SU1148645A1

SU1148645A1 - Method of flotation of coal

Info

Publication number: SU1148645A1
Application number: SU833627760A
Authority: SU
Inventors: Василий Николаевич Петухов
Original assignee: Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова
Priority date: 1983-07-22
Filing date: 1983-07-22
Publication date: 1985-04-07

Abstract

СПОСОБ ФЛОТАЦИИ УГЛЯ, включающий предварительное пульпирование, .кондиционирование со ,смесью тракторного керосина и т желого масла, отличающийс тем, что, с целью повьшени извлечени горючей массы в концентрат и снижени его зольности, в кондиционирование i-редварительно ввод т 2,2,4-триметш1-1,3-диокса-2-силациклогексан формулы СНг н ./ НгС- с: . Si при соотношении в смеси собирател , вспенивател и 2,2,4-триметилг-1,3диокса-2-сш1ащаслогексана METHOD OF FLOTATION OF COAL, including preliminary pulping, conditioning with a mixture of tractor kerosene and heavy oil, characterized in that, in order to extract the combustible mass into a concentrate and reduce its ash content, 2.2.4 are introduced into the air conditioning system. -trimetsh1-1,3-dioxa-2-silacyclohexane of the formula CHg n. / NgC- with:. Si at the ratio in the mixture of collector, foaming agent and 2,2,4-trimethylg-1,3 diox-2-shchaschasloheksana

Description

4four

00 9д 400 9d 4

сл 1 Изобретение относи.тс к области обогащени полезных ископаемых мето дом флотации и может быть использовано при обогащении угл . В современной практике флотацион ного обогащени широко используютс смеси апол рных реагентов с поверх ностно-активнь ми соединени ми (вспе нивател ми) в различных соотношени В химический состав апол рных реаге тов вход т углеводороды различных .классов. Поверхностно-активные реагенты имеют в молекуле различные пол рные атомы (кислород, asot сера, галогены и др.) или функциональные группы (-ОН, -OCHj, -СООН и др.). Известен способ флотации угл , включающий кондиционирование с реагентной смесью собирател и вспенивател , с дополнительным вводом в реагентную смесь алкилхлорсилана i Недостатком этого способа вл етс то, что модифицирование угольной поверхности должно осуществл тьс в герметически изолированно агрегате или под вакуумом. Это затрудн ет не только внедрение данного способа флотации в промьшшенность ., но и проведение широкой проверки на углеобогатительных фабриках . Известен способ флотации угл , включающий кондиционирование с реагентной смесью тракторного керосина с т желым маслом 2j . Однако расход реагентной смеси очень высокий (1,5-2,0 кг/т), а кроме того скорость флотации угольной мелочи с использованием обычных реагентных режимов недостаточно высока , что снижает производительность флотационньпс машин и повышает потери горючей массы с отходами флотации. Наиболее близким к изобретению п технической сущности и достигаемому результату вл етс способ флотации угл , включающий предварительное пульпирование, кондиционирование с модификатором и реагентной смесью тракторного керосина и т желого масла, причем в качестве модификатора используют эпихлоргидрин з . Недостатками способа вл ютс недостаточно высокое извлечение ropw чей массы в концентрат и низка селективность процесса. 45 1 Цель изобретени - повьппение извлечени горючей массы в концентрат и снижение его зольности . Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу флотации угл , включающему предварительное пульпирование, кондиционирование с модификатором и реагентной смесью тракторного керосина и т желого масла, в кондиционирование предварительно ввод т 2,2,4-триметил-1 ,3-днокса-2-силациклогексан формулы СНг ц I Ген. о . Si НзС- СНз при соотношении в смеси собирател , вспенивател и 2,2,4-триметил-1,3-диокса-2-силациклогексана (97,4: :1,4:1,2) - (95,8:3,7:0,5). Химическое соединение 2,2,4-три:метил-1 ,3-диокса-2-силациклогексан получают взаимодействием диолов с хлорсиланами , алкоксисилана ми . Химическое соединение 2,2,4-триметил-1 ,3-диокса-2-силациклогексан и его аналоги примен ют в органичес кой химии дл защиты диолов. В насто щее врем химическое соединение 2,2,4-триметил-1,3-диокса-2-силациклогексан в качестве реагента-модификатора дл флотации полезных ископаемых не примен етс . Физико-химические константы Температура кипени , € мм р т. ст. 132(754) Плотность0,9532 Коэффициент рефракции1,4168 Реагент-модификатор 2,2,4-триметип-1 ,3-диокса-2-сш1ациклогексан при его подаче в процесс флотации до введени основной смеси реагентов выполн ет в основном функцию модификатора угольной поверхности, повыша ее гидрофоби,зацию при адсорбции на yrjie. В табл. 1 представлена гидрофобизационна и пенообразующа способность химических соединений.CL 1 The invention relates to the field of mineral processing by flotation and can be used for coal preparation. In modern practice of flotation concentration, mixtures of apolar reagents with surface-active compounds (agents) are widely used in various ratios. Hydrocarbons of various classes are included in the chemical composition of apolar reagents. Surface-active reagents in the molecule have different polar atoms (oxygen, asot sulfur, halogens, etc.) or functional groups (-OH, -OCHj, -COOH, and others). The known method of coal flotation, which includes conditioning with the reagent mixture of the collector and foaming agent, with an additional input of alkylchlorosilane i into the reagent mixture. The disadvantage of this method is that the modification of the coal surface must be carried out in a hermetically sealed unit or under vacuum. This makes it difficult not only to implement this flotation method in industry, but also to carry out a broad inspection at coal preparation plants. A known method of coal flotation involves conditioning with a reagent mixture of tractor kerosene with heavy oil 2j. However, the consumption of the reagent mixture is very high (1.5-2.0 kg / t), and in addition the flotation rate of coal fines using conventional reagent modes is not high enough, which reduces the performance of flotation machines and increases the loss of combustible mass with flotation waste. The closest to the invention of the technical essence and the achieved result is the method of coal flotation, including preliminary pulping, conditioning with a modifier and a reagent mixture of tractor kerosene and heavy oil, with epichlorohydrin h being used as a modifier. The disadvantages of the method are the insufficiently high extraction of ropw whose mass into the concentrate and the low selectivity of the process. 45 1 The purpose of the invention is to extract the combustible mass into a concentrate and reduce its ash content. This goal is achieved in that according to the method of coal flotation, including preliminary pulping, conditioning with a modifier and a reagent mixture of tractor kerosene and heavy oil, 2,2,4-trimethyl-1, 3-dnox-2-silocyclohexane is pre-introduced into the air conditioning Formulas СНг ц I Gene. about . Si NzS-SNZ with a ratio in the mixture of collector, foaming agent and 2,2,4-trimethyl-1,3-diox-2-silacyclohexane (97.4:: 1.4: 1.2) - (95.8: 3 7: 0.5). The chemical compound 2,2,4-three: methyl-1, 3-diox-2-silacyclohexane is obtained by reacting diols with chlorosilanes and alkoxysilanes. The chemical compound 2,2,4-trimethyl-1, 3-diox-2-silacyclohexane and its analogs are used in organic chemistry to protect diols. Currently, the chemical compound 2,2,4-trimethyl-1,3-dioxa-2-stolycyclohexane is not used as a modifying agent for the flotation of minerals. Physico-chemical constants Boiling point, € mm r t. Art. 132 (754) Density 0.9532 Refractive index1.4168 The reagent modifier 2,2,4-trimetyp-1, 3-diox-2-cross cyclohexane when it is fed into the flotation process before the introduction of the main reagent mixture performs mainly the function of a coal surface modifier , increasing its hydrophobi, zatsii during adsorption on yrjie. In tab. Figure 1 shows the hydrophobic and foaming ability of chemical compounds.

Таблица 1Table 1

Исследовани флотации угл , проведенные в монопузьфьковом аппарате Халлимонда с использованием различных гетеропол рных реагентов показали повышенную гидрофобизацию поверхности угл в случае применени 2,2,4-триметш1-1,З-диокса-2-силациклогексана по сравнению с другими химическими соединени ми.Coal flotation studies carried out in the Hallimond single-cell apparatus using various heteropolar reagents showed increased hydrophobization of the coal surface when 2,2,4-trimetesh-1-1, 3-diox-2-silicyclohexane was used compared with other chemical compounds.

Так, например, в случае использовани в качестве реагента 2,2,4-триметрп-1 ,3-диокса-2-сш1ациклогексана выход всплывшего продукта составл ет 78,5% при концентрации его в воде 52 кг/м , в то врем как длSo, for example, when 2,2,4-trimetrp-1, 3-diox-2-acylacyclohexane is used as a reagent, the yield of the supernatant is 78.5% at a concentration of 52 kg / m in water, while for

2,2,4-тр иметил-1,3-диоксана при концентрации вводе 74 кг/м. он ниже на 22,5% (табл. 1),2,2,4-tr imethyl-1,3-dioxane at a concentration of 74 kg / m. it is lower by 22.5% (Table 1),

Использование эпихлоргидрина в качестве реагента приводит к еще более значительному снижению гидрофобизахщи угольной поверхности. Выход всплывшего продукта составл ет 26% при концентрации в воде 76,8 кг/м.. Повьшенна гидрофобизаци поверхности при адсорбции 2,2,4-триметил-1 ,3-диокса-2-силациклогексана улучшает услови дл адсорбции на поверхности угл реагента-собирател . Это положительно сказываетс на эффектив5 ности действи сйеси реагентов. Вьк флотоконцентрата повьшаетс на 2,1-2 ,8% при одновременном улучшении с лективности процесса. Зольность концентрата снижаетс на 0,6-.2,0%. Коэ фициен«г эффективности повышаетс с 0,752-0,758 до 0,787-0,793. Кроме того, часть реагента 2,2,4-триметш1 -1,3-диокса-2-сш1ациклогексана, наход ща с в водной фазе, может оказьгоать положительное действие на пр цесс флотации угл улучшением аэрац пульпы засчет более значительного снижени поверхностного нат жени воды по сравнению с 1,3-диоксанами. Так, например, при равной концентрации в воде поберхностное нат жени в случае 2,2,4-триметил-1,3-диокса - -2-силациклогексана составл ет 35,8-37,3 Дж/м, а дл 2,2,4-триметил-1 ,3-диоксана - 37,4-37,9 Дж/м. Это приводит к.увеличению количе тва образующейс двухфазной пены в 2-5 раз в случае использовани 2,2,4-триметил-1,3-диокса-2-силациклогексана по сравнению с 2,2,4-триметил-1 ,3-диоксаном (табл. 1). Следовательно, использование 2,2,4-триметш1-1,3-диокса-2-силацик логексана в качестве рёагента-модификатора позвол ет улучшить флотируемость угл в основном за счет повьш1ени гидрофобизации угольной поверхности при адсорбции его на угле, а также путем воздействи на жидкую фазу оставшейс части реагента в воде. Способ флотации угл осуществл ют следующим образом. Уголь пульпируют, кондиционируют с модификатором 2,2,4-триметил-1,3-диокса-2-сш1ациклогексаном , ввод т собиратель - тракторный керосин и вспениватель - т желое масло и провод т флотацию угл . Пример. Дл осуществлени процесса берут навеску угл , например , 100 г, перемешивают с водой в лабораторной машине типа Механобр с объемом камеры 0,75 л в течение 2 мин. Затем в процесс подают порцию 2,2,4-триметш1-1,3-диoкca-2-cшIaциклoгeкcaнa .Пocлe контакта навески угл с реагентом-модификатором в течение 1 мин в пульпу подают порци смеси тракторного керосина с т желым маслом в соотношении 95,8:3,7 45 И продолжают кондиционирование угл с реагентной смесью в течение 1 мин. После контакта навески угл с реагентом-модификатором и реагентной смесью тракторного керосина и т желого масла во флотационную пульпу подают воздух и в течение 1 мин производ т флотацию. Затем подачу воздуха прекращают и подают следующую порцию смеси тракторного керосина с т желым маслом в соотношении 95,8:3,7 с последующим кондиционированием и флотацией. Общий расход реагентной смеси реагента-собирател и вспенивател и количество дозирований ее в пульпу определ етс эффективностью реагентного режима флотации. За базовый объект вз та известна смесь тракторного керосина с т желым маслом и добавочного реагента эпихлоргидрина в соотношении 95:4,5:0,5. Остальные операции процесса флотации угл остаютс без изменени . Проведены сравнительные исследовани фпотации угл с использованием в качестве реагентной смеситракторного керосина с т желым маслом в соотношении 95:5. Исследовани ми установлено, что применение добавочного реагента 2,2,4-тримегш1-1,3-диокса-2-силациклогексана в реагентную смесь собирател и вспенивател значительно улучшает флотацию угл . Так, например, добавка 2,2,4-триметил-1 ,3-диокса-2-силациклогексана в реагентную смесь собирател и вспенивател в количестве 0,3-0,5% позвол ет повысить извлечение горючей массы в концентрат по сравнению с использованием смеси тракторного керосина и т желого масла 95:5 с одновременным снижением .зольности концентрата на ,7% (табл. 2). Коэффициент эффективности по М.В.Циперовичу повьштаетс с 0,7280 ,732 доо,751-0,793. Сравнение эффективности предлагаемого способа обогащени угл с базовой смесью реагентов собирател и вспенивател и добавочного реагента - эпихлоргидрина при одинаковом расходе реагентной смеси показывает преимущество предлагаемого способа. Извлечение горючей массы в концентрат повьш1аетс на 3-3,5%, зольость концентрата снижаетс на 0,81 ,3%. Коэффициент эффективности повышаетс с 0,752-0,758 до 0,7370 ,793.The use of epichlorohydrin as a reagent leads to an even more significant reduction in the hydrophobic acid of the coal surface. The yield of the supernatant is 26% at a concentration in water of 76.8 kg / m. The increased surface hydrophobicity during the adsorption of 2,2,4-trimethyl-1, 3-diox-2-strongcyclohexane improves the conditions for adsorption on the surface of the reagent carbon collector. This has a positive effect on the effectiveness of the reaction of reagents. The flotation concentrate is increased by 2.1–2.8%, while improving with the process’s lecturing. The ash content of the concentrate is reduced by 0,6-.2,0%. The efficiency ratio rises from 0.752-0.758 to 0.787-0.793. In addition, part of the reagent 2,2,4-trimetsh1 -1,3-diox-2-sh1-cyclohexane, which is in the aqueous phase, may have a positive effect on the process of coal flotation by improving the pulp aerac due to a more significant decrease in the surface tension of water compared with 1,3-dioxanes. For example, with an equal concentration in water, the surface tension in the case of 2,2,4-trimethyl-1,3-diox - -2-stolycyclohexane is 35.8-37.3 J / m, and for 2.2 , 4-trimethyl-1, 3-dioxane - 37.4-37.9 J / m. This leads to an increase in the amount of two-phase foam produced by a factor of 2-5 in the case of using 2,2,4-trimethyl-1,3-diox-2-silocyclohexane as compared with 2,2,4-trimethyl-1, 3- dioxane (Table 1). Consequently, the use of 2,2,4-trimetesh1-1,3-diox-2-silocyc lechexane as a modifying agent reagent makes it possible to improve the floatability of coal mainly due to the increased hydrophobization of the coal surface during its adsorption on coal, as well as by liquid phase of the remaining part of the reagent in water. The coal flotation process is carried out as follows. The pulp is pulped, conditioned with the modifier 2,2,4-trimethyl-1,3-diox-2-acylacyclohexane, the collector — tractor kerosene and foaming agent — is introduced, heavy oil, and coal is floated. Example. To carry out the process, we take a portion of coal, for example, 100 g, mix it with water in a laboratory machine of the Mechanobr type with a chamber volume of 0.75 liters for 2 minutes. Then a portion of 2,2,4-trimetsh-1-1,3-dioxa-2-shl-i-cyclohexane is fed to the process. After contacting the coal with the modifier reagent, for 1 minute, a portion of the mixture of tractor kerosene and heavy oil is fed into the pulp in a ratio of 95 8: 3,7 45 And continue conditioning the coal with the reagent mixture for 1 minute. After contacting the coal with a modifying agent and a mixture of tractor kerosene and heavy oil, air is fed into the flotation pulp and floated for 1 minute. Then the air supply is stopped and the next portion of the mixture of tractor kerosene with heavy oil is fed in the ratio of 95.8: 3.7, followed by conditioning and flotation. The total consumption of the reagent mixture of the collector reagent and frother and the number of dosing into the pulp is determined by the efficiency of the flotation reagent mode. A mixture of tractor kerosene with heavy oil and an additional epichlorohydrin reagent in the ratio of 95: 4.5: 0.5 is known as the base object. The remaining operations of the coal flotation process remain unchanged. Comparative studies of carbon fpotation using tractor-kerosene with heavy oil as a reagent in a ratio of 95: 5. Research has shown that the use of the additional reagent 2,2,4-trimegsh1-1,3-dioxa-2-silacyclohexane in the reagent mixture of the collector and frother significantly improves coal flotation. For example, the addition of 2,2,4-trimethyl-1, 3-diox-2-silacyclohexane to the reagent mixture of the collector and blowing agent in an amount of 0.3-0.5% allows for an increase in the extraction of the combustible mass into the concentrate compared to mixtures of tractor kerosene and heavy oil 95: 5 with a simultaneous decrease in the ash content of the concentrate, 7% (Table 2). The efficiency coefficient according to MV Tsiperovich rises from 0.7280, 732 degrees, 751-0.793. Comparison of the efficiency of the proposed method of coal enrichment with the base mixture of the collector and foaming agent and the epichlorohydrin additive reagent with the same consumption of the reagent mixture shows the advantage of the proposed method. Removing the combustible mass in the concentrate is increased by 3-3.5%, the concentration of the concentrate is reduced by 0.81, 3%. The efficiency ratio rises from 0.752-0.758 to 0.7370, 793.

Дл установлени оптимального соотношени реагента-собирател (трак торного керосина),реагента-вспенивател (т желого масла) и добавочного реагента (2,2,4 триметш1-1,3-диокса-2-сш1ациклогексана ) проведены исследовани с использованием метода многофакторного планировани эксперимента . По данным экспериментов составлено уравнение дл эффективности п цесса/ у, 0,789х +0,567x2+0,317хз,., +0,432x,x,j+0,746x,X3-0,288x.jXj +2,. Эффективность процесса флотации оценивали по М.В.Циперовичу У, o,oi4e,. 8.,,, извлечение горючей массы в концентрат, %; м.чГ извлечение минеральной час ти в отходы.To establish the optimal ratio of collector reagent (tractor kerosene), blowing agent reagent (heavy oil) and additive reagent (2.2.4 trimetsh1-1,3-dioxa-2-sh1-cyclohexane), the method of experimental design . According to the experiments, the equation for the efficiency of the process / y, 0.789x + 0.567x2 + 0.317x3,., + 0.432x, x, j + 0.746x, X3-0.288x.jXj +2 ,. The efficiency of the flotation process was evaluated according to MV Ziperovich U, o, oi4e ,. 8. ,,, extraction of combustible mass in concentrate,%; hG extraction of mineral part to waste.

При планировании эксперимента дг решени задач на диаграммах состав - свойство предполагаетс , что изучаемое свойство вл етс непрерывной функцией аргументов и может быть с достаточной точностью представлено полиномом.When planning an experiment to solve problems on the composition – property diagrams, it is assumed that the property under study is a continuous function of the arguments and can be represented with a sufficient accuracy by a polynomial.

В табл. 2 представлены результаты флотации угл с исполь зеванием различных реагентньк режимов .In tab. Table 2 presents the results of coal flotation using various reagent modes.

Таблиц а 2 Решение уравнений было проведено на ЭВМ БЭСМ-6 по разработанной проfpaMMQ с последуюпщм построением диаграмм состав - свойство. Наибольша эффективность флотации достигаетс при соотношени х тракторного керосина: т желого масла: 2,2,4-триметил-1,3-диокса-2-сш1ациклогексана в пределах 97,4:1,4:1,295 ,8:3,7:0,5. Следовательно, .использование предлагаемого способа обогащени угл , включающего кондиционирование с реагентной смесью собирател и вспеки9 ,1148645. 10 .Tables 2 The equations were solved on the BESM-6 computer using the developed software MMQQ with the subsequent construction of the composition-property diagrams. The highest flotation efficiency is achieved at ratios of tractor kerosene: heavy oil: 2,2,4-trimethyl-1,3-diox-2-cross-cyclohexane within 97.4: 1.4: 1.295, 8: 3.7: 0 ,five. Therefore, the use of the proposed method of enrichment of coal, including conditioning with a reagent mixture of collector and baking material, 1148645. ten .

вател и дополнительного введени на 2,5% и снизить зольность его на 2,2,4-триметш1-1,З-диокса-2-силацик- 1,1-1,7% (табл. 2), Оптимальные логексана, :позвол ет повысить извле- соотношени реагентов наход тс в чение горючей массы в концентрат s пределах 97,4:1,4:1,2 - 95,8:3,7:0,5.and additional introduction by 2.5% and decrease its ash content by 2,2,4-trimetsh1-1, 3-diox-2-silicyc-1,1-1,7% (Table 2), Optimal logexane,: allows to increase the recovery ratio of the reagents in the concentrate s 97.4: 1.4: 1.2 - 95.8: 3.7: 0.5.

Claims

METHOD OF COAL FLOTATION, including preliminary pulping, conditioning with a mixture of tractor kerosene and heavy oil, characterized in that, in order to increase the extraction of the combustible mass into the concentrate and reduce its ash content, 2,2,4-trimethyl-1 is preliminarily introduced into the conditioning. , 3-dioxa-2-silacyclohexane of the formula

Si n ₃ s ^{/ h} sn ₃ at a ratio in the mixture of collector, blowing agent and 2,2,4-trimesh-1,3-dioxa-2-silacyclohexane (97.4: 1.4:: 1.2) - (95.8 : 3.7: 0.5).

1 1148645