CC BY
65
INFORMATION ABOUT THE PAPER IN ENGLISH
ANALYSIS OF EVALUATION METHODS OF EQUIVALENT GRANULE DIAMETER OF THE PELLETIZED SINTER BURDEN AT JSC "URAL STEEL"
Ganin Dmitrij Rudol'fovich - leading engineer on repair «Orsk Railcar Factory». Phone: (3537)23-15-06. E-mail: [email protected]
Druzhkov Vitaly Gavrilovich - Ph.D. (Eng.), Associate Professor of the department of Metallurgy of ferrous metals, Nosov Magnitogorsk State Technical University. Phone: (3519)29-84-30.
Panychev Anatoly Alekseevich - Ph.D. (Eng.), Associate Professor of the Metallurgical Technology department, Novotroitsk branch of the National University of Science and Technology «MISIS». E-mail: [email protected]
Shapovalov Aleksey Nicolaevich - Ph.D. (Eng.), Associate Professor of the Metallurgical Technology department, Novotroitsk branch of the National University of Science and Technology «MISIS». Phone: (3537)67-96-07. E-mail: [email protected]
Abstract. Various methods of evaluation the equivalent average granule diameter of the sinter burden. For these methods, the dependences illustrating the effect of the parameters of the pelletizing sinter burden on his results: an equivalent average granule diameter of the pelletized sinter burden and its bulk density. It is shown that the most objective way of averaging pieces of sinter burden is the average of average size, averaging the mean log diameters of each fraction.
Keywords: Pelletizing, the sinter burden, the equivalent average granule diameter of the sinter burden, fractional composition of the sinter burden
♦ ♦ ♦
УДК 662.74:662.765 Петухов В Н., Гунина Е В.
ИССЛЕДОВАНИЕ ФЛОТАЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ РЕАГЕНТОВ-СОБИРАТЕЛЕЙ ПРИ ФЛОТАЦИИ УГЛЕЙ РАЗЛИЧНОЙ СТАДИИ МЕТАМОРФИЗМА
Аннотация. В работе проведены исследования эффективности различных собирателей при флотации углей различной стадии метаморфизма, поступающих на коксование. Установлена высокая эффективность и селективность процесса флотации при использовании в качестве реагента-собирателя комплексного реагента ГФО, как при флотации отдельных технологических марок, так и при флотации окисленных углей ЦОФ «Северсталь».
Ключевые слова: уголь, флотация углей, реагент-собиратель, комплексный реагент, окисленный уголь, стадия метаморфизма.
Анализ исследовательских работ по совершенствованию реагентых режимов флотации показывает, что эффективность действия реагентов-собирателей обуславливается их групповым химическим составом, молекулярной массой входящих в реагент углеводородов, их структурными особенностями [12] (Петухов В.Н. Флотационная активность химических соединений различного состава и строенияпри флотации угля // Кокс и химия. 1982. №7. С.18-23). Однако общепринятые заключения по эффективности действия реагентов-собирателей и механизма их действия при флотации углей различной стадии метаморфизма и минерализации органической массы углей противоречивы. Поэтому нами были проведены исследования по изучению эффективности и селективности действия реагентов, содержащих различные классы химических соединений, при флотации углей различной степени минерализации с целью изыскания техниче-
ских продуктов нефтехимии и нефтепереработки в качестве эффективных реагентов-собирателей для флотации углей. В данной работе была исследована эффективность флотации углей как с использованием реагентов-собирателей - «термогазойля» и «мото-алкилата» с реагентом вспенивателем «Кэтгол», так и комплексного реагента «ГФО».
Все реагенты являются продуктами либо отхода -ми нефтехимической промышленности и различаются по групповому химическому составу (табл.1). Исследования проводились на трех технологических марках углей: «К», «ОС» и «Ж». Технологические параметры процесса:
- плотность исходного питания - 120 г/л;
- крупность исходного питания - 0-0,50 мм.
Исследования проходили на лабораторной флотационной машине механического типа «Механобр» с объемом камеры 0,5 л.
№1 (16). 2015 --
11
За базовый реагентный режим в данной работе принят режим с использованием в качестве собирателя «Термогазойль» и реагента-вспенивателя «Кэтгол» в связи с тем, что данные реагенты широко используются на обогатительных фабриках РФ.
Таблица 1
Групповой химический состав исследованных реагентов
Реагент Химический состав
Мотоалкилат Изопарафины 89-98 %; алкены- 1,7-1,9%; ароматические углеводороды 0,1-0,3%
Термогазойль Ароматические углеводороды >41%; непредельные углеводороды > 29%; парафины и нафтены < 30%
ГФО Н-масляный альдегин 1-4%; Н-бутиловый спирт 1-3%; изо-масляный альдегид 0,5-2%; толуол 1,5-2%; смесь тяжелых продуктов уплотнения -остальное
Кэтгол 2-этилгексанол 2-10%; смесь высокомолекулярных спиртов С9-С12 и продуктов уплотнения — остальное
Установлено, что комплексный реагент «ГФО» при флотации угля различной стадии метаморфизма обладает повышенной флотационной активностью по сравнению с реагентом-собирателем «Термогазойль».
Так, например, при флотации угля технологической марки «КС» с исходной зольностью 21,5% использование «Термогазойля» с «Кэтголом» получен концентрат с зольностью 9,0% при его выходе 74,8%, а извлечение горючей массы в концентрат составило 86,6%. Зольность отходов флотации - 58,4%. Применение реагента «ГФО» позволило получить концентрат с выходом 76,5%, зольностью 9,3% при извлечении горючей массы в концентрат 88,4%, что на 1,8%
выше по сравнению с использованием собирателя «Термогазойля».
При этом расход «ГФО» снижается в 2,3 раза. Также установлено, что использование комплексного реагента «ГФО» позволяет повысить зольность отходов с 58,4 до 61,2%. Это улучшает технико-экономические показатели работы УОФ за счет снижения потерь хорошо коксующихся углей с отходами флотации (табл. 2).
В случае флотации угля марки «ОС» применение реагента «ГФО» также позволяет повысить выход концентрата с 76,8 до 80,0% по сравнению с использованием реагента-собирателя «Термогазойля» при одновременном снижении расхода «ГФО» примерно на 80%.
Подобные закономерности изменения показателей процесса флотации были получены в случае обогащения углей марки «Ж» с зольностью 13,8%. Применение реагента «ГФО» позволило повысить извлечение горючей массы в концентрат на 1,7% при равной зольности концентрата и снижении общего расхода реагента в 2,5 раза.
Следует отметить, что использование комплексного реагента «ГФО» позволило, в случае флотации угля марки «Ж», улучшить селективность процесса. Повышение выхода концентрата на 1,7% не привело к увеличению его зольности, что обеспечило повышение зольности отходов на 5,1% и снижение потерь горючей массы с отходами (см. табл. 2).
Высокая селективность и эффективность действия комплексного реагента «ГФО» объясняется групповым химическим составом реагента и структурными особенностями поверхности угля. Угли марки «Ж», относящиеся к углям низкой стадии метаморфизма, имеют повышенное количество гетеропо-
Таблица 2
Результаты флотации угольной мелочи с использованием различных реагентов-собирателей
Реагентный режим Показатели флотации
Расход,кг/т - о + -О с
Собиратель Вспениватель Собирателя Вспенивателя Общий Продукты флот; ции Выход,% Зольность,% Суммарный вы ход,% Суммарная зол1 ность,% Извлечение гор| чей массы в ко1 центрат,% -О X о X о ^
0,90 0,10 1,0 концентрат 87,8 9,0 87,8 9,0 92,7
отходы 12,2 48,9 100 13,8 ж
СО (С о 1,30 0,10 1,40 концентрат 74,8 9,0 74,8 9,0 86,6 КС
о Е о отходы 25,2 58,4 100 21,5
® 1,80 0,10 1,90 концентрат 67,0 9,1 67,0 9,1 76,8 ОС
отходы 33,0 44,2 100 20,7
0,40 0,40 концентрат 89,5 9,1 89,5 9,1 94,4
отходы 10,5 54,0 100 13,8 ж
ГФО 0,80 0,80 концентрат 76,5 9,3 76,5 9,3 88,4 КС
отходы 23,5 61,2 100 21,5
1,20 1,20 концентрат 70,3 9,7 70,3 9,7 80,0 ОС
отходы 29,7 46,6 100 20,7
лярных функциональных групп в макромолекуле угля. Поэтому наличие полярных органических соединений в групповом химическом составе реагента «ГФО» обуславливает повышенную адсорбцию реагента на поверхности таких углей, обеспечивая большую эффективность при флотации углей низкой стадии метаморфизма.
Установлено, что в случае флотации угля технологических марок «КС» и «ОС», отличающихся повышенной зольностью (более 20%), для получения концентратов с зольностью, удовлетворяющей требованиям потребителей, и снижения потерь органической массы с отходами флотации расход всех исследованных реагентов необходимо повышать в 2-3 раза.
Высокие результаты флотации с использованием реагента «ГФО» были получены также в случае флотации окисленных углей, поступающих на обогащение в условиях УОФ коксохимического производства ОАО «Северсталь» (табл. 3).
В качестве базового реагента-собирателя использовали технический продукт нефтепереработки - «мо-тоалкилат», в групповом химическом составе которого содержатся, в основном, изопарафины, а в качестве реагента-вспенивателя - технический продукт нефте-
1,2 кг/т выход концентрата составил 74,3% с зольностью 8,2%, тогда как применение в качестве реагента-собирателя «Мотоалкилата», при равном расходе, привело к уменьшению выхода концентрата до 69,6%, а извлечение горючей массы концентрата снизилось с 81,2 до 76,5%.
Результаты проведенных исследований указывают на возможность повышения технологических показателей флотации угольной мелочи в случае использования в процессе флотации углей реагента-собирателя ГФО. Таким образом, подача реагента-собирателя ГФО позволяет увеличить извлечение горючей массы в концентрат на 3,2-2,65% по сравнению с реагентным режимом, широко применяемом на УОФ РФ.
Список литературы
1. Петухов В.Н. Флотационная активность // Кокс и химия, 1982. №7. С. 18-23.
2. Лавриненко A.A., Свечникова Р.Ю. Исследование квантово-химических параметров углеводородов при выборе реагентов для флотации углей // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2008. № 1. С. 83-85.
химии «Кэтгол», который используется на УОФ РФ. При расходе реагента «ГФО» в количестве
Таблица 3
Результаты флотации окисленной угольной мелочи УОФ ОАО «Северсталь»
Реагентный режим Показатели флотации
Собиратель Вспениватель Расход,кг/т Продукты флотации Выход,% Зольность,% Суммарный выход,% Суммарная золь-ность,% Извлечение горючей массы,%
Собирателя Вспенивателя Общий
Мотоалки-лат Кэтгол 0,593 0,067 1,254 концентрат 69,6 7,7 69,6 7,7 76,5
0,297 отходы 30,4 35,0 100,0 16,0
0,297 исходный 100,0 16,0
0 © 1_ Кэтгол 0,4 0,067 1,267 концентрат 74,3 8,2 74,3 8,2 81,2
0,4 отходы 25,7 38,8 100,0 16,0
0,4 исходный 100,0 16,0
Сведения об авторах
Петухов Василий Николаевич - д-р техн. наук, проф., ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университетим. Г.И. Носова». E-mail: [email protected]
Гунина Екатерина Валентиновна - студентка, ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова». E-mail: [email protected]
№1 (16). 2015
13
INFORMATION ABOUT THE PAPER IN ENGLISH
RESEARCH OF FLOATATION ACTIVITY OF REAGENTS COLLECTORS AT FLOTATION OF COALS OF VARIOUS STAGES OF A METAMORPHISM
Petukhov Vasily Nikolaevich - D. Sc. (Eng), Professor, Nosov Magnitogorsk State Technical University. E-mail: [email protected]
Gunina Ekaterina Valentinovna - Student, Nosov Magnitogorsk State Technical University. E-mail: [email protected]
Abstract. Research of efficiency of collectors during flotation of the coals of various stage of a metamorphism arriving on coking are conducted in the work. High efficiency and selectivity of process of flotation with using collector of the GFO complex reagent. Also GFO reagent collector showed high degree of efficiency at flotation of the oxidized coals "Severstal".
Keywords: Coal, flotation of coals, reagents collectors, complex reagent, the oxidized coal, metamorphism stage.
♦ ♦ ♦
УДК 662.741.3.022:622.765 Петухов В.Н., Сиргалина Э.Г.
РАЗРАБОТКА РЕАГЕНТНОГО РЕЖИМА ФЛОТАЦИИ УГЛЕЙ, ПОСТУПАЮЩИХ НА КОКСОВАНИЕ, С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОПОЛИМЕРОВ ВИНИЛПИРИДИНА С СУЛЬФОКСИДАМИ
Аннотация. Для повышения эффективности флотации углей в работе в качестве реагентов-модификаторов были использованы сополимеры винилпиридина с сульфоксидами. В качестве реагента-собирателя использовали газойль, а в качестве реагента-вспенивателя - КОБС. Лучшие результаты с точки зрения эффективности процесса показал модификатор 52В (бутилвинилсульфоксид с 2-метил-5-винилпиридином), применение которого позволило повысить извлечение горючей массы в концентрат на 1,4-2,4 %.
Ключевые слова: уголь, флотация, реагент-модификатор, сополимеры, выход концентрата, эффективность, селективность процесса.
Одним из наиболее перспективных направлений в вопросе совершенствования технологии флотации углей является использование новых реагентных режимов. Реагентный режим является основным фактором, определяющим полноту извлечения угольных частиц и селективность флотации [1].
Именно от выбранного реагентного режима -типа реагентов, их соотношения, количества и способа подачи в большей степени зависят скорость и полнота разделения угольных частиц и породы, а также себестоимость концентрата и, что немаловажно, степень загрязнения окружающей среды.
Интенсифицировать процесс флотации углей можно за счет повышения межфазных взаимодействий с использованием реагентов-модификаторов -высокомолекулярных сополимеров, которые, распадаясь в монослое на отдельные радикальные звенья, увеличивают количество одновременно активируемых центров на поверхности ОМУ повышением гид-рофобизации угольных частиц.
В процессе многочисленных исследований флотации углей было установлено, что подача в кондиционирование пульпы малых количеств дополни-
тельных реагентов-модификаторов перед собирателем позволяет не только снизить расход последнего, а также, в ряде случаев, повысить выход концентрата и снизить его зольность. Использование реагентов-модификаторов в процессе флотации углей обеспечивает снижение расхода флотореагентов и интенсифицирует процесс флотации [2] (Петухов В.Н., Свечни-кова Н.Ю., Кубак Д.А. Основы квантово-химического моделирования взаимодействия флотационных реагентов с угольной поверхностью. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос.техн. ун-та им. Г.И Носова, 2014. С. 124-132).
В работе в качестве реагентов-модификаторов были использованы сополимеры винилпиридина с сульфоксидами (табл.1). В качестве реагента-собирателя использовали газойль, а в качестве реагента-вспенивателя - КОБС.
Установлено, что использование модификаторов повышает флотируемость углей. При использовании реагента модификатора 52В в количестве 7-13 г/т извлечение горючей массы в концентрат повысилось с 92,6 до 94-95%, а зольность отходов флотации повысилась с 68 до 75,8% (табл.2).
