CC BY
22
ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ
Серосодержащие соединения нефти как интенсификаторы флотации Кужаева А. А.1, Берлинский И. В.2
'Кужаева Алена Алексеевна /Kuzhaeva Alena Alekseevna — кандидат химических наук, доцент;
2Берлинский Игорь Вячеславович /Berlinskii Igor Vyacheslavovich — кандидат химических наук, доцент, кафедра общей и физической химии, факультет переработки минерального сырья, Санкт-Петербургский горный университет, г. Санкт-Петербург
Аннотация: достижение высоких показателей в области обогащения минерального сырья в значительной мере зависит от усовершенствования реагентных режимов флотации. Определяющая роль в повышении эффективности реагентных режимов принадлежит различным реагентам. Серосодержащие органические соединения, выделенные из нефтепродуктов, обладают высокими поверхностно-активными свойствами и являются интересными аполярными реагентами, не требующими введения дополнительных ПАВ.
Ключевые слова: флотореагенты, интенсификаторы, флотация, аполярные реагенты.
Одной из важнейших проблем горно-металлургического комплекса, как известно, является существенное обеднение руд, что связано с вовлечением в переработку бедных, труднообогатимых руд. Существенная роль в решении этой проблемы отводится стадии обогащения минерального сырья, разработке новых приемов и схем обогащения, новых высокоэффективных флотореагентов с целью комплексного их извлечения.
Серосодержащие соединения относятся к наиболее представительной группе гетероатомных компонентов газоконденсатных и нефтяных систем. Общее содержание серы в нефтегазовых системах колеблется в широких пределах: от сотых долей процента до 6-8 % (масс.) и более. Содержание серосодержащих соединений в некоторых нефтях достигает 40 % (масс.) и выше, в некоторых случаях нефть почти целиком состоит из них. В отличие от других гетероатомов, преимущественно концентрирующихся в смолисто-асфальтеновых веществах, значительная доля серы содержится в дистиллятных фракциях. Как правило, содержание серы в прямогонных фракциях возрастает по мере повышения температуры их кипения и общей сернистости исходной нефти.
Флотореагенты обыкновенно разделяют на три группы: собиратели, пенообразователи и модификаторы [1]. Актуальными являются исследования, направленные на разработку нового класса флотореагентов: реагентов-интенсификаторов флотации. Указанные реагенты, как правило, самостоятельно не обладают высокой эффективностью как реагенты-собиратели при флотации руд цветных металлов, но их добавки к традиционным флотореагентам существенно усиливают их собирательную способность, благодаря воздействию на физико-химические характеристики флотационного процесса.
Собиратели (коллекторы). Роль этих реагентов заключается в селективной гидрофобизации (понижении смачиваемости) поверхности некоторых минеральных частиц и возникновении, тем самым, условий для прилипания к ним газовых пузырьков. По структурным признакам собиратели подразделяют на анионные, катионные, амфотерные и неионогенные. Молекулы анионных и катионных реагентов содержат неполярные (углеводородные) и полярные (амино-, карбокси- или др.) группы. Амфотерные собиратели имеют в своем составе амино- и карбоксильную группы, благодаря чему сохраняют активность как в кислой, так и в щелочной средах. Данные коллекторы особенно эффективны для флотации минералов класса оксидов в воде повышенной жесткости. Неионогенные собиратели представлены неполярными соединениями - углеводородными жидкостями преимущественно нефтяного происхождения (газойли, дизельные масла, керосин и т. д.), а также жирами и другие. В виде водных эмульсий они служат для флотации алмазов, графита, калийных солей, молибденита, самородной S, талька, углей, фосфатов и др. минералов с неполярной поверхностью [2].
Пенообразователи (вспениватели), адсорбируясь на поверхности раздела газ - жидкость, понижают поверхностное натяжение, способствуют образованию устойчивой гидратной оболочки пузырьков воздуха, уменьшают их крупность и препятствуют коалесценции, умеренно стабилизируют минерализованную пену. В качестве вспенивателей используют одноатомные алифатические спирты (например, метилизобутилкарбинол), гомологи фенола (крезолы и ксиленолы), технические продукты (пихтовое и сосновое масла), содержащие терпеновые спирты, монометиловые и монобутиловые эфиры полипропилен-гликолей, полиалкоксиалканы (например, 1,1,1,3-тетраэтоксибутан) и др. Пенообразующими свойствами обладают некоторые собиратели (амины, карбоновые кислоты) [3, 4].
| 5 | ВЕСТНИК НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ № 5(17) 2016
Модификаторы (регуляторы) позволяют сделать возможной, усилить, ослабить или исключить адсорбцию собирателей на минералах. Благодаря регуляторам, уменьшается расход собирателей, достигаются разделение минералов с близкой плотностью, обогащение руд сложного состава с получением нескольких концентратов. Модификаторы, улучшающие закрепление собирателей на поверхности определенных минералов и ускоряющие флотацию, называют активаторами; регуляторы, затрудняющие закрепление коллекторов - подавителями, или депрессорами.
В настоящее время разрабатываются и осваиваются технологические процессы, предусматривающие выделение из нефтепродуктов органических серусодержащих соединений. Нефтяные сульфиды практически для всех нефтей, независимо от месторождения, представлены циклическими соединениями, гомологами алкилзамещенных тиофена и тиоциклоалкана. Эти продукты обладают высокими поверхностно-активными свойствами и являются интересными аполярными реагентами, не требующими введения дополнительных ПАВ [5].
В качестве флотореагентов для флотации сульфидных полиметаллических руд используют нефтяные сульфиды - алкилтиоцикланы и тиоалканы, а также соединения типа R-S-R', где R и R' - предельные или непредельные алкильные или непредельные алкильные или арильные углеводородные радикалы [6].
Таким образом, сульфиды и дисульфиды - активные флотореагенты сульфидных медно-никелевых, медно-молибденовых руд. Однако в настоящее время их использование в значительной степени тормозится из-за отсутствия рациональных способов их выделения и разделения. Необходимо еще учесть, что как основной метод удаления нежелательных в нефтепродуктах сернистых соединений применяется метод гидроочистки, который приводит к разрушению сернистых соединений с образованием углеводородов и сероводорода.
Литература
1. Богданов О. С., Гольман A. M., Каковский И. А. Физико-химические основы теории флотации. М.: Наука, 1983. С. 264.
2. Хан Г. А., Габриелова Л. И., Власова Н. С. Флотационные реагенты и их применение. М. Недра, 1986. С. 271.
3. Русанов А. И., Левичев С. Ф., Жаров В. Т. Поверхностное разделение веществ. Л. Химия, 1981. С. 184.
4. Evans L., Thalody B. P., Morgan J. D., Nicol S. K., Napper D. H., Warr Ion G. G. Flotation using carboxylate soaps: role surfactant structure and adsorption behavior. Colloids and Surfaces, 1995. V. 102. № 13. P. 81-89.
5. Кузина З. П., Мин Р. С., Самойлов В. Г. Сернисто-ароматические концентраты нефти -эффективные аполярные реагенты / Тез. доклада 2-го конгресса обогатителей стран СНГ. М.: Альтекс, 1999. С 62.
6. Шубов Л. Я., Иванков С. И., Щеглова Н. К. Флотационные реагенты в процессах обогащения минерального сырья. Справочник. В 2 кн. / Под ред. Л. В. Кондратьевой. М.: Недра, 1990. Кн. 1. С. 400.
ИК - спектры модифицированной бентонитовой глины Балыкбаева Г. Т.1, Тамшыбаев С.2, Кыргызбаева А. М.3
1 Балыкбаева Гулжан Толепбергенкызы /ВаНкЬаеча Ои^ап Tolepbergenkyzy - кандидат химических наук,
старший преподаватель; 2Тамшыбаев Сунгат / Tamshybaeyev Sungat — магистрант; 3Кыргызбаева Акерке Муратбайкызы / Kyrgyzbaeva Акегке Muratbaikyzy — магистрант, кафедра безопасности жизнедеятельности и рационального использования природных ресурсов,
политехнический факультет, Кызылординский государственный университет им. Коркыт ата, г. Кызылорда, Республика Казахстан
Аннотация: рассмотрены способы модификации природных бентонитовых глин для улучшения их адсорбционной, ионообменной осветляющей и бактерицидной активности. Анализ ИК спектров естественного термо- и кислотоактивированных форм Таганского бентонита Восточно-Казахстанской области показывает, что происходит заметное уменьшение свободных О-Н-связей. Ключевые слова: термо- и кислотоактивированные Таганские бентониты, кислотная активация, ИК-спектры, серной кислоты, полосы поглощения.
Бентониты в естественном виде не проявляют заметной адсорбционной и бактерицидной активности, поэтому требуется их предварительная модификация. Кислотная активация глин широко
ВЕСТНИК НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ № 5(17) 2016 | 6 |
