способ обогащения угольного сырья

Формула изобретения

Способ обогащения угольного сырья, включающий предварительную подготовку и последующее флотационное обогащение мелких классов угля с введением аполярного собирателя, отличающийся тем, что флотационное обогащение с гидромодулем водоугольной пульпы 1:5 реализуют с введением в качестве активатора процесса гидрофобизации угля аполярного собирателя в количестве 30-50 г/т, приготовленного на основе битума, эмульгированного в высокотурбулентном режиме с применением отходов негалогенированных органических растворителей, концентрат флотации подвергается подсушиванию при температуре 60°С с последующим брикетированием при давлении 30 МПа и изотермической выдержкой угольных брикетов при температуре 90°С в течение 30 мин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при брикетировании углей.

Существует способ получения угольных брикетов, включающий нагрев битуминозного связующего от 160 до 250°C, вспенивание нагретого связующего введением 1-5 мас.% воды, смешивание связующего с измельченным углем и последующим брикетированием смеси [1].

Способ не обеспечивает обогащение угольного сырья, что ведет к снижению теплоты сгорания получаемых угольных брикетов.

Существует способ получения топливных брикетов из бурого угля путем смешивания бурого угля крупностью менее 6,0 мм с предварительно измельченным до частиц размером менее 2 мм полиэтиленом (бытовыми отходами) в количестве 4,4÷5,0% (на сухую массу угля), нагрева смеси до температуры 120÷140°C с изотермической выдержкой в течение 30 мин, получения брикетов при давлении брикетирования 78 МПа [2].

Недостатками данного способа является негативное экологическое влияние, оказываемое продуктами сжигания полиэтилена на окружающую среду и высокое давление, применяемое при производстве брикетов.

Наиболее близким к предлагаемому является способ флотации мелкого угля, основанный на избирательной смачиваемости угля маслами в водной среде. При этом уголь избирательно смачивается аполярным собирателем (углеводородным маслом, получаемым из нефти или каменноугольной смолы, растительным или животным жиром) и концентрируется на границе раздела воздуха и воды, тогда как частицы пустой породы смачиваются водой и остаются в самой пульпе [3].

В этом способе используются дорогостоящие реагенты, являющиеся ценным сырьем для углехимического синтеза (каменноугольная смола).

Техническим результатом предлагаемого способа является повышение качества угольного сырья за счет эффективности флотационного обогащения.

Технический результат достигается тем, что в способе обогащения угольного сырья, включающем предварительную подготовку и последующее флотационное обогащение мелких классов угля с введением аполярного собирателя, флотационное обогащение с гидромодулем водоугольной пульпы 1:5 реализуют с введением в качестве активатора процесса гидрофобизации угля аполярного собирателя в количестве 30-50 г/т, приготовленного на основе битума, эмульгированного в высокотурбулентном режиме с применением отходов негалогенированных органических растворителей, концентрат флотации подвергается подсушиванию при температуре 60°C с последующим брикетированием при давлении 30 МПа и изотермической выдержкой угольных брикетов при температуре 90°C в течение 30 минут.

Совокупность новых существенных признаков позволяет решить новую техническую задачу - повысить качество угольного сырья за счет эффективности флотационного обогащения.

Реализация способа показана на чертежах.

На фиг.1 - выход мелких классов исходного угольного сырья; на фиг.2 - принципиальная схема обогащения угольного сырья.

Реализация способа осуществляется следующим образом.

На стадии предварительной подготовки уголь подвергают последовательно дроблению, грохочению и классификации, фиг.1. Последующая стадия включает приготовление флотационной водоугольной пульпы с гидромодулем Т:Ж=1:5 и флотационное обогащение мелких классов угля крупностью -0,2+0 мм с введением в качестве активатора процесса гидрофобизации угля аполярного собирателя в количестве 30-50 г/т, приготовленного на основе битума марки БНК - остаточного продукта вакуумной ректификации нефти, эмульгированного в высокотурбулентном режиме с применением отходов негалогенированных органических растворителей. Технические характеристики битума БНК: температура размягчения по кольцу и шарику 44°C, растворимость в негалогенированном органическом растворителе 99,7, изменение массы после прогрева 0,6%, температура вспышки 250°C. После подсушивания при температуре 60°C концентрат флотации подвергается брикетированию при давлении 30 МПа и изотермической выдержке угольных брикетов при температуре 90°C в течение 30 минут.

Пример выполнения способа

Выход мелких классов угля (экспериментальные данные по ситовому анализу угля одного из месторождений Хабаровского края) по результатам дробления, грохочения и ситового анализа составляет 7,9%. Из них выход класса 0,2+0,1 мм по исследуемому угольному сырью составляет 39%, класса -0,1+0 мм 61%. Флотация мелких классов угля выполнялась на лабораторной флотационной машине ФЛ-2, навеска материала 1 кг, отношение Т:Ж=1:5. Расход собирателя составлял 30-50 г/т. Для сравнения 1 кг аналогичной пробы подвергался флотации при стандартных условиях и исследовался на предмет естественной флотируемости без введения аполярного собирателя. По результатам анализа концентратов флотации с применением аполярного собирателя на основе битума выявлено снижение зольности с 23,09% до 10,3%. Безреагентный опыт не дал удовлетворительных результатов, получено несущественное снижение зольности до 20,1%.

Вследствие применения отходов органических растворителей, обладающих низкой стоимостью, в предлагаемом способе не требуется нагрева связующего, что снижает энергопотребление процесса. Применение легкоплавких битумных материалов позволяет также снизить температуру изотермической выдержки. Введение реагента на основе битума на стадии обогащения обуславливает повышение селективности и удешевление процесса флотации, диспергирование битума в объеме обогащаемого материала влечет снижение затрат на механическое распределение битумного связующего. За счет снижения содержания пустой породы в угольной массе увеличивается теплота сгорания угольного сырья. Происходит увеличение полноты сгорания угольного сырья вследствие лучшей проницаемости брикета, состоящего из мелких угольных частиц, по сравнению с монолитным куском угля и экономия топлива, обусловленная пониженным содержанием влаги вследствие термообработки брикета. В энергетическое использование вовлекается угольная мелочь, снижаются затраты на реагентную обработку материала.

Способ не требует специального обогатительного оборудования и может осуществляться в технологическом процессе стандартного углеобогатительного предприятия согласно схеме.

Источники информации

1. Пат. 1828126 Российская Федерация, МПК⁶ C10L 5/20, C10L 5/16. Способ получения угольных брикетов. / Слета Т.М., Литвин Е.М., Лысенко А.В.; заявитель и патентообладатель Восточный научно-исследовательский углехимический институт.- № 4368432/26; заявл. 14.12.1987; опубл. 27.03.1996, электронный ресурс - http://www.fips.ru/cdfi/Fips2009.dll/CurrDoc?SessionKey=W0QHZEXI7DL3C3Z JlK21&GotoDoc=1&Query=9-2 з.п. ф-лы, 1 табл.

2. Пат. 2373261 Российская Федерация, МПК C10L 5/14. Способ получения топливных брикетов. / Данилов О.С., Михеев В.А., Москаленко Т.В., Леонов A.M.; заявитель и патентообладатель Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук. № 2008109775/04; заявл. 13.03.2008; опубл. 20.11.09, электронный ресурс http://ww.fips.ru/cdfi/Fips2009.dll/CurrDoc?SessionKey=W0QHZEXI7DL3C3Z J1К21 &GotoDoc=1 &Query=8-1 табл., 1 ил.

3. Митчелл Д.Р. Обогащение угля / И.З.Маргозин. Перевод с англ. В.И.Дунавский. - Ленинград: Углетехиздат, 1956. - 707 с.