Спосіб флотації вугілля

Спосіб флотації вугілля, що включає попереднє пульпування вихідної сировини, кондицюнування пульпи зі збирачем-спінювачем, що являє собою модифіковане формаліном поглинальне масло КОКСОХІМІЧНОГО виробництва, подальше витягнення вугілля в пінний продукт, який відрізняється тим, що до збирача-спінювача додають від 3,0 до 10,0% кубового залишку ректифікації циклогексанолу, який одержують окисленням циклогексану киснем повітря при виробництві капролактаму Винахід відноситься до збагачування корисних копалин, і може бути використаний для збагачування вугілля на вуглезбагачувальних фабриках Відомий спосіб флотації вугілля, який включає попереднє пульпування і кондицюнування зі збирачем (аполярним реагентом ААР-1), а потім із пшоутворювачем (побічним продуктом виробництва метилізобутилкарбінолу) вихідної сировини (А св СРСР №1313515, B03D1/02, 1987) Недоліками відомого способу є дефіцитність та висока вартість флотореагентів, а також низька технологічність через необхідність дозування двох компонентів - збирача та пшоутворювача Відомий спосіб флотації вугілля, який включає попереднє пульпування, введення модифікатора спінювання - суміші натрієвих солей бутилнафталін-1-сульфокислот, пульпування і кондицюнування зі збирачем, яким є тракторний керосин, а потім із пшоутворювачем - кубовим залишком бутилових спиртів (А св СРСР №1787560, B03D1/02, 1993) Недоліками відомого способу є низька технологічність через необхідність дозування трьох компонентів - модифікатора, збирача та пшоутворювача Відомий спосіб флотації вугілля, який включає попереднє пульпування і кондицюнування зі збирачем-спінювачем, яким є алкілзаміщений дюксалан (А св СРСР №1611448, B03D1/02, 1990) Недоліком відомого способу є низька ефективність витягнення горючої маси в вугільний концентрат Відомий спосіб флотації вугілля (Пат України №17134, B03D1/001, 1997, Бюл №5), який обрано за прототип, бо він є найближчим до способу, що заявляється Відомий спосіб включає попереднє пульпування і кондицюнування з флотореагентом, який виконує функції і збирача, і спінювача, наступне розділення з витягненням вугілля в пінний продукт В якості флотореагенту (збирачаспінювача) у відомому способі використовують поглинальне масло КОКСОХІМІЧНОГО виробництва, модифіковане формаліном Для його приготування до 1т поглинального масла додають 24 - 56л (в залежності від вмісту фенолів в маслі) формаліну Одержане поглинальне масло має такі фізикоХІМІЧНІ характеристики (Пат України №17134, B03D1/001, 1997, Бюл №5) 1 Густина при 20 °С, кг/м3 1080 2 В'язкість при 20 °С, сСт 8,0 3 Температура спалаху, °С не нижче 100 4 Температура початку випадання осаду, °С мінус 10 5 Температура початку кипіння, °С 230 6 Википання 80 - 90об %, °С 300 Недоліком відомого способу є недостатньо високі показники флотації, а саме низькі вихід вугільного концентрату, ступінь виділення вугілля в пінний продукт та зольність ВІДХОДІВ, великі витрати флотореагенту Особливо сильно ці недоліки проявляються при флотації важко збагачуваних окислених марок вугілля Причиною недоліку є нестабільність пшоутворення через нестабільний 00 о> о ю 54098 КІЛЬКІСНИЙ вміст фенолів у складі флотореагенту В основу винаходу поставлено задачу у способі флотації вугілля шляхом введення стабілізуючої добавки до складу збирача-спінювача знизити залежність спінювальної здатності цього флотореагенту від нестабільності КІЛЬКІСНОГО вмісту фенолів у складі поглинального масла і за рахунок цього підвищити витягнення вугілля в вугільний концентрат При реалізації способу, що заявляється, покращуються всі технічні показники процесу флотації - вихід вугільного концентрату підвищується на 3 - 4%, - ступінь витягнення вугілля в вугільний концентрат збільшується на 2,5 - 5,0%, що є еквівалентним збільшенню витрати флотореагенту за способом-прототипом на 15 - 20%, - зольність ВІДХОДІВ підвищується на 5,3 13,0%, а зольність вугільного концентрату практично не змінюється, - температура замерзання флотореагенту знижується з - 10 до - 15°С, що дозволяє ширше застосовувати його в зимових умовах, - витрата флотореагенту зменшується на 0,25 - О.ЗОкгл" без зниження показників флотації Крім того, додатковою перевагою способу, що заявляється, є можливість використання його для збагачування вугілля важко збагачуваних окислених марок, а також тривале збереження флотаційної активності застосовуваного флотореагенту Поставлена задача вирішується тим, що у відомому способі флотації вугілля, який включає попереднє пульпування вихідної сировини, кондицюнування пульпи зі збирачем-спінювачем, що представляє собою модифіковане формаліном поглинальне масло КОКСОХІМІЧНОГО виробництва, подальше витягнення вугілля в пінний продукт, новим є те, що до збирача-спінювача додають від 3,0 до 10,0% кубового залишку ректифікації циклогексанолу, який одержують окисленням циклогексану киснем повітря при виробництві капролактаму Між сукупністю ознак винаходу і результатом, якого досягають, існує причинно-наслідковий зв'язок Застосовуваний згідно зі способом-прототипом флотореагент, що виконує функції як збирача, так і спінювача, є модифіковане формаліном поглинальне масло КОКСОХІМІЧНОГО виробництва Цей реагент проявляє нестабільні пшоутворювальні влас тивості, обумовлені нестабільністю КІЛЬКІСНОГО вмісту фенолів у складі цього флотореагенту за технологією його виробництва, що не дозволяє проводити флотацію з високими ступенем витягнення вугілля та іншими технічними характеристиками Завдяки введенню до збирача-спінювача кубового залишку ректифікації циклогексанолу, який одержують окисленням циклогексану киснем повітря при виробництві капролактаму, що випускається під технічною маркою "ПОД", стабілізується пшоутворювальна властивість флотореагенту за відомим способом і нестабільність КІЛЬКІСНОГО вмісту фенолів у його хімічному складі перестає негативно впливати на показники флотації Поліпшення піноутворювальних властивостей флотореагенту відбувається завдяки хімічному складу добавки ПОД, що містить гідрофільні функціональні групи і проявляє властивості поверхнево-активних речовин Дослідним ШЛЯХОМ доведено, що оптимально необхідного спінювання досягають при введенні добавки ПОД у КІЛЬКОСТІ 3,0 - 10,0% від маси флотореагенту При введенні модифікуючої добавки ПОД у КІЛЬКОСТІ, меншій за 3,0%, пшоутворювальні властивості одержаного флотореагенту є недостатніми для вирішення поставлених перед даним технічним рішенням задач В разі, коли вміст добавки перевищує 10,0%, відбувається порушення технології флотації - запшення обладнання Для доведення можливості одержання необхідного технічного результату при реалізації заявленого способу флотації вугілля були проведені випробування на лабораторній флотаційній машині марки ФЛ-240 А Причому витрата флотореагенту на одну тонну вугілля, в залежності від зольності, складала 0,8-1,25кг В якості критеріїв флотації прийнято вихід вугільного концентрату (Wk), зольність ВІДХОДІВ та ступінь витягнення вугілля в концентрат (п), який розраховують за формулою n = (Wk - 0,01 W k x Ak) / (100 - Аі) х 100%, де Ak та Аі - зольність ВІДПОВІДНО вугільного концентрату та вихідної шихти Результати випробувань приведені в таблиці Як видно з таблиці, вихід вугільного концентрату збільшується на 3 - 4%, ступінь витягнення вугілля в вугільний концентрат збільшується на 2,5 - 5,0%, що є еквівалентним збільшенТаблиця Порівняльні результати флотації вугілля із зольністю 23,1% та 28,9% за відомим способом (вміст добавки = 0%) та за способом, що заявляється N° п/ п Зольність вугілля, % 1 2 3 4 5 6 23,1 23,1 23,1 23,1 23,1 23,1 Витрата фло- Вміст дотореагенту, КГЛ" бавки, % 1,25 1,0 0,8 1,0 1,0 1,0 0 0 0 10,0 5,0 3,0 Вугільний концентВідходи рат Зольність, ВИХІД, Зольність, Вихід, % % % % 76,8 7,4 23,0 75,8 77,5 22,2 79,1 7,1 69,5 8,4 30,2 57,2 81,6 7,4 18,1 92,1 81,3 7,6 18,4 92,0 79,3 7,5 20,5 81,1 Ступінь витягнення вугілля, % 92,3 93,5 82,8 98,2 98,7 95,3 54098 Продовження Таблиці N° п/ п Зольність вугілля, % Витрата флотореагенту, кгл" Вміст добавки, % 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 23,1 23,1 28,9 28,9 28,9 28,9 28,9 28,9 28,9 28,9 0,8 0,8 10,0 1,25 1,0 0,8 1,0 1,0 1,0 0,8 0,8 5,0 0 0 0 10,0 5,0 3,0 10,0 5,0 ню витрати флотореагенту за способомпрототипом на 15 - 20 %, зольність ВІДХОДІВ підвищується на 5,3 - 13,0%, а зольність вугільного концентрату практично не змінюється, витрата флотореагенту зменшується на 0,25 - О.ЗОкгл" без зниження показників флотації Спосіб збагачення вугілля, що заявляється, виконують у такий спосіб Спочатку готують модифіковане формаліном поглинальне масло КОКСОХІМІЧНОГО виробництва, як це передбачено способом-прототипом Для цього в реактор об'ємом 32м3, обладнаний пристроями для подання реагентів, охолоджування, змішування та контролю за процесом, завантажують 25т поглинального масла КОКСОХІМІЧНОГО виробництва В залежності від вмісту фенолів в завантаженому поглинальному маслі в реактор вводять 600 1400л формаліну та 40 - 90л аміаку Завантажену реакційну масу нагрівають до температури 70°С, яку підтримують протягом 1 години Одержане в реакторі модифіковане формаліном поглинальне масло має технічну марку "УР-410" і такі фізикоХІМІЧНІ характеристики 1 Густина при 20°С, кг/м3 1080 2 В'язкість при 20°С, сСт 8,0 3 Температура спалаху, °С не нижче 100 4 Температура початку випадання осаду, °С мінус 10 5 Температура початку кипіння, °С 230 6 Викіпання 80 - 90об %, °С 300 В реактор до збирача-спінювача УР-410 додають від 3,0 до 10,0% (0,75 - 1,25т) кубового залишку ректифікації циклогексанолу, який є відходом виробництва капролактаму на стадії окислення циклогексану киснем повітря, має технічну марку ПОД (ТУ У 6- 05761672 146-94) і такі фізико-хімічні характеристики 1 Густина при 20°С, кг/м3 0,98-1,01 2 ВІДГІН (5ММ рт 108°С), %, ст, 36 не менше 70 Вугільний концентВідходи рат Зольність, ВИХІД, Зольність, Вихід, % % % % 77,4 8,6 22,3 73,7 73,6 8,1 26,1 65,6 72,0 9,9 27,0 78,7 72,9 10,0 26,8 80,7 65,3 8,7 34,4 67,5 76,4 11,8 23,3 85,5 74,2 10,4 25,5 83,3 72,5 10,4 27,2 77,9 72,7 9,5 27,0 81,4 71,9 9,4 27,8 79,6 3 Вміст ВОДИ, % Ступінь витягнення вугілля, % 92,0 88,0 91,3 92,3 83,9 94,8 93,6 91,4 92,5 91,6 2-5 4 Температура застигання, °С, не ви є мінус 50 5 Вміст циклогексану, %, не менше 6 В'язкість кінематична при 20°С, сСт, не вище 80 Далі подрібнену вихідну вугільну сировину (розмір вугільних часточок не перевищує 1мм) з вихідною зольністю не більше 30% після пульпування з водою у співвідношенні 1 10 в камері флотаційної машини ФЛ-240А піддають обробці приготованим збирачем-спінювачем Збирачспінювач вводять в камеру флотаційної машини з розрахунку 0,8 - 1,25кг/г сухого вугілля Після цього проводять розділення з витягненням вугілля в пінний продукт Наводимо конкретний приклад виконання способу флотації вугілля, що заявляється Приклад (в таблиці приклад №4) Наважку в 100г вугілля з вихідною зольністю 23,1%, подрібнюють до розміру часточок не більше 1мм, піддають пульпуванню з водою у співвідношенні 1 10 в камері лабораторної флотаційної машини ФЛ240А, вводять збирач-спінювач, що представляє собою модифіковане формаліном поглинальне масло КОКСОХІМІЧНОГО виробництва марки УР-410, до якого додають 10,0% ПОД - кубового залишку ректифікації циклогексанолу, який одержують окисленням циклогексану киснем повітря при виробництві капролактаму Витрата збирача-спінювача (флотореагенту) складає 0,1г (з розрахунку Ікгл" вугільної сировини) на 100г (наважка) сухого вугілля Після ЦЬОГО проводять розділення з витягненням вугілля в пінний продукт Вихід вугільного концентрату складає 81,6г (81,6%), зольність - 7,4%, вихід ВІДХОДІВ - 18,1%, зольність - 92,1% Ступінь витягнення вугілля, розрахований за формулою (п = (Wk - 0,01 W k x Ak) / (100 - Аі) х 100%,), складає 98,2% В таблиці наведені також ІНШІ приклади виконання способу, що заявляється (№№ 5 - 8 , 12 -16), і способу-прототипу (№№1 - 3 , 9 -11) 54098 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236-47-24