Способ пенной флотации угля из необогащенного угля Советский патент 1989 года по МПК B03D1/02 

1

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых.

Цель изобретения - повышение извлечения полезных компонентов.

Сущность изобретения заключается в способе выделения угля из необогащенного угля путем обработки этого необогащенного угля в форме его водной суспензии в процессе флотации, проводимой с добавлением вспенивате- ля, характеризующемся тем, что упомянутый вспениватель представляет

собой продукт реакции алифатического спирта, содержащего 6 углеродных атомов, с 1-5 моль пропиленоксида, бутиленоксида или их смесями, а также в пенной флотационной композиции для выделения угля из необогащенного угля, характеризующейся тем, что она включает продукт реакции алифатического спирта, содержащего 4-6 углеродных атомов, с 1-5 моль пропилен- оксила, бутиленоксида или их смесями.

OS 0 Х CD

Ы

Вспениватели отвечают общей формуле

R,-0-(CHKi-CHRz-())n-H,

где R, - гексиловый радикал с прямой или разветвленной цепью, содержащий 6 углеродных атомов ,

R - самостоятельно в каждом слу чае водородный атом, метил или этил;

- целое число, При условии, что один из радикалов R в каждом звене - метил или этил, а также при условии,что в том случае, когда один из радикалов Кг в звене - этил, другой радикал в этом звене должен представлять собой водородный атом. R по предпочтительному варианту обозначает водородный атом или метил. Предпочтительные значения п - 1-3, целые числа, причем наиболе предпочтительным значением является 2. Когда в качестве алкиленоксида используют пропиленоксид, в каждом повторяющемся звене приведенной формулы одним из символов R2 должен быть метил, а другим символом R2 должен быть обозначен водородный атом. Предлагаемые вспениватели могут быть получены введением спирта в контакт с соответствующим молярным колиПроцедура эксперимента. Основным подвергаемым испытани углем является битуминозный питтсбу ский пластовый уголь в слегка оки ленном состоянии, который является хорошим испытательным углем для о ки качеств реагентов и композиций поскольку этот уголь проявляет со

чеством пропиленоксида, бутиленоксида или их смесей в присутствии щелоч- 35 шенно типичные (средние) угольные ного катализатора, в частности гидра- флотационные характеристики та окиси щелочного металла, амина или трифторида бора. Обычно катализатор может быть использован в колиПосле поступления угля его пропускают через щековую дробилку, а затем классифицируют дробленный уголь через сито с размером ячеек 700 мкм. Грубую фракцию направляют в молотковую мельницу. Затем оба потока материала объединяют, перем

честве 0,5-1 вес.% от общего веса реагентов. В большинстве случаев данную реакцию можно проводить при температуре до 150 С и давлении до

После поступления угля его пропускают через щековую дробилку, а затем классифицируют дробленный уголь через сито с размером ячеек 700 мкм. Грубую фракцию направляют в молотковую мельницу. Затем оба потока материала объединяют, переме50

689 кПа. В этом случае, когда исполь- Шивают, после чего последовательно зуют смесь пропиленоксида с бутилен- 45 расфасовывают в 200-граммовые упаков- оксидом пропиленоксид и бутиленок- сид можно добавлять одновременно или последовательно.

Использование данных вспенивающих композиций обеспечивает эффективную флотацию крупных частиц угля. Грубыми частицами угля в данном случае называются частицы с размерами 500 мкм или более (+35 меш.). Предлагаемые вспениватели не только эффективно обеспечивают флотацию грубых частиц угля, но также эффективно флотируют средние и мелкие частицы угля. Применение вспенивательных компози55

ки и хранят в стеклянных банках. Содержание золы, определенное по потерям веса при прокаливании при 750°С, составляет 27,5%. Для испытания готовят две большие порции угля, ситовый анализ которого показывает, что 15,-5% приходятся на долю частиц с размерами выше 500 мкм,53,5% частиц имеют размеры от 500 до 88 мкм, а доля частиц с размером менее 88 мкм составляет 31,0%.

Флотационный процесс проводят в одной флотационной камере Galigher Agitair®. Объем флотационной камеции изобретения позволяет на 2% или более повысить выделяемость грубых частиц в сравнении с тем, что достигается при использовании, например, метилизобутилкарбонила (МИБК) или аддукта пропанола и пропиленоксида в качестве вспенивателя. По предлагаемому варианту достигается 10%-ное

JQ повышение выделяемости, а по более предпочтительному - 20%-ное увеличение выделяемости частиц угля.

В качестве собирателей при пенной флотации гля могут быть использова15 ны, например, керосин, дизельное топливо, жидкое топливо и др., кроме того, можно также применять смеси известных собирателей.

Пример 1. Для флотации угля

2Q предлагаемые вспенивательные композиции совместно с несколькими известными вспенивателями использовали из расчета 0,1 кг вспенивателей на тонну необогащенного угля и допол25- нительно добавляли по 0,5 кг собирателя, продукта Солтрол R, на тонну необогащенного угля.

Процедура эксперимента. Основным подвергаемым испытаниям углем является битуминозный питтсбург- ский пластовый уголь в слегка окисленном состоянии, который является хорошим испытательным углем для оценки качеств реагентов и композиций, поскольку этот уголь проявляет совер-

30

35 шенно типичные (средние) угольные флотационные характеристики шенно типичные (средние) угольные флотационные характеристики

После поступления угля его пропускают через щековую дробилку, а затем классифицируют дробленный уголь через сито с размером ячеек 700 мкм. Грубую фракцию направляют в молотковую мельницу. Затем оба потока материала объединяют, перемеШивают, после чего последовательно расфасовывают в 200-граммовые упаков-

Шивают, после чего последовательно расфасовывают в 200-граммовые упаков-

ки и хранят в стеклянных банках. Содержание золы, определенное по потерям веса при прокаливании при 750°С, составляет 27,5%. Для испытания готовят две большие порции угля, ситовый анализ которого показывает, что 15,-5% приходятся на долю частиц с размерами выше 500 мкм,53,5% частиц имеют размеры от 500 до 88 мкм, а доля частиц с размером менее 88 мкм составляет 31,0%.

Флотационный процесс проводят в одной флотационной камере Galigher Agitair®. Объем флотационной камеры составляет 3000 мл, причем она снабжена однолопастным скребком для механического удаления пены, который вращается со скоростью 10 об/мин. Уровень шлама поддерживают с помощью устройства для поддержания постоянного уровня, которое по мере понижения этого уровня шлама подает воду. 200-граммовый образец угля кондиционируют в 1800 мл деионизирован- ной воды в течение 6 мин с помощью мешалки, вращающейся со скоростью 900 об/мин. В этот момент измеряют величину рН, которая обычно составляет 5,1. По истечении 6-минутного периода кондиционирования добавляют собиратель (продукт Солтрол , очищенный керосин), после дальнейшего одноминутного кондиционирования добавляют вспениватель, а по истечении еще одноминутного кондиционирования начинают подавать поток воздуха с расходом 9 л/мин и включают скребок. Пену собирают после 3 оборотов скребка (0,3 мин), после еще 3 оборотов (0,6 мин), после дополнительных 4 оборотов (1,0 мин), а также по истечении 2,0 и 4,0 мин. Стенки камеры и скребок промывают слабыми струя ми воды. Полученные концентраты и хвостовую фракцию сушат в течение ночи в воздушной печи, взвешивают, а затем просеивают через сита с размерами ячеек 500 и 88 мкм. Затем проводят определение зольности каждой из трех ситовых фракций. В тех случаях, когда фракции содержат большие количества материала, образец делят в желобчатом делителе до тех пор, пока не получат достаточно малый образец для определения зольности. Затем для очищенного угля рассчитывают зависимость веса от времени, а также зольность для каждого эксперимента с флотацией. Полученные результаты сведены в табл. 1. R- 4 мин является экспериментально определенным выделением, связанным с 4-минутным процессом флотации. Экспериментальная погрешность R-4 мин составляет ±0,015.

В табл. 1, 2 и 3 сокращение МИНК обозначает метилизобутилкарбинол; МИБК-2ПО -реакционный продукт метил- изобутилкарбинола и двух эквивалентов пропиленоксида, а МИБК-ЗПО - реакционный продукт метилизоб.ч тилкар- бинола и трех эквивалентов пропилен0

5

0

5

оксида. В данном описании сокращение ДФ-200 использовано для обозначения продукта ДАУФРОТ 200 (торговое наименование продукта фирмы Дау кемикал компани), который представляет собой метиловый эфир пропиленгликоля со средним молекулярным весом 200; ДФ-400 обозначает продукт ДАУФРОТ® 400 (торговое наименова продукта фирмы Дау кемикал компани), который представляет собой полипропиленгликоль со средним молекулярным весом приблизительно 400; ДФ-1012 - продукт ДАУФРОТ® 1012 (торговое наименование продукта фирмы Дау кемикал компани), который представляет собой метиловый эфир полипропиленгли- коля со средним молекулярным весом приблизительно 400j ИПС-2ПО - реакционный продукт изопропилового спирта с двумя эквивалентами пропиленоксида; ТПГМЭ-ШО - реакционный продукт трипропиленгликольметилового эфира и одного эквивалента пропиленоксида; ТЭБ - триэтоксибутан, фенол-4ПО - реакционный продукт фенола с четырьмя эквивалентами пропиленоксида; геп- танол-2110 - реакционный продукт геп- танола с двумя эквивалентами пропиленоксида i пентанол-2ПО - реакционный продукт пентанола с двумя эквивалентами пропиленоксида; циклогек- санол-2ПО - реакционный продукт цик- логексанола с двумя эквивалентами

5 пропиленоксида; гексанол-ШО-1ЭО - реакционный продукт гексанола с одним эквивалентом пропиленоксида и одним эквивалентом этиленоксида. МИБК-2ПО с МИБТС является смесью про0 дуктов МИБК-2ПО и МИБК. 2-Этилгек- силовый спирт-2ПО и 2-этилгексиловый спирт-ЗПО обозначает реакционный продукт, 2-этилгексилового спирта и два и три эквивалента пропяленокси5 да соответственно Гексанол-2ПО служит для обозначения реакционного продукта гексанола с двумя эквивалентами пропиленоксида; 2-метилпентанол- 1:2ПО - для обозначения реакционно0 го продукта 2-метилпентанола и одним и двумя эквивалентами пропиленоксида j изопропанол-2, 7ПО - для обозначения реакционного продукта изопро- панола с двумя и семью эквивалента5 ми пропиленоксида, н-бутанол-2ПО - для обозначения реакционного продукта н-бутанола с двумя эквивалентами пропнленоксида. Изобутанол-2ПО обозначает реакционный продукт изобу0

танола и двух эквивалентов пропилен- оксида.

Из данных, приведенных в табл. 1, видно, что увеличение выхода чистого угля после флотации, т.е. порции А, от общего значения R при использовании МИБК-2ПО в сравнении с соответствующими величинами для всех остальных применяемых в промышленности соединений, подвергнут испытаниям, составляет 6-64%.

Более существенное сопоставление между продуктами МИБК и МИБК-2ПО в общем значении R для подвергнутого флотации очищенного угля, т.е. пор-1 ции А, показывает прирост на 32%.

Пример 2. Аналогично примеру 1 проводят ряд экспериментов с пенной флотацией угля с применением новых вспенчвательных композиций изобретения и других известных вспе- нивателей, за исключением того, что в данном случае концентрация собирателя составляет 1,0 кг/т необогащенного угля. Полученные результаты сведены в табл. 2. Экспериментальная погрешность R-4 мин составляет tO,015.

Пример 3. Битуминозный питтсбург ский пластовый уголь подвергают пенной флотационной обработке идентично изложенному в примере 1. Полученные результаты сведены в табл. 3.

0

5

0

5

0

5

Формула изобретения

1.Способ пенной флотации угля из необогащенного угля, включающий обработку вспенивателем его водной суспензии, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения полезных компонентов, используют вспениватель, содержащий продукт реакции алифатического спирта, имеющего 6 углеродных атомов, и 1-5 моль пропиленоксида, бутиленоксида или

их смесей со следующей cTpvKTypHoft формулой:

R,-0-(CHRz -CHR2-0-- nH,

/где К, - гексиловый радикал с прямой или разветвленной цепьюJ по отдельности в каждом случае водород, метил или этил,

целое число, при условии, что один из Rz - метил или этил или когда один RЈ - этил, то другой - водород.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что вспениватель используют в количестве 0,0025 - 0,25 кг/т необогащенного угля.

3.Способ по п. 2, отличающийся тем, что вспениватель используют в количестве 0,005 - 0,01 кг/т необогащенного угля.

4.Способ по п. 1, отличающийся тем, что дополнительно используют собиратель.

Rn

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и позволяет повысить извлечение полезных компонентов. Водную суспензию необогащенного угля обрабатывают вспенивателем, содержащим продукт реакции алифатического спирта, имеющего 6 углеродных атомов, и от 1 до 5 молей пропиленоксида, бутиленоксида или их смесей со структурной формулой R¹-O-(CHR²-CHR²-O)_п-H, где R¹ - гексиловый радикал с прямой или разветвленной цепью

R² - по отдельности в каждом случае означает водород, метил или этил, п - целое число от 1 до 5, при условии, что один из R² - метил или этил, или когда один R² - этил, то другой - водород. Вспениватели м.б. получены путем взаимодействия спирта с пропиленоксидом, бутиленоксидом или их смесями в присутствии щелочного катализатора ,в частности, гидрата окиси щелочного металла, амина или трифторида бора. Реакцию ведут при т-ре до 150°С и давлениях до 689 кПа. Расход вспенивателя от 0,0025 до 0,25 кг/т необогащенного угля. В способе м.б. использован собиратель, например керосин, дизельное топливо и др. 3 з.п. ф-лы, 3 табл.

Таблица 1

А - очищенный после флотацш1 УГОЛЬ; В - подвергнутая фтотацкн пустая порода; С - вечнчгна соотношения

между количествами очищенного упч и подвергн той флотации пустой породы. Не в соответствии с вариантом изобретения. Выделенные частицы с размерами выше 500 мкм.

Выделенные частицы с размерами от 500 до 88 чкм. Выделенные частицы с размерами менее 88 чкм.

А - подвергнутый флотации обогащенный уголь, В - подвергнгтзя флотация пустая порода; С - величина jj соотношения между количествами обогащенного углп и подвергнутой флотации пустой породы. .Не в соответствии с изобретением.

Выделенные частица, размер которых превышает 500 мкм.

Выделенные частицы, размер которых находится в интервале от 500 до 88 ккк. Выделенные частиць., размер которых меяее 88 мкм«

Таблица 2

А - подвергнутый флотация обогащенный уголь{ В - подвергнутая флотации пустая порода С - величина соот- неотения между количествами обогащенного угля и подвергнутой флотация пустой породы.

2)

йе в соответствии с изобретением. Выделенные частицы, размер которых превышает 500 мкм.

Выделенные частицы, размер которых находится в интсрваге от 500 до S8 мкм. выделенные частицы, размер которых менее 88 мкм.

Т а б л и я а Э