Способ флотации высокозольных углей Советский патент 1990 года по МПК B03D1/00 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при флотации труднообогатимых высокозольных углей,

Целью изобретения является повышение выхода и качества концентрата.

Пульпу кондиционируют с собирателем- раствором крекинг-остатка в коксовом и каталитическом газойлях, вспенивателем и выделяют горючую массу. В кондиционирование перед собирателем дополнительно вводят кубовый остаток ректификации продуктов жидкофазного окисления высших парафинов (оксидат).

Процесс окисления высших парафинов в жидкой фазе проводят при температуре 320 360°С в присутствии окислителей, например перманганата калия и катализаторов.

При окислении высших парафиновых углеводородов в жидкой фазе сначала образуются промежуточные продукты - перекиси, спирты, кетоны, кислоты различного строения и т.д.

Образование промежуточных соединений протекает не мгновенно, а с измеримыми скоростями, что дает возможность регулировать процесс, направляя его в сторону преимущественного образования требуемых продуктов.

При жидкофазном окислении парафиновых углеводородов присутствие слабых кислот приводит к этерификации спиртов с образованием сложных эфиров, а присутстСП

XI ю ел о ю

вие перманганата способствует образованию высших карбоновых кислот.

Из полученного продукта, представляющего собой смесь различных полифункци- ональных соединений, отделяют ректификацией так называемые сырые жирные кислоты, которые затем подвергают фракционному разделению и последующе-4 му использованию различных фракций для производства спиртов, моющих и других по- верхностно-активных веществ.

Окисление парафиновых углеводородов и последующую переработку продуктов ректификации проводят, например, на химическом заводе.

Кубовый остаток ректификации продуктов жидкофазного окисления высших парафинов (оксидат) представляет собой вязкую бесцветную жидкость с характерным слабым запахом и имеет следующий состав, мас.%:

Предельные углеводороды15-20

Сложные эфиры нормального

строения10-17

Оксикислоты10-15

Циклические эфиры

(лактиды).15-20

Внутренние эфиры

(лактоны)5-10

Поликислоты нормального и

изостроения, высшие спирты,

жирные кислотыОстальное

Проведенными исследованиями установлено, что кубовый остаток ректификации продуктов жидкофазного окисления вы- сших парафинов (оксидат) обладает активирующим действием по отношению к поверхности угля, обеспечивающим усиление собирательных свойств и повышение стабильности действия флотореагента-со- бирателя.

Активирующее действие кубового остатка ректификации продуктов жидкофазного окисления высших парафинов (оксидата) обусловлено особенностями строения молекул веществ, входящих в состав этого продукта.

Так, закрепление молекул спиртов на угольных частицах осуществляется за счет водородных связей, возникающих между ОН-гругтпами спиртов и кислородсодержащими участками угольной поверхности: 0- Н...О. В молекулах эфиров имеет место локальное сосредоточение электронной плотности на атоме кислорода эфирной группы -С-0-С-. вследствие чего эфирная группа способна закрепляться специфически на адсорбционных центрах угольной поверхности, несущих на себе частичный положительный заряд

-С..О6Г

/о н (/..

К карбонильной группе, входящей в состав сложноэфирной и карбоксильной группировок реагента, электрэнное облако смещено

4-5 -б к атому кислорода -Г П Благодаря

I

этому смещению у атома кислорода возникает некоторый отрицательный заряд - д , а у атома углерода - дробный положительный заряд + д . В целом сложноэфирная группа с электронной точки зрения имеет сложное строение: каждый входящий в нее кислород (и карбонильный, и алкоксильный) способен к специфическому взаимодействию с положительными адсорбционными центрами угольной поверхности.Энергетическое состояние циклических структур (лактонов, лактидов), определяющее их сор- бционные свойства, обусловлено характером электроных смещений, вызываемых присутствием кислорода в кольце, например,н-он-СО

J CO-CH-R

В результате такого смещения электронной плотности циклические эфиры представляют собой сопряженную систему с сосредоточенной электронной плотностью на сложноэфирных функциональных группах и положительными зарядами на углеводородных цепочках R.

В карбоксильной группе кислот и окси- кислот электронное облако смещено к атому кислорода. Благодаря этому смещению

/-ОН Ь(/ -б

у атома кислорода возникает некоторый отрицательный заряд, а у атома углерода - дробный положительный заряд. В силу такого распределения электронной плотности карбоксильная группа способна к специфическому взаимодействию с положительными центрами угольной поверхности и к иеспецифическому дисперсионному взаимодействию с углеводородными группировками в молекулах флотореагента. Кислородсодержащие группировки,закрепляясь специфически и неспецифически на активных центрах окисленной поверхности угольных частиц, блокируют кислородсодержащие группы поверхности мостиками из достаточно длинных углеводородных цепочек - (CH2jn. Это способствует снижению общей электроотрицательности поверхности угля и повышению ее гидрофобности,

что в целом обеспечивает достаточно эффективную подготовку поверхности угольных частиц к закреплению молекул флотационного реагента-раствора крекинг- остатка в коксовом и каталитическом газойлях, позволяющему снизить его расход. Кроме того, наличие в заявляемом реагенте высокомолекулярных предельных углеводородов, способных к неспецифическому взаимодействию как с поверхностью угля, так и с аполярными молекулами флотационного реагента, приводит к более равномерному распределению реагента на угольной поверхности и, следовательно, более стабильному собирательному действию реагента.

Для молекул флотационного реагента- раствора крекинг-остатка в коксовом и каталитическом газойлях, благодаря наличию в его составе углеводородных цепочек нормального и изо-строения, ароматических углеводородов, способных к специфическому взаимодействию с угольной поверхностью и молекулами активатора, карбоксильных групп и нафтеновых группировок, а также большой длине углеводородных радикалов создаются благоприятные условия для проявления одновременно специфического и неспецифического взаимодействия молекул реагента с активированными и неактивированными участками угольной поверхности, а также специфического и неспецифического взаимодействия молекул реагента между собой, что приводит к высокой прочности их закрепления на угольных частицах, полимолекулярной адсорбции, обеспечению высокой гидрофобизации угольной поверхности и, следовательно, устойчивого собирательного действия реагента.

.Таким образом, введение кубового остатка ректификации продуктов жидкофаз- ного окисления высших парафинов в качестве активатора угольной поверхности высокозольных у; лей перед их кондиционированием способствует повышению качества концентрата за счет создания в кондиционировании условий стабильности действия флотореагента-раствора крекинг-остатка в коксовом и каталитическом газойлях, а также повышению выхода флотоконцентрата и снижению расхода флотореагента за счет усиления его собирательного действия, Кроме ioro, последовательное введение во флотационный процесс активатора и собирателя исключает конкурирующий и, следовательно, случайным характер закрепления их молекул на поверхности угля и обеспечивает устойчивый и высокий собирательный эффект.

Пример. Для осуществления флотации берут навеску труднообогатимого высокозольного угля, например 0,07 кг, перемешивают его с водой и затем перед кондиционированием вводят активатор - кубовый остаток ректификации продуктов жидкофазного окисления высших парафинов. Перемешивание производят в лабораторной машине типа Механобр с обьемом камеры 0,5 л в течении 3 мин. Затем в пульпу подают собиратепь-раствор крекинг-остатка в

коксовом и каталитическом газойлях, перемешивают в течение 3 мин и подают вспе- ниватель, например, Т-80 с последующим контактированием 1 мин. Затем во флотома- шину подают воздух и производят флотацию.

Лучшие показатели получены по заявляемому способу при применении в качестве активирующей добавки кубового остатка ректификации продуктов жидкофазного

окисления высших парафинов.

Оптимальный расход реагентов при флотации труднообогатимого угля по известному и заявляемому способам составляет, кг/кг

Раствор крекинг-остатка в коксовом и каталитическом газойлях1,500

Т-800,050

Кубовый остаток ректификации

продуктов жидкофазного окисления высших

парафинов0,019

Раствор крекинг-остатка в кок- совом и каталитическом газойлях 0,936 Т-800,028

Реагент оказывает однотипное воздействие на результаты флотационного процесса и может быть использован в качестве активатора поверхности угольных частиц перед кондиционированием с собирателем- растоором крекинг-остатка в коксовом и каталитическом газойлях и вспенивателем Т-80.

Таким образом, применение предлагаемого активатора - кубового остатка ректификации продуктов жидкофазного окисления высших парафинов, при флотации углей с использованием в качестве реа- гента-собирателя раствора крекинг-остатка в коксовом и каталитическом газойлях и вспенивателя Т-80 позволит по сравнению с известным повысить выход концентрата - 72,66 до 77,87%, снизить зольность флото- концентрата 8,6 до 8,2%, повысить зольность оходов - 63; 1 до 76,9%, При этом предлагаемый способ позволяет снизить расход собирателя и вспенивателя в 1,57 раза по сравнению с известным, а также снизить затраты на реагенты.

Формула изобретениявыделение горючей массы, отличающийся тем, что, с целью повышения

Способ флотации высокозольных углей;выхода и качества концентрата, в кондици- включающий предварительное кондицио-онирование перед введением собирателя нирование пульпы с собирателем-раство-5 вводят кубовый остаток ректификации про- ром крекинг-остатка в коксовом идуктов жидкофазногоокисления высших па- каталитическом газойлях, вспенивателем ирафинов.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при флотации труднообогатимых высокозольных углей. Цель - повышение выхода и качества концентрата. Пульпу кондиционируют с собирателем-раствором крекинг-остатка в коксовом и каталитическом газойлях и с вспенивателем. Перед собирателем в кондиционирование вводят кубовый остаток ректификации продуктов жидкофазного окисления высших парафинов (оксидат), затем проводят флотацию. По отношению к поверхности угля оксидат обладает активирующим действием. Происходит усиление собирательных свойств и стабильности раствора крекинг-остатка в коксовом и каталитическом газойлях. Активирующие действие оксидата обусловлено его специфическим строением и составом. Способ повышает выход концентрата на 5,21% и снижает зольность концентрата на 0,4%.