СПОСОБ ФЛОТАЦИИ УГЛЕЙ Российский патент 1994 года по МПК B03D1/02 

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 углей, который включает предварительное пульпирование и кондиционирование угля с реагентами-собирателями 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.

Достигается это тем, что перед кондиционированием пульпы с собирателем - тракторным керосином и вспенивателем - КОБС, в кондиционирование перед собирателем и вспенивателем вводят водный раствор катамина АБ (алкилдиметилбензил аммонийхлорид).

Соотношение собирателя, вспенивателя и катамина АБ составляет от 77,8: 20,2:2,0 до 89,2:9,6:1,2.

Катамин АБ представляет собой четвертичное аммониевое соединение, получаемое путем конденсации алкилдиметиламина и бензинхлорида Ту 6-01-816-75. Эмпирическая формула R(CH₃)₂NCH₂C₆H₅Cl, где R - смесь прямоцепных алкильных остатков С₁₀-С₁₈.

Средний молекулярный вес 346-376.

Катамин АБ применяется как дезинфектант в производстве дезинфицирующих и синтетических моющих средств и как деэмульгатор.

Физико-химические показатели: Внешний вид и цвет прозрачная
жидкость от
бесцветного до
желтого цвета Содержание основ- ного вещества, % не менее 48 Содержание третич- ного амина, % не более 0,6 Содержание соли третичного амина, % не более 1,8 РН водного раствора в пределах 6,0-7,0
В настоящее время технический продукт катамин АБ в качестве реагента-модификатора для флотации полезных ископаемых не применяется. На основании вышеизложенного можно сказать, что предложенное техническое решение обладает критерием "существенные отличия".

На чертеже показано оптимальное соотношение реагентов в смеси для получения максимума извлечения массы в концентрат.

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 подают порцию катамина АБ. После контакта навески угля с реагентом-модификатором в течение 1 мин в пульпу подают порцию собирателя - тракторного керосина, контактирующего 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 тракторного керосина и кубового остатка бутиловых спиртов с последующим контактированием и флотацией. Результаты флотации угольной мелочи с использованием нового способа флотации показывают, что предварительная подача в процесс катамина АБ, перед подачей реагента-собирателя и вспенивателя позволяет улучшить флотируемость угольной мелочи. Например, при использовании реагента-собирателя - тракторного керосина с реагентом-вспенивателем - кубовыми остатками бутиловых спиртов извлечение горючей массы в концентрат составило 82,7-88,3%, добавка модификатора технического продукта - катамина АБ в процесс кондиционирования (общий расход реагентов одинаковый) позволила повысить извлечение горючей массы в концентрат до 90,2-92,9%.

Для установления оптимального соотношения реагента-собирателя - тракторного керосина, реагента-вспенивателя кубовых остатков бутиловых спиртов и модификатора - технического продукта - катамина АБ были проведены исследования с использованием метода многофакторного планирования эксперимента (см.Ахназарова С.А., Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии. - М.: Высшая школа, 1978, 318 с.).

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 табл.1 и 2 представлены результаты флотации угля с использованием различных реагентных режимов.

В результате проведенных экспериментов получены результаты флотации угля в зависимости от соотношения компонентов в смеси. По данным экспериментов составлено уравнение для извлечения горючей массы в концентрат:
y = 83,2х₁ + 85х₂ + 6х₃ + 20х₁х₂ +
+107,6х₁х₃ + 98,8х₂х₃ + 193,62х₁х₂х₃
Решение уравнения проведено на ЭВМ по разработанной программе с последующим построением диаграмм состав-свойство. На диаграмме состав-свойство сплошными линиями соединены показатели равных значений извлечения горючей массы в концентрат при различных соотношения реагентов.

Установлено, что наибольшая эффективность флотации соответствует соотношению тракторного керосина: кубовых остатков бутиловых спиртов: технического продукта катамина АБ от 0,308:0,08:0,008 (x₁:x₂:x₃ = 0,4:0,4:0,2) до 0,462: 0,05: 0,006 (x₁:x₂:x₃ = 0,6:0,25:0,15) или при расчете на содержание компонентов в новом реагентном режиме (%) от 77,8:20,2:2,0 до 89,2: 9,6: 1,2 соответственно. При этих соотношениях компонентов в новом реагентном режиме при расходе 0,396-0,518 кг/т извлечение горючей массы в концентрат составляет не менее 94,0%. Проведение исследований эффективности нового реагентного режима (смесь тракторного керосина, кубовых остатков бутиловых спиртов и катамина АБ) в контрольной точке при соотношении компонентов x₁: x₂: x₃ = =0,45:0,5:0,05 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 составило 90,5%, а экспериментальные значения - 89,8-90,3%.

В табл.3 представлены результаты флотации угля в контрольных точках; в табл.4 - результаты угля с использования различных реагентных режимов.

Результаты исследований эффективности применения предлагаемой смеси реагентов при их оптимальном соотношении от 77,8:20,2:2,0 до 89,2:9,6:1,2 (x₁: x₂:x₃ в долях единицы от 0,4:0,4:0,2 до 0,6:0,25:0,15) и общем расходе от 0,396 до 0,518 кг/т подтвердили закономерности, полученные ранее, а именно: применение нового способа флотации угля с использованием в качестве реагента-модификатора катамина АБ позволяет повысить извлечение горючей массы в концентрат с 84,6-86,9% до 92,9-94,6% по сравнению с использованием смеси тракторного керосина с КОБС. Эффективность флотации повышается с 494,2-519,8 до 625,7-667,5.

Таким образом, применение нового способа флотации угля с использованием технического продукта катамина АБ в качестве реагента-модификатора, а также тракторного керосина - в качестве собирателя и КОБС в качестве вспенивателя от 77,8:20,2:2,0 до 89,2:9,6:1,2 позволяет повысить извлечение горючей массы в концентрат на 7,7-8,3% при одновременном повышении эффективности процесса флотации.

Использование: обогащение полезных ископаемых методом флотации. Сущность изобретения: способ включает кондиционирование угля с реагентной смесью собирателя - тракторного керосина и вспенивателя - кубовых остатков производства бутиловых спиртов, последующее разделение с выделением горючей массы в пенный продукт; в кондиционирование перед собирателем и вспенивателем вводят раствор катамина АБ, представляющего собой технический продукт, содержащий алкил диметил бензил аммоний хлорида общей формулы R(CH₃)₂NCH₂C₆H₅Cl , где R - смесь прямоцепных алкильных остатков C₁₀-C₁₈ , причем соотношение тракторного керосина, кубовых остатков производства бутиловых спиртов и катамина АБ составляет от 77,8 : 20,2 : 2,0 до 89,2 : 9,6 : 1,2. 1 ил. 4 табл.

СПОСОБ ФЛОТАЦИИ УГЛЕЙ, включающий кондиционирование угля с реагентной смесью собирателя - тракторного керосина и вспенивателя - кубовых остатков производства 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 перед собирателем и вспенивателем вводят водный раствор катамина АБ, представляющего собой технический продукт, содержащий алкилдиметилбензиламмоний хлорида общей формулы
R(CH₃)₂ N CH₂C₆H₅Cl,
где R - смесь прямоцепных алкильных остатков C₁₀- C₁₈,
причем соотношение тракторного керосина, кубовых остатков производства бутиловых спиртов АБ составляет от 77,8 : 20,2 : 2,0 до 89,2 : 9,6 : 1,2.