Способ обогащения и обвоживания угля "ОВЗУМС Советский патент 1990 года по МПК B03B7/00 

масло вводят ароматические соединения в количестве от 5 до 10% от массы масла.

В качестве ароматических соединений

чон

и его

используют: бензальдегид (О/гомологи; ароматические кетоны состава где R - фенил; R1 - фенил

В-С-В1 I О

или алкил; бензойную кислоту О/ С и ее гомологи; одноатомный фенол /оУ-Он и его гомологи; бензохинон о и его

гомологи.

Новизна предлагаемого способа заключается в том, что в масляный реагент вводят ароматические соединения с карбополярностей контактирующих фаз. Эта разность в свою очередь определяется разностью электрических дипольных моментов молекул масляного реагента и угольной поверхности. Следовательно, при взаимодей ствии аполярных молекул реагента с полярными кислородсодержащими группами на окисленных участках угольной поверхности образуются непрочные адгезионные связи уголь-масляный реагент. Введение в мас10 ляный реагент ароматических соединений с карбонильными, карбоксильными, гид- роксильными и хиноидными группами, обладающих значительным дипольным моментом, позволяет резко снизить разность полярностей между масляным реагентом и окисленной угольной поверхностью, что в свою очередь приводит к упрочнению адгезионной связи уголь - масляный реагент. При этом между поверхностными молекулами угля и указанными ароматическими соединениями15

нильными, карбоксильными, гидроксильными 20 помимо универсальных дисперсионных дейи хиноидными группами в количестве 5-10%

ствуют ориентационные и индукционные межмолекулярные ван-дер-ваальсовы силы, а также возникают взаимодействия химической природы - водородные и донороно-акцепторот массы масляного реагента; в качестве ароматических соединений используют бен

и его гомологи; арон

кетоны состава

в-с-в1 II о

где

R - фенил; R - фенил или алкил; бензойную кислоту р/ с и ее гомологи;

-ОН

одноатомный фенол /оУ-ОН и его гомологи; бензохинон О и его гомологи.

Введение в масляный реагент ароматических соединений с карбонильными, карбоксильными, гидроксильными и хиноидными группами позволяет повысить прочность адгезионного контакта реагента с углем, в особенности на окисленных участках мозаичной угольной поверхности, представленных различными кислородсодержащими группами, обладающими значитель25 ные связи. Рост прочности адгезионного контакта уголь-связующее способствует повышению скорости процесса масляной селекции, а также более интенсивному вытеснению воды с угольной поверхности. Усиление межмолекулярных взаимо30 действий происходит не только на границе уголь-масляный реагент, но и в самом реагенте. Это оказывает решающее влияние на последующую стадию флокуло- образования. Как известно, агрегация омас- ленных угольных частиц происходит по ауто35 гезионному механизму за счет взаимодействия поверхностных пленок масляного реагента. При этом в зоне контакта пленок происходит восстановление баланса межмолекулярных сил, и прочность образую40 щегося агрегата определяется когезией связующего масляного реагента. В свою очередь, когезия реагента тем выше, чем сильнее в нем межмолекулярные взаимодействия. Следовательно, введение в масляный реагент указанных ароматических

ным дипольным моментом. Широко применяемые в практике масляной грануля-45 соединений„е только повышает прочность ции масла нефтяного происхождения (ма-адгезионного контакта уголь-связующее, зут, дизельное топливо и др.) и каменно-но и способствует упрочению связей внутри угольные масла в основном представленыуглемасляных агрегатов на стадии флокуля- парафиновыми, нафтеиновыми, двух- ичто Пред0т;ра1цает Их разрушение в трехъядерными конденсированными арома-процессе перемешивания и последующего тическими (типа нафталина и антрацена)50 обезвоживания. Вследствие этого, удается

избежать заострения породной фракции

соединениями, обладающими симметричным строением молекул. Вследствие этого их электрический дипольный момент практически равен нулю, а сами масляные реагенты в основном выступают как аполярные вещества. В соответствии с известным в тео- 55 рии адгезии правилом Дебройна прочность адгезионного контакта уголь-масляный реагент тем выше, чем меньше разность

фрагментами разрушившихся флокул, приводящего к снижению селективности процесса масляной селекции.

Таким образом, введение в масляный реагент ароматических соединений с указанными кислородсодержащими группами повышает эффективность обогащения и

полярностей контактирующих фаз. Эта разность в свою очередь определяется разностью электрических дипольных моментов молекул масляного реагента и угольной поверхности. Следовательно, при взаимодействии аполярных молекул реагента с полярными кислородсодержащими группами на окисленных участках угольной поверхности образуются непрочные адгезионные связи уголь-масляный реагент. Введение в масляный реагент ароматических соединений с карбонильными, карбоксильными, гид- роксильными и хиноидными группами, обладающих значительным дипольным моментом, позволяет резко снизить разность полярностей между масляным реагентом и окисленной угольной поверхностью, что в свою очередь приводит к упрочнению адгезионной связи уголь - масляный реагент. При этом между поверхностными молекулами угля и указанными ароматическими соединениями

0 помимо универсальных дисперсионных действуют ориентационные и индукционные межмолекулярные ван-дер-ваальсовы силы, а также возникают взаимодействия химической природы - водородные и донороно-акцепторные связи. Рост прочности адгезионного контакта уголь-связующее способствует повышению скорости процесса масляной селекции, а также более интенсивному вытеснению воды с угольной поверхности. Усиление межмолекулярных взаимодействий происходит не только на границе уголь-масляный реагент, но и в самом реагенте. Это оказывает решающее влияние на последующую стадию флокуло- образования. Как известно, агрегация омас- ленных угольных частиц происходит по аутогезионному механизму за счет взаимодействия поверхностных пленок масляного реагента. При этом в зоне контакта пленок происходит восстановление баланса межмолекулярных сил, и прочность образующегося агрегата определяется когезией связующего масляного реагента. В свою очередь, когезия реагента тем выше, чем сильнее в нем межмолекулярные взаимодействия. Следовательно, введение в масляный реагент указанных ароматических

соединений„е только повышает прочность адгезионного контакта уголь-связующее, но и способствует упрочению связей внутри углемасляных агрегатов на стадии флокуля- что Пред0т;ра1цает Их разрушение в процессе перемешивания и последующего обезвоживания. Вследствие этого, удается

фрагментами разрушившихся флокул, приводящего к снижению селективности процесса масляной селекции.

Таким образом, введение в масляный реагент ароматических соединений с указанными кислородсодержащими группами повышает эффективность обогащения и

обезвоживания угля методом масляной селекции «ОВЗУМС на всех его стадиях. Введение в масляный реагент ароматических соединений с карбонильными, карбоксильными, гидроксильными и хиноидными группами в количестве 5-10% от массы масляного реагента позволяет обеспечить высокую эффективность процесса обогащения и обезвоживания практически всего диапазона продуктов, для переработки которых

того же угля с введенными в нее реагентами - кальцинированной содой (0,6% от массы твердого) и маслом для омаслива- ния шихты (2% от массы твердого) перемешивается в том же режиме (2000 об/мин), что и при предлагаемом способе в течение 5 мин. Затем флокулы отделяются от отходов на центрифуге НОГШ-325.

Результаты исследований показывают, что введение в связующий масляный реапредназначен способ, - отходов флотации, 10 гент ароматических соединений с карбо- сливных и сбросовых продуктов водно-шла- нильными, карбоксильными, гидроксильными

и хиноидными группами позволяет существенно повысить эффективность процесса обогащения и обезвоживания угля. Это проявс базовым способом. Кроме того, создается возможность для сокращения времени селекции, а следовательно, повышения произвомового хозяйства углеобогатительных фабрик.

Пример. В лабораторных условиях осуществляют процесс обогащения и обезво- 15 ляется в снижении влажности концентрата живания отходов флотации по предлагав-(кека) на 2-5%, повышении зольности отмому способу. Зольность твердой фазы ходов селекции на 5,5-7,5% по сравнению отходов составляет 59,7%, средняя крупность угольных зерен 0-35 мкм, плотность пульпы 70 г/л. В качестве реагента-гидрофилизатора минеральной компоненты ис- 20 дительности аппаратов процесса «ОВЗУМС пользуют кальцинированную соду, подавае-Аналогичные результаты получены при

применении в качестве добавок алкил- замещенных гомологов указанных соединений.

Формула изобретения

1. Способ обогащения и обезвоживания угля по авт. св. № 1248661, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса обогащения и обезвожикой составляет 2% от массы твердой 30 вания угля перед перемешиванием в масло фазы пульпывводят ароматические соединения в количестИсходную гидросмесь с введенными в нее кальцинированной содой и маслом для омасливания шихты с добавкой перемешивают в контактном чане при скоростиЛ /-л0

вращения импеллера 2000 об/мин (линейная 35 ИСПОЛЬЗУЮТ бензальдегид gb с и его

мую в количестве 0,6% от массы твердого в пульпе. В качестве связующего масляного реагента взято масло для омасливания шихты производства Авдеевского 25 КХЗ. Перед подачей масляного реагента в пульпу в него вводят ароматическую добавку - бензальдегид в количестве 7% от массы исходного масляного реагента. Расход масляного реагента с добавве от 5 до 10% от массы масла.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ароматических соединений

скорость 6,3 м/с) в течение 5 мин. Через 3,4 и 5 мин перемешивания осуществляют отбор проб и с помощью микроскопа определяют средний диаметр образующихся фло- кул. После 5 мин перемешивания продукт подают на центрифугу НОГШ-325, с помощью которой флокулы удаляют из гидросмеси. Полученный концентрат (кек) подвергают анализу на влажность по стандартной методике. Твердую фазу фугата центригомологи.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ароматических соединений используют ароматические кетоны состава 40В - С - В

где R - фенил;

Rx- фенил или алкил. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем,

фуги (отходы масляной селекции) после 45 что в качестве ароматических соединений выпаривания воды подвергают анализу на. /0

зольность.используют бензойную кислоту Су- с

Обогащение и обезвоживание по пред- и ее гомологи.

латаемому способу повторяют при добавке5. Способ по п. 1, отличающийся тем,

в масляный реагент 3,5,10 и 12% бензаль- что в качестве ароматических соединений дегида. Такая серия опытов проводится по 50

используют одноатомный фенол Оу-он

каждой из предлагаемых ароматических добавок.

Одновременно с этими опытами по обогащению и обезвоживанию угля по предлагаемому способу проводится процесс по известному способу т.е. без ввода в исходный масляный реагент перечисленных ароматических соединений. Для этого гидросмесь

55

и его гомологи.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ароматических соединений

используют бензохинон О и его

гомологи.

того же угля с введенными в нее реагентами - кальцинированной содой (0,6% от массы твердого) и маслом для омаслива- ния шихты (2% от массы твердого) перемешивается в том же режиме (2000 об/мин), что и при предлагаемом способе в течение 5 мин. Затем флокулы отделяются от отходов на центрифуге НОГШ-325.

Результаты исследований показывают, что введение в связующий масляный реагент ароматических соединений с карбо- нильными, карбоксильными, гидроксильными

и хиноидными группами позволяет существенно повысить эффективность процесса обогащения и обезвоживания угля. Это прояв ляется в снижении влажности концентрата (кека) на 2-5%, повышении зольности отс базовым способом. Кроме того, создается возможность для сокращения времени селекции, а следовательно, повышения произвоходов селекции на 5,5-7,5% по сравнению

дительности аппаратов процесса «ОВЗУМС Аналогичные результаты получены при

вания угля перед перемешиванием в масло вводят ароматические соединения в количестЛ /-л0

ве от 5 до 10% от массы масла.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ароматических соединений

гомологи.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ароматических соединений используют ароматические кетоны состава 40В - С - В

и его гомологи.

6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ароматических соединений

используют бензохинон О и его

гомологи.

ИЗОБРЕТЕНИЕ ОТНОСИТСЯ К ОБОГАЩЕНИЮ И ОБЕЗВОЖИВАНИЮ УГЛЯ И МОЖЕТ БЫТЬ ИСПОЛЬЗОВАНО ПРИ ОБОГАЩЕНИИ ХВОСТОВ ФЛОТАЦИИ И СЛИВНЫХ И СБРОСОВЫХ ПРОДУКТОВ ВОДНО-ШЛАМОВОГО ХОЗЯЙСТВА УГЛЕОБОГАТИТЕЛЬНЫХ ФАБРИК. ЦЕЛЬ - ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОЦЕССА ОБОГАЩЕНИЯ И ОБЕЗВОЖИВАНИЯ УГЛЯ. ДЛЯ ЭТОГО ПЕРЕД ПЕРЕМЕШИВАНИЕМ УГЛЯ С МАСЛОМ В МАСЛО ВВОДЯТ АРОМАТИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ В КОЛИЧЕСТВЕ ОТ 5 ДО 10% ОТ МАССЫ МАСЛА. В КАЧЕСТВЕ АРОМАТИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ИСПОЛЬЗУЮТ БЕНЗАЛЬДЕГИД @ И ЕГО ГОМОЛОГИ. ТАКЖЕ МОГУТ БЫТЬ ИСПОЛЬЗОВАНЫ АРОМАТИЧЕСКИЕ КЕТОНЫ СОСТАВА @ , ГДЕ R - ФЕНИЛ-РАДИКАЛ, R¹ - ФЕНИЛ- ИЛИ АЛКИЛ-РАДИКАЛ, ИЛИ БЕНЗОЙНАЯ КИСЛОТА @ И ЕЕ ГОМОЛОГИ, ИЛИ ОДНОАТОМНЫЙ ФЕНОЛ @ И ЕГО ГОМОЛОГИ, ИЛИ БЕНЗОХИНОН @ И ЕГО ГОМОЛОГИ. ПРИ ЭТОМ РЕЗКО СНИЖАЕТСЯ РАЗНОСТЬ ПОЛЯРНОСТЕЙ МЕЖДУ МАСЛЯНЫМ РЕАГЕНТОМ И ОКИСЛЕННОЙ УГОЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ. ЭТО ПРИВОДИТ К УПРОЧНЕНИЮ АДГЕЗИОННОЙ СВЯЗИ УГОЛЬ-МАСЛЯНЫЙ РЕАГЕНТ. В ПРОЦЕССЕ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ВВОДЯТ РЕАГЕНТ-ГИДРОФИЛИЗАТОР И ПЕРЕМЕШИВАНИЕ ВЕДУТ ОТ 2 ДО 5 МИН. ПОСЛЕ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ВЫДЕЛЯЮТ ФЛОКУЛЫ ИЗ ПОРОДЫ И ВОДЫ ГРАВИТАЦИЕЙ. ВЫДЕЛЕННЫЕ ФЛОКУЛЫ ГРАНУЛИРУЮТ В ВОДНОЙ СРЕДЕ ПРИ СООТНОШЕНИИ Т:Ж ОТ 1:1,5 ДО 1:2 В ПРИСУТСТВИИ ПОЛИМЕРА С ПОСЛЕДУЮЩИМ ОТДЕЛЕНИЕМ ГРАНУЛ НА СИТЕ. 5 З.П.Ф-ЛЫ.