Нафтовуглехімічний флотореагент

Нафтовугле хімічний флотореагент, що включає органічні речовини як збирачі і частково піноутворювачі на базі вугле хімічного компонента метилнафталінової фракції і рідкого вуглеводневого палива нафтохімічного походження, який відрізняється тим, що як метилнафталінову фракцію використовують метилнафталінову фракцію важку (МНФВ), 3 28826 4 Зокрема, масло флотації «О», є продуктом складу кожного вугілля, що поступає на хімічної переробки коксової смоли і виходить після збагачення, або суміші вугілля необхідно її нейтралізації і виділення фенолу (містить не підбирати оптимальний склад реагентів. більше 4% фенолів). Тому завдання подальшого пошуку нови х Деякі збирачі (мило, аміни, гас) володіють поєднань відомих речовин для отримання пінотворним ефектом. Як піноутворювачі флотореагентів, що повніше задовольняють (вспінювачів) застосовуються різні технічні спирти і запити ЦЗФ з погляду як технічних, так і їх суміші, піридинові основи. економічних, а також екологічних вимог, є Поверхнево-активні реагенти при флотації актуальною. вугілля грають в свою чергу не тільки роль Відомий «Флотореагент нафтовугле хімічний» піноутворювача, але частково також і збирача і згідно ТУ У 322-00190443-054-2000, розроблений пептизатора (збирача надтонких частинок). інститутом УХІН в Україні: що діяли з 1.07.2000р. Оптимальний час контакту їх з пульпою малий - це до 1.05.2006р. 1хв. Дві модифікації флотореагенту ФН і ФНУ Як реагенти на вуглезбагачувальних фабриках випускалися на Фенольному заводі і поставлялися широко застосовується ряд речовин, різних на цілий ряд центральних збагачувальних фабрик виробництв, що є відходами. Проте, багато вугілля в Донецькому регіоні України. відходів хімічної, нафтопереробної, вугле хімічної Для виробництва флотореагента та інших галузей промисловості не можуть використовувалася наступна сировина: служити стабільною сировинною базою, оскільки 1) Смола поліалкілбензольна (ПАБ) згідно ТУ поліпшення або зміна технології виробництва 38.10396-83; цільових продуктів приводить або до зміни 2) Масло сивушне по ГОСТ 17071; властивостей відходів або до припинення їх 3) Масло вбирне по ТУ У 322-00190443-117виробництва. У групу реагентів з гідроксильною 97. полярною групою включені феноли, аліфатичні Вміст смоли ПАБ у складі флотореагентів спирти, зокрема сивушне масло, що є сумішшю знаходився в межах 60÷90% по масі; цілого ряду спиртів, терпеновими спиртами, Вміст масла сивушного - 3 ÷ 10% мас; ароматичними спиртами, ефірами. Вміст масла вбирного - 20 ÷ 30% мас. У підгрупу фенолів включені: фенол (С6Н5ОН); Смола ПАБ купувалася в Росії і була основним крезол (СН3С6Н4ОН); трикрезол кам'яновугільний, нафтохімічним компонентом вказаного який є сумішшю орто- (35-40%), мета- (25-28%) і флотореагенту. Проте останніми роками смола паракрезолів (35-40%), нейтральних вуглеводнів, ПАБ стала в Україні гостродефіцитним продуктом, фенолів, похідних ксиленолу і вищих ароматичних вартість якого значно зросла. вуглеводнів; ксиленол (диметилфенол); фенолоТому авторами було поставлене завдання крезольна фракція; феноли сирої гасової фракції; удосконалити рецептуру цього легке масло; середнє масло; вбирне масло (на нафтовугле хімічного флотореагенту шляхом коксохімічних заводах воно є у великих кількостях, заміни основного дефіцитного нафтохімічного тому застосовується на вуглезбагачувальних компоненту - поліалкиібензольної смоли (ПАБ) на фабриках чорної металургії), нафталінове масло, недефіцитний вугле хімічний компонент антраценове масло та ін. виробництва Фенольного заводу, який дозволив Реагент ТЭФ - важка етілідендіацетатна би забезпечити технічні характеристики нового фракція, з якої одержують вторинну фракцію ТЭФскладу флотореагенту на рівні раніше 2, яка застосовувалася в якості флотореагенту в вироблюваних флотореагентів ФН і ФНУ. Донбасі на Ново-Узловської, Никітівської, Поставлене завдання розв'язувалося тим, що в Дзержинської, Донецької і Беловської ЦЗФ. нафтовугле хімічном флотореагенті, що включає У 1975р. в СРСР став відомий і органічні речовини в якості збирачів і частково застосовується флотореагент ПАБ піноутворювачів, згідно корисної моделі, як збирачі поліалкілбензол, в 1977 - 1979p.p. аполярні і частково піноутворювачі використовують ароматизовані реагенти - збирачі ААР-1 і ААР-2. метилнафталінову фракцію (МНФ) і гас, Тонкі класи вугілля і в даний час продовжують наприклад, гас ТС-1, при наступному успішно збагачуватися саме флотацією. співвідношенні компонентів, масс.ч.: Відомий Реагент Т-66 - стандартизований Метилнафталінова фракція 85÷95 побічний продукт виробництва діметилдіоксида (МНФ) (токсична речовина, ГДК у воді = 0,01мг/л), при Гас ТС-1 5÷15 поводженні з яким слід дотримуватися великої Діючий початок флотореагенту - нафталін і обережності. його похідні (метил- і діметил нафталін), Флотореагенти Т-66 (оксаль), Т-92 аценафтен, флуорен, гас. виробництва Ніжнекамськнафтохім; ААР-1 Найбільш переважними з погляду заявника продовжують рекомендуватися до продажу в також є наступні конкретні склади вказаного мережі ІНТЕРНЕТ. Пропонуються також: нафтовугле хімічного флотореагенту. флотореагент КЭТГОЛ виробництва ЗAT Конкретний композиційний склад «Сибурхимпром»; флотореагент натрієвофлотореагенту: МНФ - 90% мас; ТС-1 - 10% мас. бутіловий (аерофлот); флотореагент серії FLOMIN Для поліпшення пінотворних властивостей для інтенсифікації процесів сепарації при флотації флотореагенту, що заявляється при пониженому та ін. Така різноманітність типів флотореагентів вмісті гасу доцільним є додаткове введення в обумовлена тим, що зважаючи на особливість 5 28826 6 інший конкретний склад сивушного масла. Склад вугілля. Додатковим технічним результатом може флотореагенту % мас: служити той факт, що при отриманні Метилнафталінова фракція модифікованої метилнафталінової фракції має 90 (МНФ) місце цільове, в якості продукту, використання Гас ТС-1 5 частини вторинного донного залишку, який Сивушне масло 5 утворюється на Фенольному заводі в кількості 300Для пониження температури застигання, що 400т/месяц при існуючій схемі централізованої дозволяє використовува ти флотореагент, що переробки нафталінвмістної сировини і підлягав заявляється в зимову пору року, доцільним є раніше утилізації в повному об'ємі. додаткове введення в двокомпонентний і Поставлене завдання розв'язується тим, що в трикомпонентний склади нафтовугле хімічного нафтовугле хімічному флотореагенті, який включає флотореагенту до 2 + 5 % мас. за рахунок частини органічні речовини в якості збирачів і частково вмісту інши х компонентів: палива пічного піноутворювачів на базі вуглехімічного компоненту нафтовугле хімічного, переважно виробництва метилнафталінової фракції і рідкого Фенольного заводу. Конкретний склад вуглеводневого палива нафтохімічного флотореагенту при наступному вмісті компонентів походження, який відрізняється тим, що як % мас: метилнафталінову фракцію використовують Метилнафталінова фракція 85÷90 метилнафталінову фракцію важку (МНФВ), (МНФ) одержану як продукт з частковим використанням Гас ТС-1 5÷10 вторинного донного залишку при ректифікації Сивушне масло 2÷5 нафталінвмістної сировини при централізованій Паливо пічне нафтовуглехімічне 2÷5 схемі його переробки, з показниками, мас. %: Вищезгадане рішення було захищено нафталін, не більше 10 патентом України на корисну модель метилнафталін, не менше 70 «Нафтовугле хімічний флотореагент» за №21512, продукти висококиплячих 20 ВОЗД 1/004. На основі цього патенту в цитовані метилнафталінів, не більше раніше технічні умови ТУ У 322-0090443-054-2000 в кількості мас. % - 60÷90; на «Флотореагент нафтовуглехімічний» були а як рідкого вуглеводневого палива внесені відповідні зміни, а також затверджений нафтохімічного походження застосовують важкий токсиколого-гігієнічний паспорт флотореагенту. нафтовий газойль (ВНГ) в кількості мас. % 10÷40. Через збіг із заявленим рішенням по Причинно-наслідковий зв'язок між відмітними функціональному призначенню і основним ознаками і додатковим технічним результатом істотним ознакам відомий патент України на полягає в наступному. корисну модель №21512 вибраний як найближчий У знов запропонованій для використання аналог. важкій метилнафталінової фракції (МНФВ) вміст До недоліків найближчого аналогу слід води знижений до 0,5% замість 1,5%, а вміст віднести деяку нестабільність вживаного складу метилнафталінів збільшений до 70% замість 55% вуглехімічної метилнафталінової фракції, в тій, що застосовувалася раніше згідно вироблюваної за застарілою технологією згідно ТУ найближчого аналогу. По вазі знов 14-6-124-75, а також утруднення в забезпеченні використовувана метилнафталінова фракція нормованого значення, не нижче «-150», важка (МНФВ) на 20% важче, ніж температури застигання флотореагенту при метилнафталінова фракція згідно ТУ 14-6-124-75. мінусових температурах навколишнього Низькотемпературні властивості дизельних середовища. Крім того, використовувався палив повинні відповідати кліматичним умовам їх дефіцитний і порівняно дорогий авіаційний гас застосування. марки ТС-1. Для вирішення вказаної проблеми в Відома стаття Я.Б. Чертков, P.M. Березін «Про частині температури застигання і застосовувалося характеристики низькотемпературних введення в основоположний двокомпонентний властивостей дизельних палив», Нафтопереробка склад флотореагенту додаткових добавок у і нафтохімія, Москва, ЦИНТІХІМН АФТОМАШ, 1991 вигляді сивушних масел і пічного палива. №9, с.15-19, в якій приведені результати Загальними ознаками найближчого аналогу і зіставлення низькотемпературних характеристик корисної моделі, що заявляється, на склад двох стандартних дизельних палив: літнього нафтовугле хімічного флотореагенту є: марки Л-02-40 (ГОСТ 305-82) і палива важкого використання органічних речовин в якості фракційного складу УФС (ТУ 38.001/55-86), а компонентов збирачів і частково піноутворювачів, також визначення їх місця в загальній системі а саме, метилнафталінової фракції як оцінки якості дизельних палив. Показано, що вуглехімічного компоненту і рідке вуглеводневе якнайповніше уявлення про низькотемпературні паливо нафтохімічного походження. властивості дизельного палива дає поєднання Розв'язується завдання удосконалення таких трьох показників як Тп - температура рецептури нафтовугле хімічного флотореагенту помутніння, Тз - температура застигання і Тф шляхом підбору нової комбінації компонентів у температура фільтрації, при якій паливо ще вигляді поєднання модифікованої переходить через фільтруючу перегородку з метилнафталінової фракції і нафтохімічного отворами, що калібруються, в умовах дизельного палива, що дозволить поліпшити встановленого перепаду тиску, а також технічні характеристики флотореагенту і холодотекучість. Порівняльні показники Тп, Тз і Тф одночасно підвищити ефективність флотації для вказаних двох палив в початковому стані, при 7 28826 8 введенні 0,05% на активну речовину депресивної Застигання при температурі мінус 7°С - немає, присадки ЕСА-5920 фірми «ЭССО», модифікуючої мінус 18°С - ні. процес кристалізації Н-алкенов в паливі і у разі Склад №5 Вживаний склад флотореагенту депарафінування початкового палива, приведені в «МОНТАНОЛ». таблиці 1. Поняття холодотекучесті палива Заздалегідь проводилося дослідження залежно від температури є співвідношенням пінотворних властивостей шляхом визначення об'ємів рідкої і твердої фаз при даній температурі. шару піни для кожного з п'яти вказаних складів флотореагентів. Стійкість піни може характеризуватися її Таблиця 1. об'ємом, який одержується з рідини, що містить реагент. При пропусканні через неї повітря з Л-02-40 УФС постійною витратою. З 0,05% З 0,05% Показник Для дослідження висоти шару піни Вихідне депресивної Депарафіноване Вихідне депресивної Депарафіноване використовувалася експериментальна установка, присадки присадки що складається із колби з фільтром, ротаметра, Не Не Тп -5 -6 5 вентиля для регулювання витрати повітря. 5 спостерігалось спостерігалось Були підготовлені -57 водні розчини реагентів з Тз -15 -28 Нижче - 60 0 -26 Тф -4 -25 Нижче - 60 5 концентрацією С=1, 2, 3, 4 і 5мл/л. Для визначення -4 -54 висоти пінного шару (h) проводилося шість вимірювань. Середні значення вимірювань Стосовно складу флотореагенту величина представлені в таблиці 2. температури застигання в основному визначає його низькотемпературні властивості. Крім того, вибір важкого нафтового газойля (ВНГ) як друга компонента складу флотореагенту крім рішення проблеми його застигання при температурі нижче -15°С не в останню чергу визначається його меншою вартістю, чим вартість гасу. Вартість ВНГ в 2-3 рази перевищує вартість метилнафталінової фракції важкої (ВНФТ). Таким чином, з урахуванням представлених нижче результатів властивостей, що флотують, пропонований склад флотореагенту володіє перевагами в порівнянні з складом флотореагенту по найближчому аналогу і забезпечує досягнення технічного результату. Для проведення дослідів, флотацій, використовувався еталонний шлам крупністю 00,5мм донецького вугілля, що був живленням флотації Центральної збагачувальної фабрики «Самсонівськая». Нижче приведені результати досліджень для чотирьох проб остаточно підібраних складів флотореагенту, що заявляється з кроком зміни в пробі кожного компоненту на 10% і п'ятого складу імпортного флотореагенту « МОНТАНОЛ», який визнай одним з кращих складів для вугілля Донбасу. Склад №1 90% МНФВ і 10% ВНГ Темно-коричнева рідина, щільність 1016кг/м 3; Температура спалаху 86°С; Застигання при температурі мінус 7°С - немає, мінус 18°С - ні. Склад №2 80% МНФВ і 20% ВНГ Жовта рідина, щільність 1012кг/м 3; Температура спалаху 85°С; Застигання при температурі мінус 7°С - немає, мінус 18°С - ні. Склад №3 70% МНФВ і 30% ВНГ Ясно-жовта рідина, щільність 1009кг/м 3; Температура спалаху 78°С; Застигання при температурі мінус 7°С - немає, мінус 18°С - ні. Склад №4 60% МНФВ і 40% ВНГ Темно-коричнева рідина; Температура спалаху 88°С; Таблиця 2. Результати вимірювань висоти шару піни. Концентрація «С» реагенту у воді, мл/л 1,0 2,0 3,0 4,0 Висота шару піни h, см №1 №2 №3 №4 №5 7,52 7,07 5,55 4,02 4,80 2,60 2,32 3,36 1,92 2,56 3,02 3,17 1,28 2,52 3,13 3,22 1,2 1,52 2,04 3,22 По отриманих результатах був побудований графік залежності h=f(c) для вказаних п'яти складів, по яких були зроблені наступні висновки. На висоту шару піни впливає концентрація реагенту. У зразків №3, №4, №5 висота шару піни дещо збільшується з підвищенням кількості реагенту у водному розчині. Виключенням є зразки №1 і №2 - з підвищенням концентрації реагенту пінний шар зменшується. При флотації спостерігається інтенсивне піноутворення при застосуванні всіх зразків. Стійкість піни у всі х дослідах висока. Структура піни міняється з перебігом флотації: перші 30-40с бульбашки невеликого розміру, потім значно укрупнюються. Об'єм піни приблизно однаковий при додаванні всіх реагентів. При різних витратах реагентів об'єм піни помітно не збільшується. Визначення властивостей представлених реагентів, що флотують №№1÷5 здійснювалося в лабораторних умовах в машині флотації, типу ФЛ1 з об'ємом камери 650см 3. Для експериментів готувалися навішування початкового матеріалу масою 105г, що забезпечувало отримання щільності пульпи при флотації на рівні 160кг/м 3. Витрати реагентів приймалися 1200г/т і 1400г/т. Флотація шламів проводилася в однакових умовах. Час флотації складав 2 хвилини. 9 28826 Продукти збагачення піддавалися фільтрації, сушці і підготовці до проведення хімічного аналізу, визначалася зольність. Результати флотації із застосуванням досліджуваних реагентів представлені в табл. 3, де g - відсоток вугілля в концентраті, Ad - відсоток зольності. Залежність значення зольності відходів для реагентів №№1¸5, для двох значень 1200г/т і 1200 1400г/т витрати реагенту показана на кресленні. 10 Вихідні 180 210 100,0 16,74 Конц-т Відходи Вихідні Конц-т Відходи Вихідні 87,25 12,75 100,0 88,51 12,75 100,0 10,77 55,35 16,45 11,89 55,35 16,42 Конц-т 89,15 10,71 250 Таблиця 3. 10,85 Відходи 65,58 Вихідні 100,0 16,66 Витрата №1 №2 №3 №4 №5 Конц-т 86,60 10,04 реагенту, Продукт d d d d Ad % g, % A % g, % A % g, % A % g, % A % g, %Відходи 13,40 57,67 г/т 180 Вихідні 16,64 Конц-т 90,38 11,32 91,23 10,61 89,89 10,51 90,08 10,34 90,49 10,46 100,0 1200 Відходи 9,62 69,79 8,77 77,99 10,11 72,90 9,92 70,43 9,51 74,37 Конц-т 10,56 Вихідні 100,0 16,94 100,0 16,52 100,0 16,82 100,0 16,30 100,0 16,54 87,90 1400 Відходи 12,00 60,77 210 Вихідні 16,64 Конц-т 89,28 10,77 92,04 11,36 92,82 11,56 90,36 10,40 91,67 11,14 100,0 1400 Відходи 10,72 67,92 7,96 73,39 7,18 78,78 9,64 72,52 8,33 74,77 Конц-т 10,78 Вихідні 100,0 16,90 100,0 16,30 100,0 16,39 100,0 16,39 100,0 16,44 89,99 250 Відходи 10,01 69,21 Вихідні 100,0 16,63 Результати флотації флотореагенту, що заявляється складів №№1, 2, 3 на відповідних витратах не поступається показникам імпортного Порівняння, приведених в табл. 3 даних з флотореагенту. даними табл. 4 для реагенту, що заявляється, Результати флотації (табл. 3, креслення) складів №№1÷4 підтверджує високий рівень його показують, що при застосуванні реагентів №№3, 4, властивостей фло тації. 5 зольність відходів збільшується з підвищенням Таким чином, приведені результати витрати реагенту і знаходиться в межах від 70,4% порівняльних випробувань чотирьох складів до 74,8%. флотореагенту, що заявляється і двох найбільш Виняток становлять зразки №№1 і 2 - з часто вживаних складів флотореагентів для підвищенням витрати реагенту зольність відходів флотації донецького вугілля на більшості ЦЗФ знижується. Донбасу підтверджують його перспективність для Найбільші значення зольності відходів у промислового застосування, а також відповідність зразків: нормативним вимогам до новизни технічного №2 - при витраті 1200г/т зольність Ad = рішення. 77,99%; №3 - при витраті 1400г/т зольність Ad = 78,78%. Найменшого значення зольності відходів набуте при додаванні зразка №1. Для порівняння на аналогічному шламі в тих же умовах випробувань були проведені досліди по флотації на флотореагенті складу: гас плюс добавка вбирного масла марки ПОД, який широко використовується із-за своєї доступності на 70% ЦЗФ Донбасу. Результати флотації приведені в таблиці 4. Таблиця 4 Витрата гасу, г/т 1 1200 Витрата масла ПОД, г/т 2 70 100 Продукт Вихід. % Зольність. % 3 Конц-т Відходи Вихідні 4 83,67 16,33 100,0 5 11,19 45,56 16,80 Конц-т Відходи 88,09 11,91 11,84 52,98