Влияние фракционного состава термогазойля и нефти на процесс флотации угольных шламов Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ОБОГАЩЕНИЕ ПОЛЕЗНЫХ ИСКОПАЕМЫХ

УДК 622.648.24

А.А. Байченко, А.Н. Батушкин

ВЛИЯНИЕ ФРАКЦИОННОГО СОСТАВА ТЕРМОГАЗОИЛЯ И НЕФТИ НА ПРОЦЕСС ФЛОТАЦИИ УГОЛЬНЫХ ШЛАМОВ

Технико-экономические показатели флотации углей во многом определяются применяемым реагентным режимом. Многочисленные исследования флотации труднообогатимых углей, в основном, связаны с улучшением эффективности и селективности этого процесса, благодаря использованию новых реагентных режимов [1-3].

В качестве объектов для проведения исследований в работе использовались продукты нефтепереработки термогазойля и нефти в виде отдельных температурных фракций, характеристики которых приведены на рис.1. Чистота ректификации нефтепродуктов контролировалась хроматографическим методом [4].

Для изучения фракционного состава нефтяных продуктов

производилась их разгонка на температурные фракции в вакууме с помощью колб Кляйзе-на.

Продукты ректификации получены из термогазойля и среднедистиллятной фракции нефти. Температура перегонки у

Таблица 1

Показатели температурных фракций

Фракции нефти Температура вакуумная Температура атмосферная

Реагент 0 0С

Фракция № 1 20 -120 140 -270

Фракция № 2 120 -160 270 - 320

Фракция № 3 160 - 180 320 - 360

Фракция № 4 > 180 > 360

Остаточное давление 2-3

Фракции термогазойля Фракция № 5 40 -90 160 - 240

Фракция № 6 90 -125 240 - 280

Фракция № 7 125-145 280 - 300

Фракция № 8 145 -180 300 - 360

Фракция № 9 180 > 360 >

Остаточное давление 2-3

Физические характеристики продуктов вакуумной ректификации термогазойля и нефти.

100

80

о 60

><

іі 40

Ш

20

0

1

\

ч ч

30 60 90 120 О ■ 'П 180

Реагент № ВіЕУЇТіШІЯ ТСІіШ іріТУрі ІІЖЕШШІО

Газойль 2 40-90 90-125 125-145 145-130

Фракции газойпя № 5 № 6 № 7 № 8

Нефть 1 20-120 120-160 160-180 180<

Фракции нефти № 1 № 2 № 3 Н» 4

Остаточное дав пение 2-3°

Рис.1

термогазойля 160-360 С и, соответственно, у нефти 140-3650С, содержание фракции 200-340 0С составляет 70 % (рис.1).

В табл.1 приведены показатели температурных фракций вакуумной ректификации с пересчетом на атмосферные.

Влияние фракций аполяр-ного реагента на гидрофоби-зацию поверхности угольных и породных частиц с последующим их извлечением из камеры флотомашины (табл.2).

Механизм действия аполяр-ных реагентов выяснен еще недостаточно, а подбор их ведется сугубо эмпирически. Некоторые функции, которые выполняют эти реагенты, могут быть легко выявлены путем постановки флотационных опытов с различными классами угля и с различ-

38

А.А. Байченко, А.Н. Батушкин

Рис.2. Машина флотационная механическая однокамерная объем камеры -1,0л (237ФЛ-Б):1-корпус; 2-опора поворотная; 3-блок импеллера; 4-отбойник; 5-камера; 6-лопатка пеногона; 7-водила; 8-рычаг; 9-винт; 10-лампа сигнальная; 11-крышка; 12-шкив импеллера; 13-ремень; 14-шкив; 15-двигатель; 16-привод пеногона; 17-ротаметр; 18-кронштейн; 19-трубка; 20-вентиль ротаметра; 21-фильтр; 22-выключатель автоматический; 23-переключатель; 24-тумблер; 25-

панель электрооборудования.

ными расходами данного реагента.

В работе использовались: уголь марки КС; Ла = 20,2; =

19,1; = 0,29;

- машина флотационная механическая однокамерная с объемом камеры -1,0 л (237ФЛ-Б) ;

- различные фракции реагента.

В данной работе принята

следующая методика опыта. Во флотомашину (рис.2) заливается 1 литр чистой воды и засыпается 50 граммов исследуемого угля. В течение 5 минут пульпа при малой скорости перемешивается, чтобы смочить засыпанные частицы. После этого подается определенное количество эмульсии реагента и в течение одной минуты осуществляется

перемешивание реагента с пульпой. Конструкция аппарата пенной флотации обеспечивает равномерное распределение эмульсии по всему объему пульпы. Подача воздуха обеспечивается с помощью регулированного устройства. Минерализованные пузырьки воздуха движутся вверх в турбулентном потоке, достигаемом с помощью электромеханической мешалки. Отбор концентрата производился с помощью механической лопатки в приемник концентрата. Время флотации - 3 минуты (за это время происходит полная флотация).

Результаты влияния различных фракций на выход концентрата представлены на графиках с и ё, рис.3.

Анализ полученных результатов позволяет сделать вывод

о том, что при одинаковой концентрации фракций с увеличением их температуры кипения до определенного момента увеличиваются и их собирательные свойства. Различия собирательных свойств у разных фракциях

Таблица 2

Результаты флотации мелких частиц угля на лабораторной флотомашине

Расход собирателя, общий,

4000г\ т

Фракции Вес, Концентрат Отходы Выход

Газойль Нефть г Зольность % Зольность % Кон- цен- трата %

Фракция№6 — 5,3 83,4 75,80

Фракция№7 — 6,7 80,4 69,92

Фракция№7 Фракция№3 7,0 78,0 69,26

Фракция№8 — 50 8,8 67,9 48

Фракция№8 Фракция№2 9,3 50,1 56,84

Фракция№9 — 10,2 38,8 35,28

Гермогазойль 50 % Нефть 50% 8,4 60,4 55,54

значительны.

Наибольший интерес представляют различия у фракций № 6; № 7 и смесь фракций № 7 и № 3, которые превосходит термогазойль по следующим показателям:

- выход концентрата флотации увеличивается ;

- снижается зольность концентрата флотации ;

- увеличивается зольность отходов флотации

Применение этих фракций реагентов позволяет повысить селективность процесса и улучшить технологические показатели: представленных на

рис.3 на графике (с), выделенных из температурных пределов 160- 345°С.' Эти соединения при разделении на трубке Кляйзена были разделены на группы — легкие, средне и тяжело кипящие фракции. В аппарате и пенной флотации были изучены собирательные их свойства различных фракций и их соединений, представленных на рисунках 3.

На основании полученных зависимостей установлено, что наиболее эффективной фракцией термогазойля при флотации угля является фракция № 6, выкипающая в интервале темпера-

а

х

0 и и

1 И

■ Фракция №6

■ Фракция №7 Фракция №7и№3

■ Термогазойль+Нефть 50%

Расход собирателя, кг/т

-Фракция № 8 -Фракция№8и2 -Фракция № 9

12 3 4

Расход собирателя, кг/т

тур 240-2800 С. Добавка нефти к термогазойлю снижает эффек-

Рис. 3

тивность действия реагента.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

С

а

1. Байченко А.А., Байченко Ал. А., Юрмазов В.А., Вяльцев Ю.Л. Повышение эффективности флотации угольных шламов / Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. АН СССР, СО, Изд-во «Наука», Новосибирск 1986, №4,.

2. Дерягин Б. В., Духин С. С., Рулев Н. Н. Кинетическая теория флотации малых частиц. - Успехи химии, 1982, т. 51, вып. I.

3. Глембоцкий В. А., Дмитриева Г. М., Сорокин М.М. Аполярные реагенты и их действие при флотации. - М.: Наука, 1968.

4. Мелик-Гайказян. В. И., Байченко. А. А., Ворончихина. В. В. К установлению параметров, характеризующих флотоактивность реагентов-масел «Кокс и химия» - 1962. - № 8. - с. 13- 16.

□ Авторы статьи:

Байченко Батушкин

Арнольд Алексеевич Артем Николаевич

- докт. техн. наук, проф каф обога- - аспирант каф обогащения

щения полезных ископаемых полезных ископаемых