RU2019301C1

RU2019301C1 - Method for flotation of coal

Info

Publication number: RU2019301C1
Authority: RU
Inventors: В.Н. Петухов; А.М. Колбин; В.Т. Пименова; Т.В. Михайлова; Г.Л. Калугина
Original assignee: Петухов Василий Николаевич
Priority date: 1991-07-22
Filing date: 1991-07-22
Publication date: 1994-09-15

Abstract

FIELD: enrichment of useful minerals. SUBSTANCE: method involves conditioning coal together with collecting agent and with foaming agent followed by separation, fuel mass being isolated as foamed product. Solution which contains alkyldimethylbenzyl ammonium chloride having common formula R(CH₃)₂NCH₂C₆H₅Cl where R is mixture of alkyl residue C₁₀-C₁₈ is added during conditioning before collecting and foaming agent are added. Tractor kerosene is used as mentioned above collecting agent, vat residue of butyl alcohols production is used as mentioned above foaming agent. Ratio of mentioned above solution, collecting and foaming agents is 77.8:20.2:2.0-89.2: 9.6: 1.2 respectively. EFFECT: improves efficiency of the method. 4 tbl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых методом флотации. The invention relates to mineral processing by flotation.

Известен способ флотации углей, включающий кондиционирование пульпы с собирателем и вспенивателем и с дополнительным вводом в кондиционирование алкилхлорсиланов [1]. Однако к недостаткам этого способа можно отнести низкую эффективность процесса флотации. Кроме того, модифицирование угольной поверхности должно осуществляться в герметически изолированном агрегате или под вакуумом. Это затрудняет не только внедрение данного способа флотации в промышленность, но и проведение широкой проверки на углеобогатительных фабриках. A known method of flotation of coal, including conditioning the pulp with a collector and blowing agent and with an additional input in the conditioning of alkyl chlorosilanes [1]. However, the disadvantages of this method include the low efficiency of the flotation process. In addition, the modification of the coal surface must be carried out in a hermetically sealed unit or under vacuum. This makes it difficult not only to introduce this flotation method into the industry, but also to conduct extensive testing at coal preparation plants.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ обогащения углей, который включает предварительное пульпирование и кондиционирование угля с реагентами-собирателями и вспенивателем, с последующим разделением, в котором в качестве реагента-собирателя вводят тракторный керосин, а в качестве реагента-вспенивателя - кубовые остатки бутиловых спиртов (КОБС) [2]. Недостатком способа является пониженная скорость флотации при повышенных расходах реагентов, что приводит к снижению извлечения горючей массы в концентрат и понижению эффективности процесса флотации. The closest in technical essence and the achieved result is a method of coal enrichment, which includes preliminary pulping and conditioning of coal with collector reagents and blowing agent, followed by separation, in which tractor kerosene is introduced as collector reagent and vat is used as blowing reagent residues of butyl alcohols (COBS) [2]. The disadvantage of this method is the reduced flotation rate at increased reagent costs, which leads to a decrease in the extraction of combustible mass into the concentrate and a decrease in the efficiency of the flotation process.

Цель изобретения - повышение извлечения горючей массы в концентрат и повышение эффективности процесса флотации. The purpose of the invention is to increase the extraction of combustible mass in the concentrate and increase the efficiency of the flotation process.

Достигается это тем, что перед кондиционированием пульпы с собирателем - тракторным керосином и вспенивателем - КОБС, в кондиционирование перед собирателем и вспенивателем вводят водный раствор катамина АБ (алкилдиметилбензил аммонийхлорид). This is achieved by the fact that before conditioning the pulp with a collector — tractor kerosene and a blowing agent — COBS, an aqueous solution of catamine AB (alkyl dimethylbenzyl ammonium chloride) is introduced into the conditioning before the collector and blowing agent.

Соотношение собирателя, вспенивателя и катамина АБ составляет от 77,8: 20,2:2,0 до 89,2:9,6:1,2. The ratio of collector, blowing agent and catamine AB is from 77.8: 20.2: 2.0 to 89.2: 9.6: 1.2.

Катамин АБ представляет собой четвертичное аммониевое соединение, получаемое путем конденсации алкилдиметиламина и бензинхлорида Ту 6-01-816-75. Эмпирическая формула R(CH₃)₂NCH₂C₆H₅Cl, где R - смесь прямоцепных алкильных остатков С₁₀-С₁₈.Catamine AB is a quaternary ammonium compound obtained by condensation of alkyldimethylamine and Tu 6-01-816-75 benzene chloride. The empirical formula is R (CH ₃ ) ₂ NCH ₂ C ₆ H ₅ Cl, where R is a mixture of straight chain C ₁₀ -C ₁₈ alkyl residues.

Средний молекулярный вес 346-376. The average molecular weight of 346-376.

Катамин АБ применяется как дезинфектант в производстве дезинфицирующих и синтетических моющих средств и как деэмульгатор. Catamine AB is used as a disinfectant in the production of disinfectants and synthetic detergents and as a demulsifier.

Физико-химические показатели: Внешний вид и цвет прозрачная
жидкость от
бесцветного до
желтого цвета Содержание основ- ного вещества, % не менее 48 Содержание третич- ного амина, % не более 0,6 Содержание соли третичного амина, % не более 1,8 РН водного раствора в пределах 6,0-7,0
В настоящее время технический продукт катамин АБ в качестве реагента-модификатора для флотации полезных ископаемых не применяется. На основании вышеизложенного можно сказать, что предложенное техническое решение обладает критерием "существенные отличия".Physico-chemical characteristics: Appearance and color transparent
fluid from
colorless to
yellow color The content of the main substance,% not less than 48 The content of the tertiary amine,% not more than 0.6 The salt content of the tertiary amine,% not more than 1.8 pH of the aqueous solution in the range of 6.0-7.0
At present, the technical product catamine AB is not used as a modifying reagent for mineral flotation. Based on the foregoing, we can say that the proposed technical solution has the criterion of "significant differences".

На чертеже показано оптимальное соотношение реагентов в смеси для получения максимума извлечения массы в концентрат. The drawing shows the optimal ratio of reagents in the mixture to obtain maximum extraction of the mass in the concentrate.

П р и м е р. Для осуществления процесса берут навеску угля, например 100 г, перемешивают с водой в лабораторной машине типа "Механобр" с объемом камеры 0,75 л в течение 2 мин. Затем в процесс подают порцию катамина АБ. После контакта навески угля с реагентом-модификатором в течение 1 мин в пульпу подают порцию собирателя - тракторного керосина, контактирующего с навеской угля 40 с, а затем на 20 с подают реагент-вспениватель - КОБС. После этого в процесс подают воздух и в течение 1 мин проводят флотацию. Затем подачу воздуха прекращают и подают следующую порцию тракторного керосина и кубового остатка бутиловых спиртов с последующим контактированием и флотацией. Результаты флотации угольной мелочи с использованием нового способа флотации показывают, что предварительная подача в процесс катамина АБ, перед подачей реагента-собирателя и вспенивателя позволяет улучшить флотируемость угольной мелочи. Например, при использовании реагента-собирателя - тракторного керосина с реагентом-вспенивателем - кубовыми остатками бутиловых спиртов извлечение горючей массы в концентрат составило 82,7-88,3%, добавка модификатора технического продукта - катамина АБ в процесс кондиционирования (общий расход реагентов одинаковый) позволила повысить извлечение горючей массы в концентрат до 90,2-92,9%. PRI me R. To carry out the process, a sample of coal, for example 100 g, is taken, mixed with water in a laboratory machine of the "Mechanobr" type with a chamber volume of 0.75 L for 2 minutes. Then a portion of catamine AB is fed into the process. After contacting a sample of coal with a modifying reagent for 1 min, a portion of the collector - tractor kerosene in contact with a sample of coal for 40 s is fed into the pulp, and then a reagent-blowing agent - BBS is fed for 20 s. After that, air is fed into the process and flotation is carried out for 1 min. Then, the air supply is stopped and the next portion of tractor kerosene and bottoms of butyl alcohols is fed, followed by contacting and flotation. The results of flotation of coal fines using a new flotation method show that preliminary feeding of catamine AB into the process before feeding the collector reagent and blowing agent improves the flotation of coal fines. For example, when using a reagent-collector - tractor kerosene with a reagent-blowing agent - bottoms of butyl alcohols, the extraction of the combustible mass in the concentrate was 82.7-88.3%, the addition of a technical product modifier - catamine AB in the conditioning process (the total consumption of reagents is the same) allowed to increase the extraction of combustible mass in concentrate up to 90.2-92.9%.

Для установления оптимального соотношения реагента-собирателя - тракторного керосина, реагента-вспенивателя кубовых остатков бутиловых спиртов и модификатора - технического продукта - катамина АБ были проведены исследования с использованием метода многофакторного планирования эксперимента (см.Ахназарова С.А., Кафаров В.В. Оптимизация эксперимента в химии и химической технологии. - М.: Высшая школа, 1978, 318 с.). To establish the optimal ratio of the reagent-collector - tractor kerosene, the reagent-blowing agent of bottoms of butyl alcohols and the modifier - technical product - catamine AB, studies were carried out using the method of multi-factorial design of the experiment (see Ahnazarova S.A., Kafarov V.V. Optimization experiment in chemistry and chemical technology. - M.: Higher School, 1978, 318 p.).

При планировании эксперимента для решения задач на диаграммах состав-свойство предполагается, что изучаемое свойство является непрерывной функцией аргументов и может быть с достаточной точностью представлено полиномом. When planning an experiment to solve problems on the composition-property diagrams, it is assumed that the property being studied is a continuous function of the arguments and can be represented with sufficient accuracy by a polynomial.

В табл.1 и 2 представлены результаты флотации угля с использованием различных реагентных режимов. Tables 1 and 2 present the results of coal flotation using various reagent modes.

В результате проведенных экспериментов получены результаты флотации угля в зависимости от соотношения компонентов в смеси. По данным экспериментов составлено уравнение для извлечения горючей массы в концентрат:
y = 83,2х₁ + 85х₂ + 6х₃ + 20х₁х₂ +
+107,6х₁х₃ + 98,8х₂х₃ + 193,62х₁х₂х₃
Решение уравнения проведено на ЭВМ по разработанной программе с последующим построением диаграмм состав-свойство. На диаграмме состав-свойство сплошными линиями соединены показатели равных значений извлечения горючей массы в концентрат при различных соотношения реагентов.As a result of the experiments, the results of coal flotation were obtained depending on the ratio of components in the mixture. According to the experiments, the equation for the extraction of the combustible mass in the concentrate is compiled:
y = 83.2x ₁ + 85x ₂ + 6x ₃ + 20x ₁ x ₂ +
+ 107.6 x ₁ x ₃ + 98.8 x ₂ x ₃ + 193.62 x ₁ x ₂ x ₃
The equation was solved on a computer using the developed program with the subsequent construction of composition-property diagrams. In the composition-property diagram, solid lines connect the indicators of equal values for extracting the combustible mass into the concentrate at different ratios of reagents.

Установлено, что наибольшая эффективность флотации соответствует соотношению тракторного керосина: кубовых остатков бутиловых спиртов: технического продукта катамина АБ от 0,308:0,08:0,008 (x₁:x₂:x₃ = 0,4:0,4:0,2) до 0,462: 0,05: 0,006 (x₁:x₂:x₃ = 0,6:0,25:0,15) или при расчете на содержание компонентов в новом реагентном режиме (%) от 77,8:20,2:2,0 до 89,2: 9,6: 1,2 соответственно. При этих соотношениях компонентов в новом реагентном режиме при расходе 0,396-0,518 кг/т извлечение горючей массы в концентрат составляет не менее 94,0%. Проведение исследований эффективности нового реагентного режима (смесь тракторного керосина, кубовых остатков бутиловых спиртов и катамина АБ) в контрольной точке при соотношении компонентов x₁: x₂: x₃ = =0,45:0,5:0,05 позволило установить, что полученное уравнение адекватно (по закону распределения Стьюдента). Отклонения экспериментальных значений извлечения горючей массы в концентрат от расчетного значения, вычисленного по уравнению, очень незначительны. Расчетное значение составило 90,5%, а экспериментальные значения - 89,8-90,3%.It was established that the highest flotation efficiency corresponds to the ratio of tractor kerosene: bottoms of butyl alcohols: technical product of catamine AB from 0.308: 0.08: 0.008 (x ₁ : x ₂ : x ₃ = 0.4: 0.4: 0.2) up to 0.462: 0.05: 0.006 (x ₁ : x ₂ : x ₃ = 0.6: 0.25: 0.15) or when calculating the content of components in the new reagent mode (%) from 77.8: 20, 2: 2.0 to 89.2: 9.6: 1.2, respectively. With these component ratios in the new reagent mode at a flow rate of 0.396-0.518 kg / t, the extraction of the combustible mass into the concentrate is at least 94.0%. Studies of the effectiveness of the new reagent mode (a mixture of tractor kerosene, bottoms of butyl alcohols and catamine AB) at a control point with a ratio of components x ₁ : x ₂ : x ₃ = = 0.45: 0.5: 0.05 allowed to establish that the resulting equation is adequate (according to the law of student distribution). Deviations of the experimental values of the extraction of the combustible mass into the concentrate from the calculated value calculated by the equation are very insignificant. The calculated value was 90.5%, and the experimental values were 89.8-90.3%.

В табл.3 представлены результаты флотации угля в контрольных точках; в табл.4 - результаты угля с использования различных реагентных режимов. Table 3 presents the results of coal flotation at control points; Table 4 shows the results of coal using various reagent modes.

Результаты исследований эффективности применения предлагаемой смеси реагентов при их оптимальном соотношении от 77,8:20,2:2,0 до 89,2:9,6:1,2 (x₁: x₂:x₃ в долях единицы от 0,4:0,4:0,2 до 0,6:0,25:0,15) и общем расходе от 0,396 до 0,518 кг/т подтвердили закономерности, полученные ранее, а именно: применение нового способа флотации угля с использованием в качестве реагента-модификатора катамина АБ позволяет повысить извлечение горючей массы в концентрат с 84,6-86,9% до 92,9-94,6% по сравнению с использованием смеси тракторного керосина с КОБС. Эффективность флотации повышается с 494,2-519,8 до 625,7-667,5.The results of studies of the effectiveness of the proposed mixture of reagents with their optimal ratio from 77.8: 20.2: 2.0 to 89.2: 9.6: 1.2 (x ₁ : x ₂ : x ₃ in fractions of a unit from 0, 4: 0.4: 0.2 to 0.6: 0.25: 0.15) and a total flow rate of 0.396 to 0.518 kg / t confirmed the patterns obtained earlier, namely: the use of a new method of coal flotation using as the catamine AB modifier reagent allows to increase the extraction of combustible mass into concentrate from 84.6-86.9% to 92.9-94.6% compared to using a mixture of tractor kerosene with BACS. Flotation efficiency increases from 494.2-519.8 to 625.7-667.5.

Таким образом, применение нового способа флотации угля с использованием технического продукта катамина АБ в качестве реагента-модификатора, а также тракторного керосина - в качестве собирателя и КОБС в качестве вспенивателя от 77,8:20,2:2,0 до 89,2:9,6:1,2 позволяет повысить извлечение горючей массы в концентрат на 7,7-8,3% при одновременном повышении эффективности процесса флотации. Thus, the use of a new method of coal flotation using the technical product catamine AB as a modifying reagent, as well as tractor kerosene as a collector and BBS as a blowing agent from 77.8: 20.2: 2.0 to 89.2: 9.6: 1.2 allows to increase the extraction of combustible mass in concentrate by 7.7-8.3% while increasing the efficiency of the flotation process.

Claims

METHOD OF COAL FLOTATION, including conditioning coal with a reagent mixture of a collector - tractor kerosene and blowing agent - bottoms from the production of butyl alcohols, subsequent separation with the release of combustible mass into a foam product, characterized in that, in order to increase the extraction of combustible mass into a concentrate and increase the efficiency of the process , an aqueous solution of catamine AB, which is a technical product containing alkyldimethylbenzylammonium chloride, is introduced into the air conditioning before the collector and blowing agent general formula
R (CH ₃ ) ₂ N CH ₂ C ₆ H ₅ Cl,
where R is a mixture of straight-chain alkyl residues C ₁₀ - C ₁₈ ,
moreover, the ratio of tractor kerosene to bottoms production of butyl alcohols AB ranges from 77.8: 20.2: 2.0 to 89.2: 9.6: 1.2.