CS250016B1 - Flotačné činidlo a/alebo komponent - Google Patents

Abstract

Flotačné činidlo a/alebo 'komponent flotačného činidla na báze kyslíkatých organických zlúčenín, ktoré tvoria aspoň jeden z troch vedtajších produktov z výrobně cyklohexanónu oxidáciou cyklohexánu. Tak pozostáva z 20 až 100 hmot. častí povodného neupraveného vedlajšieho produktu — destilačného zvyšku zo stupňa oddetovania zvyškovéihň cyklohexanolu oxidačnej zmesi cyklohexanol — cyklohexanon a/alebo 50 až 100 hmot. častí organického zvyšku z varájka hydrolyzačnej Ikolóny po oddělení časti vody a 5 až 50 hmot. častí predného alkoholického vedlajšieho produktu izolovaného z rektifikácie prevážne cyklohexanol — cyklohexanónovej zmesi. Flotačné činidlo alebo komponent flotačnéího činidla je vhodný na flotáciu uhlia, rudných i dalších nerudných surovin.

Description

250016

Vynález sa týká flotačného činidla a/ale-bo komponentu flotačného činidla, či flo-tačných čínidiel na báze definovaných ved-la jších kyslíkatých organických produktoivz vefkotonážnej petrochemickej výroby, spo-čívajúcej na oxidačnom procese.

Je známe, že v praxi flotácie důležitýmfaktorom určujúcim výsledky procesu súflotačné činidlá. Charakteristickou zvlášt-nosťou základných činidiel, ktoré sa využí-vajú pri flotácii v malýclh množstvách, jeselektivita ich účinku na medzifázové povr-chy: kvapalina—tuhá látka (voda—minerál)a kvapalina—plyn (voda—vzduch). Tak saflotačné činidlá podlá ich základného urče-nia spravidla rozdelujú na tri velké skupi-ny: 1. zberače alebo kolektory; 2. penotvorné činidlá alebo speňovače a 3. regulátory alebo modifikátory.

Zberače tvoria obvykle organické látky,ktoré sa adsorbujú přednostně na medzifá-zovom povrchu kvapalina—tuhá látka, t. j.na povrchu minerálnych častíc drtě. Zbera-če sposobujú hydrofobizáciu minerálnehopovrchu, teda zníženie zmáčiteTnosti povr-clhu minerálov, čo v konečnom důsledkuzfahcuje k němu adíciu bubliniek šzduchu.Přitom molekuly typického Zberača pozo-stávajú z dvoch častí, polárnej a nepolárnej.

Polárná časť atakuje minerál, umožňujeviazanie, resp. adsorpciu molekuly zberačana povrchu minerálu. Nepolámu časť ob-vykle představuje uhlovodíkový reťazec roz-nej dížky, orientovaný k vodě, pričom lenvelmi slabo „reaguje“ s molekulami vody,čo zabezpečuje hydrofóbnosť minerálnehopovrchu.

Typické zberače pozostávajú najčastejšie(Tuturina V. V., Slavnin G. P.: Organičeskajachimija a flotoreagenty. Gosudarstvennoenaučno-issledovatefskoe izdateřstvo litera-tury po gornomu dělu, Moskva /1962/) z o-lejov a ropných frakcií, alifatických kyselin,zlúčenín, obsahujúcidh v polárnej časti mo-lekuly dvojvazbovú síru, sulfoskupinu, ďallejdusík a fosfor. Přitom každý typ zberača na-chádza osObitne účinné použitie pri flotáciiurčitých minerálov.

Penotvorné činidlá tvoria obyčajne hete-ropolárne látky, ktoré sa najčastejšie ad-sorbujú na medzifázovom povrchu kvapali-na—plyn a zebezpečujú potreibnú disperz-nosť bubliniek vzduchu a stálost pěny.Avšak prebytok speňovača silno znižuje stá-lost pěny.

Potom regulátory sú důležité zvlášť priselektívnej flotácii, ktoré napr. u jedinéhominerálu zvyšujú zmáčanie, u iných naopak,znižujú. Obvykle sú to elektrolyty, ktorémenia fyzikálno-ohemický stav a vlastnostizberačov alko aj stav povrchu minerálnychčastíc.

Tak z flotačných činidiel — k typickýmzberačom patria butylxantogenát, amylxan- togenát; k speňovačom krezoly, xylenoly,fenol a alkoholy a k regulátorom ulhličitansodný, oxid vápenatý ap. (Glembockij V. A.,Klassen V. I., Plaskin I. N.: Flotacija. Gostop-techizdat, 1961).

Mnohé látky majú viacfunkičný účinok.Tak laurylsíran sodný používaný pri flotá-cii nesulfldických minerálov má penotvor-ný, zberací a zmáčací účinok; nafténové ky-seliny, používané obvykle pri flotácii dra-selných solí, barytu a imagnezitu majú pe-notvorný a zberací účinok. Navýše uvede-ných účinkov, podlá potřeby sa od flotač-ného činidla požaduje ešte depresačný, alk-tivačný, peptizačný, flokulačný a emulgač-ný účinok.

Tak na účely flotácie sa ako flotačné či-nidlá alebo komponenty flotačných činidielpoužívajú alkylsulfáty, alkylsulfonáty, alkyl-arylsulfonáty, vyššie mastné alkoholy, feno-ly, karboxylové kyseliny, aminy, soli kyse-liny xantogénovej, merkaptány, dialkylditio-fosfáty (Abramov A. A., Leonov S. B., Soro-kin Μ. M.: Chimija flotacionnych sistem.Izdateřstvo Nedra, Moskva (1982); Duden-kov S. V. (red.): Osnovy teorii i praktikaprimenenija flotacionnych reagentov. Izda-tefstvo Nedra, Moskva /1969/). Avšak mno-hé z doslal' používaných flotačných činidielsa technicky náročné vyrábajú, připadne sútoxické, takže silno znečisťujú odpadně flo-tačné vody.

Je preto snaha využit na flotáciu rúd i ne-rudných surovin, ako uhlia ap. čo najlacnej-šie produkty. K takým patria vysokovrúcepodiely z výroby butanol,ov a 2-etylhexanoluoxosyntézou, ďalej vedfajšie produkty z vý-roby alkylpolyglykoléterov oxyetyláciou ál-koholov v zmesi s minerálnym olejom, akoaj polyetylénglykoly a polypropylénglykolyz výroby etylénglykoHu a propylénglykolu(čs. autorské osvedčenie č. 205 769 a číslo203 716). Ich zdroje sú však limitované, atak je snaha nájsť ďa-lšie technidko-ekono-micky dostupné flotačné činidlá. K takým patří podlá tohto vynálezu flo-tačné činidlo, a/alebo komponent flotačnéhočinidla, či činidiel na báze kyslíkatých or-ganických zlúčenín, ktoré pozostáva z 20áž 100 hmot. častí původného neupravenéhovedfajšieho produktu z výrobně cyklohexa-nónu oxidáciou cyklohexánu, alko destilač-ný zvyšok zo stupňa oddefovania zvyškové-ho cykllohexanolu oxidačnej zmesi cyklohe-xanol—cyiklohexanón o hustotě pri 20 °C vrozsahu 960 až 980 kg. m-3, číslo kyslosti0,3 až 3 mg KOH/g, bromovom čísle 180 až280 g Br/100 g, obsahu ihydroxylových sku-pin 2,0 až 10 °/o hmot. a obsahu karbonylo-vých skupin 3,5 až 14 % hlmot. a/alebo 50až 100 hmot. častí organického zvyšku z va-ráka hydrolyzačnej kolony po oddělení čas-ti vody o hustotě pri 20 °C 1 010 až 1115 kg .. m-3, čísle kyslosti 150 až 290 mg KOH/g,čísle zmydelnenia 250 až 480 mg KOH/g,bromovom čísle 18 až 55 g Br/100 g, obsahu

.2 5 O a 1 B hydroxylových skupin 3,5 až 7,5 % hmot. a5 až 50 hmot. častí .predného alkoholického·vedíajšieho produktu .izolovaného z rektifi-kácie prevažne cyklohexanol—cyklohexanó-novej zmesi, charakterizovaného číslomkyslosti 0,01 až 5 mg KOH/g, číslom zmydel-nenia 10 až 60 mg KOH/g, brómovým číslom8 až 38 mg KOH/g, hydroxylových skupin 8až 22 % hmot. a karbonylových skupin 2až 8 % hmot. Výhodou flotačného činidla a/alebo kom-ponentu flotačného činidla, či zmesi viace-rých činidiel pódia tohto vynálezu je tech-nická dostupnost, lebo ide spravid-la o sa-mostatné prúdy vediajších produktov z vý-robně cyklohexanónu katalytickou oxidácioucyklohexánu, dobrá flotačná účinnost a hy-gienická nezávadnost alebo len nízká texi-cita. Pretože ide prakticky o tri samostatnéprúdy nízko technicko-ekonomicky zhodno-covaných vediajších produktov, líšiacich sazreteine svojím technickým zložením, aleaj róznou účinnostem na flotáciu rúd, uíhliai dalších nerudných surovin, vhodnou kom-bináciou sa dá využit vysoká selektivita aúčinnost pre tú — ktorú flotovanú sústavunerastov.

Tak ide o predný alkoholický vediajší pro-dukt, izolovaný z rektifikácie (z kolonyFK-102) prevažne cyklohexanol—cyklohexa-nónovej zmesi. Hustota tejto bezfarebnejkvapaliny pri teplote 20 °C bývá v rozsahu840 až 865 kg . m-3 a v rozsahu 92 až 142 °C//101 kPa vydestiluje 95 %; číslo kyslosti0,01 až 5 mg KOH/g; číslo zmydelnenia 10až 60 mg KOH/g; brómové číslo 8 až 38 mgKOH/g; hydroxylové skupiny 8 až 22 %hmot.; tklarbonylové skupiny 2 až 8 % hmot.;obsahuje obvykle 48 až 53 % amylalkoholu;8 až 10 % n-butanolu; 5 až 7 % izobutano·lu; 1 až 2 % sek.-butylalkoholu; 3 až 5 %izoamylalkoholu; 18 až 20 % cyklohexanó-nu; 8 až 10 % cyklopentanolu, okolo 5 %cyklopentanónu a okolo 2 % vody. Příměsi cyklohexánu, cyklohexénu a cyk-lohexanolu tvoria okolo 1 %. Ďalej desti-lačný zvyšoik zo stupňa oddeiovania zvyšfko-vého cyklohexanolu oxidačnej zmesi cyklo-hexanol— cyklohexanón (ťažké podiely z ko-lony FK-105), iktoré majú pri 20 °C hustotuv rozsahu 960 až 980 kg. nr 3 a v rozsahu150 až 263 °C/101 kPa vydestiluje 95 %; čís-lo kyslosti 0,3 až 3 mg KOH/g; brómové čís-lo 180 až 280 g Br/100 g; obslah hydroxylo-vých skupin 2 až 10 % hmot.; karbonylovýchskupin 3,5 až 14 % hmot.

Na,pokon, organický zvyšok z varáka hyd-rolyzačnej kolóny po oddělení spravidlapodstatnej časti vody (napr. kolonou D 110),ktorý má hustotu pri teplote 20 °C 1 010 až1115 kg . m-3; obsah vody 4 až 10 % hmot.;číslo kyslosti 150 až 290 mg KOH/g; číslozmydelnenia 250 až 480 mg KOH/g; brómovéčíslo 18 až 55 g Br/100 g; obsah hydroxylo-vých skupin 3,5 až 7,5 % hmot. Pozostávazo zmesi monokarboxylových a dikariboxy- lových kyselin hydroxy- a ketokyselín, ichcyklohexylesterov. Ďalej sú přítomné laktóny v monomérnejformě, ale aj diméry a polyméry. Identifi-kovali sa monokaúboxylové skupiny (kyse-lina máslová, kaprónová, valerováj, ďalejdikarboxylové kyseliny (jantárová, glutáro-vá, adipováj a hydroxylkyseliny (delta-hyd-roxymaslová kyselinia, delta-hydroxyvalero-vá kyselina; ε-hydroxykaprónová kyselina).Potom estery uvedených a dalších kyselin(valeran cýklohexylnatý, kaprónan cyklo-hexylnatý; glutaran dicyklohexylnatý, adi-pian cyklohexylnatý). Okrem toho obsahujúpříměsi zlúčenín kobaltu, železa, niklu, ti-tánu a zinku.

Flotačné činidlo podlá tohto vynálezu samože kombinovat aj so· známými flotačnýmičinidlami, či komponentami fíotačných či-nidiel. Podrobnejšia charakteristika iaiko ajdalšie výhody flotačného činidla a/alebokomponentu flotačného činidla podlá tohtovynálezu sú zřejmé z príkladov. Příklad 1

Ako flotačné činidlo na flotáciu uholnéhokalu so zrnitosťou 0,1 až 0,5 mm v labora-tórnom flotátore typu Denver o objeme 2,7 1sa použije zmes vediajších produktov z vý-robně cyklohexanónu oxidáciou cyklohexá-nu, prlčom túto zmes tvoří 75 % hmot. or-ganického zvyšku z varáka hydrolyzačnejkolóny po oddělení časti vody, inak určenéna zúžitkovanie spalováním a 25 % hmot.alkoholického vedíajšieho produktu — pred-ného podielu z rektifikácie oxidačnej zmesi( v podstatě okolo 60 % cyklohexanolu aokolo 30 °/o cyklohexanónu) z rektifikačnejkolóny (FK-102).

Organický zvyšok z varáka hydrolyzačnejkolóny po oddělení časti vody má túto cha-rakteristiku: žltohnedá až tmavohnědá kvapalina; dynamická viskozita pri 20 °C = 268,9 mPa..s; hustota pri 20 °C = 1106 ikg.im-3; ohsiah vody = 6,9 % hmot.; číslo kyslosti = 256,3 mg KOH . g-1; číslo zmydelnenia = 412,8 mg KOH . g-1; brómové číslo = 23,1 g Br/100 g; obsah hydroxylových skupin = 4,7 % hmot. Předmětný alkoholický vediajší produktz 'kolóny (FK-102) má túto charakteristiku: bezfarebná až slaibožltá kvapalina, ktorej 95 % Obj. vydestiluje pri teplote 92 až 142 stupňov C; .250016 hustoía při 20 °C = 855 kg . m 3; kinematická viakozita při 20 °C = 3,86 mm2. s-1; obsah vody = 3,6 % hmot.; číslo kyslosti = 0,95 mg KOH/g-1;číslo zmydelnenia = 21,00 mg KOH . g-1;brómové číslo = 27,8 g Br/100 g; OH = 14,3 % hmot.; CHO = 4,50 % hmot.; mól. hmotnost = 109,4 g . mól-1; z Identifikovaných komponentov obsahuje51,9 % n-amylalkoholu; 3,7 % izoamylalkoholu; 5.6 % izobutanolu; 9.7 % n-butanolu; 19.7 % zmesi cyklohexanónu so 4-metyl-l--pentanolom; 1,1 % sek.-butylalkoholu a 0,2 % izopropyl-alkolholu.

Kvalitativně zistená je přítomnost eštecyklopentanolu, cyklqpentanónu, cyklohexá-nu, cyklohexénu a cyklohexanolu.

Skúšky flotácie sa uskutočňujú pri dáv-kovaní flotačného činidla v množstve 1,3 kgna 1 t sušiny. Flotačná účinnost hodnotenápodlá obsahu popola v koncentráte u po-stupné] a aj prečistenej flotácie sa tiež po-rovnává s flotačnou účinnosťou komerčné-ho, dosial' úspěšně používaného flotačného činidla FNX. Dosiahnuté výsledky tiež s flo-tačným činidlom specifikovaným v tomtopříklade, ako aj v príkladoch 2 a 3 sú uve-dené v tabulke 1. Z dosiahnutých výsledkov vyplývá, že ú-činnosť tothto flotačného činidla je podobnévysoká, ako aj s komerčným flotačným či-nidlom FNX. Příklad 2

Podobným postupom ako v příklade 1 saskúša ako flotačné činidlo povodný neupra-vený vedlajší produkt z výrobně cyklohexa-nónu — po oddělení cyklohexanónu a zvyš-kového cyklohexanolu, destilačný zvyšok zkotóny (FK-105), ktorý má túto charakteris-tiku: tmavohnědá až hnedočierna kvapalina; frakcia o t. v. 150 až 263 °C/kPa tvoří 95 °/o; hustota pri 20 °C = 970 kg . m-3; kinematická viskozita pri 20 °C = 12,1 mm2.. s-1; priemerná mól. hmotnost = 173,5 g. mól-1; voda - 0,01 % hmot.; číslo kyslosti = 0,9 mg KOH/g; číslo' zmydelnenia = 43,2 mg KOH/g; OH = 4,51 % hmot.; CHO = 8,28 % hmot.

Dosiahnutý priaznivý výsledok je v tabul-ke 1; flotačné činidlo svojou účinnosťou jeporovnatelné s kvalitným komerčným flo-tačným činidlom FNX.

Tabulka 1

Vplyv flotačných činidiel na dosiahnutie popolnosti koncentrátov uhofného kalu

Flotačné činidlo Obsah popola v koncentráte(% hmot.) flotácia postupná flotácia přečištěná Flotačné činidlo FNX 6,7 10,7 Flotačné činidlo podlá příkladu 1 6,7 10,6 Flotačné činidlo podlá příkladu 2 6,9 10,3 Flotačné činidlo podlá příkladu 3 9,7 10,7

Claims (1)

1. Flotačné činidlo a/alebo komponent flotačného· činidla, či činidiel na báze kyslíkatých organických zlúčenin, vyznačené tým, že pozostáva z 20 až 100 hmot. častí povolného neupraveného vedíajšieho produktu z výrobně cyklohexanonu oxidáciou cyklohexánu ako· destilačného zvyšku zo stupňa oddefovania zvyškového· cyklohexanolu oxidaSnej zmesi cyklohexanol—cyklohexanón o hustotě pri 20 °C v rozsahu 960 až 980 kg.

   . m^-3, čísle kyslosti 0,3 až 3 mg KOH/g, brómevom čísle 180 až 280 g Br/100 g, obsahu hydroxylových skupin 2,0 až 10 % hmot. a obsahu karbonylových Skupin 3,5 až 14 % hmot. a/alebo 50 až 100 hmot. častí orgaPříklad 4

   Postupuje sa podobné ako v příklade 2, len k fle lačnému činidlu — charakterizovanému v příklade 2 sa přidá ešte 20 % hmot. predného alkoholického vedíajšieho produktu (z kolony FK-102] charakterizovaného v příklade 1.

   Obsah popela v koncentráte flotácie postupnej 6,6 % hmot. a flotácie prečistenej 10,6 % hmot.

   VYNÁLEZ U nickóho zvyšku z varáka hydrolyzačnej kolony po oddělení časti vody o hustotě pri 20 °C 1 010 až 1 115 kg . m^-3, čísle kyslosti 150 až 290 mg KOH/g, čísle zmydelnenia 250 až 480 mg KOH/g, brómovom čísle 18 až 55 g Br/100 g, obsahu hydroxylových skupin 3,5 až 7,5 % hmot. a 5 až 50 hmot. častí predného alkoholického vedíajšieho· produktu izolovaného· z rektifíkácie .prevažne cyklohexanol—cyklohexanónovej zmesi, charakterizovaného číslem kyslosti 0,01 až 5 mg KOH/g, ičíslom zmydelnenia 10 až 60 mg KOH/g, brómovým číslem 8 až 38 mg KOH/g, hydroxylových skupin 8 až 22 % hmot. a karbonylových skupin 2 až 8 % hmot.