СПОСОБ ФЛОТАЦИИ УГЛЯ Российский патент 1994 года по МПК B03D1/04 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых методом флотации.

Известен способ флотации угля, включающий кондиционирование пульпы с собирателем и вспенивателем с дополнительным вводом в кондиционирование алкилхлорсиланов (Власова Н. С. и др. Модифицирование кремнийорганическими соединениями каменных углей при флотации. Сб. Новые методы повышения эффективности обогащения полезных ископаемых. М. : Недра, 1969).

К недостаткам этого способа относится низкая эффективность процесса флотации. Кроме того, модифицирование угольной поверхности должно осуществляться в герметически изолированном агрегате или под вакуумом. Это затрудняет не только внедрение данного способа флотации в промышленность, но и проведение широкой проверки на углеобогатительных фабриках.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ обогащения угля, который включает предварительное пульпирование и кондиционирование угля с реагентами собирателя и вспенивателя с последующим разделением, в качестве реагента собирателя вводят тракторный керосин, а в качестве реагента вспенивателя - кубовые остатки бутиловых спиртов [КОБС] (Пиккат-Ордынский Г. А. и Острый В. А. Технология флотационного обогащения угля. М. : Недра, 1972, с. 21-22).

Недостатком способа является пониженная скорость флотации при повышенных расходах реагентов, что приводит к снижению извлечения горючей массы в концентрат и понижению эффективности процесса флотации.

Цель изобретения - повышение извлечения горючей массы в концентрат и повышение эффективности процесса флотации.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе флотации угля, включающем предварительное пульпирование, кондиционирование угля с реагентной смесью собирателя - тракторного керосина и вспенивателя - кубового остатка бутиловых спиртов и последующее разделение с выделением горючей массы в концентрат, в кондиционирование дополнительно вводят технический продукт ПЭГ-4, получаемый при взаимодействии этиленгликоля с 3 моль окиси этилена в присутствии щелочных катализаторов, причем соотношение тракторного керосина, кубовых остатков бутиловых спиртов и ПЭГ-4 составляет от 96,9: 2,7: 0,4 до 96,2: 2,87: 0,9.

Технический продукт ПЭГ-4 выпускается согласно ТУ-6-06-С147-8.

Физико-химические константы: Мол. м. 200
Температура само- воспламенения, ^оС 376
Температура воспламе- нения в закрытом тигле, ^оС 173
Температура воспламе- нения, ^оС 204
Температура воспламе- нения в открытом тигле, ^оС 185
Гидроксильное число мг КОН/г прод. 510-570 Массовая доля воды, % 1
Цветность по водной шкале мг I₂/100 см³ 5 Массовая доля железа, % 0,001
В настоящее время ПЭГ-4 в качестве реагента модификатора для флотации полезных ископаемых не применяется. Этот технический продукт используется для промывки фильер.

Улучшение флотируемости угольной мелочи в случае подачи в процесс ПЭГ-4 перед собирателем объясняется положительным воздействием модификатора на эмульгирование тракторного керосина в воде. Установлено, что подача ПЭГ-4 в воду перед тракторным керосином приводит к улучшению его эмульгирования. Средний размер эмульсии керосина в воде при подаче ПЭГ-4 (соотношение собирателя и ПЭГ-4 99,5: 0,5) составляет 2,11 мкм, в то время как без ПЭГ-4 средний размер эмульсии собирателя в воде повышается до 3,28 мкм. При этом в составе эмульсии увеличивается в основном количество капелек размером менее 1,5 мкм (см. табл. 2). Плотность эмульсии собирателя в воде, определенная на фотоколориметре, в случае подачи в процесс модификатора ПЭГ-4 повышается с 0,61 до 0,85 (см. табл. 2). Повышение дисперсности эмульсии реагента собирателя в воде при подаче модификатора ПЭГ-4 является основной причиной улучшения флотации угля.

Способ осуществляют следующим образом.

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 течение 2 мин. Затем в процесс кондиционирования подают порцию модификатора ПЭГ-4. После контакта навески угля с модификатором в течение 20 с в пульпу подают собиратель - тракторный керосин, а через 80 с - вспениватель - КОБС и продолжают кондиционирование угля с реагентной смесью 20 с.

После контакта навески угля с модификатором ПЭГ-4, тракторным керосином и кубовыми остатками бутиловых спиртов в флотационную пульпу подают воздух и в течение 1 мин производят флотацию. Затем подачу воздуха прекращают и вводят следующую порцию тракторного керосина с последующим кондиционированием и флотацией. После контакта навески угля с реагентом в пульпу подают воздух и производят съем второго концентрата; общий расход реагентов и количество дозирования в пульпу определяется их флотационной активностью.

Результаты флотации угольной мелочи с использованием нового способа показывают, что предварительная подача в процесс ПЭГ-4 перед подачей собирателя и вспенивателя позволяет улучшить флотируемость угольной мелочи. Так, например, при использовании тракторного керосина с кубовыми остатками бутиловых спиртов извлечение горючей массы в концентрат составило 81,5% , добавка модификатора ПЭГ-4 в процесс кондиционирования (общий расход реагентов одинаковый) позволила повысить извлечение горючей массы в концентрат до 84,4-85,5% , т. е. на 3,1-4,0% (см. табл. 1).

Для установления оптимального соотношения тракторного керосина, кубовых остатков бутиловых спиртов и ПЭГ-4 были проведены исследования с использованием метода многофакторного планирования эксперимента. При планировании эксперимента для решения задач на диаграммах состав-свойство предполагается, что изучаемое свойство является непрерывной функцией аргументов и может быть с достаточной точностью представлено полиномом.

В результате проведенных экспериментов, получены результаты флотации угля в зависимости от соотношения компонентов в смеси (табл. 3). По данным экспеpиментов составлено уравнение для извлечения горючей массы в концентрат
у= 71,8˙х₁ + 13,4˙x₂+2,1˙x₃+ 166,4˙х₁˙х₂ +101,0˙х₁˙x₃ - 11,4˙х₂˙х₃ + 374,10˙x₁˙х₂˙х₃.

Решение уравнения проведено на ЭВМ по разработанной программе с последующим построением диаграмм состав-свойство (см. чертеж). На диаграмме состав-свойство сплошными линиями соединены показатели равных значений извлечения горючей массы в концентрат при различных соотношениях реагентов. Установлено, что наибольшая эффективность флотации соответствует соотношению тракторного керосина: кубовых остатков бутиловых спиртов: ПЭГ-4 (в кг/т) от 0,936: 0,0258: 0,004 (х₁: x₂: x₃ = 0,65: 0,3: 0,05) до 0,864: 0,0258: 0,008 (x₁: x₂: x₃ = 0,6: 0,3: 0,1) или при расчете на содержание компонентов в новом реагентном режиме (% ) от 96,9: 2,70: 0,4 до 96,2: 2,87: 0,9 cоответственно. При этих соотношениях компонентов при общем расходе реагентов 0,8978-0,9658 кг/т извлечение горючей массы угля в концентрат составляет не менее 88,5% (см. чертеж).

Результаты флотации угля в контрольных точках при соотношении компонентов х₁: x₂: x₃ = 0,50: 0,30: 0,20 и 0,60: 0,20: 0,1 позволило установить, что полученное уравнение адекватно (по закону распределения Стьюдента). Отклонения экспериментальных значений извлечения горючей массы угля в концентрат от расчетного значения, вычисленного по уравнению, очень незначительны. Расчетные значения (по уравнению) 85,9 и 86,8% (см. чертеж), а экспериментальные значения при этих соотношениях компонентов - 85,3 и 87,2% соответственно (см. табл. 3).

Результаты исследований эффективности применения предложенной смеси реагентов при их оптимальном соотношении от 96,9: 2,7: 0,4 до 96,2: 2,87: 0,9 (x₁: x₂: x₃ в долях единицы от 0,6: 0,3: 0,1 до 0,65: 0,3: 0,05) и общем расходе 0,8978 до 0,9658 кг/т подтвердили закономерности, полученные ранее (табл. 1), а именно: применение способа флотации угля с использованием в качестве реагента-модификатора ПЭГ-4 позволяет повысить извлечение горючей массы в концентрат с 83,3-84,1 до 88,7-89,0% по сравнению с использованием смеси тракторного керосина с КОБС. Эффективность флотации повышается с 474,9-487,6 до 559,6-563,8 (табл. 4).

Таким образом, применение изобретения с использованием ПЭГ-4 в качестве модификатора, а тракторного керосина в качестве собирателя и КОБС в качестве вспенивателя позволяет повысить извлечение горючей массы в концентрат на 4,9-5,4% при одновременном повышении эффективности процесса флотации.

Использование: обогащение полезных ископаемых методом флотации. Сущность изобретения: способ флотации угля включает предварительное пульпирование, кондиционирование угля с реагентной смесью собирателя - тракторного керосина и вспенивателя - кубового остатка бутиловых спиртов и последующее разделение с выделением горючей массы в концентрат. При кондиционировании дополнительно вводят технический продукт ПЭГ - 4, получаемый при взаимодействии этилегликоля с 3 моль окиси этилена в присутствии щелочных катализаторов, причем соотношение тракторного керосина, кубовых остатков бутиловых спиртов и технического продукта ПЭГ - 4 составляет от 96,9: 2,7: 0,4 до 96,2: 2,87: 0,9. 1 ил, 4 табл.

СПОСОБ ФЛОТАЦИИ УГЛЯ, включающий предварительное пульпирование, кондиционирование угля с реагентной смесью собирателя - тракторного керосина и вспенивателя - кубового остатка бутиловых спиртов и последующее разделение с выделением горючей массы в концентрат, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения горючей массы в концентрат и повышения эффективности процесса, в кондиционирование дополнительно вводят технический продукт ПЭГ-4, получаемый при взаимодействии этиленгликоля с тремя молями окиси этилена в присутствии щелочных катализаторов, причем соотношение тракторного керосина, кубовых остатков бутиловых спиртов и технического продукта составляет от 96,9 : 2,7 : 0,4 до 96,2 : 2,87 : 0,9.