Нафтовуглехімічний флотореагент

1. Нафтовугле хімічний флотореагент, який містить органічні речовини як збирачі і частково піноутворювачі, який відрізняється тим, що як збирачі і частково піноутворювачі використовують вуглехімічну метилнафталінову фракцію і гас, наприклад гас ТС-1, при такому співвідношенні компонентів, мас. частин: вуглехімічна метилнафталінова фракція 85-95 гас ТС-1 5-15. 2. Нафтовугле хімічний флотореагент за п. 1, який відрізняє ться тим, що використовують такі кількі U 2 (19) 1 3 24147 4 малов'язкими при низьких температурах; по можрювача, але частково також і збирача і пептизатоливості бути важкозаймистими і вибухобезпечнира (збирача надтонких частинок). Оптимальний ми, не надавати корозійної дії на устаткування час контакту їх з пульпою малий - це 1хв. цеху флотації, бути недефіцитними і мати відносЕфективність пінотворної дії вживаних хімічно невисоку вартість. них речовин залежить від їх концентрації і будови Дослідження і підбір реагентів, що задовольмолекул. Велике значення має число полярних няють цим вимогам, є складним завданням. Для груп і їх розташування по відношенню до гідрофорізних типів і складів вугілля підбір реагентів для бного радикала і один до одного. Найчастіше пофлотації проводиться виключно на основі дослідверхнево - активні речовини має групу -ОН, рідше них даних, оскільки немає ще твердо встановле-СООН -SO3 і -N. Група -ОН входить до складу них теоретичних передумов, на підставі яких можспиртів, фенолів і інших сполук. Фенол володіє на було б наперед вказати необхідний реагент слабкою пінотворною дією. флотації. Як реагенти на вуглезбагачувальних фабриках Флотація - це процес розділення дрібних твешироко застосовується ряд речовин, різних вирордих частинок, головним чином викопних мінерабництв, що є відходами. Проте, багато відходів лів, заснований на відмінності їх змочування вохімічної, нафтопереробної, вугле хімічної та інших дою. Гідрофобні (погано змочувані) частинки галузей промисловості не можуть служити стабіспливають. Гідрофільні (добре змочувані) тонуть. льною сировинною базою, оскільки поліпшення При флотації бульбашки газу або краплі масла або зміна технології виробництва цільових продукприлипають до погано змочуваних водою частинок тів приводить або до зміни властивостей відходів і піднімають їх до поверхні. або до припинення їх виробництва. У груп у реагеРеагенти для флотації - хімічні речовини, які нтів з гідроксильною полярною групою включені знаходяться в рідкій фазі пульпи і адсорбуючись феноли, аліфатичні спирти, зокрема сивушне мана межі фаз рідина-газ і тверда фаза-рідина ствосло, що є сумішшю цілого ряду спиртів, терпенові рюють умови для виборчої (селективної) флотації спирти, ароматичні спирти, ефіри. частинок певних мінералів. У підгрупу фенолів включені: фенол (С6Н5ОН); Відома численна література з даної проблеми. крезол (СН3С6Н4ОН); трикрезол кам'яновугільний, Так у розділі І книги: Технологія збагачення, флоякий є сумішшю орто- (35-40%), мета- (25-28%) і тації вугілля. Піккат-Ординській Г.А., Острий В.А., паракрезолів (35-40%), нейтральних вуглеводнів, Москва, видавництво Надра, 1972р., стор.5-27 [1] фенолів, похідних ксиленолу і вищих ароматичних розглянуті реагенти для флотації вугілля, а також вуглеводнів; ксиленол (диметілфенол); феноло стан флотації вугілля в СРСР і за кордоном. крезольна фракція; феноли сирої гасової фракції; Всі реагенти діляться на три групи: збирачі, легке масло; середнє масло; вбирне масло (на регулятори і піноутворювачі. Збирачі (колектори) коксохімічних заводах воно є у великих кількостях, органічні речовини, сприяючі прилипанню мінератому застосовується на вуглезбагачувальних фальних частинок до бульбашок газу. При флотації бриках чорної металургії), нафталінове масло, вугільних частинок збирачами є різні аполярні (неантраценове масло та ін. полярні) масла і інші хімічні речовини. Реагенти Відомі і інші поверхнево - активні речовини. збирачі часто маловибіркові і флотують відразу Реагент Т-66 - стандартизований побічний продукт декілька мінералів. виробництва диметілдиоксида (токсична речовиДля поліпшення їх дії застосовують реагентина, ГДК у воді =0,01мг/л), при поводженні з яким регулятори флотації, тобто речовини, сприяючі слід дотримуватися великої обережності. поліпшенню флотації мінералів реагентами - збиРеагент ТЭФ - важка етілідендиацетатна фрарачами і піноутворювачами. кція, з якої одержують вторинну фракцію ТЭФ-2, Піноутворювачі - органічні речовини, що адсояка застосовувалася як флотореагент в Донбасі на рбуються на межі вода-повітря і сприяючі ствоНово-Узловської, Никітовської, Дзержинської, Доренню стійкої піни флотації. нецької і Беловськой ЦЗФ. На стор.8-10 [1] описані найбільш поширені на У 1975р. в СРСР став відомий і застосовуєтьпочаток 70-х років минулого століття аполярні реася флотореагент ПАБ-поліалкілбензол, в 1977генти - збирачі (відсульфурований гас; освітлюва1979г.г. аполярні ароматизовані реагенти - збирачі льний гас; тракторний гас; реагент АФ-2 - фракція ААР-1 і ААР-2. Тонкі класи вугілля і в даний час +200°С конденсату шебелінського природного гапродовжують успішно збагачуватися саме флотазу, який вже у той час був дефіцитом; реагент цією. КЭЖ (КПЖ); реагент ДГЭС; дизельне паливо; масФлотореагенти Т - 66 (оксаль), Т-92 виробницло, флотації «О»; моторин; окислений гас; газове тва Нижнекамскнефтехим; ААР-1 продовжують масло). рекомендуватися до продажу в мережі ІНТЕРНЕТ. Зокрема, масло, флотації «О», є продуктом Пропонуються також: флотореагент КЭТГОЛ вихімічної переробки коксової смоли і виходить після робництва ЗАТ «Сибур химпром»; флотореагент її нейтралізації і виділення фенолу (містить не натрієво-бутиловий (аерофлот); флотореагент більше 4% фенолів). серії FLOMIN для інтенсифікації процесів сепарації Деякі збирачі (мило, аміни, гас) володіють піпри флотації і ін. Така різноманітність типів флонотворним ефектом. Як піноутворювачі (вспінюватореагентів обумовлена тим, що зважаючи на чей) застосовуються різні технічні спирти і їх суміособливість складу кожного, вугілля, що поступає ші, піридинові основи. на збагачення, або суміші вугілля необхідно підбиПоверхнево-активні реагенти при флотації вурати склад реагентів. гілля грають в свою чергу не тільки роль піноутво 5 24147 6 Тому завдання подальшого пошуку нових споДля поліпшення пінотворних властивостей лук відомих речовин для отримання флотореагенфлотореагенту, що заявляється при пониженому тів, що повніше задовольняють запити ЦЗФ з повмісті гасу доцільним є додаткове введення в інгляду як технічних, так і економічних, а також ший конкретний склад сивушного масла. Склад екологічних вимог, є актуальним. флотореагенту % мас: Як прототип, співпадаючий з рішенням, що заМетілнафталінова фракція - 90; являється, за призначенням і ряду вживаних комГас ТС-1 - 5; понентів, вибраний відомий «Флотореагент нафСивушне масло - 5. товугле хімічний» згідно ТУ У 322-00190443-054Для зниження температури застигання, що до2000 розроблених інститутом УХИН в Україні:, що зволяє використовувати флотореагент, який заявдіяли з 1.07.2000р. до 1.05.2006р. ляється в зимову пору року, доцільним є додаткоДві модифікації флотореагенту ФН і ФНУ виве введення в двокомпонентний і пускалися на Фенольному заводі і поставлялися трикомпонентний склади нафтовулігьного флотона цілий ряд центральних збагачувальних фабрик реагенту до 2 ¸ 5% мас. за рахунок частини вмісту вугілля в Донецькому регіоні України. інших компонентів палива пічного нафтовугле хіміДля виробництва флотореагенту використовучного, переважно виробництва Фенольного завалася така сировина: воду. 1) Смола поліалкілбензольна (ПАБ) згідно ТУ Конкретний склад флотореагенту при такому 38.10396-83; вмісті компонентів % мас: 2) Масло сивушне по ГОСТ 17071; Метілнафталінова фракція - 85 ¸ 90; 3) Масло вбирне по ТУ У 322-00190443-117Гас ТС-1 - 5 ¸ 10; 97. Сивушне масло - 2 ¸ 5; Вміст смоли ПАБ у складі флотореагентів знаПаливо пічне нафтовуглехімічне - 2 ¸ 5. ходився в межах 60-90% по масі; Отримання заявлених складів флотореагенту Вміст масла сивушного - 3 ¸ 10% мас; нафтовугле хімічного здійснюють шляхом дозуванВміст масла вбирного - 20 ¸ 30% мас. ня сировинних компонентів в певних співвідноСмола ПАБ купувалася в Росії і була основним шеннях при безперервному перемішуванні. Час нафтохімічним компонентом вказаного флотореаперемішування компонентів - 3 години; час відгенту. Проте останніми роками смола ПАБ стала в стоювання - 2 години. Форма випуску продукції: Україні гостродефіцитним продуктом, вартість якорідина; колір темно - коричневий; температура го значно зросла. кипіння 100ч 360°С; щільність при 20°С, кг/м 3, не У основу корисної моделі поставлене завданбільше 1,06; при зберіганні протягом року і більш ня удосконалити рецептуру на фтовугле хімічного продукт не змінює своїх властивостей. Характерифлотореагенту шляхом заміни основного дефіцистики вживаної сировини приведені у Таблицях 1-4 тного нафтохімічного компоненту - поліалкілбензольної смоли (ПАБ) на недефіцитний вуглехімічТаблиця 1 ний компонент виробництва Фенольного заводу, Характеристика метілнафталінов ої фракції який дозволив би забезпечититехнічні характериТУ 14-6-124-75 стики нового складу фло тореагенту на рівні раніше вироблюваних флотореагентів ФН і ФНУ. ПоХарактеристика Найменув ання показників ставлене завдання розв'язується тим, що в і норма нафтовугле хімічном флотореагенті, що включає Вміст в оди %, не більше 1,5 органічні речовини в якості збирачів і частково Температура в ідгону, °С піноутворювачів, згідно корисної моделі, в якості - 5% (об'єму), не нижче 230 збирачів і частково піноутворювачів використову- 95% (об'єму), не в ище 255 ють метілнафталінову фракцію (МНФ) і гас, наприВміст фенолів %, не більше 0,5 клад, гас ТС-1, при такому співвідношенні компоВміст бетаметилнафталіну %, не менше 55,0 нентів, мас.ч.: Метілнафталінова фракція - 85 ¸ 95; Метілнафталінова фракція до цього не застоГас ТС-1–-5 ¸ 15. совувалася як основа для флотореагенту. Діючий початок флотореагенту - нафталін і його похідні (метіл- і диметіл нафталін), аценафтен, Таблиця 2 флуорен, гас. Вказані компоненти флотореагента, що заявХарактеристика палив а ТС - 1 для реактивних дв игунів ляється, складають суть корисної моделі, оскільки ДСТУ 320.00149943.011-99 (гас) необхідні в будь - яких варіантах її реалізації і достатні для досягнення поставленого завдання. Найменув ання показників Значення Найбільш переважними з погляду заявника таЩільність при 20°С, кг/м 3, не менш 775 кож є такі конкретні склади вказаного нафтовуглеТемпература спалаху в закритому тиглі, хімічного флотореагенту. Конкретний композицій°С, не нижче 28 ний склад флотореагенту: МНФ - 90% мас; ТС-1 Вміст механічних домішок і води в ідсутність 10% мас 7 24147 8 Таблиця 3 Характеристика масла сивушного по ГОСТ 17071-91 Найменув ання показників Зов нішній в игляд Колір Температурна межа перегонки при тиску 101,325кПа(760мм.рт.ст.), °С, не менше Об'ємна частка сивушного масла %, не менше Щільність при 20°С, г/см 3, не більше Показник заломлення, П 20, не менше Паливо пічне нафтовуглехімічне Призначається для спалювання в котлах малої та середньої продуктивності та інших технологічних агрегата х промислового призначення. Характеристика і норма Суміш амілов ого, пропілов ого, ізобутилов ого, етілов ого і ін. спиртів Прозора рідина що не містить мех. домішок. При збовтуванні в ній не пов инна утв орюватися муть. Від ясно-жовтого до св іт ло-коричневого 120 50,00 0,837 1,395 Залежно від рецептури приготування паливо пічне виробляється двох марок ТПН А і ТПН Б. За фізико - хімічними показниками паливо повинне відповідати вимогам і нормам ТУ У 32200190443-102-2000, вказаним в Таблиці.4 Таблиця 4 Найменув ання показників Норма для марок ТПН А ТПН Б Рідина Рідина темнотемнокоричневого кокоричневого кольору льору Визначення Не нормується обов 'язков о 1 Зов нішній в игляд 2 Щільність при 20°С, кг/м 3 3 Температура в ідгону 10% об'є му, °С, не нижче 4 В'язкість умов на при 20°С, °ВУ, не більш 5 Температура спалаху у в ідкритому тиглі, °С, не нижче 6 Температура застигання, мінус °С, не в ище 7 Зольність %, не більше 8 Масов а частка сульфуру %, не більше 9 Масов а частка води %, не більше 130 3,0 40 20 0,4 1,0 1,5 140 5,0 50 15 0,5 1,1 2,0 10 Нижча теплота згоряння в перерахунку на сухе паливо, кКал/кг не менше 8500 8500 У основу рішення по корисній моделі були покладені результати порівняльних експериментальних досліджень активності, флотації відомих і двох дослідних зразків флотореагентів. Дослідження властивостей флотації проб реагентів, здійснювалося в лабораторних умовах на машині флотації, з об'ємом камери 750см 3. Як сировина при збагаченні використовувався матеріал, що є живленням флотації ЦЗФ «Красноліманська», вказаний у Таблиці 5. Таблиця 5. Склад досліджув аних флотореагентів % мас. № Метілнафталінов а зразка фракція 1 2 50 3 30 Смола ПАБ 70 47 67 Масло в бирне 27 Сивушне масло 3,0 3,0 3,0 Перед проведенням досліджень було проведене контрольне розсівання на ситі англійської фірми Endecotts Limited з розміром отворів в 1мм. Середня зольність проби сировини складала близько 24%. Для кожного досліду відбиралося навішування масою 0,1кг, що забезпечувало отримання щільності пульпи при флотації на рівні 130кг/м 3. У камері флотомашини навішування перемішувалося з водою (1хв.), потім подавався реагент (краплинно) і проводився контакт його з пульпою (1хв.). Після підготовки пульпи до флотації щільність пульпи доводилася до робочої, подавалося повітря і проводилося збагачення протягом 2хв. Продукти збагачення піддавалися фільтрації, сушці і підготовці до проведення хімічного аналізу. Отримані якісно - кількісні результати флотації вугільного шламу ЦЗФ «Красноліманська» приведені в Таблиці 6. 9 24147 10 Таблиця 6 1 Реагент Витрата 2 кг/т 0,6 №1 1,0 1.4 0,6 №2 1,0 №2 1,4 0,6 №3 1,0 1,4 3 Продукт к-т в ід. в их.. к-т в ід. Вихід 4 % 56,41 43,59 100,00 73,79 26,21 Зольність 5 % 12,42 38,68 23,87 10,47 61,36 в их.. к-т в ід. в их. к-т в ід. в их. к-т 100,00 79,86 20,14 100,00 54,71 45,29 100,00 77,34 23,81 10,50 74,26 23,34 11,09 40,29 24,31 11,17 в ід. в их. к-т в ід. в их. к-т в ід. 22,66 100,00 81,11 18,89 100,00 52,20 47,80 69,12 24,30 11,33 77,59 23,85 12,95 37,30 в их. к-т в ід. в их. к-т в ід. в их. 100,00 74,24 25,76 100,00 79,90 20,10 100,00 24,59 10,60 63,29 24,17 10,76 75,93 23,86 Візуальне спостереження процесу флотації показало, що процес збагачення з реагентами протікає достатньо інтенсивно. Деяка відмінність простежується (при підвищених витратах) в часі флотації. Найбільша швидкість флотації спостерігається при використанні реагенту №2. У кінцевій стадії процесу з цим реагентом дещо підвищене піноутворення (надлишок реагенту). Порівняння якісно-кількісних показників підтверджує вельми високі властивості флотацій реагенту №2. Слід зазначити його вищу активність по відношенню до порідних мінералів (або зростків), що декілька підвищує зольність концентратів. Активність реагентів №1 і №3 при витраті 1кг/т практично однакова. Дещо активніше реагент працює при підвищених витрата х, що може бути слідством меншої пінотворної здатності. Даний недолік може бути зменшений в умовах оборотного водопостачання на діючих фабриках. Результати свідчать, що при заміні в пробі №2 50 частин ПАБ на 50 частин метілнафталінової Витягання в к-т % 6 7 Горючої маси Природних мінер. 64,9 29,4 86,7 32,4 93,2 35,9 64,3 25,0 90,8 35,6 94,4 38,5 60,3 27,5 87,5 32,6 93,6 36,0 фракції і в пробі №1-30 частин ПАБ на 30 частин метілнафталінової фракції отримані добрі результати. Потім були проведені аналогічні дослідження двох проб реагентів: Реагент 1: 88% метілнафталінова фракція; 5% гас, 5% пічне нафтовуглехімічне паливо, 2% сивушне масло. Реагент 2 : 93% метілнафталінова фракція; 5% гас; 2% сивушне масло. Використовувалися важкофлотовані шлами російського вугілля (шахта «Распадськая», Кемеровська обл.) Результати флотації проб приведені в Таблиці 7 Отримані практично однакові результати. Введення 5% пічного палива до складу флотореагенту 1 дозволило підвищити температуру його застигання на 7°С. 11 24147 12 Таблиця 7 Витрата реагенту, г/т 800 1000 1200 Продукт Концентрат Відходи Вихідний Концентрат Відходи Вихід % 61,04 38,96 100,0 63,51 36,49 Вихідний Концентрат Відходи Вихідний Реагент 1 Зольность, % 6,84 26,41 14,46 7,66 27,91 100,0 69,48 30,52 100,0 Всі подальші порівняльні експерименти проводилися на трьох складах реагентів: I - гас (збирач) + вбирне масло ПОД (вспінювач); II - реагент №1 (збирач + вспінювач) у складі: 87-88% метілнафталінова фракція, 10% гас і 2-3% сивушне масло; III - реагент №1 (збирач в складі: 90% метілнафталінова фракція, 10% гас) під назвою ФН-1 + реагент №2 під назвою ФНП (вспінювач складу: 50% метілнафталінова фракція, 50% сивушне масло) як добавка 2-3% до кількості реагенту №1. Витрати реагентів складали: I - гас: 800г/т і 1000г/т; масло ПОД: 80г/т. II - реагент №1: 800г/т, 1000г/т і 1200г/т. III - реагент №1: 800г/т і 1000г/т; Реагент №2: 30г/т. Піноутворювач: 50% метілнафталінової фракції + 50% сивушного масла). Досліджувалися шлами шахт «Добропольськая», «Степова», «Ювілейна», «ГІівденнодонбасівська №3», «Західно - донбасівська». Для проведення дослідів використовувався відсів крупністю 0-0,5мм (первинний шлам), одержаний з проб вугілля масою 2кг Дослідження здійснювалося в лабораторних умовах в машині флотації типу ФЛ-1 з об'ємом камери 750см 3 Для експериментів готувалися навішування виходного матеріалу масою 90г, що забезпечувало отримання щільності пульпи при флотації на рівні 120кг/м 3. Флотація шламів проводилася в однакових умовах при різних значеннях витрат реагентів. Продукти збага Комп’ютерна в ерстка Н. Лисенко 15,05 7,43 33,18 15,29 Выход, % 32,98 67,02 100,0 46,74 53,26 Peагент 2 Зольность, % 11,28 16,99 15,11 7,34 21,67 100,0 73,50 26,50 100,0 14,97 7,80 34,65 14,92 чення піддавалися фільтрації, сушці і підготовці до проведення хімічного аналізу. Для підвищення достовірності висновків досліди дублювалися. Аналіз одержаних даних при використанні різних реагентів показав, що ефективність процесу флотації ви ща в досліді II при використанні реагенту №1 (як збирач) і в досліді III з реагентом №2 під назвою ФНП (як вспінювача) в порівнянні з гасом і вбирним маслом ПОД (дослід І). При цьому в дослідах II і III досягнуті кращі значення зольності концентрату і відходів. Застосування реагенту №1 також дозволяє одержати достатньо високі показники, але при значніших ви тратах. Достовірність проведених в умовах лабораторії порівняльних випробувань флотореагентів була перевірена в умовах дослідно - промислових випробувань на ряді ЦЗФ. За наслідками дослідної перевірки було внесено і затверджено відповідну зміну №2у ТУ У 322-00190443-054-2000 з терміном введення 01.07.2006 на «Флотореагент нафтавуглехімічний», що включає два склади: ФН-1 і ФНП з використанням вугле хімічної метілнафталінової фракції, а також затверджений токсиколого-гігієнічний паспорт флотореагенту. Таким чином, представлені дані свідчать, що заявлений як корисна модель флотореагент відповідає нормативним вимогам на новизну і промислову застосовність. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601