Повышение эффективности действия собирателей при флотации углей Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

© А.А. Лавриненко, Д.С. Сирчснко, 2008

УДК 622.765.06:622.333

А.А. Лавриненко, А.С. Сирченко

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ДЕЙСТВИЯ СОБИРАТЕЛЕЙ ПРИ ФЛОТАЦИИ УГЛЕЙ

Снижение легкодоступных запасов ценных технологических марок углей обусловливает необходимость разработки маломощных и глубоко залегающих пластов, что, наряду с широким применением способов механизированной добычи, приводит к значительному повышению содержания в рядовом угле высокозольных мелких классов флотационной крупности. При этом на углеобогатительных фабриках общее количество шламов, обогащаемых методом флотации, достигает 2535 % от массы рядового угля поступающего на переработку.

Полнота извлечения органической массы угля в концентрат при флотации и себестоимость концентрата во многом зависят от выбранного реа-гентного режима. В настоящее время на углеобогатительных фабриках (УОФ) страны в качестве реагентов-собирателей применяются, в основном, дешевые технические продукты или отходы нефтехимической промышленности, которые обладают низкой флотационной активностью и требуют значительного расхода для достижения удовлетворительных показателей обогащения. Совершенствование реагентных режимов флотации возможно, в частности, на основе использования высокоактивных собирателей, а также дополнительных реагентов-модификаторов угольной поверхности из числа водорастворимых сополимеров.

В качестве собирателей исследовали технические продукты нефтехимии газойль легкого каталитического крекинга, применяющийся на углеобогатительных фабриках Кузбасса, а также новый реагент для флотации углей тяжелый полимер-дистиллят (УГФ), являющийся сырьем для термокаталитических процессов [1].

Результаты механической флотации угольного шлама зольностью 13,8 %, обогащаемого на УОФ «Сибирь», с помощью собирателя газойль показали, что извлечение горючей массы в концентрат более 90 % при зольности отходов флотации 50-60 % достигается при расходе собирателя от 2,1 до 2,8 кг/т угольного шлама (табл.). Такие же показатели флотации получены при использовании в качестве собирателя тяжелого полимер-дистиллята, но при меньшем в 5-6 раз расходе нового реагента.

Высокую флотационную активность тяжелого полимер-дистиллята можно объяснить пространственным строением молекул тримеров и тетрамеров изобутилена, доминирующих в его групповом химическом составе, в которых чередующиеся атомы углерода, имеющие два метальных радикала, связаны друг с другом одной -СН2- связью. Благодаря такому строению молекулы тримеров и тетрамеров изобутилена при их адсорбции на угольных частицах значительно разрыхляют гидратный слой непо-

Показатели флотации угольного шлама УОФ «Сибирь» различными собирателями

Реагентный режим, расход реагентов кг/т Продукт флотации Показатели флотации, %

собиратель пенообразо- ватель выход золь- ность извлечение горючей массы

газойль, 1,18 кубовый остаток производства бутилового спирта (КОБС), 0,08 концентрат отходы 73,4 26,6 5,8 36,9 80,3

газойль, 1,58 концентрат отходы 81,8 18,2 6,1 48,9 89,2

газойль, 2,17 концентрат отходы 84.5 15.5 6,4 54,1 91,8

газойль, 2,76 концентрат отходы 86,4 13,6 6,7 58,9 93,5

Л СО р ^ концентрат отходы 87,1 22,9 7,0 59,3 93,9

смесь газойля и УГФ (9:1), 1,37 концентрат отходы 87.0 23.0 7,0 59,3 93,9

средственно вблизи твердой поверхности, что приводит к повышению ее гидрофобности и увеличению показателей флотации [1]. При этом собирательная способность тяжелого полимер-дистиллята настолько велика, что его добавка в газойль в количестве 10 % (объёмных) резко повышает флотационную активность основного собирателя (см. табл.).

В качестве реагента-модификатора использовали водорастворимый сополимер метилметакрилата с метакриламидом и аммонийной солью метак-

I

Р-

риловой кислоты (дэман), строение гидрофобной части макромолекулы которого, схоже со строением молекул тримеров и тетрамеров изобутилена. Основное назначение модификатора заключается в повышении гидрофобности угольной поверхности, происходящем вследствие ориентации гидрофобной части его макромолекулы в жидкую фазу пульпы при взаимодействии адсорбционно-

активных кислородсодержащих центров угольной поверхности с функциональными группами модификатора [2]. В процесс кондиционирования пульпы реагентами, модификатор подавали перед собирателем и пенообразователем, в количестве, определяемом по разработанной методике, основанной на прямой зависимости расхода мо-

Расход легкого каталитического газойля, кг/т

-без модификатора •

-с модификатором

Зависимость выхода концентрата при флотации обработанного модификатором шлама УОФ «Сибирь» от расхода легкого каталитического газойля

дификатора от содержания кислорода в органической массе углей [3].

Результаты флотации угольного шлама УОФ «Сибирь» собирателем газойль с применением пенообразователя КОБС (0,06 г/т) показали, что использование модификатора «дэман» в количестве 0,1 г/т твердого позволяет при равном расходе собирателя повысить выход концентрата на 0,85,3 %, а также снизить расход собирателя на 11-13 % при одинаковом выходе концентрата (рисунок).

Высокую собирательную способность технического продукта тяжелого полимер-дистиллята, по сравнению

1. Пат. 2306982 РФ, МПК В 03 Б 1/02. Способ флотации угля. Петухов В.Н., Захаров И.П., Сирченко А.С.; заявитель ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И. Носова» - № 2006105534/03; заявл. 22.02.06 ; опубл. 30.09.07, Бюл. № 27. - 2 с.

2. Петухов В.Н., Сирченко А. С. Роль реагентов модификаторов в процессе флотации каменноугольной мелочи // VI конгресс обогатителей стран СНГ (Москва, 28-

с низкой эффективностью применяемого на УОФ в качестве собирателя легкого каталитического газойля можно объяснить строением молекул тримеров и тетрамеров изобутилена, доминирующих в его групповом химическом составе.

Таким образом, повышение флотационной активности применяемого на УОФ газойля, может быть осуществлено за счёт его использования в смеси с тяжелым полимер-дистиллятом, а также с помощью предварительной модификации угольной поверхности водорастворимым сополимером «дэман».

-------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

30 марта 2007 г.). Материалы конгресса. МИСиС. - М., 2007. - Т. 2. - С. 201-203.

3. Сирченко А.С., Лавриненко А.А. Флотация каменноугольной мелочи различной стадии метаморфизма с использованием реагента модификатора «дэман» // Проблемы освоения недр в XXI веке глазами молодых: материалы 4 Международной научной школы молодых ученых и специалистов. -М.: ИПКОН РАН, 2007 - С. 314-316. ЕШ

— Коротко об авторах------------------------------

Лавриненко А.А. - ИПКОН РАН.

Сирченко А.С. - ГОУ ВПО МГТУ им. Г.И. Носова.

Статья представлена ИПКОН РАН.