Исследования физико-химических свойств бурых углей Маячинского месторождения Республики Башкортостан и установление технологических режимов их обогащения

Петухов В.Н.; Субботин В.В.

Раздел 3 ФИЗИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ В МЕТАЛЛУРГИИ

УДК 662.74:622.765.001.5

В.Н. Петухов, В.В. Субботин

ФГБОУВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»

ИССЛЕДОВАНИЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

БУРЫХ УГЛЕЙ МАЯЧИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН И УСТАНОВЛЕНИЕ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ РЕЖИМОВ ИХ ОБОГАЩЕНИЯ

Залогом успешного функционирования углеобогатительных фабрик является увеличение выпуска и улучшение качества готовой продукции. В связи с высокой степенью механизации горных работ, переходом на разработку пластов с повышенной зольностью ухудшается качество углей, направляемых на обогащение, а также увеличивается количество мелких классов. Одновременно с улучшением качества концентрата необходимо стремится к снижению потерь угля с отходами обогащения, подвергать обогащению весь уголь, поступающий на углеобогатительные фабрики. Следует отметить, что в практике обогащения углей количество мелочи дополнительно увеличивается (особенно при флотации трудно-обогатимых углей) в результате их тонкого дробления с целью разделения сростков.

Особенно трудно флотируются бурые угли, поверхность которых сильно гидрофильна в связи с наличием в органической массе углей большого количества кислородсодержащих функциональных групп.

Флотация труднообогатимых бурых углей с повышенным количеством и степенью дисперсности минеральных включений, с содержанием глинистых, а также с окисленной поверхностью зерен требует серьезного внимания.

Флотация легкообогатимых углей не представляет сложности, и применяемые реагентные режимы довольно эффективны при их обогащении.

Целью данной работы являлись исследование физико-химических свойств бурых углей Маячинского месторождения Республики Башкортостан и установление возможности их обогащения с использованием гравитационного и флотационного методов за счет использования новых реагентов комплексного действия.

Одним из наиболее перспективных направлений в вопросе совершенствования технологии флотации углей является использование новых реагентных режимов [1-3]. Хотя флотационные реагенты входят в число основных загрязнителей окружающей среды, обогащение мелких классов углей без их применения невозможно, поскольку именно от реагентов во многом зависят показатели флотационного процесса. Поэтому проблема изыскания новых нетоксичных избирательно действующих реагентов, а также снижение их расхода путем составления флотационно-активных смесей из продуктов химических производств является актуальной для обогащения угольной мелочи.

Анализ исследований по разработке новых эффективных реагентных режимов для флотации углей показывает, что одним из основных направлений улучшения показателей флотации является использование аполярных реагентов, содержащих в групповом химическом составе углеводороды с кратными углерод-углеродными связями.

Установлено, что бурые угли Маячинского месторождения Республики Башкортостан отличаются равномерным распределением минеральных компонентов по классам крупности, высоким потенциалом поверхности, что определяет их трудную обогати-мость, особенно мелких классов.

Исследованием установлено, что при использовании гравитационных методов обогащения классов крупности более 1 мм возможно получение концентрата с зольностью 15% при его выходе в пределах 66,0-67,0% от класса и в пределах 50% от рядового угля. Возможно получение концентрата с зольностью 12,0% при обогащении класса более 1 мм, но при этом выход концентрата снизится до 42% от исходного угля. Зольность отходов составит около 37%.

В случае обогащения класса более 3,0 мм выход концентрата может составить 61,0-62,0% от класса при его зольности в пределах 11,0-12,0% и в пределах 31,0-32,0% от рядового угля. Плотность разделения в гравитационных аппаратах необходимо поддерживать в пределах 1210-1220 кг/м3.

При флотации мелких классов углей (менее 1 мм) установлена их очень низкая флотируемость, что объясняется высокой степенью гидрофильности поверхности угольных частиц. Заряд угольной поверхности составляет более 30 Мв, а рН пульпы 7,6-7,8, при рН водопроводной воды в пределах 8.2-8.3, что объясняется выделением в раствор большого количества гуминовых кислот.

Предварительное исследование флотируемости бурых углей показало, что для повышения эффективности их флотации необходимо подавать в процесс наряду с реагентами собирателями и вспенивателями также реагенты активаторы и дополнительные реагенты - гидрофобизаторы [2.]

Исследование действия различных композиций химических соединений, подаваемых в процесс флотации, позволили установить, что из дополнительных реагентов высокие показатели получены с использованием поглотительного масла. Так, например, при равном расходе реагентов (43,5 кг/т) использование поглотительного масла вместо дизельного топлива привело к повышению выхода концентрата на 5,4% абс., извлечение горючей массы концентратов повысилось на 7% при одновременном снижении зольности концентрата на 0,5% (см. таблицу).

Нами проведены исследования в направлении снижения расхода реагентов. Установлено, что применение дополнительного реагента РХ-1 вместо поглотительного масла позволило при равном расходе реагентов (23,0 кг/т) повысить выход концентрата на 8,4% (с 26,7 до 35,1%), а извлечение горючей массы в концентрат повысилось на 8,9%. Установлено, что при одинаковом выходе концентрата и его зольности применение РХ-1 расход реагентов снижается на 20 кг/т по сравнению с использованием поглотительного масла (см. таблицу). Это объясняется наличием в групповом химическом составе дополнительного реагента РХ-1 до 70% ПАВ с длиной углеводородного радикала С=10-14.

Для получения более высоких показателей флотации бурых углей целесообразно использовать следующие реагенты:

- активатор - тетраэтоксисилан (ТЭОС);

- собиратель - тракторный керосин;

- дополнительный реагент (масло) - РХ-1;

- реагент вспениватель - Кэтгол.

Таким образом, исследованием установлено, что несмотря на низкую флотируемость бурых углей использование композиций реагентов, включающих реагенты-активаторы и дополнительные реагенты, позволяет извлечь до 37,9% горючей массы в концентрат с зольностью 19,9-20,3%, при исходной зольности бурых углей 25,3-26,1%.

Влияние реагентного режима на показатели флотации бурых углей

Реагентный режим -S JS ^ т 2 S. о. н О I

S н .0 Расход реагентов, кг/т ^ го н о -S -S .0

(J о го Собирател! Доп. реаген Активатор ф н го ш S I ф с о со Собирателя Доп. реагент Активатор Вспенивателя Итого 2 £ о с Ч О X _0 со н о 0 1 .0 с; о со ф S I I о Ф * Т ш Ф _ с; -о ш о п о s Го

JS i ^ О ш s с; с о н 0,4 0,4 43,5 Концентрат 28,3 20,9 30,0

о 8 ГО ® а. ^ 1- 2,5 40,2 Отходы 71,7 27,0

S ч Общий 43,5 Итого 100 25,3 30,0

>s н s о с; 0,4 0,4 43,5 Концентрат 34,7 20,4 37,0

£ ° £ о ^ £ & 5 F « н m ^ 2,5 40,2 Отходы 65,3 27,9

Ю го « ü. ^ н о 2 IZ ТЭОС Общий 43,5 Итого 100 25,3 37,0

о >s i 5 н 0,4 0,4 23,4 Концентрат 26,7 19,9 29,0

£ " S о £ а Н С о <3 F го 2,5 20,1 Отходы 73,3 28,4

го £ н (3 ^ IZ Общий 23,4 Итого 100 26,1 29,0

>s 0,4 23,0 Концентрат 35,1 20,3 37,9

И Ё а (0 ig н РХ-1 — 2,5 20,1 общий 23,0 отходы 64,9 29,2

итого 100 26,1 37,9

Список литературы

1. Абрамов A.A. Переработка, обогащение и комплексное использование твердых полезных ископаемых. Т. 2. М.: Изд-во МГГУ, 2004.

2. Ельяшевич М.Г., Пушкаренко Е.И. Опыты флотации углей. М.: Госгортехиздат, 1960.

3. Кондратьев С.А., Изотов A.C. Влияние углеводородных масел на образование флотационного комплекса «частица-пузырек» // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. 2001. № 2. С. 87-92.

УДК 574

А.И. Орехова, A.M. Халемский, Т.М. Вовнова, Б.С. Коган, В.И. Иванов

ФГБОУВПО «Уральская госуларственная медицинская академия», г.Екатеринбург

РЕНТГЕНОФАЗОВОЕ И ДЕРИВАТОГРАФИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕАГЕНТА «ФЕРНЕЛ»

В технологии водоподготовки, обезвреживания и очистки сточных вод в основном применяют соединения марганца (пиролюзит - MnO2; перманганат калия - KMnO4), хлора (Cl2, гипохлори-ты кальция или натрия - Са(СЮ)2 или NaCIO), кислорода (озон -03; пероксид натрия - Na2O2) и другие. Основные недостатки при использовании указанных соединений связаны с вторичным загрязнением водных растворов соединениями марганца, хлоридами и пероксидами; последние оказывают отрицательное воздействие на окружающую среду.

Авторами патента №2381180 впервые синтезирован реагент «Фернел», обладающий высокой окислительной активностью; последняя обусловлена имеющимися в составе фернела ферратов натрия или калия, которые по окислительной способности более сильные, чем перманганаты. Продуктом восстановления ферратов щелочных металлов является высокодисперсный осадок оксида железа (III) Fe2O3-nH2O, обладающий высокой сорбционной способностью и способствующий качественной очистке водных растворов.

Реагент-окислитель «Фернел» может быть использован для обеззараживания, обезвреживания и очистки природных и сточных вод от соединений фосфора, мышьяка, сурьмы, цианид-ионов, фенолов, радионуклидов, непредельных углеводородов и других соединений, обладающих восстановительными свойствами.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Петухов В. Н., Субботин В. В.