Способ флотации угля и графита Советский патент 1984 года по МПК B03D1/02 

11 Изобретение относится к обогащекию 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 Л .. Недостатками указанного способа являются низкая селективность дей ствия, так как реагент обладает в ос новном вспенивающими свойствами, и. отсутствие промьшленного производства реагента. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ флотации угля и графита, включающий пре варительное кондиционирование исходного сырья с кубовым остатком ректификации продуктов синтеза 2-этилгексаИола из масляного альдегида 2 . Недостатками указанного способа я ляются низкое извлечение и качество концеитрата и высокий расход реагента. Вспенивающие свойства кубового ос татка ректификации продуктов .синте-за 2-этилгексанола обусловлены присутствием 2-этилгексанола, содержани которого составляет 5-10%; Вследстви невысокого содержания 2-этилгексанол вспенивающие свойства реагента слабы поэтому для нормального пенообразования при флотации применяется повыш ный его расход. Однако из-за того, что реагент об ладает и собирательными свойствами по отношению к минералам вмещающих по род, применение его повышенного расхо да приводит к снижению селективности процесса флотации. Снижение расхода реагента хотя и обеспечивает повьш1ени селективности процесса флотации, но извлечение углерода в концентрат резко снижается. Цель изобретения - повьшение извле чения полезного компонента в концентрат, качества концентрата и снижение расхода реагентов. Поставленная цель достигается feM что согласно способу флотации угля и графита, включающему предварительное Кондиционирование исходного сырья с кубовым остатком ректификации продуктов синтеза 2-этилгексанола из масляного альдегида, перед введением в кондиционирование кубовый остаток ректификации продуктов синтеза 2-этил 0 гексанола из масляного альдегида мешивают с высококипящим побочным продуктом производства диметилдиоксана из изобутен-изобутиленовой фракции и формальдегида, 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 . 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 формальдегида СВПП) в физическом отно щении представляет собой желтоватокоричневую жидкость} плотность 1,07 г/см , вязкость при 1,28 усл.град, температура застывания -54 С, содержание серы 0,055%, содержание золы 0,126 , механические примеси 0,788 вес.%. В настоящее время реагент используется вместе с мазутом как топливо. Высококипящий побочный Продукт производства диметилдиоксана из изобутан-изобутиленовой фракции и формальдегида (ВПП) содержит, вес.%: Диоксановые 28,90-32,20 спирты Высококипящие24,83-31,00 спирты 0,05-1,20 Формальдегид 0,50-3,41 Диметилдиоксан 10 60-13,3д Преддиолы 4,24-8,92 Диолы 3,94-8,64 Высшие ДИОЛЫ Пирановый 0,05-0,12 10,08-18,02 Эфиры Хроматографический анализ реагена показывает, что ВПП состоит из 8-29 компонентов (фиг.1). Результаты качественной интерретации хроматограммы предлагаемого еагента приведены в-табл.1. Результаты количественной интерретации хроматограммы показывают, то в состав ВПП входят в основном ледующие вещества, %: 4,4-диметил1,3-диоксан 0,5, диолы 8,12, эфиры риметилкарбинола, метанола и диок-„ саповых спиртов 10,98, диоксановые спирты 29,03, в TOM jjHcne ДС-1 15, ДС-П 10,00 и ДС-Ц.1 4,09, высшие спирты 30,81; тяжелые продукты поликонденсации и высаше диоды 7,66, а также группа преддиолов 11,20, включающая непр1здельные спирты 4,12, Ларч-ксилол 0,5, триметилкарбинол 0,92, метилтетрагидропиран 1,03, метилдигидропиран 3,17, гексадиены 0,82 и изоамилены 0,64. Широко применяемый при флотации полезных ископаемых в качестве вспенивателя реагент Т-66 также получают при производстве диметилдиоксана. Од нако условия синтеза ВПП и Т-66 различны, что обусловливает существенные различия в качественном и количественном составе, физико-химических и флотационных свойствах. Так, реагент Т-66 получают в процессе конденсации изобутилена с форм .альдегидом при температуре 80 С. Реакция протекает в присуствии катализатора - серной кислоты. В результате синтеза образуется смесь различных продуктов, распределенных в двух несмешивающихся слоях - масляном и водном. Из масляного слоя затем отгоняют непрореагировавший изобутилен, легкие продукты синтеза и диметилдиоксан. Оставшийся продукт является реагентом Т-66. Водный слой вместе с растворенным в нем веществом выбрасывается. В отличие отсинтеза Т-66 ВПП получают в процессе конденсации изобутан-изобутиленовой фракции с формальдегидом при температуре 90-100 С и давлении 18-20 кг/см В качестве катализатора используе ся 2-3%-ный водный раствор органичес кой кислоты (щавелевой). Полученная в результате синтеза смесь продуктов также расслаивается на масляный слой и водный. Из масляного слоя ректификацией выделяют изобутен-изобутиленовую фра цию, затем промежуточную широкую фра цию, содержащую метклаль, триметилкарбинол и другие низкокипящие побочные продукты, затем диметилдиоксан. Оставшийся в кубе ректификационной колонны высококипящий побочный продукт (вин) перегружается в специальную накопительную емкость. Водный слой содержит растворимые Ж) низкокипящие побочные продукты синтеза, щавелевую кислоту и около 15% высококипящего побочного продукта, состоящего из смеси диоксановых спиртов, гексадиенов, пиранового спирта, метилбутандиола и других однои двухатомных спиртов (диолов), непредельных спиртов, а также их эфиров. Водный слой не выбрасывают, как в случае производства Т-66, а подвергают частичному упариванию и затем возвращают в реактор синтеза 4,4-диметилдиоксана-1,3. 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 первоначальному ВПП. Таким образом, процессы получения реагентов Т-66 и ВПП существенно отличаются как по условиям синтеза (температура, катализатор), так и по технологической схеме (рецикл водного слоя). В результате зтого 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 Т-66 представляет 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-1,3-диоксана, метилбутандиола, пиранового спирта и 1,и.Ш диоксановых спиртов, однако их количественные соотношения резко различаются. Реагент ВПП в отличие от Т-66 не содержит в своем составе таких веществ, как 2-пропил-4-метил-1,3-диоксан,2-изоПропил-1,3-диок51сан, 4-метил-2-стирил-1,3-диоксан, 4,4-метилфенил-2-фенил-1,3-диоксан Ot-метилнафталин, трехатомные спирты-триолы, а содержит гексадиен, изоамилены, триметилкарбинол, метил тетрагидропиран, пара-ксилол, непредельные спирты, метилвинилдиол, эфиры триметилкарбинола, метанола, метилбутандиола с диоксановыми спиртами, высшие диоль, а также выс комолекулярные продукты поликонденсации диоксановых спиртов и промежуточных продуктов синтеза с формальдегидом, изобутаном и изобутиленом. Высококипящий побочный продукт производства диметилдиоксана из изобутен-изобутиленовой фракций и формальдегида обладает только всПенивающими свойствами и не проявляет собирательных свойств по отношению к минералам вмещающих пород. Причем вспенивающая способность реагентов Btin значительно выше вспенивающей способности ВКП (фиг.2), поэтому совместная подача реагентов ВКП и ВПП позволяет снизить расход первого реагента и вследствие того, что он обладает собирательными свойствами по отношению к минералам вмещающих пород, улучшить селек тивность процесса флотации. Способ осуществляется следующим образом. Кубовьй остаток ректификации продуктов синтеза 2-зтилгексанола из масляного альдегида (ВКП) предварительно смешивают с высококипящим побочным продуктом производства диме тилдиоксана из изобутен-изобутиленоВой фракции и формальдегида (ВПП) в соотношении 2:1 - 3:1, после чего графитовую руду или уголь кондициони руют с этой смесью реагентов. Приведенные результаты подтверждают, что оптимальное соотношение реагентов ВКП и ВПП составляет (2-3):1, именно в этом интервале соотношения реагентов достигаются лучшие показатели флотации(улучшение селективности npo цесса флотации, повышение извлечения углерода и. снижение расхода реагентов, табл.2 и З). Пример 1. Флотация угля. Для осуществления процесса берут навеску угля, например 100 г, перемешивают с водой в лабораторной машине типа Механобр с объемом камеры 0,5 л в течение 3 мин. Затем подают реагент - смесь кубового остатка ректификации продуктов синтеза 2-этилгексанола из масляного альдегида (ВКП) и высококипящего 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 прбизводят флотацию. Результаты опытов приведены в табл.2. При 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 повьш1ении выхода концентрата с 87,6 до 90,4 и 90,0% и одновременном повьшгении зольности отходов с 69,1 до 79,2%. Применение смеси ВКП и ВПП в соотношении 1:1 нецелесообрзано вследствие того, что образуется обильная устойчивая пена, и использовать это соотношение практики флотации невозможно. При увеличении соотношения до 4:1 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 Механобр с камерой объемом 1,8 л. Затем подают реагент смесь ВКП и ВПП и перемешивают в течение 3 мим. 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 повьш ении извлечения углерода в концентрат с 92,88 до 93,39 и 93,32%. При соотношении реагентов 1:1 снижается селективность процесса флотации вледствие обильного ценообразования и зольность концентрата повышается до 44,2%. Применение смеси реагентов при соотношении 4:1 не приводит к повышению извлечения углерода в концентрат. Технико-экономическое преимущество предлагаемого способа по срав нению с известным заключается в том, что при использовании смеси реагентов ВКП и ВПП при соотношении 2:1 - 3:1 улучшается селективность процесса флотации, увеличивается иэблечение углерода в концентрат, удешевляется процесс флотации за счет сокращения расхода ВКП вследствие повышения эффективности его действия Таким образом, при флотации угля применение смеси реагентов ВКП и 110 8 ВПП в соотношении 2:1 - 3:1 позволяет снизить зольность концентрата с 8,4 до 7,5 и 7,7% соответственно при повьш1ении выхода концентрата с 87,6 до 90,4 и 90,0% и одновременном повьш1ении зольности отходов с 69,1 до 79,2%. При флотации графита использование смеси реагентов ВКП и ВПП в соотношении 2:1 - 3:1 вместо ВКП приводит к снижению зольности концентрата с 42,0 до 37,9 и 38,1 соответственно при одновременном повьш1ении извлечения углерода в концентрат с 92,88 до 93,30. и 93,32%. Таблица 1

СПОСОБ ФЛОТАЦИИ УГЛЯ И ГРАФИТА, включающий предварительное кондиционирование исходного сырья с кубовым остатком ректификации продуктов синтеза 2-этиленгексанола мз масляного гшьДегида о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения извлечения полезного компо нента в концентрат, качества концентрата и снижения расхода реагентов, перед введением в кондиционирование кубовый остаток ректификации продуктов синтеза 2-этиленгексанола из масляного альдегида перемешивают с высококипящим побочным продуктом производства диметилдиоксана из изобутен-изобутиленовой фракций и формальдегида, при этом соотношение кубового остатка ректификации продуктов синтеза 2-этиленгексанола из масляного альдегида и выйококипяще(Л го побочного пpoдyкta производства диметилдиоксана из изобутен-изобус тиленовой фракции и формальдегида составляет 2:1-3:1. fpue.f

1 2 X,

3

4

5

6

7

8

9

10 12 Хз 13 14 15 16 Ц 17

Формальдегид

Гексадиен

Триметилкарбинол (ТМК)

Метилтетрагидропиран

Изоамилен

Метилдигидропиран

Непредельный спирт 11

Пара-ксилол

4,4-Диметил-1,3-диоксан

Непредельный спирт

Me тйлв инилдиол

Метилбутандиол

Пирановый спирт

Эфир ТМК и ДС-1

Диоксановый спирт ДС-1

Эфир ТМК и ДС-П

Диоксановый спирт ДС-П

Эфир метанола и ДС-Ш

Высококипящий cnHpT(iij

2,0887,6

Концентрат 4,71 42,00

ВКП Хвосты 95,29

Исходная100,00

хк

кп : ВШ1

Концентрат 4,99 44,0 1:1

Хвосты95,01

Исходная100,00

формальдегида, нзобутана, изобутилена, диоксановых спиртов, высшие диолы.

Таблица 2

69,1

8,4

15,90

Таблица 3

92,88

7,12

100,0

92,24

7,76

100,00

Исходная100,00 Концентрат 4,61 38,1 Хвосты 95,39

Исходная100,00 Концентрат 4,65 39,6

Хвосты95,35

Исходная100,00 Расход реагента 200 г/т, кубовый остаток

Продолжение табл. 3

100,0&

93,32

6,68

100,0 92,58

7,42 100,0 производства 2-этил-гексакола.