Способ гравитационного обогащения угля

 

СПОСОБ ГРАВИТАЦИОННОГО ОБОГАЩЕНИЯ УГЛЯ, включающий отделение угля от примесей в тяжелой углеводородной галогенсодержащей жидкости, выведение продуктов разделения, .отличающийся тем, что, с целью повьпиения технологических показателей процесса, в качестве тяжелой углеводородной галогенсодержащей жидкости в процесс вводят . соединение выбранное из группы, включающей 1,1,2-трихлор-1,2,2-трифторэтан , 1,1-дихлор-1,2,2,2-тетрафторэтан , трихлорфторметан.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Su„„1069607

3(59 В 03 В 5/30

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H nATEHTY

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2355151/22-03 (22) 15.04.76 (46) 23 01. 84. Бюл. Р 3 (72) Клей Демпстрер Смит и Дуглас

Вернон Келлер-wrWu (СШЛ ) (71) Отиска Индастриз, Лтд (Япония) (53) 622.766.1(088.8) (56) 1. Золотко A.A. и др. Обогащение угля. N., "Недра", 1972, с. 71-115.

2. Там же, с. 64-68.

3. Справочник по обогащению углей.

N., "Недра", 1974, с. 91 (прототип). (54) (57) СПОСОБ ГРРВИТАЦИСННОГО ОБОГАЩЕНИЯ УГЛЯ, включакщий отделение угля от примесей в тяжелой углеводородной галогенсодержащей жидкости, выведение продуктов разделения, .о т л и ч а к шийся тем, что, с целью повышения технологических показателей процесса, в качестве тяжелой углеводородной галогенсодержащей жидкости в процесс вводят . соединение выбранное из группы, включающей 1,1,2-трихлор-1,2,2-трифторэтан, 1,1-дихлор-1,2,2,2-тетрафторэтан, трихлорфторметан.

1069607

Изобретение относится к отделению угля от посторонних примесей, содержащихся в нем после добычи, с использованием тяжелых сред .

Рядовой или необогащенный уголь содержит обычно посторонних приме- 5 сей 20-6Ъ по весу. Даже при условии высокой стоимости производства, уголь все же подвергается Обогащению с целью удаления примесей, что обусловлено экономическими соображениями: )0 нецелесообразностью транспортировки пустой породы на значительное расстояние, а также ограничениями, которые накладываются на содержание в угле примесей для процесса, в котором он будет использован.

Известны различные способы очистки или обогащения угля: воздушное обогащение, обогащение на отсадочных машинах, пенная флотация, обогащение с помощью циклонов и на вибросталях Дейстера (12.

Общим недостатком для всех укаэанных способов является то, что с их помощью можно обрабатывать или обогащать уголь, размер частиц которого находится в очень узком диапазоне. Это приводит к тому, что перед обогащением уголь должен быть разделен на две или более фракции, что приводит к удорожанию процесса З0 обогащеНия.

Недостатком обогащения на отсадочных машинах и на вибросталях

Дейстера является малая эффективность, 35

Гидравлический способ обогащения требует больших количеств воды, что вызывает трудности, например в засушливых районах, или там, где окружающие условия выдвигают требо- 40 вания замкнутой циркуляции.

Циклоны имеют ограниченное применение .из-за высокой стоимости процесса и нйзкой производительности.

Пенная флотация является еще одним45 из способов обогащения угля, имеющим ограниченное применение иэ за необходимости наличия квалифицированных кадров, а также ограниченной крупности сырья. Хотя этот способ является эффективным, если он правильно осуществляется, тем не менее, он не нашел широкого применения.

Известен способ обогащения угля путем отделения его от примесей

55 в минеральных суспензиях. Уголь и примеси подают s тяжелую среду, удельный вес которой лежит между удельными весами угля и примесей.

На основании закона Архимеда уголь поднимается на поверхность разделительной жидкости, а примеси или частицы пустой породы оседают на дно. Два слоя материалов — концентрат и хвосты удаляются иэ процесса раздельно (2) . 65

При гравитационном обогащении угля в качестве разделительной жидкости широко применяется движущая водная суспензия магнетита. При этом частицы угля должны быть относительно большого размера - обычно от 10 дюймов до 1/4" (254,0

6,4 мм ). В противном случае скорости отделения угля по отношению к возбуждаемым или беспорядочным скоростям в сортировочном устройстве будут настолько малы, что частицы угля будут переходить в хвосты, а частицы примесей — в концентрат.

Требование в отношении того, чтобы минимальный размер частицы угля был 1/4", приводит к тому, что ® во многих случаях в обогащенном угле остается большое количество колчедана. В некоторых углях большие количества колчедана или пирита соI держатся в виде частиц размером менее 0,074 мм. Таким образом, если уголь перед гравитационным обогащением будет измельчен до частиц размером 1/4" (5,4 мм ), то s нем будет содержаться большое количество пиритной среды. Кроме того, если очень мелкие частицы угля или глины не будут полностью отделены от угля в

1/4 перед обогащением, то они могут засорить тяжелую среду. Это приводит к повышению ее вязкости, в результате чего ухудшается эффективность обогащения и регенерации магнетита.

Уголь, получаемяй в магнетито-водных сепараторах, должен подвергаться механической или термической сушке или обоим одновременно. Поскольку вода имеет относительно высокую точку кипения и высокую скрытую теплоту. испарения, то стоимость сушки угля может быть довольно высокой.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ гравитационного обогащения угля, включающий отделение угля от примесей в тяжелой углеводородной галогенсодержащей жидкости, выделение продуктов разделения. В качестве тяжелой углеводородной жидкости применяют четыреххлористый углевод, тетрахлоэтан, бромыстый метилен, бромоформ (3 ).

Однако используемые жидкости обладают высокой вязкостью, большим поверхностным натяжением. Обогащение, проводимое в четыреххлористом углероде, бромоформе и этилендибромиде, использунчцихся при проведении стандартных испытаний на обогатимость, может длиться 2-24 ч.

Цель изобретения — повышение технологических показателей процесса разделения.

Поставленная цель достигается тем, что по способу гравитационного обогащения угля, включающему отде1069607 при 20 С, сП

Вязкость

0,969

1,844

1,09

1,00

Вода

12,0

Тетрабромэтан

Бромоформ (СНВГ,) 2,152

4,40 (н среднем 1

0,4

Трихлорфторметан ление угля от примесей в тяжелои углеводородной галогенсодержащей жидкости, выделение продуктов разделения, в качестве тяжелой углеводородной галогенсодержащей жидкости в процесс вводят соединение, выбранное 5 из группы, содержащей 1,1,2-трихлор1,2,?-трифторэтан, 1,1-дихлор1,2,2,2-тетрафторэтан, трихлорфторметан.

Эти соединения имеют низкую точку кипения и очень низкую скрытую теплоту испарения. Следовательно, они могут быть.регенерированы путем выпаривания с минимальными затратами энергии. Кроме того, они химически инертны по отношению к углю и другим материалам, участвующим в процессе обогащения.

Способ осуществляется следующим образом.

Используя один из перечисленных углеводородов, готовят тяжелую жидкость требуемой плотности, опускают в нее рядовой уголь, перемешивают и удаляют всплывшую и осевшую фракции.

Всплывшая фракция представляет собой .концентрат.

Благодаря использованию способа обеспечивается большой выход концентрата с меньшим содержанием соды, серы и влаги.

30 удельный вес фторхлоруглеводородного соединения может легко регулироваться.

Так, например, номинальный удеЛьный вес трихлорфторметана может 35

Разделительная жидкость

Четыреххлористый углерод

Тетрахлорэтан

Бромистый метилен

-325 меш. магнетит и вода (1,6 уд.вес при обследовании ванны

Низкая вызкость является очень важным показателем, так как скорость, при которой частицы движутся через 60 разделительную жидкость, а следовательно, скорость протекания процесса обогащения, обратно пропорциональна вязкости разделительной жидкости, поэтому, когда.,вязкость разделитель- 65 изменяться в диапазоне 1,55-1,4 из-за незначительных изменений температуры и давления.

Более низкие удельные веСа могут быть получены путем смешивания с разбавлением легкими нефтяными погонами, петролейным эфиром.

Петрслейный эфир (смесь пентана и гексана ) может использоваться в очень небольших количествах, вследствие чего пары разделительной жидкости являются взрывобезопасными и невоспламенякщимися. Вместо нефтяныХ погонов могут применяться другие жидкости. Так, например, пентан обладает свойствами, которые делают

его подходящим для этих целей: у него низкая точка кипения и низкая теплота парообразования.

Прежде высказывались предложения о возможности использования углево" дородных разбавителей для регулирования удельного веса разделительной жидкости. Однако предлагавшиеся ранее разбавители, например бензин (т.кип. 80 С) и нефтяные погоны, кипят при очень высокой температуре и не могут быть использованы в данном способе обогащения угля, который требует того, чтобы разбавитель кипел при температуре, максимально близкой к температуре кипения фторхлороуглеродов. Кроме того, предлагаемые разделительные жидкости обладают меньшей вязкостью, чем известные, что видно из табл. 1.

Таблица 1 ной жидкости уменьшается, то скорость обогащения увеличивается.

Продолжительность процесса обогащения составляет 1-5 мин.

Предлагаемые разделительные жидкости имеют меньшее поверхностное натяжение (данные приведены в табл. 2 ).

1069607

Т а б л и ц а 2

Поверхностное натяжение, денье/см

36

75

41,. 5

18

Поверхностное натяжение является 20 важным показателем, так как смачивающая способность является функцией низкого поверхностного натяжения. Если уголь смачивается не полностью разделительной жидкостью, то пузырьки воздуха будут прилипать как к частицам угля, так и частицам пустой породы. В результате этого обогащение усложняется и становится менее эффективным. ЗО

Эта проблема еще больше усугубляется, если размер частиц составляет один миллиметр или меньше.

Однако при извлечении угля из суспензии избежать наличия таких 35 частиц нельзя.

Предлагаемые разделительные жидкости имеют несколько малое поверхностное натяжение, что свободные поверхности даже очень маленьких частиц, включая микротрещины, смачиваются, по существу, сразу.

При этом эффективнос" ü обогащения повышается настолько,, что час= î превышает данные теоретических кривых обогатимости. При Осуществлении предла= 45 гаемого способа необогащенный уголь не требуется разделять по размеру частиц, что необходимо делать в применяемых в настоящее время процессах обогащения .

Куски величиной 5-6 дюймов (127, 0

152,4 мм ) и больше могут легко обрабатываться, так же, как и частицы размером 325 мещ, хотя для мелких частиц время разделения будет -несколько дольше.

Разделительные жидкости не воспламеняются, без запаха и нетоксичны. В процессе разделения уголь не шламуется. Способ может быть применен в тех случаях, когда содержание 60 воды в угле является довольно большим. Так, наиболее предпочтительно обогащение суспензии мелкого угля.

Такой уголь, капельно высушенный и поданный в обогатительную уста- 65

Разделительная жидкость

Четыреххлористый углерод

Тетрахлорэтан

Бромистый метилен

Вода

Бромоформ

-325 меш. магнетит и вода

Трихлорфторметан новку, может содержать влаги свыше

15 - о

Пример 1. Берут уголь с удельным весом 1,5 и содержанием влаги 6,5-, (номинальное ). Распределение частиц по размеру н образце следующее, Ъ:

+3!8 дюйма 7„5

3/8 х 5 меш. 27,7

5 х 13 меш. 21,7

10 х 30 меш, 29,9

30 х 60 меш. 10,8

60 х 100 меш, 1,6

-100 меш. 1

B качестне разделительной жидкости используют трихлорфторметан.

В процессе испытаний содержание золы в угле уменьшилось с 35,37 до

13„10=, т.е основная часть примеси отделилась от угля. Большое количество золы может быть удапено при уменьшении размера крупных частиц.

Оди были достаточно крупными, а поэтому не нся зола освободилась от самсго угля.

Пример 2. уделбйый вес фторхлоруглеродов используемых в качествЕ разделительной жидкости, может легко регулироваться в.тех случаях, кстда это выгодно. Так, например, удельные вес может быть уменьшен с целью выделения из угля большего количества золы в тех случаях, .огда, например, это обусловлено требованиями заказчика.

Воэможность быстрого регулирования удельного веса разделительной жидкости продемонстрирована на целом ряде лабораторных испытаний, в процессе которых петролейный эфир смешивается с трихлорфторметаном в количествах, обеспечиванщих снижение удельного веса смеси до 1,47 и 1,43.

Эти смеси трихлорфторметана используют в качестве разделительной жидкости как самостоятельно, так и с добавлением IIM3 (Pace Perk).

1069607

Составитель Л. Антонова

Редактор Н. егоpoaa Техред И.Метелева Корректор И.Эрдейи

Заказ 11498/59 Тираж .535 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3 .-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. ужгород, ул. Проектная, 4

Полученные дайные показывают, что процентное содержание золы увеличивается, если удельный вес разделительной жидкости уменьшается, увеличивается выделение серы без снижения выхода угля. 5

Пример 3. В условиях примера 1 проводят обогащение угля с использованием 1,1-дихлор-1,2,2,2-тетраФторэтана в качестве тяжелой углеводородной жидкости. 10

Содержание золы в угле снижается. до 133, выход составляет 56,6%.

Пример 4. В качестве тяжелой углеводородной жидкости используют 1,1,2-трихлор-1,2,2-трифторэтан. Содержание золы в угле снижается с 17-20 до 10%.

Таким образом, основное преимущество изобретения состоит в повышении технологических показателей гравитационного обогащения угля.