CC BY
94
INFORMATION ABOUT THE PAPER IN ENGLISH
DEVELOPMENT REAGENT MODE FLOTATION OF COALS SUPPLIED TO THE COKING, USING COPOLYMERS OF VINYLPYRIDINE WITH SULFOXIDOV
Petukhov Vasiliy Nikolaevich - D.Sc. (Eng.), Professor, Nosov Magnitogorsk State Technical University. E-mail: [email protected]
Sirgalina Elina Gareevna - Student, Nosov Magnitogorsk State Technical University. E-mail: [email protected]
Abstracts. To improve the efficienty of coal _ flotation copolymers of vinylpyridine with sulfoxidov were used as reagent modifiers in the work. A gasoil was used as a reagent-collector and COBS as a _ frother reagent. From the perspective of process efficiency the best result were shown by modifier 52B (botulinumtoxin with 2-metil-5-vinylpyridine), the use of which allowed to increase the recovery of combustible matter in the concentrate of 1,4 - 2,4 %.
Keywords: Coal, flotation, reactant-modifier, copolymers, the output of concentrate, efficiency, selectivity of the process.
♦ ♦ ♦
УДК 662.74:662.765 Петухов B.H., Бычкова A.B.
РАЗРАБОТКА РЕАГЕНТНОГО РЕЖИМА ФЛОТАЦИИ УГЛЕЙ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ РЕАГЕНТОВ-СОБИРАТЕЛЕЙ РАЗЛИЧНОГО ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА
Аннотация. В работе проведены исследования эффективности собирателей различного химического состава и строения при флотации углей, поступающих на коксование. Установлена высокая эффективность и селективность процесса флотации при использовании в качестве реагента-собирателя легкого полимер-дистиллята (ЛПД), позволяющего снизить зольность концентрата на 1,6% по сравнению с использованием других реагентов-собирателей с одновременным повышением извлечения горючей массы в концентрат.
Ключевые слова: уголь, флотация углей, реагенты-собиратели, реагенты-вспениватели, селективность, зольность концентрата.
В последние годы возрастает добыча и использование в промышленности углей, флотируемость которых при применении традиционных реагентных режимов недостаточно высокая [1]. Состояние топливно-энергетического комплекса России во многом за -висит от применения современных технологий добычи и переработки угля и эффективности использования добываемого сырья, в частности мелких фракций, улучшения его потребительских свойств. Это предопределяет необходимость внедрения новых, более эффективных флотореагентов для флотации углей.
Флотация является сложным процессом, являющимся совокупностью физических, химических и физико-химических явлений. В ряде работ установлено, что флотационная активность технических продуктов нефтехимии и нефтепереработки при флотации углей определяется групповым химическим составом и структурными особенностями химических соединений, входящих в реагенты собиратели [2-4]. Поиск новых реагентов для ведения флотации углей различной степени метаморфизма, обладающих разными свойствами поверхности, выбор правильного сочета-
ния веществ, как правило, сложного химического состава являются актуальной задачей.
В работе проводились исследования флотации угольной мелочи класса менее 0,5 мм, поступающей на обогащение в условиях ЦОФ «Чертинская» и технологической марки «ОС» разреза «Томусинский».
При флотации угольной мелочи были исследованы следующие реагенты:
- в качестве реагентов-собирателей были использованы технический продукт нефтепереработки -«Термогазойль» и легкий полимер-дистиллят («ЛПД»);
- в качестве реагента-вспенивателя - Экофол 4408 и кубовые остатки бутиловых спиртов (КОБС).
Групповой химический состав исследованных реагентов приведен в табл. 1.
Исследованием установлено, что применение в качестве реагента-собирателя легкого полимер-дистиллята (ЛПД) позволяет повысить выход концентрата с 69,0 до 80,7% по сравнению с использованием «Термогазойля». Зольность отходов флотации в случае применения «ЛПД» повышается с 36,8 до 42,8%.
Следовательно, использование в качестве реагента- бирателя «Термогазойля» позволяет не только повы-собирателя ЛПД позволяет снизить потери органиче- сить извлечение горючей массы в концентрат, но и ской массы углей с отходами на 10,1% (табл. 2). снизить расход собирателя с 1,99 до 1,27 кг/т (см. ри-
сунок).
Установлено, что использование ЛПД вместо со-
Таблица 1
Групповой химический состав исследованных реагентов
Реагент Групповой химический состав, %масс
Термогазойль ароматические углеводороды - не менее 41
непредельные углеводороды - не более 29
парафины и нафтены - не более 30
Легкий полимер-дистиллят непредельные углеводороды - не менее 60%, арены -5-10.
Экофол 440Б 2-этил-1-гексанол - 18,3-18,6
спирты нормального строения (С9-С12) - 5,6-6,0
спирты изостроения (С10-С13) - 14,0-14,5
2-(децилокси)-этанол - 28,0-28,3
сложные эфиры жирных кислот (С10-С12) - 2,2-2,5
олефины изостроения (С11-С16) - 32,8-33,0
неидентифицированные соединения - 0,3-0,5
Таблица 2
Показатели флотации углей с использованием различных реагентов-собирателей
Реагенты Расход реагентов, кг/т Продукты флотации Показатели флотации,%
Собиратель Вспениватель собирателя вспенивателя общий Выход Зольность Суммарный выход Суммарная зольность Извлечение горючей массы в концентрат
Термогазойль Экофол 440Б 0,772 0,067 0,839 Концентрат 1 26,7 4,6 26,7 4,6 76,90
0,772 1,611 Концентрат 2 28,3 4,9 55,0 4,75
0,386 1,997 Концентрат 3 14,0 8,6 69,0 5,5
Отходы 31,0 36,8 100 15,2
Исходный 100 15,2
ЛПД 0,4 0,067 0,467 Концентрат 1 40,7 7,4 40,7 7,4 87,00
0,4 0,867 Концентрат 2 30,3 9,4 71,0 8,2
0,4 1,267 Концентрат 3 9,7 11,5 80,7 8,6
Отходы 19,3 42,8 100 15,2
Исходный 100 15,2
ЛПД 0,8 0,134 0,934 Концентрат 1 62,3 7,3 32,3 7,3 88,80
0,4 1,334 Концентрат 2 15,7 10,4 78,0 7,9
0,4 1,734 Концентрат 3 4,0 13 82,0 8,2
Отходы 18,0 47 100 15,2
Исходный 100 15,2
ЛПД о |_0 о 0,91 0,066 1,026 Концентрат 90,3 5,9 90,3 5,9 95,70
Отходы 9,7 60,5 100 11,2
Термогазойль 0,96 0,066 1,026 Концентрат 88,0 5,7 88,0 5,7 93,40
Отходы 12,0 51,5 100 11,2
Исходный 100 11,2
Влияние группового химического составареагентов-собирателей на извлечение горючей массы флотоконцентратов
90
1,5 2 2,5
Расход реагента собирателя, кг/т
■ЛПД 1,27 кг/т
■Термогазойль 1,99 кг/т
Высокая флотационная активность действия реагента-собирателя «ЛПД» объясняется его групповым химическим составом. В групповой химический состав «ЛПД» в основном входят непредельные и ароматические углеводороды. Эти химические соединения имеют л-электроны кратных углерод-углеродных связей, за счет которых они могут взаимодействовать с полярными центрами угольной поверхности по типу донорно-акцепторного взаимодействия. Наличие подобного взаимодействия приводит не только к более прочной адсорбции химических соединений на угольной поверхности, но и повышает величину адсорбции их на угле [3]. Увеличение адсорбции алкенов и аре-нов способствует повышению гидрофобизации угольной поверхности, увеличению прочности комплекса частица-пузырек и повышению флотируемости угольных частиц. Повышение скорости флотации угля с использованием в качестве реагента-собирателя «ЛПД» объясняется также тем, что алкены за счет повышенной полярности по сравнению с алканами хорошо диспергируются в воде с образованием более тонкодисперсной эмульсии.
Улучшение флотационной активности «ЛПД» установлена также при флотации угольной мелочи технологической марки «ОС».
При равном расходе реагентов-собирателей использование «ЛПД» позволило повысить выход концентрата с 88,0 до 90,3%. Зольность отходов флотации повысилась с 51,5 до 60,5%, а извлечение горючей массы в концентрат с 93,4 до 95,7% (см. табл. 2).
Таким образом, исследованием установлено, что для снижения потерь органической массы углей с от-
ходами необходимо использовать в качестве реагента-собирателя легкий полимер-дистиллят, который позволяет значительно улучшить показатели флотации. При флотации угольной мелочи с использованием реагента-собирателя «ЛПД» выход концентрата увеличивается на 2,3-11,7% по сравнению с применением реагента-собирателя «Термогазойля», в зависимости от физико-химических свойств углей.
Список литературы
1. Сирченко A.C. Снижение загрязнения окружающей среды апо-лярными 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. 229231.
2. Петухов В.Н., Сирченко A.C. 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.: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-т им. Г.И. Носова, 2004. С. 135-138.
3. Свечникова Н.Ю. Исследование влияния химического состава аполярных реагентов на флотируемость углей // Теория и технология металлургического производства / под ред. В.М. Коло-кольцева. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-т им. Г.И. Носова, 2004. Вып.4. С. 71-73.
4. Кубак Д.А., Петухов В.Н., Семенов Д.Г. Исследование влияния группового химического состава комплексных реагентов на эффективность флотации углей // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2013. №4. С. 5-9.
Сведения об авторах
Петухов Василий Николаевич - д-р техн. наук, проф., ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университетим. Г.И. Носова». E-mail: [email protected]
Бычкова Анастасия Владимировна - студентка гр. МХТБ-11, ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». E-mail: [email protected]
INFORMATION ABOUT THE PAPER IN ENGLISH
DEVELOPMENT REAGENT CONDITIONS OF COAL FLOTATION USING REAGENTS-COLLECTORS OF DIFFERENT CHEMICAL COMPOSITION
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. E-mail: [email protected]
Abstract. Research of efficiency of collectors of various chemical composition and structure at_ flotation of the coals arriving on coking are conducted in work. High efficiency and selectivity of process of flotation with using collector of the light polymer-distillate (LPD) as reagent allowing to lower a concentrate ash-content by 1,6% in comparison with use of other reagents collectors is established.
Keywords: Coal, flotation of coals, reagents collectors, reagents foaming agents, selectivity, concentrate ash-content.
♦ ♦ ♦
УДК.662.74
Свечникова Н.Ю., Юдина C.B., Мамедалина Н.И.
АНАЛИЗ ОТХОДОВ ФЛОТАЦИОНОГО ОБОГАЩЕНИЯ УГЛЯ
Аннотация. Вработе изучены отходы флотации ЦОФ «Беловская». Определены технический и ситовый анализ, содержание воды и углерода на анализаторе СШ МиЬТ1БИЛБЕ фирмы ЕЬТИЛ, содержание минеральных компонентов на энергодисперсионном рентгеновском спектрометре АНЬ QUANT'X, а также изучена флотационная активность отходов. Отходы флотации представляют собой сфлокулированные гранулы крупностью +0,5 ми с зольностью 69,8 % и влажностью 12-13%. Содержание органического углерода составляет 17,73%, водорода 1,21%, а минеральная часть представляет собой оксиды кремния, алюминия и железа. Отходы -имеют низкую флотационную активность.
Ключевые слова: уголь, флотация, отходы флотации, флотационная активность.
В настоящее время одним из острых является вопрос увеличения товарных ресурсов обогащенного угля за счет сокращения до минимума потерь горючей массы с отходами обогащения или вовлечения в товарное потребление углесодержащих отходов, находящихся в шламонакопителях и породных отвалах обогатительных фабрик.
На кафедре физической химии и химической технологии в ФГБОУ ВПО МГТУ им. Г.И.Носова (г. Магнитогорск) были изучены отходы флотации ЦОФ «Беловская» - основного поставщика угольных концентратов на коксохимическое производство ОАО «ММК» г. Магнитогорска. Проведены следующие исследования: технический и ситовый анализ, содержание воды и углерода на анализаторе CW МиБТКНА8Е фирмы ЕБТЯА, содержание минеральных компонентов на энергодисперсионном рентгеновском спектрометре АКБ ОИАЭТ'Х, а также изу-
чена флотационная активность отходов.
Для исследования усредненная проба была измельчена на валковой дробилке и истирающем диске до крупности -0,5 мм. Анализ показал, что отходы флотации представляют собой сфлокулированные гранулы крупностью +0,5 мм, зольностью 69,8% и выходом летучих веществ 16,6%. В табл. 1 приведен ситовый анализ полученных отходов.
Из табл. 1 видно, что распределение по классам и зольности неравномерное. Так, меньший выход у класса 0,5-0,25 мм - 7,75% с зольностью 70,39%, наибольший выход 31,25% имеет класс -0,05 мм, при этом он является более минерализованным, его зольность составляет 70,55%. Наименьшую зольность 66,17% имеет класс 0,1-0,05 мм с выходом 24,25%, что свидетельствует о лучшем раскрытии угольных сростков данного класса.
