CC BY
38
© Л.Н. Меркушева, В.И. Уловиикий, О.Н. Лысенко, В.С. Фролов,
Т.А. Кравиова, 2003
УЛК 622.7
Л.Н. Меркушева, В.И. Уловиикий, О.Н. Лысенко, В.С. Фролов, Т.А. Кравиова
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ И ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПРЕАПОСЫЛКИ ПРИМЕНЕНИЯ НОВЫХ РЕАГЕНТОВ НА ЦОФ «БЕРЕЗОВСКАЯ»
ЦОФ «Березовская» пущена в эксплуатацию в мае 1969 года. Фабрика обогащает угли коксующихся марок, производительность фабрики 3,2 млн т в год, глубина обогащения 0 мм.
Технологический комплекс ОФ включает: тяжелосреднюю
сепарацию класса 13-150 мм, отсадку класса 0,5-13 мм и флотацию класса 0-0,5 мм. Технологический процесс включает сушку концентрата от 0 до 150 мм, водно-шламовая схема ОФ замкнута через гидроотвал. Вмещающие породы размокаемые.
На процесс флотации поступает 25-35% класса 0-0,5 мм, зольность питания флотации колеблется от 9 до 22%, плотность питания от 40 до 100 г/л. Содержание класса минус 20 мкм в питании флотации от 20 до 50% (табл. 1).
Традиционно ЦОФ «Березовская» использовала для флотации: реагент - собиратель (газойль легкий каталитического крекинга и коксования ТУ 38.301-19-31-91) и вспениватель КОБС ТУ 2421-086-05766575-99, в количестве 40-50 г/т.
С увеличением содержания в угле частиц 0-20 мкм увеличивается расход аполярных реагентов, что в современных условиях повышения цен на нефтепродукты увеличивает затраты. Поэтому вопросу снижения расхода реагентов уделяется все больше внимания.
В феврале-марте 2002 г. ЦОФ «Березовская» стала использовать для флотации смесь газойля и «нефти товарной», продукта предоставляемого для фабрик по цене значительно ниже, чем газойль. В лаборатории кафедры
ОПИ проведена серия лабораторных опытов и фабрике рекомендовано соотношение газойля и нефти 60% на 40%, на котором фабрика работает с марта 2002 г. Но в данном случае речь идет об аполярных реагентах.
Из литературных источников следует:
... Для флотации углей применяются одновременно реагенты аполярного и гетерополярного типов, представляющие собой продукты производств нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.
...Развитие теоретических основ флотации каменных углей опиралось на общие положения флотации полезных ископаемых и, в основном, было направлено на изучение действия аполярных реагентов, которые считались основными при флотации углей. Что касается гетерополярных реагентов, то они рассматривались с позиций общей теории флотации исключительно как пенообразователи и специального внимания им не уделялось. Работами В.И. Классена, Н.С. Власовой впервые было показано, что гетерополярные реагенты могут
оказывать разностороннее влияние на флотацию углей [1]
. Одновременное введение в процесс аполярных и гетеропо-лярных реагентов, а так же наличие в составе аполярных реагентов некоторого количества гете-рополярных реагентов приводят к иному механизму закрепления аполярных реагентов на окисленных и минерализованных поверхностях угольных частиц. В начале с поверхностью взаимодействуют молекулы гетерополярного реагента, располагаясь своей активной полярной группой на поверхности и ориентируясь аполярной ветвью в сторону воды, затем по аполярным концам гетерополярных молекул закрепляется аполярный реагент [2].
... С точки зрения современных представлений ископаемый уголь следует рассматривать как гетерогенный адсорбент - только в органической части угля насчитывается до 14 отдельных микрокомпонентов, различающихся по происхождению, составу и свойствам. Между ними существует множество переходных форм, еще более усиливающих петрографическую мозаичность поверхности угля. Наличие разнообразных примесей, неупорядоченность атомов углерода, валентная ненасыщенность некоторых атомов углерода и кислорода, присутствие кислородсодержащих групп и свободных радикалов на поверхности угля сообщает ей энергетическую неоднородность...
... На поверхности природного угля рядом могут находиться нейтральные участки, участки, заряженные положительно и отрицательно, неоднородные по
РЕЗУЛЬТАТЫ ОПРОБОВАНИЯ ПРОАУКТОВ ФЛОТАЦИИ С 11 ПО 19 АЕКАБРЯ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ АОБАВКИ ЭЛБР ПРИ ПЕРЕСЧЕТЕ НА СРЕАНЮЮ ЗОЛЬНОСТЬ ПИТАНИЯ
№ Зольность питания, % Зольность к - та, % Зольность отходов, % Выход к - та, % Влажность кека, % Расход собирателя, г/т Расход вспени-вателя, г/т
1 2 3 4 5 6 7 8
1 15,9 8,0 45,8 79,1 27,3 4139,0 38,0
2 15,9 7,8 71,5 87,3 24,9 3468,0 -
3 15,9 8,8 62,8 86,9 27,1 3497,0 23,0
4 15,9 8,7 48,2 81,8 23,4 1866,0 -
5 15,9 8,7 66,3 87,5 24,7 2550,0 23,0
6 15,9 8,5 62,5 86,3 25,4 4555,0 -
7 15,9 8,8 60,9 86,4 28,2 1963,0 -
8 15,9 7,8 67,9 86,5 25,6 2172,0 -
9 15,9 10,1 65,9 89,6 23,4 5291,0 -
10 15,9 8,0 67,6 86,7 24,1 3748,0 -
11 15,9 8,6 77,8 89,5 25,6 3173,0 -
12 15,9 9,7 67,0 89,2 24,1 1863,0 -
13 15,9 8,1 70,7 87,5 24,8 3267,0 26,0
14 15,9 7,6 57,2 83,3 28,0 2239,0 30,0
15 15,9 9,4 52,9 85,1 26,3 2281,0 -
16 15,9 7,9 43,5 77,5 24,7 1472,0 -
17 15,9 8,5 64,4 86,8 26,8 2605,0 -
18 15,9 7,0 34,9 68,1 24,6 1489,0 -
среднее: 15,9 8,4 60,7 85,7 25,4 2792,4 12,3
База: 15,9 8,5 62,2 86,2 26,9 3846,9 76,7
энергии активации. У атомов, расположенных на различных участках поверхности, степень насыщенности валентных сил различна, а следовательно, неодинакова и способность к взаимодействию с другими веществами. В соответствии с этим реакционная способность поверхности, в значительной мере определяющая результаты флотационного обогащения, может обусловливаться различными силами [1].
... Особенности закрепления реагентов различного строения отражаются и на микрорельефе угольной поверхности. Низкомолекулярные спирты образуют на поверхности углей своеобразные натеки. Спирты С6 - С8 концентрируются на определенных участках поверхности углей в виде микрокапель сферической формы. Во флотационном процессе, при наличии трех фаз эффективность действия реагентов в значительной мере определяется кинетикой их адсорбции на границе раздела фаз. Наблюдалось, что спирты С6
- С8 почти мгновенно адсорбируются на твердой фазе в значительной своей части, в ходе же флотации адсорбция почти не увеличивается. На пузырьках воздуха адсорбируется в 4-6 раз меньше
спиртов, чем на угле, но по мере того, как содержание угля в пульпе падает, адсорбция их на границе раздела фаз: жидкость - газ повышается [1].
В ноябре 2001 г. и в январе 2002 г. в лаборатории кафедры ОПИ КузГТУ представители фирмы ИДБДСО совместно с авторами статьи провели серию исследовательских лабораторных опытов.
Цель опытов: ответить на вопрос - смогут ли химические добавки ИД БД СО повысить эффективность реагентов, традиционно используемых для флотации угля в Кузбассе. Для этого в лабораторных условиях (для конкретной ОФ) определялся набор компонентов, входящий в до-
бавки (далее БДБР) и их % соотношение в составе, для повышения эффективности действующего на ОФ реагента - собирателя, а так же изменением состава смеси влиять на структуру и прочность пены. БДБР имеет модификации АР-14- АР-6 в зависимости от количества активных ингредиентов. Для ЦОФ “Березовская” был подобран БДБР АР-6, рекомендован расход 8-10 % от базового расхода собирателя.
При постоянном расходе КОБСа 40 г/т проведены 3 серии опытов:
1 - расход ТС = 1600 г/т
2 - ТС = 2000 г/т
3 - ТС = 2400 г/т
Во всех 3х сериях проводился «стандартный опыт», а затем при
помощи добавок АР-6 менялась молекулярная масса собирателя, при чем увеличивался выход концентрата иногда с незначительным снижением зольности концентрата. При добавках АР-6 пена была менее обводненной и легкоразрушаемой.
При проведении промышленных испытаний на ЦОФ» Березовская» в декабре 2002 года в процесс подавалась смесь газойля легкого каталитического крекинга и коксования и АП-6 (92% на 8%). С 1 по 10.12 фабрика работала на своем стандартном режиме, с 11 по 19.12- с добав-
кой БДБР АР-6, и с 20 по 31.12.02 снова в стандартном режиме.
К анализу взяты все 62 смены декабря. Результаты работы флото-фильтровального отделения приведены на рис 1.
На основании полученных показателей определился оптимальный расход смеси реагентов (рис. 1.) - 2 800 г/т (без использования вспенивателя). Для ЦОФ «Березовская» определен плановый расход реагентов: собирателя - 4 000 г/т, вспенивателя - 40 г/т. Снижение расхода реагентов
- 1 200 г/т.
Зависимость влажности осадка фильтра от расхода реагентов приведена на рис. 2., зольность отходов флотации при изменении расхода реагентов приведена на рис. 3. за три различных периода.
Выводы
При применении модификатора реагентов флотации АП-6 повышается эффективность обогащения угля на ОАО ЦОФ «Березовская»:
• увеличивается выход флотоконцентрата на 0,7 %;
• уменьшается количество отходов флотации;
• снижается влажность осадка фильтра на 1,5 -2 %;
• уменьшаются затраты на сушку
• снижается выброс вредных веществ в атмосферу;
• уменьшается расход реагента собирателя на 1054,5 г/т, при этом от использования реа-гента-вспенивателя можно отказаться.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Власова Н.С. и др. Флотационные реагенты, - М.: Недра, 1986.
2. Справочник по обогащению углей - М.: Недра, 1984.
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ ---------------------------------------------------------
Меркушева Л.Н, Удовицкий В.И, Фролов В.С., Кравцова Т.А. - ЦОФ «Березовская». Лысенко О.Н. - КузГТУ.
© Н.Ф. Усманова, В.И Брагин, 2003
УАК 622.765
Н.Ф. Усманова, В.И Брагин
ИССЛЕАОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ СОВМЕСТНОГО АЕЙСТВИЯ РЕАГЕНТОВ ПРИ ФЛОТАЦИИ ЧАСТИЦ РАЗЛИЧНОЙ КРУПНОСТИ*
Одно из ведущих мест среди методов обогащения твердых полезных ископаемых
*Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект № 02-05-64372)
занимает флотация. Ежегодно в России и за рубежом этим методом перерабатывают сотни миллионов тонн руд цветных и редких металлов, угля и горнохимического сырья.
Эффективность флотационного обогащения зависит, главным образом, от принятого реа-гентного режима. В последние годы в связи с вовлечением в переработку труднообогатимых руд (бедных, тонковкрапленных, комплексных), а также из-за ужесточения требований к полноте использования минерального сырья возникла необходимость пересмотра применяемых во флотационной технологии реагентных режимов.
Большое внимание уделяется применению сочетаний реагентов
