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

Настоящее изобретение относится к обогащению полезных ископаемых методом флотации.

Известен способ флотации углей, включающий кондиционирование пульпы с собирателем и вспенивателем и с дополнительным вводом в кондиционирование алкилхлорсиланов [1].

Однако к недостаткам этого способа можно отнести низкую 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 по технической сущности и достигаемому результату является способ обогащения угля, который включает предварительное пульпирование и кондиционирование угля с реагентами собирателем и вспенивателем, с последующим разделением, в котором в качестве реагента собирателя вводят тракторный керосин, а в качестве реагента вспенивателя - кубовые остатки бутиловых спиртов (КОБС) [2].

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 способе флотации угля, включающем предварительное пульпирование, кондиционирование угля с реагентной смесью собирателя - тракторного керосина и вспенивателя - кубового остатка бутиловых спиртов, последующее разделение с выделением горючей массы в пенный продукт, в кондиционирование дополнительно вводят технический продукт Олеокс-5, получаемый путем оксиэтилирования одного моля олеиновой кислоты с пятью молями окиси этилена и состоящей из смеси полиэтиленгликолевых эфиров олеиновой кислоты общей формулы
С₁₇Н₃₃СОО(С₂Н₄О)_n СН₂СН₂ОН, где n = 1-4, причем соотношение тракторного керосина, кубовых остатков бутиловых спиртов и технического продукта Олеокс-5 составляет 94,5:3,4:2,1 до 96,2:2,9:0,9.

Олеокс-5 (Ту-6-14-314-85) - смесь полиэтиленгликолевых эфиров олеиновой кислоты получают путем оксиэтилирования 1 моля олеиновой кислоты с 5 молями окиси этилена общей формулы:
С₁₇Н₃₃СОО(С₂Н₄О)_n СН₂СН₂ОН, где n = 1-4.

Физико-химические константы Олеокс-5:
Средняя молекулярная масса 503 t вспышки, ^оС 230 t воспламенения, ^оС 260
При t = -20^оС становится вязким,
При t = -40^оС - твердым
Цветность Олеокс-5 по иодной шкале мг J₂/100см³ 40
Число омыления в мг КОН/г прод. 108-120
Иодное число в г J₂/ на 100 г 50-60
Известно, что Олеокс-5 применяется в качестве препарата при производстве волокон, как антистатик.

В настоящее время технический продукт Олеокс-5 (смесь полиэтиленгликолевых эфиров олеиновой кислоты) в качестве реагента модификатора для фиксации полезных ископаемых не применяется.

Улучшение флотируемости угольной мелочи в случае подачи в процесс смеси полиэтиленгликолевых эфиров олеиновой кислоты перед реагентом-собирателем объясняется структурными особенностями химических соединений, входящих в технический продукт.

Кислородные атомы имеющие неподеленные электронные пары могут взаимодействовать с протонизированными атомами угольной поверхности за счет специфических сил межмолекулярного взаимодействия по схеме
С₁₇H₃₃-C₂H₂O-CH₂-CH₂OH
При этом углеводородный радикал молекул смеси полиэтиленгликолевых эфиров олеиновой кислоты гидрофобизует угольную поверхность, обеспечивая улучшение адсорбции собирателя-тракторного керосина. Это приводит при равном расходе реагентов к улучшению флотируемости угольной мелочи.

Для установления оптимального соотношения реагента собирателя - тракторного керосина, реагента вспенивателя-кубовых остатков бутиловых спиртов и модификатора - смеси полиэтиленгликолевых эфиров олеиновой кислоты были проведены исследования с использованием метода многофакторного планирования эксперимента.

На чертеже изображена диаграмма состав-свойство.

При планировании эксперимента для решения задач на диаграммах состав-свойство предполагается, что изучаемое свойство является непрерывной фиксацией аргументов и может быть с достаточной точностью представлено полиномом.

В результате проведенных экспериментов, получены результаты флотации угля в зависимости от соотношения компонентов в смеси (см. табл. 2). По данным экспериментов составлено уравнение для извлечения горючей массы в концентрат
y = 72,7х₁ + 13,5х₂ + 2,3 ˙х₃ +
+ 164,2х₁ ˙х₂ + 79х₁ ˙х₃ - 8х₂ ˙х₃ +
+ 754,0х₁ ˙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: смеси полиэтиленгликолевых эфиров олеиновой кислоты от 0,720: 0,0258: 0,016 (х₁:x₂:x₃ = =0,5:0,3:0,2) 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 94,5:3,4:2,1 до 96,2:2,9:0,9, соответственно.

При этих соотношениях компонентов в новом реагентном режиме при расходе 0,7618. ..0,8978 кг/т извлечение горючей массы угля в концентрат составляет не менее 95,0% (см. чертеж).

Проведение исследований эффективности нового реагентного режима (смесь тракторного керосина, кубовых остатков бутиловых спиртов и смеси полиэтиленгликолевых эфиров олеиновой кислоты) в контрольных точках при соотношении компонентов х₁:x₂:x₃ = 0,4:0,4:0,2 и 0,5:0,3:0,2, позволило установить, что полученное уравнение адекватно (по закону распределения Стьюдента). Отклонения экспериментальных значений извлечения горючей массы в концентрат от расчетного значения, вычисленного по уравнению очень незначительны. Расчетное значение 90,82-95,3% (см. табл. 3), а экспериментальные значения составили 91,1-94,6% (см. табл. 2).

Способ осуществляется 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 1 мин в процесс флотации подают собиратель - тракторный керосин, который контактирует с навеской угля 40 с, а затем на 20 с подают реагент-вспениватель-КОБС. После этого в процесс подают воздух и в течение 1 мин проводят флотацию. Затем подачу воздуха прекращают и подают следующую порцию реагента собирателя с последующим контактированием и флотацией. Общий расход реагентов и количество их дозирований в пульпу определяется эффективностью реагентного режима флотации.

Результаты флотации угольной мелочи показывают, что предварительная подача в процесс Олеокс-5 позволяет улучшить флотируемость угольной мелочи.

Так, например, при использовании реагента-собирателя тракторного керосина с реагентом-вспенивателем кубовыми остатками бутиловых спиртов извлечение горючей массы в концентрат составило 81,5%, добавка модификатора смеси полиэтиленгликолевых эфиров олеиновой кислоты (Олеокс-5) в процесс кондиционирования (общий расход реагентов одинаковый) позволила повысить извлечение горючей массы в концентрат до 86,3-91,8%, т.е. на 4,8-10,3% (см. табл. 1).

Результаты исследований эффективности применения предложенной смеси реагентов при их оптимальном соотношении от 94,5:3,4:2,1 до 96,2:2,9:0,9 (х₁: х₂: х₃) в долях единицы от 0,5:0,3:0,2 до 0,6:0,3:0,1) и общем расходе 0,7618 до 8978 кг/т подтвердили закономерности, полученные ранее (см. табл. 4), а именно: применение нового способа флотации угля с использованием в качестве реагента модификатора смеси полиэтиленгликолевых эфиров олеиновой кислоты позволяет повысить извлечение горючей массы в концентрат с 82,3-84,1% до 94,2-94,9% по сравнению с использованием смеси тракторного керосина с КОБС. Эффективность флотации повышается с 474,0-498,0 до 746,4-764,4 (см. табл. 4)
Изобретение позволяет повысить извлечение горючей массы в концентрат на 8,8-10,1% 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, последующее разделение с выделением горючей массы в пенный продукт; в кондиционирование дополнительно вводят технический продукт Олеокс-5, получаемый путем оксиэтилирования одного моля олеиновой кислоты с пятью молями окиси этилена и состоящий из полиэтиленгликолевых эфиров олеиновой кислоты общей формулой С₁₇H₃₃COO (C₂H₄)_n-CH₂CH₂OH , где n = 1 - 4, причем соотношение тракторного керосина, кубовых остатков бутиловых спиртов и технического продукта Олеокс-5 составляет от 94,5 : 3,4 : 2,1 до 96,2 ; 2,9 : 0,9. 4 табл., 1 ил.

СПОСОБ ФЛОТАЦИИ УГЛЯ, включающий предварительное пульпирование, кондиционирование угля с реагентной смесью собирателя - тракторного керосина и вспенивателя - кубового остатка бутиловых спиртов, последующее разделение с выделением горючей массы в пенный продукт, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения горючей массы в концентрат и повышения эффективности процесса, в кондиционирование дополнительно вводят технический продукт ОлеОКС-5, получаемый путем оксиэтилирования 1 моль олеиновой кислоты с 5 моль окиси этилена и состоящий из полиэтиленгликолевых эфиров олеиновой кислоты общей формулы C₁₇H₃₃COO(C₂H₄)_n CH₂CH₂OH, где n = 1 - 4, причем соотношение тракторного керосина, кубовых остатков бутиловых спиртов и технического продукта ОлеОКС-5 составляет 94,5 : 3,4 : 2,1 - 96,2 : 2,9 : 0,9.