Способ флотации угля и графита

. РЕСПУБЛИК 0% Ш) 3(59 В 03 Р 1/02,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ИОТНРЬЮИИОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯЙВТНОМУ СВИДЕВВСТВУ(72) Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова и Магнитогорский металлургический комбинат им.В.И,Ленина(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 476896, кл. В 03 0 1/02, 1973.2. Авторское свидетельство СССР В 1015914, кл. В 03 Р 1/02, 1981 (прототип).(54) (57) СПОСОБ ФЛОТАЦИИ УГЛЯ И ГРА-,ФИТА, включающий предварительноекондиционирование исходного сырья скубовым остатком ректифнкации продуктов синтеза 2-этиленгексанола из масляного альдегида о т л и ч а ющ н й с я тем, что, с целью повышения извлечения полезного компо"нента в концентрат, качества концентрата и снижения расхода реагентов,перед введением в кондиционированйекубовый остаток ректификации продуктов синтеза 2-зтиленгексанола из масляного альдегида перемешивают свысококипящим побочным продуктомпроизводства диметилдиоксана нз изобутен-изобутиленовой фракций и формальдегида, при этом соотношение кубового остатка ректификации продуктов синтеза 2-этиленгексанола измасляного альдегида и высококипящего побочного продукта производствадиметилдиоксана из изобутен"изобу"тиленовой фракции и формальдегидасоставляет 2:1-3:1.1052 Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может применяться при флотации угля и графита.Известен способ флотации угля И графита с использованием в качестве собирателя-вспенивателя алкилпроизводных 1,3-диоксана 11,.Недостатками укаэанного способа являются низкая селективность действия, так как реагент обладает в ос новном вспенивающими свойствами, и. отсутствие промышленного производства реагента.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ флотации угля и графита, включающий предварительное кондиционирование исходного сырья с кубовым остатком ректификации продуктов синтеза 2-этилгек санола из масляного альдегида (2,Недостатками указанного способа являются низкое извлечение и качествоконцентрата и высокий расход реагента,Вспенивающие свойства кубового остатка ректификации продуктов .синтеза 2-этилгексанола обусловлены присутствием 2"этилгексанола, содержаниекоторого составляет 5-107 Вследствие30невысокого содержания 2-этилгексанолавспенивающие свойства реагента слабые,поэтому для нормального пенообразования при флотации применяется повышенный его расход. 35Однако из-за того, что реагент обладает и собирательными свойствамипо отношению к минералам вмещающих по"род, применение его повышенного расхода приводит к снижению селективностйпроцесса флотации. Снижение расходареагента хотя и обеспечивает повышениеселективности процесса флотации, ноизвлечение углерода в концентрат резко снижается.Цель изобретения - повышение извлечения полезного компонента в концент"рат, качества концентрата и снижениерасхода реагентов.Поставленная цель достигается 50тем, что согласно способу флотацииугля и графита, включающему предварительное кондиционирование исходногосырья с кубовым остатком ректификациипродуктов синтеза 2-этилгексанола из 55масляного альдегида, перед введениемв кондиционирование кубовый остатокректификации продуктов синтеза 2-этил 40 2гексанола из масляного альдегида пере- мешивают с высококипящим побочным продуктом производства диметилдиоксана из изобутен-изобутиленовой фракции и формальдегиба, при этом соотношение кубового остатка ректификации продуктов синтеза 2-этиленгексанола иэ масляного альдегида и высококипящего побочного продукта производства диметилдиоксана из изобутен-изобутиленовой фракции и формальдегида составляет 2;1-3:1.На фиг.1 приведена хроматограмма высококипящего побочного продукта производства диметилдиоксана (ВПП); на фиг.2 - влияние концентрации реагентов на высоту столба двухфазной пены.Высококипящий побочный продукт производства диметилдиоксана из изобутен-изобутиленовой фракции и форм" альдегида (ВПП) в физическом отношении представляет собой желтовато- коричневую жидкость плотность 1,07 г/см , вязкость при 80 С 1,28 усл.град, температура застывания -54 С, содержание серы 0,0557, содержание золы 0,126 вес.7, механические примеси 0,788 вес.Х.В настоящее время реагент используется вместе с мазутом как топливо.Высококипящий побочный продукт производства диметилдиоксана из изо" бутан-изобутиленовой фракции и формальдегида (ВПП) содержит, вес,7:Диоксановыеспирты 28,90-32,20ВысОкокипящиеспирты 24,83-31,00Формальдегид 0,05-1,20Диметилдиоксан 0,50-3,41Преддиолы 10,60-13,30Диолы 4,24-8,92Высшие диолы 3,94-8,64Пирановыйспирт 0,05-0,12Эфиры 10,08-18,02Хроматографический анализ реагента показывает, что ВПП состоит из28-29 компонентов (фиг,1).Результаты качественной интерпретации хроматограммы предлагаемогореагента приведены в- табл.1,Результаты количественной интерпретации хроматограммы показывают,что в состав ВПП входят в основномследующие вещества, 7.: 4,4-диметил,3-диоксан 0,5; циолы 8,12; эфирытриметилкарбинола, метанола и диоксановых спиртов 10,98, диоксановыеспирты 29,03, в том числе ДС15,84,ДС10,00 и ДС4,09; высшиеспирты 30,81, тяжелые продукты поликонденсации и высшие диолы 7,66, атакже группа преддиолов 11,20, включающая непредельные спирты 4,12,Яарс-ксилол 0,5, триметилкарбинол0,92, метилтетрагидропиран 1,03,метилдигидропиран 3,17, гексадие 10ны 0,82 и изоамилены 0,64.Широко применяемый при флотацииполезных ископаемых в качестве вспенивателя реагент Ттакже получаютпри производстве диметилдиоксана. Од 15нако условия синтеза ВПП и Тразличны, что обусловливает существенные различия в качественном и количественном составе, физико-химических и флотационных свойствах.Так, реагент Тполучают в процессе конденсации изобутилена с форм.альдегидом при температуре 80 С, Реоакция протекает в присуствии катали 25затора - серной кислоты. В результате синтеза образуется смесь различных продуктов, распределенных вдвух несмешивающихся слоях - масляном и водном. Из масляного слоя затем отгоняют непрореагировавшийизобутилен, легкие продукты синтезаи диметилдиоксан. Оставшийся продуктявляется реагентом Т. Водный слойвместе с растворенным в нем веществом выбрасывается, 35В отличие от синтеза Т-бб ВПП получают в процессе конденсации изобутан-изобутиленовой фракции с формальдегидом при температуре 90-100 Сои давлении 18-20 кг/см40В качестве катализатора используется 2-37.-ный водный раствор органической кислоты (щавелевой). Полученнаяв результате синтеза смесь продуктовтакже расслаивается на масляный слой 45и водный.Из масляного слоя ректификациейвыделяют изобутен-изобутиленовую фракцию, затем промежуточную широкую фракцию, содержащую метилаль, триметилкарбинол и другие низкокипящие побочные продукты, затем диметилдиоксан. Оставшийся в кубе ректификационной колонны высококипящий побочныйпродукт (ВПП) перегружается в специальную накопительную емкость. 30 Водный слой содержит растворимые внодо низкокипящне побочные продукты синтеза, щавелевую кислоту и около 157 высококипящего побочного продукта, состоящего из смеси диоксановых спиртов, гексадиенов, пиранового спирта, метилбутандиола и других одно- и двухатомных спиртов (диолов)не- предельных спиртов, а также их эфиров. Водный слой не выбрасывают, как в случае производства Т-бб, а подвергают частичному упариванию и затем возвращают в реактор синтеза 4,4-диметилдиоксана,3. В реакторе ВПП и другие побочные продукты первоначального синтеза вступают в реакции поликонденсации между собой, а также в реакции конденсации с формальдегидом и изобутиленом с образованием комплекса более высокомолекулярных продуктов.Полученная смесь веществ также разделяется на два слоя. Водный слой снова направляют на упарку и в рецикл, а масляный снова подвергают ректификации с целью выделения диметилдиоксана. Высококипящий побочный продукт после второй ректификации присоединяют к первонгчальному ВПП.Таким образом, процессы получения реагентов Т-бб и ВПП существенно отличаются как по условиям синтеза (температура, катализатор), так и по технологической схеме (рецикл водного слоя). В результате этого сопоставляемые реагенты, имея ряд общих признаков, существенно отличаются как по числу, входящих в их состав компонентов, так и по количественному соотношению содержащихся в них одинаковых веществ. Хроматографический анализ реагентов показывает, что реагент Тпредставляет собой смесь, состоящую из 46-47 компонентов, в то время как ВПП состоит из 28-29 компонентов с отличающимся качественным составом и количественным распределением компонентов.Сравнительный хроматографический анализ показывает, что общим признаком сопоставляемых реагентов является наличие 4,4-диметил,3- - диоксана, метилбутандиола, пиранового спирта и 1, 11,Й диоксановых спиртов, однако их количественные соотношения резко различаются. Реагент ВПП в отличие от Т не содержит в своем составе такихвеществ, как 2-пропил-метил,3-диоксан,2-изопролил,3-диок 110524025 П р и м е р 1, Флотация угля.55 Для осуществления процесса берут навеску угля, например 100 г, перемешивают с водой в лабораторной машине типа "Механобр" с объемом камеры сан, 4-метил-стирил,3-диоксан,4,4-метилфенил-фенил,3-диоксан,К -метилнафталин, трехатомные спирты-трнолы, а содержит гексадиен,изоамилены, триметилкарбинол, метилтетрагидропиран, пара-ксилол, непредельные спирты, метилвинилдиол,эфиры триметилкарбинола, метанола,метилбутандиола с диоксановымиспиртами, высшие диолы, а также высокомолекулярные продукты поликонденсации диоксановых спиртов и промежуточных продуктов синтеза с формальдегидом, изобутаном и изобутиленом. 15Высококипящий побочный продуктпроизводства диметилдиоксана изизобутен-изобутиленовой фракцйи иформальдегида обладает только вспе."нивающими свойствами и не проявляет 20собирательных свойств по отношениюк минералам вмещающих пород, Причемвспенивающая способность реагентовВПП значительно выше вспенивающейспособности ВКП (фиг.2), поэтомусовместная подача реагентов ВКПи ВПП позволяет снизить расход первого реагента и вследствие того,что он обладает собирательнымисвойствами по отношению к минера- зОлам вмещающих пород, улучшить селективность процесса флотации,Способ осуществляется следующимобразом,Кубовый остаток ректификации про"дуктов синтеза 2-этилгексанола измасляного альдегида (ВКП) предварительно смешивают с высококипящимпобочным продуктом производства диметилдиоксана из изобутен-изобутилено Овой фракции и формальдегида (ВПП)в соотношении 2;1 - 3:1, после чегографитовую руду или уголь кондиционируют с этой смесью реагентов. Приведенные результаты подтверждают, что 45оптимальное соотношение реагентовВКП и ВПП составляет (2-3);1, именно в этом интервале соотношения реа"гентов достигаются лучшие показателифлотацииулучшение селективности процесса флотации, повышение извлеченияуглерода и снижение расхода реагентов, табл.2 и 3 0,5 л в течение 3 мин. Затем подают реагент - смесь кубового остатка ректификации продуктов синтеза 2-этилгексанола из масляного альдегида (ВКП) и высококнпящего побочного продукта производства диметилдиоксана из изобутен-изобутиленовой фракции и формальдегида (ВПП).После контакта навески угля с реагентом в течение 5 мин во флотационную машину подают воздух и производят флотацию. Результаты опытов приведены в табл.2.11 ри флотации угля применение смеси реагентов ВКП и ВПП в соотношении 2: 1-3: 1 вместо ВКП позволяет снизить зольность концентрата с 8,4 до 7,5 и 7,7 соответственно при повышении выхода концентрата с 87,6 до 90,4 и 90,04 и одновременном повышении зольности отходов с 69, 1 до 79,2 .Применение смеси ВКП и ВПП в соот" ношении 1: 1 нецелесообрзано вследствие того, что образуется обильная устойчивая пена, и использовать это соотношение практики флотации невозможно. При увеличении соотношения до 411 выход концентрата снижается с 90,4 и 90,0 до 88,44% при одновременном снижении зольности отходов с 79,2 до 69,04 ,П р и м е р 2. Флотация графитовой руды. Навеску графитовой руды (400 г) перемешивают с водой, измельчают в лабораторной шаровой мельнице в течение 3 мин, измельченную руду загружают в лабораторную машину типа "Иеханобр" с камерой объемом 1,8 л. Затем подают реагент - смесь ВКП и ВПП и перемешивают в течение 3 мин. После контакта навески графитовой руды с реагентом во флотационную машину подают воздух и производят флотацию. Результаты исследований приведены в табл.3.При флотации графитовой руды использование смеси реагентов ВКП и ВПП в соотношении 2:1 - 3:1 вместо ВКП приводит к снижению зольности концентрата с 42,0 до 37,0 и 38,1 соответственно при одновременном повышении извлечения углерода в концентрат с 92,88 до 93,39 и 93,32%.При соотношении реагентов 1:1 снижается селективность процесса флотации вледствие обильного пенообразования и зольность концентрата повышается до 44,2 , Применение смеси реагентов при соотношении 4:1 не.Таблица Номер пика йа хроматограмме Вещество Непредельный спиртМетнлвинилдиолИетилбутандиол 10 12 Пирановый спирт 13 14 17 приводит к повышению извлечения углерода в концентрат.Технико-экономическое преимущество предлагаемого способа по сравнению с известным заключается в том, 5 что при использовании смеси реагентов ВКП и ВПП при соотношении 2: 1 - 3. 1 улучшается селективность процесса флотации, увеличивается извлечение углерода в концентрат, уде шевляется процесс флотации за счет сокращения расхода ВКП вследствие повышения эффективности его действия,Таким образом, при Флотации угля применение смеси реагентов ВКП и 15 ВПП в соотношении 2; 1 " 3: 1 позволяет снизить зольность концентратас 8,4 до 7,5 и 7,7 Х соответственнопри повышении выхода концентрата с87,6 до 90,4 и 90,07. и одновременномповышении зольности отходов с 69, 1до 79,23. При флотации графита ис"пользование смеси реагентов ВКПи ВПП в соотношении 2: 1 - 3: 1 вмес"то ВКП приводит к снижению зольности концентрата с 42,0 до 37,9 и38,1 соответственно нри одновременномповышении извлечения углеродав концентрат с 92,88 до 93,30,и 93,323. ФормальдегидГексадиенТриметилкарбинол (ТМК)ИетилтетрагидропиранИзоамилен МетилдигидропиранНепредельный спирт 11Пара-ксилол 4,4-Диметил,3-диоксан ЭФир ТМК и ДСДноксановый спирт ДСЭфир ТМК и ДС-П Диоксановый спирт ДС-П Эфир метанола и ДС-ШВысококипящий спирт,(а 240 С)1105240 10 Продолжение табл. Вещество Номер пика на хроматограмме 18 Диоксановый спирт ДС-Ш 19-25 Тяжелые продукты конденсацииформальдегида, изобутана, изобутилена, диоксановых спиртов,высшие диолы. Т а б л и ц а 2 Концентрат Расход,кг/т Реагент Зольность, Е Зольность,Еотходов Кубовый остаток производства 2-этилгексанола 8,4(ВКП) 69,1 87,6 2,08 15, 90 Смесь ВКПи ВПП в соотношении: 77,9 7,6 89,4 90,4 79,2 2:1 79,2 7,7 90,0 3:1 88,44 69,04 7,8 Таблица 3 Извлечениеуглерода,7 Продукты Выход,7Соотношениереагентов золы углерода 42,00 50,680 92,88 ВКП" 7, 12 0,192 2,570 100,0 хх ВКГ 1: ВПГ 1 1:1" Расход реагента 200 г/т, кубовый остаток производства 2-этил-гексанола. М ЖЮ Р 5 д МР ЗЮ Еониентрацоя Игл оставитель В.Шубинаехред Л,Микеш Корректор В.Бутяга едактор Л.Авраменко аказ 541 6 Тираж 535 По ВНИИПИ Государственного комитета С по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб писноСР