CC BY
321
УДК 662.741.3.022:622.765
Петухов В.Н., Бычкова А.В., Гунина Е.В.
ПРИМЕНЕНИЕ ПОЛИМЕРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ В КАЧЕСТВЕ РЕАГЕНТА-МОДИФИКАТОРА ПРИ ФЛОТАЦИИ КАМЕННОУГОЛЬНОЙ МЕЛОЧИ
Аннтотация. Исследовано влияние высокомолекулярного соединения ПАВ-2 на показатели флотируемости угольной мелочи класса -0,5 мм. Установлены технологические показатели процесса флотации, позволяющие получать концентрат, удовлетворяющий требованиям коксохимического производства.
Ключевые слова: флотация, реагент-модификатор, реагентный режим, эффективность флотации.
Использование добываемых углей, как правило, ограничивается их сжиганием в энергетических установках или технологической переработкой. Из всех методов технологической переработки углей самое широкое распространение получило коксование. Кокс используется при восстановительных процессах в цветной и черной металлургии, в производстве искусственных абразивных материалов и в химической переработке. Для получения кокса, удовлетворяющего требованиям доменного производства, исходный уголь должен обладать не только высокими показателями механической прочности, но и иметь пониженную зольность.
Ископаемые угли в большей или меньшей степени содержат минеральные включения, количество которых определяется условиями углеобразования и добычи. В большинстве добываемое на угольных предприятиях сырье содержит минеральных примесей более 12%, что делает затруднительным или вообще непригодным использование угля в технологических целях.
Увеличение зольности добываемых коксующихся углей связано с повышением затрат при их подготовки к коксованию, расходом кокса и флюсов при производстве чугуна и снижением производительности доменных печей, так как кокс, полученный из рядовых углей, имеет низкое качество: высокую зольность, малую прочность, сниженное содержание углерода. Поэтому обогащение углей является обязательной и неотъемлемой стадией в подготовке их к коксованию.
Все процессы промышленного обогащения углей основаны на использовании различий в тех или иных физических и физико-химических свойствах минералов. Из общего количества обогащаемых углей отсадкой обогащают свыше 50%, в тяжелых средах - около 25%, флотацией - около 11%, пневматической сепарацией - до 9% и другими способами - 5%.
В связи с развитием механизации горных работ, в добываемом угле систематически повышается содержание классов менее 0,5 мм. В настоящее время наиболее эффективным способом обогащения тонких классов углей является флотация, которая стала од-
ним из основных технологических процессов углеобогатительных фабрик.
Реагентный режим является основным фактором, определяющим полноту извлечения угольных частиц и селективность флотации. Поскольку среди других способов обогащения углей, флотационный является самым дорогим, то использование научно разработанного реагентного режима при флотации углей позволяет не только получать концентрат, удовлетворяющий требованиям, предъявляемым коксохимическими предприятиями, но и снизить себестоимость процесса.
В последнее время в исследованиях, направленных на улучшение флотации угольных частиц за счет совершенствования реагентного режима, много внимания уделяется использованию дополнительных реагентов - модификаторов, представляющих собой ПАВ различного элементного состава и строения. Применение модификаторов позволяет изменить физико-химические свойства поверхности угольных частиц, обуславливающих изменение селективности процесса флотации, а также снизить расход основных реагентов, увеличивая при этом экологическую безопасность флотационного метода обогащения [1, 2]. Введение в процесс флотации каменных углей реагентов-модификаторов гетерополярного типа перед реагентом-собирателем способствует увеличению адсорбции аполярных собирателей на угольной поверхности, способствую повышению гидрофобизации угольных зерен и их флотируемости [3].
В данной работе проводились исследования по разработке нового реагентного режима флотации углей с использованием полимерных соединений. В качестве исходного продукта использовалась угольная мелочь классом -0,5 мм с обогатительной фабрики ЗАО «Чертинская».
При флотации угольной мелочи были исследованы следующие реагенты:
- В качестве реагента-собирателя был использован технический продукт нефтепереработки - термогазойль, в групповой химический состав которого входит смесь углеводородов различных классов.
- В качестве реагента-вспенивателя - экофол 440S, содержащий в групповом химическом составе
ОБОГАЩЕНИЕ И ПОДГОТОВКА СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ К МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМУ ПЕРЕДЕЛУ
смесь кислородсодержащих химических соединений различных молекулярных структур.
- Дополнительный реагент-модификатор ПАВ 2.
С целью повышения выхода концентрата и снижения потерь органической массы углей с отходами в работе исследовалось влияние использования дополнительного реагента-модификатора ПАВ2. Подача модификатора в процесс флотации производился перед собирателем.
Для выяснения влияния ПАВ2 на эффективность процесса флотации, расход модификатора изменялся в приделах от 1,67 до 10 г/т. Расход собирателя и вспенивателя для всех опытов был одинаковым и составлял 1,16 и 0,133 кг/т соответственно.
Исследованием установлено, что при флотации угольной мелочи с добавлением ПАВ2 в количестве 1,67 г/т выход концентрата увеличивается с 72,3 до 75,4%. Увеличение расхода модификатора до 10 г/т вызывает снижение выхода концентрата до 72,7% (см. таблицу).
Влияние расхода модификатора ПАВ2 на эффективность процесса флотации угля
Проведенными исследованиями установлена возможность повышения технологических показателей флотации угольной мелочи при предварительной подаче в процесс высокомолекулярных поверхностно-активных соединений. Положительный эффект при их использовании определяется предварительной гидро-фобизацией угольной поверхности, обеспечивающей улучшение адсорбции реагента-собирателя на угольных зернах и их флотируемости. Таким образом, предварительная подача реагента-модификатора позволила увеличить извлечение горючей массы в концентрат на 3% без существенных потерь органической массы с отходами.
Список литературы
1. Сирченко А.С. Снижение загрязнения окружающей среды аполярными реагентами при флотации углей за счет использования реагентов модификаторов // Химия и химическая технология в XXI веке: тез. VII всерос. науч.-практ. конф. студентов и аспирантов ; Томск. гос. политехн. ун-т. Томск, 2006. С. 229-231.
2. Сирченко А.С., Петухов В.Н. Снижение загрязнения окружающей среды при флотации каменных углей путем разработки новых реагентных режимов // Проблемы повышения экологической безопасности производственно-технических комплексов промышленных регионов : сб. науч. трудов всерос. конф. / под ред. В.Д. Черчинцева ; Магнитогорск. гос. техн. ун-т. Магнитогорск, 2004. С. 135-138.
3. Преображенский Б.П., Топоркова Н.И. Совершенствование реагентного режима флотации угольных шламов // Кокс и химия. 1983. № 6. С. 11-13.
Собиратель Вспени-ватель Модификатор Выход концентрата, % Извлечение горючей массы в концентрат, %
Термогазойль Экофол 440 S - 72,3 80,0
Термогазойль Экофол 440 S ПАВ(1,67 г/т) 75,4 83,0
Термогазойль Экофол 440 S ПАВ(10 г/т) 72,7 78,8
Сведения об авторах
Петухов Василий Николаевич - д-р техн. наук, проф., ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». E-mail: [email protected]
Бычкова Анастасия Владимировна - студентка гр. МХТБ-11, ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова».
Гунина Екатерина Валентиновна - студентка гр. МХТБ-11, ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». E-mail: [email protected]
INFORMATION ABOUT THE PAPER IN ENGLISH
APPLICATION OF POLYMERIC CONNECTIONS AS A REAGENT-MODIFIER DURING FLOTATION OF COAL CHANGE
Petukhov Vasiliy Nikolaevich - D.Sc. (Eng.), Professor, Nosov Magnitogorsk State Technical University. E-mail: [email protected]
Bichkova Anastasiya Vladimirovna - Student, Nosov Magnitogorsk State Technical University.
Gunina Ekaterina Valentinovna - Student, Nosov Magnitogorsk State Technical University. E-mail: [email protected]
Abstracts. Influence of high molecular connection is investigational PAV-2 on the indexes of flotability of coal change of class -5mm. Technological indicators ofprocess of flotation the sflokulirovannykh of the coals, allowing to receive the concentrate meeting requirements of coke-chemical production are established.
Keywords: flotation, reagent - the modifier, groupchemical composition, efficiency of flotation.
№2 (15). 2014
17
References
1. Sirchenko А.S. Decrease in environmental pollution by apolyarny reagents at flotation of coals due to use of reagents of modifiers. Chemistry and chemical technology in the XXIth century: thesises. VII All-Russian scientific and practical conference of students and graduate students, Tomsk State Рolytechnical University. Tomsk, 2006, рр. 229-231.
2. Petukhov V.N., Sirchenko А.S. Decrease in environmental pollution at flotation of coals by development of the new reagent modes. Problemy povysheniya ehkologicheskoj bezopasnosti proizvodstvenno-tekhnicheskikh kompleksov promyshlennykh regionov [Problems of increase of ecological safety technological complexes of industrial regions. Ed. V.D. Cherchintcevsa], IVIagnitogorsk State Technical University. IVIagnitogorsk, 2004, pp. 135-138.
3. Preobragenskyi B.P., Toporkova N.I. Improvement of the reagent mode of flotation of coal slimes. Coke and Chemistry. 1983, no. 6, pp. 11-13.
♦ ♦ ♦
УДК 662.74:622.765
Петухов В.Н., Бычкова А.В., Гунина Е.В.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНОГО СОЕДИНЕНИЯ ПАВ-1 НА ПОКАЗАТЕЛИ ФЛОТИРУЕМОСТИ УГЛЯ
Аннтотация Исследована флотационная активность реагента-модификатора ПАВ-2 на угольной мелочи класса -0,5 мм. Установлены технологические показатели процесса флотации, позволяющие получать концентрат, удовлетворяющий требованиям коксохимического производства.
Ключевые слова: флотация, реагент-модификатор, реагетный режим, эффективность флотации.
Качественные характеристики добываемого, перерабатываемого и потребляемого угля непрерывно изменяются. Ископаемые угли в большей или меньшей степени содержат минеральные включения, которые ухудшают качество в последующем получаемого кокса. В большинстве добываемое на угольных предприятиях сырье содержит минеральных примесей более 15%, что делает затруднительным или вообще непригодным использование угля в технологических целях. Увеличение зольности коксующихся углей связано с повышением затрат при их подготовки к коксованию, расходом кокса и флюсов при производстве чугуна и снижением производительности доменных печей, так как кокс, полученный из рядовых углей, имеет низкое качество: высокую зольность, малую прочность, сниженное содержание углерода.
В связи с этим угли перед коксованием отправляются на обогащение. Все процессы промышленного обогащения углей основаны на использовании различий в тех или иных физических и физико-химических свойствах минералов. При этом не происходит никакого изменения химического состава горючей массы топлива. Наиболее эффективным методом обогащения шламов коксующихся углей является процесс флотации, который подразделяется на пенную, масляную и пленочную. Следует отметить, что широкое распространение получила лишь пенная флотация, отличающаяся высокой производительностью и эффективностью и основанная на значительном различии смачиваемости поверхности частиц угля и породы [1]. Существенное влияние на показатели обогащения углей во флотационном процессе оказывает реагентный режим.
Основное внимание при разработке новых реа-гентных режимов и совершенствовании существующих, как правило, уделяется изысканию эффективных и селективно действующих флотационных реагентов. Одной из причин этого является отсутствие необходимости строительства и введения в эксплуатацию новых или модернизации существующих основных средств флотационных отделений углеобогатительных фабрик при переходе на новые реагентные режимы.
Поскольку среди других способов обогащения углей флотационный является самым дорогим, то использование научно-разработанного реагентного режима при флотации углей позволяет не только получать концентрат, удовлетворяющий требованиям, предъявляемым коксохимическими предприятиями, но и снизить себестоимость процесса.
В последнее время в исследованиях, направленных на улучшение флотации угольных частиц за счет совершенствования реагентного режима, много внимания уделяется использованию дополнительных реагентов, таких как модификаторы. Применение модификаторов позволяет изменить физико-химические свойства поверхности угольных частиц, повысить селективность процесса, а также снизить расход основных реагентов, увеличивая при этом экологическую безопасность флотационного метода обогащения [2, 3]. Введение в процесс флотации каменных углей реагентов-активаторов гетерополярного типа перед реагентом-собирателем способствует увеличению адсорбции аполярных собирателей на угольной поверхности, обуславливающих гидрофобизацию поверхности [4].
