РЕАГЕНТ-СОБИРАТЕЛЬ ДЛЯ ФЛОТАЦИИ УГЛЯ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
COLLECTING AGENT FOR FLOATATION OF COAL, AND METHOD FOR ITS OBTAINING

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности к средствам используемым для флотационного обогащения угля, и способам их получения.
Известно использование в качестве реагентов-собирателей для флотации угля раствора крекинг-остатка в коксовом и каталитическом газойлях (АС СССР №1162494, опубл 23.06.1985), углеводородной фракции термодеструкции ароматизированных дистиллятов, выкипающих при 180-350°C (АС СССР №657854, опубл.25.04.1979), легкого каталитического газойля в смеси с легким газойлем коксования (ТУ 38.301-19-31-91).
Недостатками указанных реагентов являются: непостоянство состава, высокий расход реагента, низкая зольность отходов флотации, высокая зольность концентрата, высокие потери угля из-за недостаточной селективности процесса флотации.
Наиболее близким к предлагаемому по достигаемому результату является собиратель, представляющий легкий каталитический газойль в смеси с остаточным крекинг-остатком (ОКО) для флотации угля (АС СССР №1191114, опубл 15.11.1985). Однако его технологические показатели недостаточно высоки: большой расход собирателя, низкая отзывчивость.
Известен также способ переработки тяжелых нефтяных остатков путем пекования, заключающийся в проведении термолиза тяжелого дистиллятного или остаточного сырья, проводимого при низком давлении (0,1-0,5 МПа) и умеренных температурах (360-420°C), длительном времени реакции. Традиционным сырьем являются высокоароматизированные смолы пиролиза и малосернистые дистиллятные крекинг-остатки. Целевым продуктом являются пеки различного назначения, побочными продуктами - газы, бензиновые и керосин-газойлевые фракции (В.В. Капустин, А.А. Гуреев. Технология переработки нефти, ч.2, с.91-95).
Новая техническая задача - улучшение свойств реагента для повышения эффективности процесса флотации угля.
Еще одной задачей является разработка способа, позволяющего повысить содержание ароматических и непредельных углеводородов в реагенте-собирателе.
Для решения поставленной задачи реагент-собиратель для флотации угля представляет углеводородную фракцию, выкипающую при атмосферно эквивалентной температуре в пределах 180-400°С, имеющую следующие характеристики:
элементный состав, % масс.:
углерод - 81-84;
водород - 12-18;
сера - <1;
азот - <0.5;
3
плотность при 20°C, кг/м, - 780-860;
содержание непредельных углеводородов, % масс., - 90-100.
2
Способ получения реагента-собирателя заключается в высокотемпературном пековании тяжелых нефтяных остатков, причем пекованию подвергают дистиллятные мазуты марок 40 и 100 при температуре 380-480°C, давлении 0,01-5 кгс/см, при барботаже инертным или природным газом; процесс проводят до удаления из реактора смеси легких дистиллятных продуктов в количестве 60-85% масс. от исходного сырья, далее дистиллятные продукты подвергают дегазации и ректификации или дистилляции, получают среднедистиллятную фракцию, выкипающую при атмосферно эквивалентной температуре в пределах 180-400°С.
2
Способ осуществляют следующим образом. Процесс пекования ведут в реакторе автоклавного типа периодического или непрерывного действия. Исходным сырьем служат дистиллятные мазуты марок 40 и 100 (ГОСТ 10585-75). Процесс ведут при непрерывном перемешивании с помощью инертного или природного газа, а также механических перемешивающих устройств. В зависимости от сырья температура процесса варьируется в интервале 380-480°C, давление в аппарате поддерживается в интервале (изб.) 0,01-5 кгс/см. В ходе пекования из верхней части реактора удаляются пары дистиллятных углеводородов, при этом жидкая фаза обогащается ароматизированными высокомолекулярными продуктами термополиконденсации. Процесс ведется до удаления из реактора 60-85% масс. от исходного сырья в виде легких соединений. Остаточный высокомолекулярный продукт после вакуумирования представляет собой нефтяной пек. Смесь легких дистиллятных продуктов пекования подвергается дегазации и ректификации или дистилляции для удаления фракций выкипающих до 180°C. Полученные среднедистиллятные фракции, выкипающие при атмосферно эквивалентной температуре в пределах 180-400°С, представляют собой реагент-собиратель.
Пример 1
2
В обогреваемый реактор автоклавного типа загружали 1000 г мазута марки 40 (ГОСТ 10585-75). Нагрев вели со скоростью 2°C/мин до температуры 430°C, после чего температура поддерживалась в интервале 425-435°C. Давление в аппарате изб. 0,05 кгс/см, перемешивание осуществляли при помощи механического перемешивающего устройства и барботирования азота. Процесс вели до получения дистиллятных фракций (ДФ) в количестве 75% от исходного сырья, после чего процесс останавливали. Сводные данные представлены в таблице 1.
350 г полученного продукта ДФ подвергали простой дистилляции при атмосферном давлении. Полученная фракция представляет собой смесь непредельных углеводородов (99%), выкипающих в интервале 180-400 АЭТ. Сводные данные представлены в таблице 2.
Полученную фракцию 180-кк (ДФ 180-кк) подвергли опытам по флотации, с определением оптимального режима получения реагента. Сводные данные представлены в таблице 3.
В таблице 3 приведены результаты, полученные при флотации угольной мелочи на примере угля марки ОС рядового (Междуреченск). Полученные данные свидетельствуют о том, что:
- для вспенивателя КОРБС при одинаковых расходах собирателя и вспенивателя «заявляемый реагент» обеспечивает выход флотоконцентрата на уровне 80%, что сравнимо с термогазойлем (81%), при этом зольность концентрата на 2% ниже, чем у полученного с использованием термогазойля;
- для вспенивателя Экофол при одинаковых расходах собирателя и вспенивателя «заявляемый реагент» обеспечивает выход флотоконцентрата на уровне 81%, что сравнимо с термогазойлем (80%), при этом зольность концентрата на 0,5% ниже, чем у полученного с использованием термогазойля;
- для вспенивателя Оксаль при одинаковых расходах собирателя и вспенивателя «заявляемый реагент» обеспечивает на 6% больший выход флотоконцентрата, чем у термогазойля, при этом зольность концентрата на 0,9% ниже, чем у полученного с использованием термогазойля.
Таким образом, использование заявляемого реагента собирателя дает выход флотоконцентрата на уровне термогазойля или выше, при этом зольность концентрата на 1-2% ниже, чем при использовании термогазойля.
Приложение
Таблица 1 - Результаты пекования мазута.
Таблица 2 - Фракционирование дистиллятных фракций пекования мазута.
Таблица 3 - Результаты, полученные при флотации угольной мелочи на примере угля марки ОС рядового (Междуреченск).
Таблица 1
Т, °C
Давление, кгс/см
Загрузка, г
Газы и потери, г (выход %)
ДФ, г (выход %)
Пек, г (выход %)
425-435
0,05
1000
90 (9%)
780 (78%)
130 (13%)
Таблица 2
Фракция, °C
Масса, г
Выход, %
Нк-180
17
4,9
180-250
46
13,1
250-330
102
29,1
330-360
99
28,3
360-кк
80
22,9
Газы и потери
6
1,7
Таблица 3
Тип угля
Реагентный режим
Выход, %
Зольность, %
Собиратель
Вспениватель
Расход реагентов, г/т
Собиратель
Вспениватель
Международный ОС рядовой
Термогазойль
КОРБС
2550
252
81
6,98
Термогазойль
Экофол
2550
100
80
7,18
Термогазойль
Оксаль
2550
80
76
6,90
ДФ 180-кк
КОРБС
2550
252
80
4,92
ДФ 180-кк
КОРБС
2550
300
82
6,15
ДФ 180-кк
КОРБС
4000
252
82
6,15
ДФ 180-кк
Экофол
2550
100
81
6,63
ДФ 180-кк
Экофол
2550
150
84
7,07
ДФ 180-кк
Экофол
3000
100
82
6,40
ДФ 180-кк
Оксаль
2550
50
81
6,50
ДФ 180-кк
Оксаль
2550
80
82
6,00
ДФ 180-кк
Оксаль
3000
100
83
7,32