[go: up one dir, main page]

RU2641626C1 - Композиционный реагент для флотации угля - Google Patents

Композиционный реагент для флотации угля Download PDF

Info

Publication number
RU2641626C1
RU2641626C1 RU2016142989A RU2016142989A RU2641626C1 RU 2641626 C1 RU2641626 C1 RU 2641626C1 RU 2016142989 A RU2016142989 A RU 2016142989A RU 2016142989 A RU2016142989 A RU 2016142989A RU 2641626 C1 RU2641626 C1 RU 2641626C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
coal
reagent
flotation
composite reagent
concentrate
Prior art date
Application number
RU2016142989A
Other languages
English (en)
Inventor
Азамат Айдарович Ибрагимов
Василий Николаевич Петухов
Андрей Николаевич Смирнов
Арнис Арсенович Гиззатов
Марат Наврузович Рахимов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет"
Priority to RU2016142989A priority Critical patent/RU2641626C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2641626C1 publication Critical patent/RU2641626C1/ru

Links

Images

Landscapes

  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых методом флотации и может быть использовано при флотации угля. Композиционный реагент для флотации угля состоит из смеси реагентов, включающей легкий газойль каталитического крекинга, кубовые остатки ректификации стирола и присадку «Экофол-440» при соотношении компонентов в пределах от 35:58:7 до 25,3:63,3:11,4 мас. %. Технический результат - повышение выхода концентрата, повышение извлечения горючей массы в концентрат и повышение селективности процесса. 1 ил., 6 табл.

Description

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых методом флотации и может быть использовано при флотации угля.
Известно использование в качестве реагентов-собирателей для флотации каменного угля раствора крекинг-остатка в коксовом и каталитическом газойлях (Авт.св. СССР, 1162494, МКИ B03D 1/02), углеводородной фракции термодеструкции ароматизированных дистиллятов, выкипающих при 180-350°C (Авт.св. СССР 657854, МКИ B03D 1/02), легкого каталитического газойля в смеси с легким газойлем коксования (ТУ 38.301-19-31-91).
Недостатками указанных реагентов являются: непостоянство состава, высокий расход реагента, низкая зольность отходов флотации, высокая зольность концентрата, высокие потери угля из-за недостаточной селективности процесса флотации.
Известен состав флотационного реагента, представляющий собой смесь реагента-собирателя и пенообразователя, содержащий остаточный продукт переработки, образующийся в процессе выделения фенола из фенольной смолы и керосина. На первом этапе производят кондиционирование пульпы, далее осуществляют процесс флотации, выделяют горючую массу в пенный продукт, при этом в пульпу вводят готовый композиционный реагент (Авт.св. СССР №1269844, B03D 1/02, 1986.11.15). Недостатком аналога является высокая токсичность способа, поскольку фенол является опасным ядом, и невысокая технологичность процесса, обусловленная невозможностью его проведения при низких температурах без предварительного подогрева.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является смесевой реагент, состоящий из прямогонной углеводородной фракции керосина-абсорбента, легкого вакуумного газойля, атмосферного газойля, кубовых остатков ректификации бутиловых спиртов, кубового остатка ректификации сырого бензола и депрессорной присадки. Реагент подают в пульпу, производят кондиционирование пульпы, осуществляют процесс флотации, выделяют горючую массу в пенный продукт. В пульпу вводят готовый композиционный реагент в виде смеси (Патент РФ №2333800, B03D 1/00).
Недостатком прототипа является наличие в композиционном реагенте большого количества компонентов нефтепереработки и нефтехимии, что усложняет поддержание его стабильности при производстве по групповому химическому составу. Это не обеспечивает получение высоких стабильных результатов по эффективности и селективности процесса флотации, особенно высокозольных углей.
Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении технологичности процесса флотации угля, увеличении выхода извлечения горючей массы в концентрат, повышении эффективности и селективности процесса флотации углей за счет применения готового композиционного реагента.
Технический результат заключается в качественном изменении механизма адсорбции компонентов композиционного реагента на угольной поверхности и повышении гидрофобизации угольных частиц за счет наличия в групповом химическом составе реагента стирола, олефинов и полярных химических соединений (спиртов и альдегидов).
Поставленная задача достигается за счет оптимизации состава композиционного реагента, состоящего из легкого газойля каталитического крекинга, кубового остатка ректификации стирола и присадки «Экофол-440» при соотношении компонентов в пределах от 35:58:7 до 25,3:63,3:11,4 мас. %.
Композиционный реагент подают в пульпу в виде смеси, производят кондиционирование пульпы, осуществляют процесс флотации, выделяют горючую массу в пенный продукт.
Наличие в композиционном реагенте стирола и альфаметилстирола, имеющих в молекуле этиленовый радикал, обеспечивает повышенную адсорбцию компонентов кубового остатка ректификации стирола (КОРС) на угольной поверхности за счет образования водородной связи с положительно заряженными участками угольной поверхности. Кроме того, за счет этиленовых групп стирола возможна полимеризация молекул с образованием высокомолекулярных соединений, при адсорбции которых повышается гидрофобность угольных частиц.
Наличие в композиционном реагенте полярных химических соединений в присадке обеспечивает улучшение растекания компонентов композиционного реагента при кондиционировании угольной пульпы с реагентом и способствует повышению прочности закрепления пузырька воздуха на угольных частицах и их флотируемости. Кроме того, наличие полярных химических соединений в заявляемом реагенте обеспечивает снижение вязкости композиционного реагента и улучшение эмульгирования собирателя в воде. Это повышает эффективность взаимодействия реагента с угольными частицами и их флотируемость.
Таким образом, специфическое взаимодействие ряда компонентов в заявляемой смеси с поверхностью угольных частиц при флотации приводит к повышению адсорбции композиционного реагента и извлечению горючей массы в концентрат.
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемый способ обогащения угля не следует явным образом из известного уровня техники, а, следовательно, соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».
В отличие от прототипа, в процессе изготовления композиционного реагента используют легкий газойль каталитического крекинга (ЛГКК), кубовый остаток ректификации стирола (КОРС) и «Экофол-440». КОРС выпускается по ТУ 6-19-121-31-84. «Экофол-440» выпускается фирмой EKOF Flotatijn GmbH, г. Экоф. Легкий газойль каталитического крекинга представляет собой смесь углеводородов и выпускается по ТУ.
Физико-химические свойства представлены в таблице 1.
Figure 00000001
Кубовый остаток производства стирола (КОРС) (ТУ 6-19-121-31-84) представляет собой смесь углеводородов, в состав которой входит 56% стирола. Групповой химический состав и физико-химические свойства представлены в таблице 2.
Figure 00000002
Figure 00000003
Реагент «Экофол-440» - промышленной отход нефтехимического завода Германии г. Экоф.
Figure 00000004
Композиционный реагент приготавливают в результате компаундирования легкого газойля каталитического крекинга, кубовых остатков производства стирола (КОРС) и присадки «Экофол-440».
Композиционный реагент в готовом виде используется в процессе флотации угля.
Пример осуществления способа
Композиционный реагент приготавливают в результате компаундирования легкого газойля каталитического крекинга, кубовых остатков производства стирола (КОРС), а также присадки «Экофол-440».
Композиционный реагент в готовом виде используется в процессе флотации угля.
Эффективность разработанного композиционного реагента была исследована на примере переработки высокозольной каменноугольной мелочи ЦОФ Беловская ОАО «Белой».
Эксперименты проводились на лабораторной флотационной машине «Механобр» с объемом камеры 0,5 л, скоростью вращения импеллера 1500 об/мин, при постоянной температуре пульпы в пределах 19-20°C. Плотность исходного питания равна 100 г/л.
Навеска угля массой 50 г с размером частиц угля менее 0,5 мм засыпается в камеру флотационной машины. Объем воды в камере - 0,46 л. В течение 120 с происходит контактирование угля с водой, необходимое для равномерного распределения угля по всему объему камеры и необходимого для смачивания его водой. Затем в камеру добавляют реагент-собиратель. Комплексный реагент-собиратель подавали микропипеткой каплями известной массы дробно, три раза. В течение 1 мин происходит диффузионное распределение реагента по объему камеры. Затем в камеру флотомашины подают воздух. Расход воздуха также поддерживался постоянным и контролировался поплавковым ротаметром. Флотация продолжается 60 с, после чего подача воздуха прекращается. Снимается пенный продукт - это первый концентрат, с последующим высушиванием. Затем в камеру подается еще одна порция комплексного реагента-собирателя. В течение 60 с происходит контактирование реагента-собирателя с углем, с последующим введением в камеру воздуха. Вторичный съем флотоконцентрата продолжается 60 с, затем подача воздуха прекращается. После этого в камеру подается еще одна порция комплексного реагента-собирателя. В течение 60 с происходит контактирование реагента-собирателя с углем, с последующим введением в камеру воздуха. Съем флотоконцентрата продолжается 60 с. Оставшиеся в камере хвосты выливают в кастрюлю и высушивают. Составляют материальный баланс процесса флотации.
В качестве исходного питания применялась угольная мелочь, поступающая на обогащение на ЦОФ «Беловская» с зольностью 46,6 мас. %.
Плотность исходного питания при исследовании находилась в пределах 100 г/л, что соответствует рабочим плотностям, практически возможным на УОФ.
Для установления оптимальных соотношений «ЛГКК», «КОРС» и присадки «Экофол-440» проведены исследования при различных соотношениях компонентов в смеси с использованием метода симплекс центройдного планирования эксперимента (Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии: Учебное пособие. 2-е изд. перераб. и доп. – М.: Высшая школа, 1985. - 327 с.).
Для установления оптимального соотношения в композиционном реагенте легкого газойля каталитического крекинга, кубовых остатков производства стирола (КОРС) и присадки «Экофол-440» проведены исследования с использованием многофакторного планирования эксперимента. При планировании эксперимента для решения задач на диаграммах состав-свойство предполагается, что изучаемое свойство является непрерывной функцией аргументов и может быть с достаточной точностью представлено полиномом. Согласно полученным результатам флотационных опытов была составлена матрица 3-компонентного плана с включением результатов эксперимента по выходу концентрата и извлечению горючей массы в концентрат.
В результате проведенных экспериментов получены результаты флотации угля в зависимости от соотношения компонентов в смеси (таблица 3). По данным экспериментов составлено уравнение для выхода флотоконцентрата
У=37,5*Х1+42,2*Х2+32,2*Х3+19*Х1*Х2+19,8*Х1*Х3+30*Х2*Х3+42*Х1*Х2*Х3,
где Х1 - «ЛГКК»; Х2 - «КОРС»; Х3 - «ЭКОФОЛ-440».
Решение уравнения по разработанной программе с последующим построением диаграмм состав-свойство. На чертеже представлены результаты симплекс-центроидного метода в трехкомпонентной системе.
На диаграмме состав-свойство пунктирными линиями обозначены показатели равных значений выхода флотоконцентрата при различных соотношениях компонентов композиционного реагента. Установлено, что наиболее высокая эффективность флотации соответствует соотношению ЛГКК:КОРС: Экофол от (X1:X2:X3=0.2:0.5:0.3) до (X1:X2:X3=0.3:0.5:0.2). Это соответствует расходу компонентов в кг/т угля: 0.4-0.6 - ЛГКК; 1.0 - КОРС; 0.18-0.12 - Экофол, при общем расходе композиционного реагента 1.58-1.72 кг/т угля. Выход флотоконцентрата при таком расходе композиционного реагента составляет 46,9-47,1%.
Результаты флотации в контрольных точках при соотношении компонентов X1:X2:X3=0.2:0.5:0.3; 0.1:0.4:0.5; 04:04:02; 0.6:0.2:0.2 позволили установить, что полученное уравнение адекватно (по закону распределения Стьюдента). Отклонение экспериментальных значений выхода флотоконцентрата от расчетного значения, вычисленного по уравнению, незначительны. Расчетные значения по уравнению 47.11%, 45.32, 46.69% и 44.24% (чертеж), а экспериментальные значения выходов флотоконцентрата при этих соотношениях компонентов в композиционном реагенте составили 46.82%, 45.32, 46.21% и 44.65% соответственно (таблица 4).
Figure 00000005
Для определения эффективности применения предложенной смеси реагентов при их оптимальном соотношении, а именно X1:X2:X3=0.3:0.5:0.2; X1:X2:X3=0.2:0.5:0.3 или при расчете на содержание компонентов в заявляемом композиционном реагенте (в %) X1:X2:X3=35:58:7; и Х1:Х2:X3=25,3:63,3:11,4 и соответственно при массовом расходе композиционного реагента от 1.70 кг/т до 1.60 кг/т проведены исследования флотируемости угля ЦОФ «Беловская». Показатели флотации сравнивались с прототипом, а именно с композиционным реагентом (Патент РФ №2333800, B03D 1/00).
Установлено, что применение заявляемого композиционного реагента при флотации угля ЦОФ «Беловская» позволяет при равном расходе реагентов повысить выход концентрата на 1.5-2.1% по сравнению с использованием в качестве композиционного реагента прототипа (Патент РФ №2333800, B03D 1/00). При этом наблюдается улучшение селективности процесса флотации угля. Зольность флотоконцентрата снижается на 0.1-0.3% при одновременном повышении его выхода. Извлечение горючей массы в концентрат в случае использования заявляемого композиционного реагента повышается с 75.7-76.8 мас. % до 79.4-79.7 мас. % (таблица 5). Повышение показателей флотации при использовании заявляемого композиционного реагента, при наличии в нем поверхностно активных соединений, содержащихся в присадке «Экофол-440» объясняются:
- повышением степени гидрофобности угольной поверхности за счет углеводородного радикала адсорбируемой молекулы ПАВ, полярная группа которого образует с функциональными группами макромолекулы органической массы угля (ОМУ) водородные связи или удерживаются силами диполь-дипольного взаимодействия;
- повышением устойчивости закрепления пузырьков на угольных частицах за счет уменьшения поверхностного натяжения на поверхности раздела «жидкость-газ» и капиллярного давления в пузырьках, отрывающего пузырек от частицы, а также за счет многократного упрочнения контакта пузырек-частица;
- повышением дисперсности эмульсии композиционного реагента, способствующим улучшению флотируемости угольных зерен.
Улучшение степени гидрофобизации поверхности угольных зерен при использовании заявляемого композиционного реагента подтверждается результатами флотируемости угля в монопузырьковом аппарате. Использование заявляемого композиционного реагента позволяет повысить выход всплывшего продукта с 22.4-34.2 мас. % до 26.1-39.5 мас. % при равном расходе реагентов по сравнению с прототипом (таблица 6).
Figure 00000006
Figure 00000007
Низкая рыночная стоимость реагента, высокая эффективность, селективность действия обеспечивают высокие технико-экономические показатели процесса флотации углей.
Итак, изобретение позволяет повысить выход концентрата и извлечение горючей массы в концентрат по сравнению с использованием прототипа.

Claims (1)

  1. Композиционный реагент для флотации угля, состоящий из смеси реагентов, отличающийся тем, что смесь реагентов включает легкий газойль каталитического крекинга, кубовые остатки ректификации стирола и присадку «Экофол-440» при соотношении компонентов в пределах от 35:58:7 до 25,3:63,3:11,4 мас. %.
RU2016142989A 2016-10-31 2016-10-31 Композиционный реагент для флотации угля RU2641626C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016142989A RU2641626C1 (ru) 2016-10-31 2016-10-31 Композиционный реагент для флотации угля

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016142989A RU2641626C1 (ru) 2016-10-31 2016-10-31 Композиционный реагент для флотации угля

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2641626C1 true RU2641626C1 (ru) 2018-01-19

Family

ID=68235410

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016142989A RU2641626C1 (ru) 2016-10-31 2016-10-31 Композиционный реагент для флотации угля

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2641626C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115814953A (zh) * 2022-12-06 2023-03-21 重庆康普化学工业股份有限公司 共轭烯化合物作为捕收剂在煤泥浮选中的应用及浮选方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1579569A1 (ru) * 1988-06-20 1990-07-23 Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова Способ флотации высокозольных углей
RU2014150C1 (ru) * 1991-05-16 1994-06-15 Петухов Василий Николаевич Способ флотации угля
RU2333800C1 (ru) * 2006-11-07 2008-09-20 Александр Юрьевич Хмельник Способ флотации угля и композиционный реагент для его реализации
RU2540690C1 (ru) * 2013-08-06 2015-02-10 Вячеслав Александрович Яновский Реагент-собиратель для флотации угля и способ его получения

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1579569A1 (ru) * 1988-06-20 1990-07-23 Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова Способ флотации высокозольных углей
RU2014150C1 (ru) * 1991-05-16 1994-06-15 Петухов Василий Николаевич Способ флотации угля
RU2333800C1 (ru) * 2006-11-07 2008-09-20 Александр Юрьевич Хмельник Способ флотации угля и композиционный реагент для его реализации
RU2540690C1 (ru) * 2013-08-06 2015-02-10 Вячеслав Александрович Яновский Реагент-собиратель для флотации угля и способ его получения

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ГАЗЗАТОВ А.А. и др., "Разработка флотационных реагентов для процесса обогащения высокозольных углей", Башкирский химический журнал, том 20, N4, 2013, с. 86-89. *
ГАЗЗАТОВ А.А. и др., "Разработка флотационных реагентов для процесса обогащения высокозольных углей", Башкирский химический журнал, том 20, N4, 2013, с. 86-89. ПЕТУХОВ В.Н. и др., "Применение полимерных соединений в качестве реагента-модификатора при флотации каменноугольной мелочи", Теория и технология металлургического производства, N2(15), 2014, с. 16-18. *
ПЕТУХОВ В.Н. и др., "Применение полимерных соединений в качестве реагента-модификатора при флотации каменноугольной мелочи", Теория и технология металлургического производства, N2(15), 2014, с. 16-18. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115814953A (zh) * 2022-12-06 2023-03-21 重庆康普化学工业股份有限公司 共轭烯化合物作为捕收剂在煤泥浮选中的应用及浮选方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2689668C (en) Methyl isobutyl carbinol mixture and methods of using the same
RU2641626C1 (ru) Композиционный реагент для флотации угля
CN111918952A (zh) 用于生产烃的混合物的方法
RU2333800C1 (ru) Способ флотации угля и композиционный реагент для его реализации
CN109174463A (zh) 用于氧化煤煤泥浮选的捕收剂以及制备方法、浮选方法
CN113518667A (zh) 用作捕收剂的辛烯加氢甲酰化副产物和柴油、煤油或c8-c20烯烃的混合物
RU2714170C1 (ru) Применение композиционного реагента для флотации угля
US20180155628A1 (en) Surfactant composition and method for treating bitumen froth
RU2692334C1 (ru) Способ выделения несгоревшего углерода из золы-уноса ТЭС
RU2306982C1 (ru) Способ флотации угля
RU2046025C1 (ru) Способ флотации угля
RU2643873C1 (ru) Способ флотации угля
Yang et al. Research on emulsified tyre pyrolysis oil as a coal flotation collector
Otsuki et al. Safer frother option for coal flotation–a review
RU2346750C1 (ru) Способ флотации угля
RU2633585C1 (ru) Битумная композиция (варианты)
Abbasov et al. Influence of temperature to the hydrocracking of mazut in the presence of a suspended aluminosilicates catalyst
SU1165469A1 (ru) Собиратель-вспениватель дл флотации угольных шламов
CN109201342B (zh) 一种复配酸酯醚的低阶煤煤泥浮选捕收剂及其制备方法
RU2831067C1 (ru) Способ получения битумного вяжущего для кровельных материалов
SU1071320A1 (ru) Реагент дл флотации угл
Chaudhuri et al. Characteristics of an improved collector derived from a waste of coal-processing plant for the beneficiation of Indian coking coal fines by froth flotation
SU1199268A1 (ru) Способ флотации угл
RU2823426C1 (ru) Способ получения дорожного битума
Sterba Sulfur Content of Catalytically. Cracked Gasolines

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181101