Исследование действия ПАВ нефтехимического производства при флотации углей Карагандинского бассейна

© В.Н. Петухов, В.А. Гмызин, Н.В. Акимова, 2002

YAK 622.765.06

В.Н. Петухов, В.А. Гмызин, Н.В. Акимова

ИССЛЕЛОВАНИЕ ЛЕЙСТВИЯ ПАВ НЕФТЕХИМИЧЕСКОГО ПРОИЗВОЛСТВА ПРИ ФЛОТАЦИИ УГЛЕЙ КАРАГАНЛИНСКОГО БАССЕЙНА

В настоящее время преобладающей задачей во флотации углей является разработка эффективных реагентных режимов, обеспечивающих наибольшее извлечение горючей массы в концентрат и высокую селективность процесса. Главной же проблемой процесса можно назвать требования к реагентам, среди которых выделяют их недифицит-ность и низкую стоимость [1].

Поэтому в последние годы во флотации углей в качестве собирателей и пенообразователей используют отходы нефтехимии, содержащие в групповом составе различные органические соединения - поверхностно-активные вещества (ПАВ). Так как сами отходы нефтехимического производства так же можно отнести к ПАВ, то в данной работе исследовалось их действие при флотации углей Карагандинского бассейна с исходной зольностью 32,6 %.

В качестве реагентов пенообразователей использовались ку-

бовые остатки от производства бутилового спирта (КОБС) и смесь, состоящая из тяжелой, промежуточной и легкой фракций (кубов) ректификации КОБСа, имеющих различный температурный режим, в соотношении 33:33:33. Каждой фракции присвоен номер колонны, в которых их получили: соответственно 303, 307 и 305. Оптимальное соотношение кубов колонн было установлено нами в предыдущих исследовательских работах.[2]

При изменении расхода собирателя - тракторного керосина с 0,67 до 1,34 кг/т при использовании в качестве пенообразователя смеси фракций выход концентрата, и извлечение горючей массы увеличились на 1,0 % с 66,8 до 67,8 % по сравнению с КОБС при золТноаяи Тзол>%о сть флотокон-центрата не удовлетворяет требованиям коксохимического изводства. Поэтому дальнейшее исследование было сосредото-

но на установлении зависимости влияния крупности угольной лочи и плотности исходного тания на качественно-

количественные показатели продуктов флотации. Решение данного вопроса определяется тимальным размером частиц, эффективно обогащаемых флотацией и степенью минерализации органической массы.

Влияние крупности частиц на процесс флотации проводилось также на углях Карагандинского бассейна марки «КЖ». С целью об-общего повышения горючей массы и понижения зольности концентрата исходный уголь измельчали до -0,25+0 мм с целью раскрытия сростков угольных частиц от мине-неральных включений.

Исследование флотируемости измельченного угля марки «КЖ» Карагандинского бассейна при использовании различных вспе-нивателей показало (табл. 2):

• выход флотоконцентрата при использовании в качестве вспенивателя смеси кубов колонн повышается на 1,1 % при одновременном снижении зольности на 0,6 %;

• для получения высоких показателей процесса флотации тонко измельчПнных углей необходимо повысить расход реагента -собирателя с 1,34 до 3,13 кг/т, что, в случае присутствия в пульпе значительных количеств тонких шламов, объясняется их большой удельной поверхностью и повышенной активностью.

Таблица 1

РЕЗУЛЬТАТЫ ФЛОТАЦИИ УГЛЯ КАРАГАНЛИНСКОГО БАССЕЙНА ПРИ РАЗЛИЧНЫХ РЕЖИМАХ

Реагентный режим Показатели флотации

:обиратель вспениватель расход реагентов, кг/т продукты флотации выкод, % зольность, % извлечение горю чей массы, %

собирателя вспенивателя общий

Трактор- ный керосин КОБС 0,67 0,06 0,73 концентрат отходы 60,4 39,6 10,8 65,9 79,9

1,12 1,18 концентрат отходы 65,4 34,6 11,6 72,3 85,8

1,34 1,94 концентрат отходы 66,8 33,2 12,4 73.2 86,8

Смесь кубов колонн 303/305/30 7 (33:33:33) 0,67 0,06 0,73 концентрат отходы 60,8 39,2 10.8 66,4 80,5

1,12 1,18 концентрат отходы ,8 ,2 63 12.2 71.8 85.7

1,34 1,94 концентрат отходы 67,8 32,2 12.6 74.7 87,9

Таблица 2

РЕЗУЛЬТАТЫ ФЛОТАЦИИ УГЛЯ КАРАГАНЛИНСКОГО БАССЕЙНА ПРИ ИЗМЕНЕНИИ КРУПНОСТИ ПИТАНИЯ

Реагентный режим Показатели флотации Крупность

собира- тель вспенива- тель реагентный режим, кг/т продукты флотации выход, % зольность, % извлечение горючей массы, % питания, мм

собирателя вспенивателя общий

Тракторный керосин КОБС 1,34 0,06 1,40 концентрат отходы 66,8 33,2 12,4 73,2 86,8 -0,5+0

3,13 0,06 3,19 концентрат отходы 65,7 33,2 10,8 74,6 87,0 -0,25+0

Смесь кубов колонн 303: 305: 307 (33:33:33) 1,34 0,06 1,40 концентрат отходы 67,8 32,2 12,6 74,7 87,9 -0,5+0

3,13 0,06 3,19 концентрат отходы 66,8 33,2 10,2 77,7 88,8 -0,25+0

Таблица 3

ВЛИЯНИЕ ПЛОТНОСТИ ПУЛЬПЫ НА ПРОЦЕСС ФЛОТАЦИИ УГЛЕЙ КАРАГАНЛИНСКОГО БАССЕЙНА

Реагентный режим Показатели флотации Плотность пульпы, г/л

собира- тель вспенива- тель реагентный режим, кг/т продукты флотации выкод, % зольность, % извлечение горючей массы, %

собирате- ля вспенивателя общий

Тракторный керосин КОБС 3,14 0,06 3,2 Концентрат Отходы 65,6 34,4 10,9 74,0 86,7 100

3,14 0,06 3,2 Концентрат Отходы 65,2 34,8 10,6 73,8 86,4 60

Смесь кубов колонн 303/305/30 7(33: 33:33) 3,14 0,06 3,2 Концентрат Отходы 67.0 33.0 10,4 77,7 89,1 100

3,14 0,06 3,2 Концентрат Отходы 66,4 33,6 10,0 77,3 88,7 60

• измельчение угля до крупности -0,25+0 мм позволяет снизить зольность с 12,6% до 10,2 % при увеличении выхода горючей массы в концентрат.

Исследованием влияния плотности пульпы на процесс флотации установлено, что максимальный выход концентрата достигается при более высокой плотности пульпы. При изменении содержания твПрдого в пульпе с 60 до 100 г/л выход концентрата повышается на 0,4 %, а извлечение горючей массы - на 0,3 %. Но при этом ухудшается качество концентрата: зольность концентрата увеличивается с 10,6 до 10,9 %. Расход собирателя составил 3,14 кг/т, КОБС- 0,06 кг/т.

Это можно объяснить флота -цией частиц в более стесненных условиях, обуславливающих усиление действия механического выноса в пену природных вклю-

чений. Другим объяснением могут служить механизмы коагуляции и флокуляции тонких дисперсных минеральных частиц, заключающиеся в конечном результате в их одинаковом слипании.

При прочих равных условиях лучше всего слипаются частицы с поверхностями, имеющими близкую гидратированность, причем слипание в воде гидрофильных частиц ухудшается, а гидрофобных - улучшается. В более плотной пульпе возрастает вероятность закрепления тонких частиц породных минералов во флоку-лы, которые закрепившись с пузырьком воздуха, выносятся в пенный продукт. Снижение зольности концентрата в разбавленных пульпах можно объяснить тем, что в менее плотных пульпах происходит усиление избирательности действия собирателя на угольные частицы.

Такая же зависимость наблюдается и с применением в качестве пенообразователя смеси кубов колонн: выход концентрата, извлечение горючей массы увеличиваются на 0,4 %. Зольность концентрата повышается с 10,0 до 10,4 % (табл.3). Однако если рассматривать исследуемые пенообразователи при одинаковой плотности, то показатели извлечение горючей массы в концентрат флотации при использовании смеси повысится на 2,3-2,4 %. При одновременном снижении зольности на 0,3-0,4 %

Таким образом, применение смеси кубов колонн вместо известного реагента пенообразователя КОБС приводит не только к повышению показателей флотации, но и улучшению селективности процесса.

---------------------------------------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Петухов В.Н., Гмызин В.А., Сысоева Т.Н. «Интенсификация процессов флотации углей за счет использования смеси отходов нефтехимии в качестве реагентов вспенивателей». - Проблемы развития металлургии Урала на рубеже XXI века. - Сб. науч. тр. Т.3.

Магнитогорск: МГМА, 1996.- С. 132-139.

2. Гмызпн В.А., Сысоева Т.Н. Новые реагенты при

КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -----------------------------------------------------------------------

Петухов В.Н, Гмызин В.А., Акимова Н.В. — Магнитогорский государственный технический университет

энергозатратами, а рациональная схема - «обогатительный комплекс к пескам» осуществляется только драгами и периодически переставными промприбо-рами. Перестановка промприбо-ра также требует больших трат средств и времен. Внешние отстойники и созданная на их основе вся замкнутая система водоподготовки при разработке россыпей накладывает существенные ограничения не только на транспортную схему токов, но и является основным источником загрязнения естественных водотоков в зоне ведения горных работ.

Нзвлечение тонких классов как ценного компонента, так и илисто-глинистой фракции энергосберегающими гравитационными методами требует резких изменений гидродинамических параметров в разделительных аппаратах. Появление в последнее время новых конструкций на базе тонкослойных (канальных) разделителей, снижающих влияние турбулентности потока жидкой среды на снос мелкой и тонкой фракций с улавливающих покрытий, резко усиливает роль гравитационной составляющей при выделении твердой фазы из массопотока.

Анализ конструкций и эксплуатационных показателей

© В.Г. Черкасов, 2002

УЛК 622.771

В. Г. Черкасов

КОНСТРУКТОРСКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПРИ РАЗРАБОТКЕ ОБОГАТИТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ АЛЯ ТОНКОЛИСПЕРСНЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ

В условиях возрастающих требований к экологической надежности технологических процессов, сочетающих в себе высокопроизводительные горно-

обогатительные оборудования с оборудованием, обеспечивающим природоохранную функцию, невозможно без привлечения новых высокоэффективных аппаратов по комплексному разделению тонкодисперсных потоков и создания мобильных комплексов с локальным контуром водопод-готовки. Слабыми звеньями в технологии по совершенствованию технических средств при промывке высокоглинистых металлоносных песков являются отсутствие надежного аппаратурного оформления процесса улавливания тонких классов ценного компонента и примитивность системы водоподготовки на базе внешних (грунтовых) от-

стойников. Эти задачи взаимосвязаны одной проблемой выделения в осадок твердой фазы гидровзвеси. Накопленный опыт использования реагентов для осветления воды сочетает использование передовой физикохимической технологии агрегатирования частиц и относительно дорогих полимерных добавок с примитивным способом реали-ции эффекта ускоренного осаждения взвеси в грунтовых отстойниках - экологически ненадежных элементов системы во-доподготовки обогатительных комплексов.

В существующей технологии промывки песков весь обогатительный комплекс «привязан» к системе водоподготовки, которая ограничивает его мобильность, образуя технологическую схему «пески к обогатительному комплексу», связанную с огромными

флотации угля.// Горн. Инф.-анал. бюл./ Моск. гос. горн. ун-т.-1999.- 7.-С.139-142

3. Петухов В.Н, Гмызпн В.А. Перспективы производства и использования полупродуктов нефтехимии Башкортостана при флотации. II конгресс обогатителей стран СНГ. Тезисы докладов. - М: Альтекс, 1999.- С. 90-91.