способ флотации угля и композиционный реагент для его реализации

Формула изобретения

1. Способ флотации угля, по которому в пульпу подают композиционный реагент, включающий реагент-собиратель и пенообразователь, производят кондиционирование пульпы, осуществляют процесс флотации, выделяют горючую массу в пенный продукт, отличающийся тем, что в процессе изготовления композиционного реагента при компаундировании реагента-собирателя с пенообразователем вводят присадку, состоящую из полимера этилена с виниловым эфиром, растворенным в высококипящих углеводородах.

2. Композиционный реагент для флотации угля, состоящий из смеси реагентов, отличающийся тем, что смесь реагентов включает прямогонную углеводородную фракцию керосина-абсорбента, легкий вакуумный газойль, атмосферный газойль, кубовые остатки ректификации бутиловых спиртов, продукт коксования углей - кубовые остатки ректификации сырого бензола и присадку для понижения температуры застывания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых методом флотации и может быть использовано при флотации угля.

Известен способ флотации угля и графита с применением собирателя и пенообразователя, где в качестве собирателя-пенообразователя используют алкилпроизводные 1.3-диоксана (А.с. СССР №476896, B03D 1/02, 15.07.1975).

Недостатком аналога является то, что процесс смешивания может быть осуществлен только на углеобогатительных фабриках, а также невысокая эффективность процесса и небольшой процент извлечения горючей массы в концентрат.

Известен способ флотации углей, включающий кондиционирование угля с реагентной смесью собирателя - тракторного керосина и пенообразователя - кубовых остатков ректификации бутиловых спиртов, последующее разделение с выделением горючей массы в пенный продукт, по которому в кондиционирование перед собирателем и пенообразователем вводят водный раствор катамина АБ, представляющего собой технический продукт, содержащий алкилдиметилбензиламмоний хлорида общей формулы R(СН₃)₂NCH ₂С₆Н₅Cl,

где R - смесь прямоцепных алкильных остатков С ₁₀-С₁₈,

причем соотношение тракторного керосина, кубовых остатков производства бутиловых спиртов АБ составляет от 77,8:20,2:2,0 до 89,2:9,6:1,2 (Патент РФ №2019301, B03D 1/02, 1994.09.15).

Недостатком аналога является то, что собиратель и пенообразователь смешиваются только на обогатительной фабрике.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ флотации угля, по которому в пульпу подают реагент-собиратель и пенообразователь, производят кондиционирование пульпы, осуществляют процесс флотации, выделяют горючую массу в пенный продукт, при этом в пульпу вводят готовый композиционный реагент в виде смеси реагента-собирателя и пенообразователя, и реагент, содержащий остаточный продукт переработки, образующийся в процессе выделения фенола из фенольной смолы, который смешивают с керосином (А.с. СССР №1269844, B03D 1/02, 1986.11.15).

Недостатком прототипа является высокая токсичность способа, поскольку фенол является опасным ядом, и невысокая технологичность процесса, обусловленная невозможностью использования при низких температурах без предварительного подогрева.

Задача изобретения - повышение технологичности процесса флотации угля, повышение извлечения горючей массы в концентрат и повышение эффективности процесса за счет применения готового композиционного реагента и использования при низких температурах без предварительного подогрева.

Поставленная задача достигается тем, что в способе флотации угля, по которому в пульпу подают композиционный реагент, включающий реагент-собиратель и пенообразователь, производят кондиционирование пульпы, осуществляют процесс флотации, выделяют горючую массу в пенный продукт, в отличие от прототипа, в процессе изготовления композиционного реагента при компаундировании реагента-собирателя с пенообразователем вводят присадку, состоящую из полимера этилена с виниловым эфиром, растворенным в высококипящих углеводородах.

Поставленная задача достигается также тем, что в композиционном реагенте для флотации угля, состоящем из смеси реагентов, в отличие от прототипа смесь реагентов включает прямогонную углеводородную фракцию керосина-абсорбента, легкий вакуумный газойль, атмосферный газойль, кубовые остатки ректификации бутиловых спиртов, продукт коксования углей - кубовые остатки ректификации сырого бензола и присадку для понижения температуры застывания.

Прямогонные углеводородные фракции керосина-адсорбента соответствуют техническим условиям ТУ 38.601-22-70-97, легкий вакуумный газойль - по ТУ 025-066-05766801-97, кубовые остатки ректификации бутиловых спиртов - по ТУ 2421-086-05766575-99.

Керосин-адсорбент представляет собой высококипящие дистиллятные фракции прямой перегонки нефти, получаемые на установке гидроочистки дизельного топлива.

Вакуумный газойль, горючая жидкость, представляющая собой смесь углеводородов: Н - парафины около 60,4% масс., изо-парафины около 30% масс., нафтеновые углеводороды около 5,6% масс., ароматические углеводороды около 4% масс., серосодержащие углеводороды - менее 0,0005% масс.

Атмосферный газойль представляет собой смесь углеводородов: H - парафины около 55% масс., изо-парафины около 33% масс., нафтеновые углеводороды около 6,6% масс., ароматические углеводороды около 5% масс.

Кубовый остаток ректификации бутиловых спиртов получается при производстве бутиловых спиртов методом оксосинтеза по ТУ 2421-086-05766575-99 и является горючей жидкостью, представляющей собой смесь, в состав которой входят следующие компоненты: н-бутанол, изобутилизобутират, н-бутилбутират, 2-этилгексанол, непредельные спирты С₈, ацетали, моногликолевые эфиры С₁₂.

Продукт коксования углей, например кубовые остатки ректификации сырого бензола по ТУ-14-7-47-88, образуются в результате сернокислотной очистки фракций сырого бензола и выделяются при окончательной ректификации после выделения чистых продуктов.

Присадка состоит из полимера этилена с виниловым эфиром, растворенным в высококипящих углеводородах. В отличие от других аналогов, состав присадки позволяет использовать композиционный реагент в зимний период без предварительного подогрева, что немаловажно, т.к. большинство обогатительных фабрик находятся в холодных климатических зонах (Кемеровская область и Якутия).

Пример конкретной реализации способа

Композиционный реагент приготавливают в результате компаундирования прямогонных углеводородных фракций керосина-абсорбента по ТУ 38.601-22-70-97, легкого вакуумного газойля по ТУ 025-066-05766801-97, атмосферного газойля, кубовых остатков бутиловых спиртов ТУ-2421-086-05766575-99, кубовых остатков ректификации сырого бензола по ТУ-14-7-47-88, присадки, состоящей из полимера этилена с виниловым эфиром, растворенным в высококипящих углеводородах.

Композиционный реагент в готовом виде поступает на углеобогатительную фабрику.

Испытания по реализации способа флотации угля с композиционным реагентом проводились в Сибирском научно-исследовательском институте углеобогащения г.Прокопьевска и на секции флотационного отделения углеобогатительной фабрики (Центральной обогатительной фабрики «Сибирь») при подготовке пульпы в аппарате АКП-2 и автоматическом дозировании флотационных реагентов.

По водно-шламовой схеме на флотацию поступает пульпа - смесь угля и воды, в которую вводят композиционный реагент. В процессе смешения водно-шламовой смеси и композиционного реагента подают воздух, т.е. осуществляют кондиционирование. Образуется пенный продукт, который подают на пеногашение. После сушки получают угольный концентрат.

Результаты испытаний сведены в таблицы. В таблице 1 приведены показатели, полученные при флотации на реагенте-собирателе - газойле легком каталитического крекинга и коксования (ТУ 38.301-19-31-91), при содержании его 980 г/т и 160 г/т - пенообразователя.

Таблица 1
Продукты флотации	Выход, %	Зольность, %	Суммарные продукты, %
			всплывшие		потонувшие
			выход	зольность	выход	зольность
Концентрат 1	10,6	6,8	10,6	6,8	100,0	11,2
Концентрат 2	16,7	7,1	27,3	7,0	89,4	11,7
Концентрат 3	45,3	6,1	72,6	6,4	72,7	12,8
Концентрат 4	13,4	9,7	86,0	6,9	27,4	23,9
Концентрат 5	8,3	19,4	94,3	8,0	14,0	37,4
Концентрат 6	0,9	35,5	95,2	8,3	5,7	63,6
Концентрат 7	0,7	41,1	95,9	8,5	4,8	68,9
Итого	95,9	8,5	100,0	11,2	4,1	76,6
Отходы	4,1	73,6	-	-	-	-
Всего	100,0	11,2	-	-	-	-

Результаты флотации на заявляемом композиционном реагенте (расход 980 г/т) приведены в таблице 2.

Таблица 2
Продукты флотации	Выход, %	Зольность, %	Суммарные продукты, %
			всплывшие		потонувшие
			выход	зольность	выход	зольность
Концентрат 1	13,2	6,2	13,2	6,2	100,0	11,9
Концентрат 2	23,4	6,9	36,6	6,6	86,8	12,8
Концентрат 3	37,9	6,9	74,5	6,7	63,4	15,0
Концентрат 4	17,4	12,8	91,9	7,9	25,5	27,2
Концентрат 5	2,9	32,1	94,8	8,6	8,1	58,1
Концентрат 6	0,9	48,6	95,7	9,0	5,2	72,6
Концентрат 7	0,4	57,5	96,1	9,2	4,3	77,6
Итого	96,1	9,2	100,0	11,9	3,9	79,7
Отходы	3,9	79,7	-	-	-	-
Всего	100,0	11,9	-	-	-	-

При сопоставительном анализе таблицы 1 и 2 видно, что наилучшие показатели флотации получены при флотации на композиционном реагенте. Увеличивается зольность отходов более чем на 6% (79,7 у заявляемого композиционного реагента по таблице 2 и 73,6 - у прототипа по таблице 1.)

Преимуществом данного способа флотации является сокращение времени и энергетических затрат на проведение процесса, т.к. на обогатительную фабрику поступает уже готовый композиционный реагент.

Кроме того, в отличие от аналогов, введение присадки позволяет использовать композиционный реагент в зимний период без предварительного подогрева, что немаловажно, т.к. большинство обогатительных фабрик находятся в холодных климатических зонах (Кемеровская область и Якутия).

Итак, заявляемое изобретение позволяет повысить технологичность процесса флотации угля за счет применения готового композиционного реагента, процент извлечения горючей массы в концентрат, а также повысить эффективность процесса за счет использования при низких температурах без предварительного подогрева.