Исследование влияния высокомолекулярного соединения ПАВ-1 на показатели флотируемости угля

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].

ОБОГАЩЕНИЕ И ПОДГОТОВКА СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ К МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОМУ ПЕРЕДЕЛУ

В данной работе проводились исследования по изучению влияния использования реагента-модификатора на показатели флотации угольной мелочи классом -0,5 мм ЦОФ «Чертинская».

При флотации угольной мелочи были исследованы следующие реагенты:

- В качестве реагента-собирателя был использован технический продукт нефтепереработки - термогазойль, содержащий в групповом химическом состав смесь углеводородов различных классов.

- В качестве реагента-вспенивателя - экофол 440S, групповой химический состав которого представлен смесью кислородсодержащих химических соединений различных молекулярной массы и строения.

- Дополнительный реагент-модификатор ПАВ-1.

Подача модификатора в процесс флотации производилась перед собирателем. Расход модификатора изменялся в пределах от 1,67 до 3,33 г/т для выяснения влияния расхода ПАВ-1 на эффективность процесса флотации. Расход собирателя и вспенивателя для всех опытов был одинаковым и составлял 1,16 кг/т собирателя - термогазойль и 0,132 кг/т вспе-нивателя - экофол 440S .

Исследованием установило, что при флотации угольной мелочи с добавлением ПАВ-1 в количестве 1,67 г/т приводит к увеличению выхода концентрата с 75,7 до 77,0%, дальнейшее увеличение расхода до 3,33 г/т вызывает снижение выхода концентрата до 71% (см. таблицу). При повышении расхода реагента-модификатора происходит полимолекулярная адсорбция, приводящая к гидрофилизации угольной поверхности, обуславливающей снижение флотируемости углей.

Результаты проведенных исследований указывают на возможность повышения технологических показателей флотации угольной мелочи при предварительной подаче в процесс высокомолекулярных

поверхностно-активных соединений. Положительный эффект при их использовании определяется строением молекул реагента-модификатора и его расхода. Таким образом, предварительная подача реагента-модификатора позволяет увеличить извлечение горючей массы в концентрат на 1,3% при равном расходе реагента-собирателя без существенного увеличения его зольности.

Влияние расхода модификатора ПАВ-1 на эффективность процесса флотации

Собиратель Вспениватель Модификатор Выход концентрата, % Извлечение горючей мас-сы,%

Термогазойль Экофол 440 S - 75,7 83,1

Термогазойль Экофол 440 S ПАВ(1,67 г/т) 77,0 84,4

Термогазойль Экофол 440 S ПАВ(3,33 г/т) 71,0 78,2

Список литературы

1. Митронов Д.В. Введение в химию и технологию переработки угля. Якутск, 2001. 121 с.

2. 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.

3. Петухов В.Н., Сирченко А.С. 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.

4. Топоркова Н.И., Преображенский Б.П. Совершенствование реагентного режима флотации угольных шламов // Кокс и химия. 1983. № 6. С. 11-13.

Сведения об авторах

Петухов Василий Николаевич - д-р техн. наук, проф., ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». E-mail: chief.petuhov2013@yandex.ru

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: katuha1493@mail.ru

INFORMATION ABOUT THE PAPER IN ENGLISH

RESEARCH OF INFLUENCE OF HIGH MOLECULAR CONNECTION PAV-1 ON THE INDEXES OF FLOTABILITY OF COAL

Petukhov Vasiliy Nikolaevich - D.Sc. (Eng.), Professor, Nosov Magnitogorsk State Technical University. E-mail: chief.petuhov2013@yandex.ru

Bichkova Anastasiya Vladimirovna - Student, Nosov Magnitogorsk State Technical University.

Gunina Ekaterina Valentinovna - Student, Nosov Magnitogorsk State Technical University. E-mail: katuha1493@mail.ru

№2 (15). 2014

19

Abstracts. Floatation activity of reagent of reagents modifier on the coal change of class -5mm. Technological indicators of process 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

References

1. Mitronov D.V. Introduction to chemistry and technology of processing of coal. Yakutsk, 2001. 121 p.

2. 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 Polytechnical University. Tomsk, 2006, рр. 229-231.

3. 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]. Nosov IVIagnitogorsk State Technical University. IVIagnitogorsk, 2004, pp. 135-138.

4. 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 622.785.5

Ганин Д.Р., Дружков В.Г., Панычев А.А., Шаповалов А.Н.

ОБЗОР И АНАЛИЗ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ РАСЧЁТА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТИ АГЛОМЕРАЦИОННОЙ МАШИНЫ

Аннтотация В статье рассмотрены и проанализированы математические модели расчёта производительности конвейерных агломерационных машин. Выявлены недостатки и ограничения существующих математических моделей для определения производительности агломерационных машин. Эти недостатки зависят от ряда технологических факторов, часто взаимосвязанных: скорости движения тележек агломерационной машины, вертикальной скорости спекания шихты, скорости фильтрации воздуха в слое агломерационной шихты. На основе выявленных недостатков и ограничений существующих математических моделей расчёта производительности агломерационных машин для разработки математического описания зависимости производительности агломерационной машины от параметров агломерационного процесса был предложен следующий базовый комплекс технологических факторов: общее газодинамическое сопротивление слоя шихты; высота слоя шихты на агломерационной машине; насыпная плотность агломерационной шихты; гранулометрический состав агломерационной шихты (крупность спекаемого материала, выраженная через эквивалентный диаметр окомко-ванной шихты); продолжительность спекания шихты; температура агломерационной шихты; влажность агломерационной шихты; доля возврата/выход годного; содержание углерода в агломерационной шихте; содержание тонкозернистых концентратов в агломерационной шихте.

Ключевые слова: математическая модель; агломерационная шихта; удельная производительность агломерационной машины; газодинамическое сопротивление шихты; высота слоя шихты; насыпная плотность шихты; крупность материала; продолжительность спекания.

Производительность агломашины зависит от многих взаимосвязанных технологических факторов. В настоящее время ввиду сложности и недостаточной изученности этих связей установлены аналитические соотношения только между некоторыми параметрами процесса агломерации.

В работе [1] используют формулу расчёта производительности (т/ч) агломашины по шихте, как для конвейерного транспортирующего устройства:

Gш = 60-10"3 • В - Еш-рШ - Ул, где В - ширина тележек (паллет) машины, м;

Н ш - высота слоя шихты на ленте (без постели), м;

Ул - скорость движения тележек, м/мин;

рн - насыпная плотность шихты, кг/м .

Приняв скорость движения тележек Ул = L /т,

мм/мин, и скорость спекания шихты Ус = 1000НШ/т ,

в работе [1] для расчёта производительности аглома-шины по шихте используют формулу, т/ч:

Gш = 60-10 "6 • Ь • В •рШу = 60-10 -6 • 5 •РШу, (2) а для её удельного значения, т/(м2 ' ч), формулу

gш = 60-10-6 •рШ у,

где Ь - длина агломашины, м; Т - время спекания, мин;

S -

площадь агломашины, м2.