РЕАГЕНТ-СОБИРАТЕЛЬ ДЛЯ ФЛОТАЦИИ УГЛЯ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2015 года по МПК B03D1/01 B03D101/00 

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности к средствам используемым для флотационного обогащения угля, и способам их получения.

Известно использование в качестве реагентов-собирателей для флотации угля раствора крекинг-остатка в коксовом и каталитическом газойлях (АС СССР №1162494, опубл 23.06.1985), углеводородной фракции термодеструкции ароматизированных дистиллятов, выкипающих при 180-350°C (АС СССР №657854, опубл.25.04.1979), легкого каталитического газойля в смеси с легким газойлем коксования (ТУ 38.301-19-31-91).

Недостатками указанных реагентов являются: непостоянство состава, высокий расход реагента, низкая зольность отходов флотации, высокая зольность концентрата, высокие потери угля из-за недостаточной селективности процесса флотации.

Наиболее близким к предлагаемому по достигаемому результату является собиратель, представляющий легкий каталитический газойль в смеси с остаточным крекинг-остатком (ОКО) для флотации угля (АС СССР №1191114, опубл 15.11.1985). Однако его технологические показатели недостаточно высоки: большой расход собирателя, низкая отзывчивость.

Известен также способ переработки тяжелых нефтяных остатков путем пекования, заключающийся в проведении термолиза тяжелого дистиллятного или остаточного сырья, проводимого при низком давлении (0,1-0,5 МПа) и умеренных температурах (360-420°C), длительном времени реакции. Традиционным сырьем являются высокоароматизированные смолы пиролиза и малосернистые дистиллятные крекинг-остатки. Целевым продуктом являются пеки различного назначения, побочными продуктами - газы, бензиновые и керосин-газойлевые фракции (В.В. Капустин, А.А. Гуреев. Технология переработки нефти, ч.2, с.91-95).

Новая техническая задача - улучшение свойств реагента для повышения эффективности процесса флотации угля.

Еще одной задачей является разработка способа, позволяющего повысить содержание ароматических и непредельных углеводородов в реагенте-собирателе.

Для решения поставленной задачи реагент-собиратель для флотации угля представляет углеводородную фракцию, выкипающую при атмосферно эквивалентной температуре в пределах 180-400°С, имеющую следующие характеристики:

элементный состав, % масс.:

углерод - 81-84;

водород - 12-18;

сера - <1;

азот - <0.5;

плотность при 20°C, кг/м³, - 780-860;

содержание непредельных углеводородов, % масс., - 90-100.

Способ получения реагента-собирателя заключается в высокотемпературном пековании тяжелых нефтяных остатков, причем пекованию подвергают дистиллятные мазуты марок 40 и 100 при температуре 380-480°C, давлении 0,01-5 кгс/см², при барботаже инертным или природным газом; процесс проводят до удаления из реактора смеси легких дистиллятных продуктов в количестве 60-85% масс. от исходного сырья, далее дистиллятные продукты подвергают дегазации и ректификации или дистилляции, получают среднедистиллятную фракцию, выкипающую при атмосферно эквивалентной температуре в пределах 180-400°С.

Способ осуществляют следующим образом. Процесс пекования ведут в реакторе автоклавного типа периодического или непрерывного действия. Исходным сырьем служат дистиллятные мазуты марок 40 и 100 (ГОСТ 10585-75). Процесс ведут при непрерывном перемешивании с помощью инертного или природного газа, а также механических перемешивающих устройств. В зависимости от сырья температура процесса варьируется в интервале 380-480°C, давление в аппарате поддерживается в интервале (изб.) 0,01-5 кгс/см². В ходе пекования из верхней части реактора удаляются пары дистиллятных углеводородов, при этом жидкая фаза обогащается ароматизированными высокомолекулярными продуктами термополиконденсации. Процесс ведется до удаления из реактора 60-85% масс. от исходного сырья в виде легких соединений. Остаточный высокомолекулярный продукт после вакуумирования представляет собой нефтяной пек. Смесь легких дистиллятных продуктов пекования подвергается дегазации и ректификации или дистилляции для удаления фракций выкипающих до 180°C. Полученные среднедистиллятные фракции, выкипающие при атмосферно эквивалентной температуре в пределах 180-400°С, представляют собой реагент-собиратель.

Пример 1

В обогреваемый реактор автоклавного типа загружали 1000 г мазута марки 40 (ГОСТ 10585-75). Нагрев вели со скоростью 2°C/мин до температуры 430°C, после чего температура поддерживалась в интервале 425-435°C. Давление в аппарате изб. 0,05 кгс/см², перемешивание осуществляли при помощи механического перемешивающего устройства и барботирования азота. Процесс вели до получения дистиллятных фракций (ДФ) в количестве 75% от исходного сырья, после чего процесс останавливали. Сводные данные представлены в таблице 1.

350 г полученного продукта ДФ подвергали простой дистилляции при атмосферном давлении. Полученная фракция представляет собой смесь непредельных углеводородов (99%), выкипающих в интервале 180-400 АЭТ. Сводные данные представлены в таблице 2.

Полученную фракцию 180-кк (ДФ 180-кк) подвергли опытам по флотации, с определением оптимального режима получения реагента. Сводные данные представлены в таблице 3.

В таблице 3 приведены результаты, полученные при флотации угольной мелочи на примере угля марки ОС рядового (Междуреченск). Полученные данные свидетельствуют о том, что:

- для вспенивателя КОРБС при одинаковых расходах собирателя и вспенивателя «заявляемый реагент» обеспечивает выход флотоконцентрата на уровне 80%, что сравнимо с термогазойлем (81%), при этом зольность концентрата на 2% ниже, чем у полученного с использованием термогазойля;

- для вспенивателя Экофол при одинаковых расходах собирателя и вспенивателя «заявляемый реагент» обеспечивает выход флотоконцентрата на уровне 81%, что сравнимо с термогазойлем (80%), при этом зольность концентрата на 0,5% ниже, чем у полученного с использованием термогазойля;

- для вспенивателя Оксаль при одинаковых расходах собирателя и вспенивателя «заявляемый реагент» обеспечивает на 6% больший выход флотоконцентрата, чем у термогазойля, при этом зольность концентрата на 0,9% ниже, чем у полученного с использованием термогазойля.

Таким образом, использование заявляемого реагента собирателя дает выход флотоконцентрата на уровне термогазойля или выше, при этом зольность концентрата на 1-2% ниже, чем при использовании термогазойля.

Приложение

Таблица 1 - Результаты пекования мазута.

Таблица 2 - Фракционирование дистиллятных фракций пекования мазута.

Таблица 3 - Результаты, полученные при флотации угольной мелочи на примере угля марки ОС рядового (Междуреченск).

Таблица 1 Т, °C Давление, кгс/см Загрузка, г Газы и потери, г (выход %) ДФ, г (выход %) Пек, г (выход %) 425-435 0,05 1000 90 (9%) 780 (78%) 130 (13%)  

Таблица 2 Фракция, °C Масса, г Выход, % Нк-180 17 4,9 180-250 46 13,1 250-330 102 29,1 330-360 99 28,3 360-кк 80 22,9 Газы и потери 6 1,7  

Таблица 3 Тип угля Реагентный режим Выход, % Зольность, % Собиратель Вспениватель Расход реагентов, г/т Собиратель Вспениватель Международный ОС рядовой Термогазойль КОРБС 2550 252 81 6,98 Термогазойль Экофол 2550 100 80 7,18 Термогазойль Оксаль 2550 80 76 6,90 ДФ 180-кк КОРБС 2550 252 80 4,92 ДФ 180-кк КОРБС 2550 300 82 6,15 ДФ 180-кк КОРБС 4000 252 82 6,15 ДФ 180-кк Экофол 2550 100 81 6,63 ДФ 180-кк Экофол 2550 150 84 7,07 ДФ 180-кк Экофол 3000 100 82 6,40 ДФ 180-кк Оксаль 2550 50 81 6,50 ДФ 180-кк Оксаль 2550 80 82 6,00 ДФ 180-кк Оксаль 3000 100 83 7,32

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при флотации углей. Реагент-собиратель для флотации угля представляет собой углеводородную фракцию, выкипающую при атмосферно эквивалентной температуре в пределах 180-400°С и имеющую следующие характеристики: Элементный состав, % мас.: углерод - 81-84, водород - 15-18, сера -<1, азот - <0.5, плотность при 20°C, кг/м³, - 780-860, содержание непредельных углеводородов, % мас., - 90-100. Способ получения реагента-собирателя заключается в высокотемпературном пековании тяжелых нефтяных остатков. Пекованию подвергают дистиллятные мазуты марок 40 и 100 при температуре 380-480°C, при давлении 0,01-5 кгс/см², при барботаже инертным или природным газом. Процесс проводят до удаления из реактора смеси легких дистиллятных продуктов в количестве 60-85% мас. от исходного сырья. Далее дистиллятные продукты подвергают дегазации и ректификации или дистилляции и получают среднедистиллятную фракцию, выкипающую при атмосферно эквивалентной температуре в пределах 180-400°С. Технический результат - повышение эффективности флотации угля, а также увеличение выхода флотоконцентрата и снижение зольности флотоконцентрата на 1-2%. 2 н. п. ф-лы, 3 табл., 1 пр.

1. Реагент-собиратель для флотации угля, представляющий углеводородную фракцию, выкипающую при атмосферно эквивалентной температуре в пределах 180-400°С и имеющую следующие характеристики:
Элементный состав, % мас.:
углерод - 81-84;
водород - 15-18;
сера - <1;
азот - <0.5;
плотность при 20°C, кг/м³, - 780-860;
содержание непредельных углеводородов, % мас., - 90-100.

2. Способ получения реагента-собирателя, заключающийся в высокотемпературном пековании тяжелых нефтяных остатков, отличающийся тем, что пекованию подвергают дистиллятные мазуты марок 40 и 100 при температуре 380-480°C, при давлении 0,01-5 кгс/см², при барботаже инертным или природным газом, процесс проводят до удаления из реактора смеси легких дистиллятных продуктов в количестве 60-85% мас. от исходного сырья, далее дистиллятные продукты подвергают дегазации и ректификации или дистилляции и получают среднедистиллятную фракцию, выкипающую при атмосферно эквивалентной температуре в пределах 180-400°С.