции 1,4168Реагент-модификатор 2,2,4-триметил,3-диокса-силациклогексан при его подаче в процесс флотации до введения основной смеси реагентов выполняет в основном функцию модификатора угольной поверхности, повышая ее гидрофобизацию при адсорбции на угре.В табл. 1 представлена гидрофобизационная и пенообразующая способность химических соединений.1148645 4 Таблица 1 Флотация угля вмонопузырьковомаппарате Халлимонда Химическое соединение Поверх- ностное Высотадвухфазной пены,м.10-з Концентрацияреагентав воде,кг/м 1 1 О Концентрацияреагента вводе,кг/м 10 Концентрацияреагентав воде,кг/м 10 Выходвсплывнатяжение,шего продукта,Х. 0 21,3 48,0 56,0 Без реагента 2,2,4-Триметил,3-диоксан 56,0 38,2 1120 37,9 2240 37,4 12,4 44,0 10,0 20,0 29,4100,3 74,0 148,0 40,0 56,5 80,0 53,0118,0 65,9 257 109 Гексиловый спирт 218 285 236,0 75,0 61,2 68;5 2, 2-Диметил,3-диокса-силациклогексан 12,5 25,0 72,9 65,5 71,0 50,0 13,0 11,5 460 39,0 920 37,31840 35,8 60 2,2,4-Триметил,3-диокса-силациклогексан 160 26,0 23,0 92,0 205 52,0 168 24,0 42,0 120 276 400 64,4 250 56,0 1600 128,8 19,2 33,3 Эпихлоргидрнн 26,0 36,0 54,0 76,8153,6 230,4 Капроновая кислота 32,2 Исследования флотации угля, проведенные в монопузырьковом аппарате 45 Халлимонда с использованием различных гетерополярных регентов показали повышенную гидрофобизацию поверхности угля в случае применения2,2,4-триметил,3-диокса-силацик логексана по сравнению с другими химическими соединениями.Так, например, в случае использования в качестве реагента 2,2,4-триметнл,3-диокса-силациклогексана у выход всплывшего продукта составляет 78,53 при концентрации его в воде 52 кг/мф 10-з, в то время как для Пенообраэующая способность реагента 2,2,4-триметил,3-диоксана при концентрации в воде 74 кг/мз10 з он ниже на 22,5 Е (табл. 1),Использование эпихлоргидрина в качестве реагента приводит к еще болеезначительному снижению гидрофобизации угольной поверхности. Выход всплывшего продукта составляет 262 при концентрации в воде 76,8 кг/м .10 ф,. Повышенная гидрофобизация поверхности при адсорбции 2,2,4-триметил- -1,3-диокса-силациклогексана улучшает условия для адсорбции на поверхности угля реагента-собирателя. Это положительно сказывается на эффектив 1148645ности действия сйеси реагентов, Выход флотоконцентрата повышается на 2,1- -2,8 при одновременном улучшении селективности процесса. Зольность концентрата снижается на 0,6-,2,0 , Коэф фициенТ эффективности повышается с 0,752-0758 до 0,787-0,793. Кроме того, часть реагента 2,2,4-триметил- -1,3-диокса-силациклогексана, на" ходящаяся в водной фазе, может ока зывать положительное действие на процесс Флотации угля улучшением аэрации пульпы за счет более значительного снижения поверхностного натяжения воды по сравнению с 1,3-диоксанами. 15 Так, например, при равной концентрации в воде поверхностное натяжение в случае 2,2,4-триметил,3-диокса - -2-силациклогексана составляет 35,8-37,3 Дж/м, а для 2,2,4-триме тил,3-диоксана - 37,4-37,9 Дж/м . Это приводит к,увеличению количеСтва образующейся двухфазной пены в 2-5 раз в случае использования 2,2,4-триметил,3-диокса-сила циклогексана по сравнению с 2,2,4- -триметил,3-диоксаном (табл, 1),Следовательно, использование 2,2,4-триметил,3-диокса-силациклогексана в качестве реагента-моди- Зб фикатора позволяет улучшить Флотируемость угля в основном за счет повышения гидрофобизации угольной поверхности при адсорбции его на угле, а также путем воздействия на жидкую фазу оставшейся части реагента в воде. Способ флотации угля осуществляют следующим образом,.Уголь пульпируют, кондиционируют 4 ф с модификатором 2,2,4-триметил,3- -диокса-силациклогексаном, вводят собиратель - тракторный керосин и вспениватель - тяжелое масло и проводят флотацию угля.П р и м е р. Для осуществления процесса берут навеску угля, например, 100 г, перемешивают с водой в лабораторной машине типа "Механобр" с объемом камеры 0,75 л в те- б чение 2 мин.Затем в процесс подают порцию 2,2,4-триметил,3-диокса-силациклогексана,После контакта навески угля с реагентом-модификатором в 55 течение 1 мин в пульпуподают порцию смеси тракторного керосина с тяжелым маслом в соотношении 95,8:3,7 и продолжают кондиционирование угля с реагентной смесью в течение 1 мин.После контакта навески угля с реагентом-модификатором и реагентной смесью тракторного керосина и тяже-лого масла во флотационную пульпу подают воздух и в течение 1 мин производят флотацию. Затем подачу воздуха прекращают и подают следующую порцию смеси тракторного керосина с тяжелым маслом в соотношении 95,8:3,7 с последующим кондиционированием и флотацией. Общий расход реагентной смеси реагента-собирателя и вспенивателя и количество дозирований ее в пульпу определяется эффективностью реагентного режима флотации. За базовый объект взята известная смесь тракторного керосина с тяжелым маслом и добавочного реагента эпихлоргидрина в соотношении 95:4,5:0,5. Остальные операции процесса флотации угля остаются без изменения.Проведены сравнительные исследования флотации угля с использованием в качестве реагентной смеси тракторного керосина с тяжелым маслом в соотношении 95:5. Исследованиями установлено, что применение добавочного реагента 2,2,4-триметил,3- -диокса-силациклогексана в реагентную смесь собирателя и вспенивателя значительно улучшает флотацию угля. Так, например, добавка 2,2,4-триметил,3-диокса-силациклогексана в реагентную смесь собирателя и вспенивателя в количестве 0,3-0,5 позволяет повысить извлечение горючей массы в концентрат по сравнению с использованием смеси тракторного керосина и тяжелого масла 95:5 с одновременным снижением .зольности концентрата на 1,1-1,7 . (табл. 2). Коэффициент эффективности поМ.В.Циперовичу повышается с 0,728- 0,732 до 0,251-0,793.Сравнение эффективности предлагаемого способа обогащения угля с базовой смесью реагентов собирателя и вспенивателя и добавочного реагента - эпихлоргидрина при одинаковом расходе реагентной смеси показывает преимущество предлагаемого способа.Извлечение горючей массы в концентрат повышается на 3-3,5 , золь,ность концентрата снижается на 0,8- 1,3 . Коэффициент эффективности по,45 71 60,8 18,7 21,оо,9,6 сходный 1,9 5,6 ат 86 565 К 5:4,5:0,5 3,90,787 тходы 1 ОО,О ход щйице итра 95:45:О,Эпихлоггидрии 8,4 2,9 В,7 6 2 схо в,7 8,0 87,5 тх ый 1 ОО,О в сос оивности а фл Э таци тивность проце и по М.ВЦипер и оцен= 0,01 с 55 ючеи извлечение в концентр альнои час звлечение мии в отходы. реа- ени 7вышается с 0,752-0,758 до 0,737- О, 793.Для установления оптимального соотношения реагента-собирателя (трак. торного керосина),реагента-вспенивателя (тяжелого масла) и добавочного реагента (2,2,4-триметил,3-диокса- -2-силациклогексана) проведены исследования с использованием метода многофакторного планирования экспе рнмента. По данным эксперименено уравнение для эффе есса+2,059 хх, х,При планировании эксперимента дгя решения задач на диаграммах состав - свойство предполагается, что изучаемое свойство является непрерывной функцией аргументов и может быть с достаточной точностью представлено полиномом.В табл. 2 представлены результаты флотации угля с исполь зованием различных реагентных режимов. Решение уравнений было проведено а ЭВМ БЭСМпо разработанной прорамме с последующим построением иаграмм состав - свойство.Наибольшая эффективность флотации остига тся при соотношениях трак" орного керосина: тяжелого масла: ,2,4-триметил,3-диокса-силацикогексана в пределах 97,4: 1,4:1,2 - 5,8:3,7:0,5.ь Следовательно, .использование и лагаемого способа обогащения угля включающего кондиционирование с гентной смесью собирателя и вспСоставитель Л. АнтоноваТехред А.Кикемезей Корректор В. Бутяга Редактор А. Сабо Заказ,1781/4 Тираж 525 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д, 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 9 1148645 10вателя и дополнительного введения на 2,5 Ж и снизить зольность его на2,2,4-триметил,3-диокса-силацик,1-1,7 Х (табл. 2). Оптимальныелогексанапозволяет повысить извле- соотношения реагентов находятся вчение горючей массы в концентрат , пределах 97,4; 1,4:1,2 - 95,8:3,7:0,5.