способ флотации угля

Формула изобретения

Способ флотации угля, включающий кондиционирование пульпы с собирателем и вспенивателем, выделение угольной массы в концентрат, отличающийся тем, что в кондиционирование в качестве собирателя вводят тяжелый полимер-дистиллят состава, мас.%:

тримеры изобутилена С12 Н24	10-20
изотридекены С13Н 26	3-10
изотетрадекены С14Н28	3-12
изопентадекены С15Н30	2-17
тетрамеры изобутилена С 16Н32	30-70
изогептадекены С17 Н34	6-10
неидентифицированные углеводороды	3-4

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано на углеобогатительных фабриках для флотации углей различной степени минерализации.

Известен способ флотации угля, включающий предварительную обработку пульпы собирателем и вспенивателем, где в качестве собирателя используют легкую фракцию (С₁₀-C₁₁ ) кубового остатка ректификации тримеров пропилена, интервал кипения которой 150-170°С (см. а.с. СССР №1450869, B03D 1/02).

Недостатками данного способа является низкое извлечение горючей массы в концентрат, так как углеводороды, входящие в состав собирателя, имеют незначительную длину молекул, преимущественно нормального строения, которые недостаточно увеличивают гидрофобность угольной поверхности, в результате чего для получения удовлетворительных показателей флотации необходим большой расход собирателя.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ флотации угля, включающий кондиционирование пульпы с собирателем и вспенивателем и выделение угольной массы в концентрат. При этом в качестве собирателя используют "тяжелые углеводороды" состава, мас.%:

тримеры бутиленов (С12 Н24)	55-62
тетрамеры бутиленов (С16 Н32)	5-8
смесь углеводородов (С10 Н20; С11Н 22; С13Н26; С14Н30)	25-30
неидентифицированные углеводороды	6-9

(см. а.с. СССР №1708425, B03D 1/02).

Недостатком известного способа является низкое извлечение горючей массы в концентрат за счет наличия в собирателе значительного количества ненасыщенных линейных углеводородов с числом углеродных атомов 12, обладающих недостаточной флотационной активностью, что приводит к повышенному расходу собирателя.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении извлечения горючей массы в концентрат при одновременном снижении расхода реагента.

Поставленная задача достигается тем, что в известном способе флотации угля, включающем кондиционирование пульпы с собирателем и вспенивателем, выделение угольной массы в концентрат, согласно изобретению в кондиционирование в качестве собирателя вводят тяжелый полимер-дистиллят состава, мас.%:

тримеры изобутилена C12H 24	10-20
изотридекены С13Н26	3-10
изотетрадекены C14Н28	3-12
изопентадекены С 15Н30	2-17
тетрамеры изобутилена С 16Н32	30-70
изогептадекены С17 Н34	6-10
неидентифицированные углеводороды	3-4

Физико-химические свойства заявляемого реагента

Собиратель - тяжелый полимер-дистиллят, заявляемого состава представляет собой жидкость коричневого цвета, плотностью - 800-810 кг/м³.

Фракционный состав:

температура начала кипения	не ниже 170°С
температура конца кипения	не выше 270°С
Содержание воды	не более 0,05% мас
Бромное число	не менее 80 г брома на 100 г
Температура потери текучести	не выше -60°С

Тяжелый полимер-дистиллят получается в процессе полимеризации бутиленов. Известно использование тяжелого полимер-дистиллята в качестве сырья для термокаталитических процессов (см. Высшие олефины. Производство и применение. / Под ред. Далина М.А. - Л.: Химия, 1984. - с.138-140, 238).

В заявляемом способе флотации угля углеводороды, входящие в групповой химический состав тяжелого полимер-дистиллята, обеспечивают при адсорбции их на угольной поверхности значительное увеличение гидрофобности последней за счет того, что количество углеродных атомов, составляющих значительную часть молекул заявляемого собирателя, больше или равно шестнадцати. Также углеводороды, входящие в состав тяжелого полимер-дистиллята, имея изомерное строение, при адсорбции их на угле способствуют большей дезориентации молекул воды, составляющих гидратную оболочку вблизи угольной поверхности, в результате чего при столкновении угольных частиц с пузырьками воздуха резко возрастает прочность комплекса "частица - пузырек", что обеспечивает повышение извлечения горючей массы в концентрат. При этом наблюдается снижение расхода собирателя за счет того, что изогептадекены и тетрамеры изобутилена, входящие в состав тяжелого полимер-дистиллята, адсорбируясь на поверхности угольных частиц, закрывают ее микропоры, соразмерные молекулам изотетрадекенов, что предотвращает поглощение микропорами компонентов собирателя от изотетрадекенов до тримеров изобутилена, а следовательно, обеспечивает лучшую адсорбцию указанных компонентов на поверхности угольных частиц.

Таким образом, специфическое взаимодействие компонентов тяжелого полимер-дистиллята с угольной поверхностью приводит к повышению извлечения горючей массы в концентрат при одновременном снижении расхода реагента.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявляемый способ флотации угля не следует явным образом из известного уровня техники, а следовательно, соответствует условию патентоспособности "изобретательский уровень".

ПРИМЕР ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ СПОСОБА

Для осуществления способа берут навеску угля, например 50 г, перемешивают ее с водой в камере лабораторной флотационной машины типа "Механобр" объемом 0,5 л в течение 2 мин и подают реагент собиратель - тяжелый полимер-дистиллят заявляемого состава. Производят кондиционирование им угольной пульпы в течение 40 с. Затем в пульпу вводят реагент-впениватель, например кубовые остатки производства бутиловых спиртов, состав которых описан в книге Пиккат-Ордынский Г.А., Острый В.А. Технология флотационного обогащения углей. - М.: Недра, 1972. - с.21, и продолжают кондиционирование в течение 20 с. После этого в камеру флотационной машины подают воздух и производят выделение угольной массы в концентрат. Флотацию продолжают в течение 3 мин. Общий расход реагентов определяется степенью минерализации органической массы угля.

Для обоснования преимуществ заявляемого способа флотации угля по сравнению с прототипом были проведены лабораторные испытания, результаты которых представлены в таблице. Заявляемый реагент- собиратель использовали для обогащения угольной мелочи разрезов Кузнецкого бассейна с различной степенью минерализации органической массы: "Междуреченский" (низкоминерализованной, зольностью 13,8%); "Черниговский" (среднеминерализованной, зольностью 21,7%); "Сибирский" (высокоминерализованной, зольностью 30,3%).

Результаты лабораторных испытаний показали, что при флотации угля, использование в качестве собирателя тяжелого полимер-дистиллята по сравнению с собирателем прототипом позволяет повысить извлечение горючей массы в концентрат:

- на 4,6% при флотации низкоминерализованной мелочи;

- на 4,1% при флотации среднеминерализованной мелочи;

- на 3,0% при флотации высокоминерализованной мелочи.

При этом расход заявляемого реагента собирателя в 1,5 раза ниже, чем прототипа.

Результаты флотации углей различной минерализации с использованием заявляемого реагента собирателя и прототипа
Минерализация угля	Реагентный режим					Продукты флотации	Выход, %	Зольность, %	Извлечение горючей массы в концентрат, %	Извлечение минеральной массы в отходы, %
	Собиратель	Вспениватель	Расход реагентов, кг/т
			собирателя	вспенивателя	общий
Низкая	"тяжелые углеводороды" (прототип)	Кубовые остатки производства бутиловых спиртов				Концентрат	85,2	7,3
			0,78		0,86	Отходы	14,8	51,2	91,6	54,9
				0,08		Исходный	100,0	13,8
	тяжелый полимер-дистиллят					Концентрат	89,6	7,4
			0,52		0,60	Отходы	10,4	68,9	96,2	51,9
						Исходный	100,0	13,8
Средняя	"тяжелые углеводороды" (прототип)	Кубовые остатки производства бутиловых спиртов				Концентрат	73,1	9,2
			0,78		0,86	Отходы	26,9	55,7	84,8	69,1
				0,08		Исходный	100,0	21,7
	тяжелый полимер-дистиллят					Концентрат	76,6	9,1
			0,52		0,60	Отходы	23,4	62,9	88,9	67,8
						Исходный	100,0	21,7
Высокая	"тяжелые углеводороды" (прототип)	Кубовые остатки производства бутиловых спиртов				Концентрат	65,2	11,7
			0,78		0,56	Отходы	34,8	65,2	82,6	74,8
				0,08		Исходный	100,0	30,3
	тяжелый полимер-дистиллят					Концентрат	67,4	11,3
			0,52		0,60	Отходы	32,6	69,6	85,6	74,9
						Исходный	100,0	30,3