Способ флотации угля Советский патент 1992 года по МПК B03D1/12 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано на углеобогатительных фабриках.

Известен способ флотации гидрофобных материалов, заключающийся в предварительном пульпировании, кондиционировании с тракторным керосином и тяжелым маслом (Петухов В.Н. Взаимосвязь физико-химических свойств витринитов углей с их адсобрционной способностью и флотируемостью. - Химия твердого топлива, 1979, Me 1,с. 12-19).

Недостатком этого способа флотации гидрофобных материалов является высокий расход реагентов и пониженная скорость флотации, а следовательно и низкая производительность флотационных машин.

Известен также способ флотации угля, включающий предварительное пульпирова- ние, кондиционирование с использованием

реагентов, полученных окислением технических продуктов нефтехимии с целью по- вышения в их составе кислород - содержащих химических соединений (Куко- лев Я.Б, и др. Флотационный реагент на основе окисления технических нефтяных продуктов. Кокс и химия, 1974, № 6, с, 5-8).

Однако, получение окисленных керосинов требует больших затрат и специально подготрв лёЩ ых технических продуктов. При , неШотря на высокую эффективность рёа/е йт бв , извлечений гЪрючей массы в концентрат и скорость флотации угля недостаточно высокая. ---

Известен способ флотации углей, вклю- чающий предварительное кондиционирова- ние пульпы с реагентной смесью собирателя и вспенивателя, с дополнительным вводом в процессе алкилхлорсиланов (см. Власова Н.С. и др. Модифицирование кремний-органических соединений каменных углей при флотации. - Сб: Новые методы повышения эффективности обогащения полезных ископаемых. М.: Недра, 1963).

Однако к недостаткам этого способа от- носится то, что модифицирование угольной поверхности должно осуществляться в герметически изолированном агрегате или под вакуумом. Это затр удняет не только внедрение данного способа флотации в промыш- ленность, но и проведение широкой проверки на углеобогатительных фабриках.

Наиболее близким к предлагаемому по технической . сущности и достигаемому эффекту является способ флотации угля, вклю- предварительное пульпирование и Ki ндиционирование угля с реагентом собирателем и дополнительным реагентом, в котором в качестве реагента собирателя вводят тракторный керосин, а в качестве дополнительного реагента метилгексил- .сульфоксид (см. авт.св. № 1704836, кл, В 03 D 1/012,01.01.90.).

Недостатком способа является пониженная селективность процесса несмотря на достаточно высокую эффективность действия дополнительного реагента и его высокая стоимость. Метилгексилсульфоксид получают из меркаптанов, стоимость чистого этилмеркаптана составляет 1200 рублей (см. Прейскурант № 05-01). Оптовые цены на химическую продукцию общепромышленного назначения. - М.: Прейскурантиздат, 1989, позиция 1-1606, 1-1607).

Цель изобретения - повышение эффек- тивности действия реагентов за счет улучшения селективности процесса и удешевления процесса флотации за счет снижения стоимости дополнительного реагента.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе флотации углей, включающим предварительно пульпирование и кондиционирование пульпы с собирателей и дополнительным реагентом, в качестве дополнительного реагента в процесс вводят смесь сульфоксидов общей формулы

R-S-R

/I

О

(где R - этил, пропил, изопропил, изобутил, R - бутил), состава, мас.%:

Этилбутилсульфоксид19-26

Изопропилбутилсульфоксид 35-45 Пропилбутилсульфоксид15-24

Изобутилбутилсульфоксид16-20

Плотность сульфоксидов, входящих в смесь d420 1,030-1,090. Температура кипения, °С 115-145 (30 мм рт.ст.).

Сульфоксиды получены окислением сульфидной фракции регенерированных щелевых стоков очистки газового конденсата по схеме:

1.RCH + NaOH- -RSNa + H20

где R - смесь CaHs; iC4Hg

2.RSNa + R C R - S - R + NaCI гдеР С4Нд

3.R-S-R + H202.- -R-MN R1 +H20. В качестве катализаторов использовали

триэтилдодециламмонийбромид

(CaHsJaNR + Вг, где R - Сю - Ci4, и диметил- пропилалкиламмонийхлорид

(CHaJaCHyNRJ+Cf, гдеР-С10-С14.

Чистота получаемых сульфоксидов контролировалась снятием И К- и ПМР-спект- ров.

В настоящее время смесь сульфоксидов полученного состава и строения углеводородных радикалов в молекулах в качестве реагента вспенивателя при флотации полезных ископаемых не применяется.

Это указывает на то, что техническое решение, предлагаемое авторами обладает критерием существенные отличия.

Пример. Для осуществления процесса берут навеску угля, например, 100 г, перемешивают с водой в лабораторной машине , ипа Механобр с объемом камеры 0,75 л в течение 120 с, затем дают порцию реагента собирателя тракторного керосина и проводят контактирование его с угольной пульпой в течение 40 с, а затем подают порцию дополнительного реагента - смесь сульфоксидов общей формулы

-R-S-R

О

и после 20 с контактирования реагентов с Лульпой во флотационную машину подают

воздух, а затем-в течение 60 с производят съем флотоконцентрата.

Подачу воздуха в пульпу прекращают и подают следующую порцию реагентов с последующим контактированием их с углем в течение 60 с. После контакта навески угля с реагентами в пульпу подают вновь воздух и производят съем второго концентрата. Общий расход реагентов и количество дозиро- ваний в пульпу определяется их флотационной активностью.

Результаты флотации угольной мелочи Карагандинской ЦОФ с использованием различных вспенивателей позволили установить, что применение тракторного керосина со смесью сульфоксидов позволяет повысить эффективность флотации, за счет улучшения селективности процесса, по сравнению с использованием в качестве реагента вспенивателя метилгексилсульфок- сида.

При равном расходе реагентов, несмотря на снижение выхода концентрата (на 1,8- 1,1%), коэффициент эффективности флотации повышается с 416,3 до 453,4- 457,4 за счет улучшения селективности процесса флотации. Зольность концентрата при использовании смеси сульфоксидов снижается с 11,3% до 10,6-10,7% (табл.). Извлечение горючей массы в концентрат составляет 86,2-86,9 %, что находится в тех же пределах, что и при использовании в качестве реагента вспенивателя метилгексил- сульфоксида - 87,2% (табл.).

Это объясняется тем, что в смесь сульфоксидов входят молекулы имеющие меньшую длину углеводородного радикала от полярного центра (2-4 углеродных атома). В то время как в метилгексилсульфоксиде один из радикалов имеет 6 углеродных атомов.

Поэтому при закреплении метилгексил- сульфоксида на активных центрах угольной поверхности за счет специфических сил межмолекулярного взаимодействия по схеме:

CH3-s-c6H13 о

./

Htf

происходит более сильная гидрофобизация частиц угля, имеющих высокую минерализацию и перевод их в пенный продукт. В случае закрепления на высокоминерализованных частицах сульфоксидов с меньшей длиной углеводородных радикалов их гидрофобизация недостаточна для перевода в пенный продукт и они на загрязняют флотоконцентрат.

Поэтому, в случае применения в качестве реагента вспенивателя предлагаемого

авторами изобретения - смеси сульфоксидов приводит к улучшению селективности процесса флотации.

Установлено, что увеличение расхода

смеси сульфоксидов на 25% (с 0,124 до 0,164 кг/т) позволяет получать выход концентрата приблизительно такой же, как и в случае метилгексилсульфоксида, но при более низком содержании высокоминерализованных частиц во флотоконцентрате. Зольность концентрата ниже на 0,7-1,1% по сравнению с использованием метилгексилсульфоксида (табл.).

Установлено, что лучшие результаты

получены при соотношении сульфоксидов в смеси: ЭБС:ИПБС:ПБС:ИББС - 24:45:15:16; 19:37:24:20; 26:35:19:20. Коэффициент эффективности флотации повышается с 416,3 до 478,7-500 (табл.). Следует отметить, что

даже увеличение расхода смеси сульфоксидов по сравнению с м ети л гекс и л сульфоксидов приведет к снижению стоимости реагентов, т.к. сульфоксиды получают окислением сульфидной фракции регенерированных щелочных стоков очистки газового кон денсата (т.е. из отходов производства). Метилгексилсульфоксид получают из дорогостоящих чистых химических соединений, что увеличивает его стоимость по сравнению со смесью сульфоксидов полученных при окислении сульфидной фракции регенерированных щелочных стоков очистки газового конденсата.

Таким образом применение смеси сулъфоксидов в качестве реагента вспенивателя вместо метилгексилсульфоксида обеспечивает удешевление способа флотации и повышения эффективности действия реагентов за счет улучшения селективности

процесса.

Использование смеси сульфоксидов при их соотношении: ЭБС:ИПБС:ПБС:ИББС - 19-26:35-45:15-24:16-20 позволяет повысить эффективность процесса флотации угля с 416,3 до 453,4-457,4 при почти одинаковом извлечении горючей массы в концентрат и одинаковом расходе реагентов.

Формула изобретения

Способ флотации угля, вк/ючающий предварительное пульпирование кондиционирование со смесью собирателя и суль- фоксида, выделение горючей массы, отличающийся тем, что, с целью удешевления

способа флотации и повышения селектив- ности процесса, в качестве сульфоксида вводят продукт, полученный при окислении сульфидной фракции регенерированных щелочных стоков очистки газового конденсата, состава, мас.%:

Этилбутилсульфоксид Изопропилбутилсульфоксид

19-26 35-45

П роп ил бутилсул ьфо кси д И зобутил бутилсул ьфо кси д

15-24 16-20

Изобретение касается обогащения полезных ископаемых и может быть использовано на углеобогатительных фабриках. Цель изобретения - повышение селективности процесса и удешевление способа флотации. Для осуществления процесса берут навеску угля, перемешивают с водой в течение 120 с, затем дают порцию реагента собирателя тракторного керосина и проводят контактирование его с угольной пульпой в течение 40 с, а затем подают сульфоксид формулы R -Ј- R 3 V О и после 20 с контактирования реагентов с пульпой во флотационную машину подают воздух и производят съем флотоконцентра- та. В качестве сульфоксида вводят продукт, полученный при окислении сульфидной фракции регенерированных щелочных стоков очистки газового конденсата, состава, мас.% этилбутилсульфоксид 19-26; изо- пропилбутилсульфоксид 35-45; пропилбу- тилсульфоксид 15-24; изобутил бути л сульфоксид 16-20. Плотность сульфок- сидов, входящих в смесь d420 1,030-1090, Температура кипения 115-145°С (30 мм рт.ст.). При равном расходе реагентов, несмотря на снижение выхода концентрата (на 1,8-1,1%), коэффициент эффективности флотации повышается с 416,3 до 453,4- 457,4 за счет улучшения селективности процесса флотации. Зольность концентрата при использовании смеси сульфоксидов снижается с 11,8 до 10,6-10,7%. Извлечение горючей массы в концентрат составляет 86,2-86,9%, что находится в тех же пределах, что и при использовании в качестве реагента вспенивателя метилreксильсуль- фоксида - 87,2%.1 табл. XI О ,0 сл ю ю

Результаты флотации угля при использовании различных реагентных режимов

ЭБС - Этилбутилсульфоксид( ИББС - изобутилбутилсульфоксид ИПБС иэопропилбутилсульфоксид; ПБС пропилбутилсульфоксид; Зольность исходного продукта - 30,3% (шлам Карагандинской ЦОФ)