CC BY
57
Список литературы
1. Единые правила безопасности при взрывных работах (рБ 13407-01) // Безопасность при взрывных работах. Вып. 1. Сер. 13. М.: ГУП НТЦ по безопасности в промышленности ГГТН, 2001. 244 с.
2. Пономарев П.Д. Прикладная баллистика для стрелка. М., 1935. 172 с.
3. Программа «Разлет Осколков Взрыва (РОВ)». Рег. номер 2007612351 // РУ ОБПБТ. 2007. № 3(60).
Bibliography
1. Uniform safety rules at explosive works (SR 13-407-01) // Safety at explosive works. Release 1. A series 13. M.: Scientific and technological centre State Unitary Enterprise on safety in industry GGTN, 2001. 244 p.
2. Ponomarev P.D. Applied ballistics for the marksman. M., 1935. 172 p.
3. The Program «Scattering of Splinters of Explosion (DITCH)». Reg. number 2007612351 // RU OB1BT. 2007. № 3 (60).
УДК 622.765.063:622.33
Петухов В.Н., Лимарев М.С., Южакова О.А.
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА И СТРОЕНИЯ ХИМИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИХ ДЕЙСТВИЯ ПРИ ФЛОТАЦИИ УГЛЕЙ
На коксование поступают угли после предварительного их обогащения до содержания минеральных веществ в концентратах в пределах 7-9%. При добыче каменных углей содержание тонких классов менее 0,5 мм непрерывно увеличивается и достигает 25-35°% от рядового угля. Для обогащения тонких классов углей наиболее эффективным методом обогащения является флотация, которая в связи с использованием дорогостоящих реагентов значительно увеличивает себестоимость концентратов. Используемые флотационные реагенты являются, как правило, отходами нефтепереработки непостоянного группового химического состава, что приводит не только к высокому их расходу, но и к значительным потерям органической массы угля с отходами флотации. Особенно существенные потери органической массы углей наблюдаются в случае обогащения углей с высокой минерализацией органической массы.
Для повышения эффективности флотации углей в
направлении повышения извлечения горючей массы в концентрат при одновременном снижении расхода реагентов собирателей изыскиваются новые реагенты на основе исследования механизма их действия.
Известно использование новых реагентов собирателей и комплексных реагентов, содержащих в групповом химическом составе а-олефины [1] или кремнийор-ганические кислородсодержащие соединения [2, 3]. Однако их незначительные ресурсы и дефицитность не позволяют использовать предлагаемые реагенты на углеобогатительных фабриках
Исследованиями установлено, что флотационная активность химических соединений при флотации углей определяется структурными особенностями молекул и величиной о-электронной плотности на полярном атоме.
Так, в случае использования в качестве комплексного реагента циклических соединений с различными гетероатомами установлено, что наиболее низкую флотационную активность проявляют 1,3-дитианы.
При расжде алкилзамещенных
1,3-дитианов в количестве 0,6-0,8 кг/т выход концентрата изменяется с 73 до 76%.
Замена одного атома серы в молекуле циклического соединения на атом кислорода приводит к повышению эффективности действия реагента. Так, например, использование 1,3-оксатиоланов, имеющих во втором положении молекулы от 3 до 6 углеводородных групп, позволило повысить выход флотоконцен-трата с 73-76 до 78-81% по сравнению с алкилзамещеиными 1,3-дити-анами (см. таблицу). При этом расход 1,3-оксатиоланов снижается с
0,6-0,8 до 0,5-0,52 кг/т, а зольность флотоконцентрата повышается с 5-6 до 5,8-6,1%.
Влияние полярного атома химического соединения на показатели
флотации
N п/п Комплекс- ный реагент Структурная формула ст-элекгронная плотность на полярном агоме Показатели флотации
Гк, % А1, % к Расход, кг/т
1 1,3-дитиа- ны H2C—CH2 1 1 Vs CH 1 R Р - алкил-радикал (3-6 атомов углерода) G,G422-G,G448 73-76 5-6 G,6-G,8
2 1,3-оксатио ланы H2C—CH2 1 1 Sv° CH 1 R Р - алкил-радикал (3-6 атомов углерода) S=G,G42-G,G44 O=G,258—G,264 78-81 5,8-6,1 G,5-G,52
3 1,3-диокса- ланы H2C CH2 1 1 °v° CH 1 R Р - алкил-радикал (3-6 атомов углерода) G,2589-G,2645 8G-85 6,2-6,4 G,5-G,52
Исследование влияния элементного состава и строения химических..
Петухов В.Н., Лимарев М.С., Южакова О.А.
Одной из причин повышенной эффективности действия 1,3-оксатиоланов является повышение о-элекг-ронной плотности на атоме кислорода до 0,258-0,264 по сравнению с электронной плотностью на атоме серы (0,042-0,044). В связи с этим повышается энергия адсорбции 1,3-оксатиоланов на положительно заряженных центрах угольной поверхности и, как следствие, увеличивается ее гидрофобизация.
Применение в качестве комплексного реагента ал-килпроизводных 1,3-диоксаланов позволило получить наиболее высокие показатели флотации для исследованных гетероциклических соединений. Выход концентрата при равном расжде реагентов (0,5-0,52 кг/т) выше на 2-4% по сравнению с 1,3-оксатио-ланами (см. таблицу). Это объясняется увеличением суммарной о-электронной плотности на кислородных атомах молекул ал-килпроизводных 1,3-диоксалана на 0,2154 долей единицы, что определяет увеличение дипольного момента молекул, их адсорбционную способность и гидрофобизацию поверхности у гольных частиц.
Установлено, что изостроение углеводородного радикала приводит к улучшению флотируемости углей. Применение 2-изопропил- 1,3-оксатиолана позволяет повысить выход флотоконцентрата на 3,5-5,5°% в зависимости от раежда реагента по сравнению с использованием 2-пропил-1,3-о ксатиолана.
При этом алкилпроизводные 1,3-диоксалана с изостроением углеводородного радикала имеют более высокую флотационную активность. Применение 2-изопропил-1,3-диок-салана при флотации угля позволило повысить выход концентрата на 14-20% по сравнению с 2-изопропил-1,3-оксатиоланом при равном расходе реагентов (рис. 1).
Исследованием установлено, что повышение длины углеводородного радикала оказывает положительное влияние на флотационную активность химических соеди-нений. Применение 2-гексил-1,3-оксатиолана в качестве комплексного реагента при флотации угля с зольностью 13,7% позволило повысить выход флотоконцентрата примерно на 27-35% по сравнению с 2-пропил-1,3-окса-тиоланом и на 2% по сравнению с 2-бутил-1,3-оксатиоланом при общем расжде реагентов 0,4-0,5 кг/т (см. рис. 1).
Одним из важных показателей процесса флотации является селективность действия реагентов, которую можно оценить коэффициентом селективности, определяе-мым по формуле:
м.ч
где Егм - извлечение горючей массы в концентрат, %; Емл - извлечение минеральной
части в концентрат, %.
Установлено, что наиболее высокие показатели по селективности действия достигаются при применении 2-изопропил-1,3-оксатиолана в случае исследования химических соединений одинакового строения и количества углеводородных групп в молекуле. Коэффициент селективности 2-изопропил-1,3-оксатиолана значительно выше по сравнению с 2-изопропил-1,3-диоксаланом (рис. 2). Это объясняется тем, что атомы кислорода в молекуле 2-изопропил-1,3-диоксалана имеют более высокий заряд и, взаимодействуя с активными центрами угольной поверхности, образуют более прочные связи. Это обеспечивает более высокую их адсорбцию на угольной по-
—•— 2-6утил-1,3-оксатиолан
• ■ 2-гексил-1,3-оксатиолэн
—- 2-изопропил-1,3-оксатиолан
—с^- 2-изопропил~1,3* диоксалан
—- 2-пропил-1,3-оксатиолэн
0,200 0,250 0,300 0,350 0,400 0,450 0,500 0,550 0,600 0,650 Расход реагента, кг/т
Рис. 1. Зависимости выхода концентрата от расхода реагента
-е-
0,200 0,250 0,300 0,350 0,400 0,450 0,500 0,550 0,600 0,650 Расход реагента, кг/т
Рис. 2. Зависимости коэффициента селективности от расхода
реагента
Рис
—•—2-бутил-1,3-океатиолэн
• 2-гекеил-1,3-
оксатиолаи
—•* -2-изопропил-1,3-оксатиолан
—о— 2-изопропил-1,3-диоксалан
—• 2-пропил-1,3-оксатиолан
.200 0,250 0,300 0,350 0,400 0,450 0,500 0,550 0,600 0,650 Расход реагента, кг/т
3. Зависимости коэффициента эффективности от расхода реагента
верхности, повышение ее гидрофобности и флотируемо-сти не только угольных частиц, но и их сростков с минеральными вкраплениями.
Установлено повышение эффективности действия алкилпроизводных 1,3-диоксаланов по сравнению с
1,3-оксатиоланами.
Коэффициент эффективности 2-изопропил-1,3-диоксалана выше на 7-9% по сравнению с применением 2-изопропил-1,3-оксатиолана при расходе реагентов 0,39-0,45 кг/т.
Увеличение длины углеводородного радикала с 3 до 6 атомов углерода во втором положении молекулы обеспечивает значительное повышение эффективности флотации (рис. 3) с одновременным ухудшением селективности процесса. Применение в качестве реагента 2-бутил-1,3-оксатиолана вместо 2-пропил-1,3-оксатио-лана приводит к повышению коэффициента эффективности с 0,665-0,745 до 0,764-0,800 при расжде реагентов в пределах 0,39-0,5 кг/т (см. рис. 3). В то же время коэффициент селективности снижается с 3,62-3,48 до 3,07-2,45 долей единицы (см. рис. 2).
Наиболее высокая эффективность процесса флотации угля из исслгдованных алкилзамещенных 1,3-окса-тиоланов установлена для 2-бутил-1,3-оксатиолана (см. рис. 3). Применение 2-гексил-1,3-оксатиолана, несмотря на увеличение выхода концентрата, приводит к снижению селгктивности процесса флотации по сравнению с использованием 2-бутил-1,3-оксатиолана (см. рис. 2) и соответственно к ухудшению коэффициента эффективности (см. рис. 3). Это объясняется тем, что коэффициент эффективности учитывает как извлечение горючей массы в концентрат, так и извлечение минеральной части в отходы. Коэффициент эффективности рассчитывали по следующей формуле [4]:
Пэф = 0,0Ц/Егм • Ем ч о ,
где Егм - извлечение горючей массы в концентрат, %; Ем.чо - извлечение минеральной части в отходы, %.
Увеличение длины углеводородного радикала в молекуле 1,3-оксатиоланов обеспечивает повышенную гидрофобизацию поверхности высокоминерализованных частиц, которые переждят в пенный продукт, увеличивая его зольность.
Однако для легкообогатимых и низкозольных углей целесообразно использовать реагенты, обеспечивающие высокое извлечение горючей массы в концентрат при его общей зольности ниже 9%.
Это связано с тем, что концентраты углей поступают на коксование, и их зольность не должна превышать 9%, чтобы обеспечить зольность кокса для доменного производства в пределах 11-12°%.
При флотации углей с повышенной исходной зольностью необходимо использовать реагенты, обладающие как высокой флотационной активностью, так и повышенной селективностью действия.
Из исследованных химических соединений к таким реагентам следует отнести алкилзамещенные
1,3-оксатиоланы с изостроением углеводородных радикалов. Применение их в качестве самостоятельных реагентов при флотации угля позволяет повысить вы-жд концентрата при одновременном снижении раежда реагентов.
Список литературы
1. Исследование и разрабогка нового реагентного режима флотации углей на основе термодинамических параметров адсорб-ции углеводородов на угольной поверхности / Петухов В.Н., ОсинаН.Ю., Юнаш ААи др. // Башкирский химический журнал. 2007. Т. 14. № 3. С. 69-71.
2. Дебердеев И. X., Пиккат-Ордынский Г.А., Рудановская Л.А. О применении новых эффективных реагентов во флотации / Уголь. 1988. № 11. С. 49-50.
3. Совершенствование технологии флотации углей за счег использования кремнийорганических соединений / Петухов В.Н., Осина Н.Ю., Кукушкин В.В и др. // Вестник Кузбас. гос. те<н. ун-та. 2003. № 5. С. 78-81.
4. Павлович В.И., Фоменко Т.Г., Погарцева Е.М. Определение показателей обогащения углей. М.: Недра, 1965.
Bibliography
1. Research and working out of the new reagent condition of flotation of coals on the basis of thermodynamic parametres of adsorption of hydrocarbons on a coal surface / Petuhov V.N., Osina N.U., Unash A.A. and other // The Bashkir chemical journal. 2007. Vol. 14. № 3. P. 69-71.
2. Deberdeev I.H., Pikkat-Ordinsky G.A., Rudanovskaya L.A. About application of new effective reagents in flotation // Coal. 1988. N 11. P. 49-50
3. Perfection of technology of coals flotation at the expense of use organosilicic compounds / Petuhov V.N., Osina N.U., Kukushkin V.V. and other // Reporter of Kuznetsk Basin State Technical University. Kemerovo, 2003. № 5. P. 78-81.
4. Pavlovich V.I., Fomenko T.G., Pogarceva E.M. Definition of factors of coals enrichment. M.: Nedra, 1965.
УДК 622.27
Джиоева А.К., Паук Л.Г.
РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ЧИСЛА И ОБЩЕЙ ДЛИНЬТ ПРОБУРЕННЫХ СКВАЖИН
В практике применения скважинной отбойки широкое распространение получили веерное и параллельное расположение взрывных скважин. Целесообразность применения первого или второго способа
зависит от многих факторов, основными из которых являются: необходимая точность оконтуривания
взрываемого массива, равномерность распределения ВВ, а также экономичность буровыхработ.
