RU2046025C1

RU2046025C1 - Coal flotation method

Info

Publication number: RU2046025C1
Application number: RU94004003A
Authority: RU
Inventors: В.Н. Петухов; Т.Г. Волощук; А.В. Панкратов; Д.Ш. Исмагилов
Original assignee: Магнитогорский горно-металлургический институт им.Г.И.Носова
Priority date: 1994-02-04
Filing date: 1994-02-04
Publication date: 1995-10-20
Also published as: RU94004003A

Abstract

FIELD: mineral concentration. SUBSTANCE: coal flotation method comprises steps of preliminary pulping of an initial raw material; conditioning the pulp with a collector, being heavy hydrocarbons, and with a foaming agent; separating pulp with extraction of combustible mass to a concentrate; before introducing heavy hydrocarbons to the conditioning process mixing them with light catalytic gas-oil with ratio (60-40):(75-25). EFFECT: enhanced efficiency. 1 cl, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано при флотации угля на углеобогатительных фабриках. The invention relates to the field of mineral processing and can be used for flotation of coal in coal processing plants.

Известен способ флотации угля, включающий предварительное кондиционирование пульпы с реагентом-собирателем, в качестве которого используют легкий каталитический газойль в смеси с остаточным крекинг остатком и вспенивателем Т-4 [1]
Недостатки известного способа низкая флотационная активность и селективность собирателя, ввиду недостатка в его составе непредельных и ароматических углеводородов, которые способны устойчиво закрепляться на угольной поверхности, гидрофобизируя ее.A known method of coal flotation, including pre-conditioning of the pulp with a reagent-collector, which is used as a light catalytic gas oil mixed with residual cracking residue and blowing agent T-4 [1]
The disadvantages of this method are the low flotation activity and selectivity of the collector, due to the lack of unsaturated and aromatic hydrocarbons in its composition, which are able to stably fix on the coal surface, hydrophobizing it.

Наиболее близким аналогом является способ флотации угля, включающий предварительное пульпирование исходного сырья, кондиционирование пульпы с собирателем-тяжелыми углеводородами и вспенивателем, разделение пульпы с выделением горючей массы в концентрат [2]
Недостатки данного способа флотации угля низкая селективность процесса флотации за счет адсорбции непредельных углеводородов на минеральных включениях углей и их гидрофобизации, что ведет к переходу части минеральных примесей в пенный продукт, а также низкое извлечение горючей массы в концентрат, в связи с отсутствием предварительной модификации поверхности.The closest analogue is the method of coal flotation, including preliminary pulping of the feedstock, conditioning the pulp with a collector-heavy hydrocarbons and blowing agent, separation of the pulp with the release of combustible mass in a concentrate [2]
The disadvantages of this method of coal flotation are the low selectivity of the flotation process due to the adsorption of unsaturated hydrocarbons on coal mineral inclusions and their hydrophobization, which leads to the transfer of some mineral impurities to the foam product, as well as low extraction of combustible mass into concentrate, due to the lack of preliminary surface modification.

Цель изобретения разработать способ флотации угля с таким реагентным режимом, который обеспечил бы повышение извлечения горючей массы в концентрат и улучшение селективности процесса флотации. The purpose of the invention is to develop a method of coal flotation with such a reagent mode, which would provide an increase in the extraction of combustible mass into concentrate and improve the selectivity of the flotation process.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе флотации угля, включающем предварительное пульпирование исходного сырья, кондиционирование пульпы с собирателем тяжелыми углеводородами и вспенивателем, разделение пульпы с выделением горючей массы в концентрат, согласно изобретению, тяжелые углеводороды перед введением в кондиционирование смешивают с легким каталитическим газойлем при их соотношении 60:40 75:25. This goal is achieved by the fact that in the known method of coal flotation, including preliminary pulping of the feedstock, conditioning the pulp with a collector with heavy hydrocarbons and blowing agent, separating the pulp with the release of combustible mass into a concentrate according to the invention, the heavy hydrocarbons are mixed with light catalytic gas oil before being introduced into conditioning with their ratio of 60:40 75:25.

Тяжелые углеводороды представляют собой продукт, используемый в качестве топлива (Петухов В. Н. Волощук Т.Г. Новые реагенты-собиратели для флотации углей//Кокс и химия, 1993, N 8, с. 4-6). Heavy hydrocarbons are a product used as fuel (Petukhov V.N. Voloshchuk TG New collector reagents for coal flotation // Coke and Chemistry, 1993, N 8, p. 4-6).

Физико-химические свойства тяжелых углеводородов: Плотность при 20^оС, кг/м³ 793
Начало кипения при тем- пературе, ^оС 160-170
50% выкипает при тем- пературе, ^оС 201 Выкипает выше 265^оС, 5 Иодное число, не менее 165 Сульфируемость, об. 38
Температура вспышки в открытом тигле, ^оС 68
Температура застыва- ния ниже, ^оС -40 Содержание воды, ост.Physico-chemical properties of heavy hydrocarbons: Density at 20 ^о С, kg / m ³ 793
Beginning of boiling at temperature, ^о С 160-170
50% boils off at a temperature, ^о С 201 Boils off above 265 ^о С, 5 Iodine number, not less than 165 Sulfurability, vol. 38
Flash point in an open crucible, ^о С 68
The pour point is lower, ^o C -40 Water content, ost.

Групповой химический состав тяжелых углеводородов, мас. Group chemical composition of heavy hydrocarbons, wt.

Тримеры (олигомеры) бутиленов (С₁₂Н₂₄) 55-62
Тетраметры (олигомеры) бутиленов (С₁₆Н₃₂) 5-8
Смесь углеводородов
(C₁₀-C₂₀; С₁₁Н₂₂; С₁₃Н₂₆; С₁₄Н₃₀ 25-30
Неидентифицированные углеводороды 6-9
Легкий каталитический газойль является побочным продуктом при каталитическом крекинге нефти, получаемом на Ново-Уфимском перерабатывающем заводе.Butylene trimers (oligomers) (C ₁₂ H ₂₄ ) 55-62
Tetrameters (oligomers) of butylenes (C ₁₆ H ₃₂ ) 5-8
Mixture of hydrocarbons
(C ₁₀ -C ₂₀ ; C ₁₁ H ₂₂ ; C ₁₃ H ₂₆ ; C ₁₄ H ₃₀ 25-30
Unidentified hydrocarbons 6-9
Light catalytic gas oil is a by-product of the catalytic cracking of oil obtained at the Novo-Ufa refinery.

Физико-химические свойства легкого каталитического газойля:
Плотность при 20^оС, кг/м³ 0,895 Пределы кипения, ^оС 180-360
Вязкость условная при 50^оС 1,13
Температура засты- вания, ^оС -18 Содержание серы, мас. 1,82
Групповой состав легкого каталитического газойля, мас.Physico-chemical properties of light catalytic gas oil:
Density at 20 ^о С, kg / m ³ 0,895 Boiling limits, ^о С 180-360
Viscosity ^at 50 ° C 1.13
Curing temperature, ^о С -18 Sulfur content, wt. 1.82
The group composition of light catalytic gas oil, wt.

Парафино-нафтеновые углеводороды 54,2
Ароматические углево- дороды 44,2 Смолы спирто-бензольные 1,6
Известно использование тяжелых углеводородов в качестве реагента собирателя при флотации угля.Paraffin-naphthenic hydrocarbons 54.2
Aromatic hydrocarbons 44.2 Alcohol-benzene resins 1.6
It is known to use heavy hydrocarbons as a collector reagent in coal flotation.

Известно также применение легкого каталитического газойля в качестве собирателя при флотации угля в смеси с остаточным крекинг-остатком. It is also known to use light catalytic gas oil as a collector in the flotation of coal mixed with residual cracking residue.

Как в известных, так и в заявляемом способе смесь реагентов: тяжелых углеводородов с легким каталитическим газойлем также проявляет собирательные свойства при флотации угля. Both in the known and in the present method, a mixture of reagents: heavy hydrocarbons with light catalytic gas oil also exhibits collective properties in coal flotation.

Однако наравне с известным свойством заявляемая смесь при флотации угля проявляет новое техническое свойство, заключающееся в предварительной модификации поверхности угля. Наличие в групповом химическом составе легкого каталитического газойля ароматических углеводородов, способствует предварительной модификации угольной поверхности при их адсорбции и подготавливает угольную поверхность для более активной адсорбции тримеров и тетрамеров бутилена тяжелых углеводородов присутствующих в смеси. However, along with the well-known property of the inventive mixture during coal flotation exhibits a new technical property, which consists in preliminary modification of the surface of the coal. The presence in the group chemical composition of light catalytic gas oil of aromatic hydrocarbons promotes preliminary modification of the coal surface during their adsorption and prepares the coal surface for more active adsorption of trimers and tetramers of butylene heavy hydrocarbons present in the mixture.

Кроме того, при флотации угля с применением заявляемой смеси наблюдается синергетический эффект, т.е. смешивание двух заявляемых реагентов, приводит к взаимному усилению собирательных свойств. Это обеспечивается достижением оптимальной вязкости заявляемой, взятой в соотношении реагентов 60:40-75:25, смеси, способствующей лучшей адгезии собирателя на угольной поверхности, а так же увеличением дисперсности эмульсии собирателя, что в свою очередь повышает вероятность столкновения капелек реагента с частицами угля. In addition, when coal flotation using the inventive mixture, a synergistic effect is observed, i.e. mixing the two claimed reagents leads to a mutual strengthening of the collective properties. This is achieved by achieving the optimal viscosity of the inventive mixture, taken in the ratio of reagents 60: 40-75: 25, that promotes better adhesion of the collector on the coal surface, as well as an increase in the dispersion of the collector emulsion, which in turn increases the likelihood of collision of reagent droplets with coal particles.

Оптимальное соотношение различных классов углеводородов в смеси и изменение ее физических свойств способствует модификации и гидрофобизации поверхности угольных частиц, что ведет к улучшению процесса адсорбции, а также к синергизму реагентов. Таким образом, использование новой смеси технических продуктов нефтепереработки тяжелых углеводородов и легкого каталитического газойля при флотации угля обеспечивает повышение извлечения горючей массы в концентрат и улучшение селективности процесса. The optimal ratio of various classes of hydrocarbons in the mixture and the change in its physical properties contribute to the modification and hydrophobization of the surface of coal particles, which leads to an improvement in the adsorption process, as well as to synergism of the reagents. Thus, the use of a new mixture of technical products of oil refining of heavy hydrocarbons and light catalytic gas oil during coal flotation provides an increase in the extraction of combustible mass into concentrate and an improvement in the selectivity of the process.

Сведений об использовании смеси тяжелых углеводородов и легкого каталитического газойля при флотации угля в соотношении 60:40-75:25 в известных технических решениях не обнаружено. Information on the use of a mixture of heavy hydrocarbons and light catalytic gas oil in the flotation of coal in a ratio of 60: 40-75: 25 in the known technical solutions was not found.

На основании вышеприведенного анализа известных источников информации можно сделать вывод, что заявляемый способ флотации угля не следует явным образом из известного уровня техники, а следовательно, соответствует условию "избирательский уровень". Based on the above analysis of known sources of information, we can conclude that the inventive method of coal flotation does not follow explicitly from the prior art, and therefore meets the condition of "electoral level".

П р и м е р. Для осуществления процесса берут навеску угля, например 50 г, перемешивают с водой в лабораторной машине типа "Механобр" с объемом камеры 0,75 л в течение 2 мин. Затем в процесс подают порцию реагента-собирателя смесь тяжелых углеводородов и легкого каталитического газойля и проводят контактирование его с угольной пульпой в течение 40 с, а затем подают реагент вспениватель, например Т-80, и после 20 с во флотационную пульпу подают воздух с последующим съемом флотоконцентрата в течение 60 с. Подачу воздуха в пульпу прекращают и подают следующую порцию реагента-собирателя с последующей флотацией угля после контактирования реагента-собирателя с углем в течение 60 с. Общий расход реагента и количество его дозирований в пульпу определяется обогатимостью угля и эффективностью реагентов. PRI me R. To carry out the process, a sample of coal, for example, 50 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 the reagent-collector is fed into the process, a mixture of heavy hydrocarbons and light catalytic gas oil and it is contacted with coal pulp for 40 s, and then a reagent blowing agent, for example T-80, is fed, and after 20 s air is fed into the flotation pulp, followed by removal flotation concentrate for 60 s. The air supply to the pulp is stopped and the next portion of the collector reagent is supplied, followed by coal flotation after contacting the collector reagent with coal for 60 s. The total consumption of the reagent and the number of its dosages in the pulp is determined by the enrichment of coal and the effectiveness of the reagents.

Для обоснования преимуществ заявляемой смеси тяжелых углеводородов и легкого каталитического газойля по сравнению с прототипом в лабораторных условиях было проведено 5 опытов по флотации угольной мелочи: опыты N1 и 2 с использованием заявляемой смеси при заявляемом соотношении компонентов смеси; опыт N3 с использованием заявляемой смеси при соотношении компонентов, выходящих за минимальное заявляемое значение; опыт N 4 с использованием заявляемой смеси при соотношении компонентов, выходящих за максимальное заявляемое значение; опыт N 5 по прототипу. To substantiate the advantages of the inventive mixture of heavy hydrocarbons and light catalytic gas oil in comparison with the prototype in the laboratory, 5 experiments were carried out on flotation of coal fines: experiments N1 and 2 using the inventive mixture with the claimed ratio of the components of the mixture; experience N3 using the inventive mixture with a ratio of components that go beyond the minimum declared value; experience No. 4 using the inventive mixture with a ratio of components that go beyond the maximum declared value; experience N 5 on the prototype.

Результаты испытаний приведены в таблице. The test results are shown in the table.

Результаты лабораторных исследований показывают, что использование при флотации угля заявляемого реагента-собирателя-смеси тяжелых углеводородов и легкого каталитического газойля в соотношении 60:40-75:25 по сравнению с прототипом позволяет повысить извлечение горючей массы в концентрат с 94,4 до 95-96,1%
При соотношении реагентов в смеси 50:50 извлечение горючей массы в концентрат составило 93,6% (опыт N 3), что на 2,5% ниже, чем при использовании заявляемой смеси тяжелых углеводородов и легкого каталитического газойля 75: 25 (опыт N 1). Ухудшение флотируемости угля при этом связано с уменьшением адгезии и адсорбции реагента на поверхности в связи с изменением содержания в нем активных непредельных и ароматических углеводородов, а следовательно, и с недостаточной модификацией поверхности.The results of laboratory studies show that the use of the inventive reagent-collector-mixture of heavy hydrocarbons and light catalytic gas oil in coal flotation in a ratio of 60: 40-75: 25 compared with the prototype can increase the extraction of combustible mass in concentrate from 94.4 to 95-96 ,1%
When the ratio of reagents in the mixture is 50:50, the extraction of the combustible mass into the concentrate was 93.6% (experiment No. 3), which is 2.5% lower than when using the inventive mixture of heavy hydrocarbons and light catalytic gas oil 75: 25 (experiment No. 1 ) The deterioration of coal floatability in this case is associated with a decrease in the adhesion and adsorption of the reagent on the surface due to a change in the content of active unsaturated and aromatic hydrocarbons in it, and, consequently, with insufficient surface modification.

При соотношении реагентов в смеси 80:20 (опыт N 4) извлечение горючей массы в концентрат также снижается на 1,5% (опыт N 1). При этом происходит снижение селективности флотации из-за избытка активных непредельных углеводородов, которые адсорбируются на минеральных частицах и переводят их в пенный продукт, а также наблюдается снижение вязкости реагента и увеличение его расхода. When the ratio of reagents in the mixture is 80:20 (experiment No. 4), the extraction of the combustible mass into the concentrate also decreases by 1.5% (experiment No. 1). At the same time, there is a decrease in the flotation selectivity due to an excess of active unsaturated hydrocarbons that are adsorbed on mineral particles and translate them into a foam product, as well as a decrease in the viscosity of the reagent and an increase in its consumption.

Таким образом, оптимальным соотношением смеси тяжелых углеводородов и легкого каталитического газойля является заявляемое соотношение в пределах 60:40-75:25, при которых достигается максимальная гидрофобизация поверхности угля и лучшая адгезия реагента-собирателя. Thus, the optimal ratio of the mixture of heavy hydrocarbons and light catalytic gas oil is the claimed ratio in the range of 60: 40-75: 25, at which the maximum hydrophobization of the surface of the coal and the best adhesion of the collector reagent is achieved.

Применение смеси тяжелых углеводородов и легкого каталитического газойля при других соотношениях, выходящих за заявляемые пределы, нецелесообразно, так как приводит к ухудшению флотируемости угля. The use of a mixture of heavy hydrocarbons and light catalytic gas oil with other ratios beyond the stated limits is impractical, since it leads to a deterioration in the floatability of coal.

Таким образом, использование заявляемой смеси тяжелых углеводородов и легкого каталитического газойля при соотношениях от 60:40 до 75:25 (при различных реагентных режимах) в качестве реагента-собирателя с реагентом-вспенивателем Т-80 по сравнению с прототипом позволяет повысить выход концентрата на 1,6-2,4% и повысить извлечение горючей массы в концентрат на 0,6-1,7%
На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемый способ флотации угля работоспособен и устраняет недостатки, имеющиеся в прототипе. Заявляемое решение может найти широкое применение на углеобогатительных фабриках, а, следовательно, соответствует условию промышленной применимости.Thus, the use of the inventive mixture of heavy hydrocarbons and light catalytic gas oil at ratios of 60:40 to 75:25 (under various reagent conditions) as a collector reagent with a T-80 blowing agent in comparison with the prototype allows to increase the yield of concentrate by 1 , 6-2.4% and increase the extraction of combustible mass in concentrate by 0.6-1.7%
Based on the foregoing, we can conclude that the inventive method of flotation of coal is efficient and eliminates the disadvantages of the prototype. The claimed solution can be widely used in coal processing plants, and, therefore, meets the condition of industrial applicability.

Claims

COAL FLOTATION METHOD, including preliminary pulping of the feedstock, conditioning pulp with a collector of heavy hydrocarbons and a blowing agent, separating the pulp with the release of combustible mass into a concentrate, characterized in that the heavy hydrocarbons are mixed with light gas oil before being introduced into the conditioning process at a ratio of 60 to 40 75 25.