Способ флотации угля и графита

 

.СПОСОБ ФЛОТАЦИИ УГЛЯ И ГРАФИТА, включающий предварительное пульпирование, кондиционирование с реагентной смесью . тракторного керосина и вспенивателя, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения полезных компонентов в концентрат, улучшения селективности процесса флотации и снижения расхода флотореагентов, в кондиционирование в качестве вспенивателя вводят алкилпроизводные 1,3-диокса-2-силациклогексана общей формулы К R (О R А T-R ж R R со где R - алкил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4 (51) В 03 D 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ .К

В В

g г

:С- СГ

1à

S1

Я где R — алкил, С С

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3625087/22-03 (22) 21,07.83 (46) 07.02,85.Бюл.№ 5 (72) В.Н.Петухов, P.Ñ.Мусавиров, Д.Л,Рахманкулов, Т.В.Михайлов, В.Б.Чижевский, E.Ï,Íåäîãðåé и С.В.Петухов (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им, Г.И.Носова и Уфимский нефтяной институт (53) 622.765.06 (088.8) (56) 1. Пиккат-Ордынский Г.А. и др, Технология флотационного обогащения углей. М., "Недра", 1972, с. 21-22.

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 169460, кл. В 03 D 1/02, 1963.

3. Петухов В.Н. и др. Апкилпроизводные 1,3-диоксана — новые эффективные собиратели для флотации угля.—

"Химия твердого топлива", 1976, ¹ 2, с. 114-120.

4. Пиккат-Ордынский Г.А., Острый В.A. Технология флотационного обогащения углей. M. "Недра, 1972, с.21-22.

„.SU„„11 8190 А (54) (57) .СПОСОБ ФЛОТАЦИИ УГЛЯ И

ГРАФИТА, включающий предварительное пульпирование, кондиционирование с реагентной смесью . тракторного керосина и вспенивателя, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения извлечения полезных компонентов в концентрат, улучшения селективности процесса флотации и снижения расхода флотореагентов, в кондиционирование в качестве .вспенивателя вводят алкилпроизводные

1,3-диокса-2-силациклогексана общей формулы

1 11381

Изобретение относится к обогаще" нию полезных ископаемых методом :. фаотации и может быть использовано на обогатительных фабриках при обогащении угля и графита. 5

Процессы флотации угля и графита осуществляют с использованием химических соединений с различными полярными атомами, функциональными группами или же используют технические 10 продукты, содержащие в групповом химическом составе, в преобладающем количестве, те или иные полярные химические соединения (1) . Известен способ флотации гидро- 15 фобных минералов, включающий предварительное пульпирование, кондиционирование с реагентной смесью тракторного керосина с кубовыми остатками от производства бутилового спир- 20 та (2) .

Однако данный способ флотации гидрофобных минералов характеризуется высоким расходом реагентов и низкой производительностью флотационных 25 машин.

Известен способ флотации угля, включающий предварительное пульпирование и кондиционирование с реагентами - алкилпроизводными 1,3 — диок- gp сана (3) .

Несмотря на высокую эффективность, расход 1,3-диоксанов составляет

0,6 - 0,7 кг/т, а селективность фло- . тации недостаточно высокая. Зольность;. З .концентрата составляет 9,5 — 10,5 7 (зольность исходного питания флотации 21,5 — 24,2 ).

Наиболее близким к предлагаемому является способ флотации угля и гра 40 фита, включающий предварительное пульпирование, кондиционирование с реагентной смесью тракторного керосина и вспенивателя, причем в качестве вспенивателя используют 45 т-66 И.

Недостатками известного способа флотации угля, несмотря на достаточно высокую эффективность, являют- 50 ея повышенный расход реагентов и пониженная селективность флотации yr лей.

Цель изобретения — повышение извлечения полезных компонентов в концентрат, улучшение селективности процесса флотации и снижение расхода флотореагентов.

Цоставленная цель достигается тем, что согласно способу флотацни угля и . графита, включающему

Предварительное пульпирование, кондиционирование с реагентной смесью тракторного керосина и вспенивателя, в кондиционирование в качестве аспенивателя вводят алкилпроизводные

1,3-диокса-2-силациклогексаны общей формулы где R — С вЂ” С = алкил.

2 .Алкилпроизводйые 1,3-диокса-2-силациклогексана и его аналоги, применяемые в органической химии для защиты диолов, получают взаимодействием диолсв с хлорсиланами- алкоксисиланами и полиорганосилоксанами .

Алкилпроизводные 1,3-диокса-2-сила— циклогексана в :качестве реагентов д дя флотации полезных ископаемых не применяются.

Физико-химические контакты:

Т,кип., С 135-178 ао

Плотность d 0,9369-0,9759

Коэффициент рефракции п 1 1,3980-1,4260 . Химические соединения 1,3-диокса-2-силациклогексаны в процессе флотации выполняют роль реагента-вспенивателя.

Как и другие гетерополярные хи1мические соединения, используемые при флотации углей, 1,3-диокса"2-силациклогексаны способствуют обра зованию более мелких пузырьков воздуха, т.е. повышают диспергирование воздуха; препятствуют слиянию отдельных пузырьков и образованию из них более крупных.. пузырьков; увеличивают прочность пузырьков и устойчивость пены, образовавшейся в результате подъема минерализованных пузырь-. ков на поверхности пульпы; влияют на собирательные действия реагентов при закреплении их на минералах, снижая расход собирателя и повышая извлечение полезных компонентов в пенный продукт.

1,3-Диокса-2-силациклогексаны являются более эффективными пенообра11381

3 зователями по сравнению с T-66 в связи с тем, что они имеют повышенную пенообразующую способность. Высота двухфазной пены в 1 5 раза выше по сравнению с Т-66 (табл. 3).

Наличие двух кислородных атомов в молекуле 1,3-диокса-2-силациклогексана позволяет-активно им адсорбироватьсй на реакционных центрах угольной поверхности за счет Н-связи

1,на положительных участках угольной поверхности). Разветвленная сеть углеводородных радикалов позволяет значительно повысить гидрофобизацию поверхности и улучшить адсорбцию 15 основного реагента-собирателя на угольной поверхности. Это в -конеч- ном итоге приводит к значительному снижению расхода реагентной смеси и увеличению извлечения горючей массы в концентрат.

Собирательные свойства 1,3-диокса-2-силациклогексанов подтверждаются лабораторными экспериментами по флотации угольной мелочи при индивидуальном использовании их в качестве реагентов.

Применение 2,2,4-триметил-1,3-диокса-2-силациклогексана вместо

2,2,4-триметил-.1,3-диоксана позволяет повысить извлечение горючей массы в концентрат на 8-9Х с одновременным снижением расхода реагента в 3 раза (табл. 1) .

Повышенная гидрофобизация поверх35 ности при адсорбции на угле 1,3-диокса-2-силациклогексанов объясняется

6 -электронной структурой и стереохимией молекулы .реагента.

Изучение стереохимии молекул с ис-4р пользованием метода CN ДО/2 позволяет установить, что молекулы 1,3- диокса-2-силоциклогексанов значительно отличаются строением от молекул

1,3-диоксанов. Так, например, длина связи Si — 0 в 1,5 раза больше длины связи С -0 в молекуле 1,3-диоксаIO нов и составляет 1,95«10 и

1,39 10 м соответственно. Это приводит к увеличению общей площади у1 цикла за счет снижения угла SiO Cq о на 19 по сравнению с углом С О«С4 в 1,3 — диоксанах и повышению угла

О,Si О . Кроме того, увеличивается длина связи Si-СН по сравнению у с С4- СН с 1,51 10 до 1,9235"

«1О 1 м и длина связи 5i -Н по сравнению со связью С вЂ” Н примерно в

90 4

1,5 раза. Увеличение площади цикла молекулы и длины связей кремния с метильной группой и водородом приводит в случае адсорбции молекул

1,3-диокса-2-силациклогексанов к увеличению ее гидрофобизации, а следовательно, и флотируемости угольных частиц.

Молекулы l 3-диокса-2-силациклогексанов имеют повышенный дипольный момент по сравнению с I 3-диоксанами, что повышает энергию их адсорбции на угольной поверхности.

В связи с, тем, что в Т-66 содержатся в основном соединения диоксанового и пиранового цикла, их адсорбционная и гидрофобизационная способность ниже 1,3-диокса-2-силациклогексанов, что в конечном итоге снижает флотируемость углей при использовании Т-66 в качестве реагента-вспенивателя.

Таким образом, 1,3-диокса-2-силациклогексаны имеют повышенную диспергирующую и гидрофобизационную способность по сравнению с T-66, что в конечном итоге приводит к повышенной флотируемости угольной мелочи и продукта, Способ осуществляют следующим образом.

Исходную навеску угля смешивают с водой, кондиционируют с флотореагентами и флотируют.

Пример. Для осуществления процесса берут навеску угля или графита, например, 100 г, перемешивают с водой в лабораторной машине типа

"Механобр" с объемом кайеры 0,75 л в течение 2 мин. Затем вводят в кондиционирование порцию флотореагента тракторного керосина с алкилпроизводными 1,3-диокса-2-силациклогексана, например тракторный керосин с 2,2,4-триметил-1,3-диокса-2-силациклогексаном в соотношении 95:5;

После контакта навески угля с реагентом в течение 1 мин во флотационную пульпу подают воздух и в течение 1 мин производят флотацию.

Подачу воздуха в пульпу прекращают и подают следующую порцию реагента с последующим контактированием

его с углем в течение 1 мин. После контакта навески угля с реагентом в пульпу подают вновь воздух и производят съем второго концентрата.

1138190

Известный способ флотации углей включает предварительное пульпирование и кондиционирование с тракторным керосином и Т-66 в соотношении 99:1 — 95:5. Исследованием уста- 5 новлено, что использование алкилпроизводных 1,3-диокса-силациклогексанов в качестве собирателя в смеси с тракторным керосином (в соот-, ношении 1:99) позволяет повысить извлечение горючей массы в концентрат на 3,1-5,7 по сравнению с использованием смеси Т-66 с трактор/ ным керосином с одновременным снижением расхода смеси реагентов в 2-3 >5 раза и улучшение селективности про.цесса флотации угла. Зольность концентрата в случае использования в качестве вспенивателя алкилпроизводных. 1,3-диокса-2-силациклогекса- 20 нов снижается на 0,6-0,9%. Коэффициент эффективности повышается с

0,767 — 0,779 до 0,797 — 0,808 табл. 2).

Увеличение в смеси реагента Т-66 от 1 до 5 позволяет несколько улучшить флотируемость угля. При снижении расхода pearåíòíîé смеси T-66 с тракторным керосином (5 95) с О 86 — 1,29 до 0 68 кг/т ЗО извлечение горючей массы в.концентрат повышается до 88,8 — 89,6 . Однако использование смеси алкилпроизводных 1,3-диокса-2-силациклогексанов с тракторным керосином в таком соотношении позволяет повысить извлечение горючей массы в концентрат до 92,1 — 93,7 . с одновременным снижением расхода реагентной смеси с

0,68 до 0,368 кг/т (табл. 2). 40

Зольность флотоконцентрата в слу- чае использования предлагаемого способа флотации, снижается на 0,8-1>1 ..

Коэффициент эффективности повьппается с О, 754 — О, 766 до О, 794-0804 (табл. 2) .

Высокая эффективность действия алкилпроизводных 1,3-диокса-2-силациклогексанов, применяемых в нечестье вспенивателя, может объясняться высокими пенообразующими свойствами

Результаты флотации угля с использованием в качестве вспенивателя раэ— личных технических продуктов представлены в табл. 2 (реагент-собиратель, — тракторный керосин) .

Вспенивающая способность технических продуктов, используемых в качестве вспенивателя, дана в табл.3.

При одинаковой концентрации реагентов в воде высота 2-фазной пены в случае 2,2,4-триметил-1,3-диокса-2-силациклогексана выше в 1,5 раза по сравнению с Т-66 (табл . 3) .

В случае флотации графита с использованием предлагаемого способа флотации также получены положительные результаты. Так, например, применение тракторного керосина (0,6 кг/т) и вспенивателя 2,2,5,5тетраметил-1,3-диокса-2-силациклогексана позволяет повысить извлечение углерода в концентрат с 94,8 до 95,31 по сравнению с использова†нием в качестве вспенивателя Т-бб, При этом расход 2,2,5,5-тетраметил1,3-диокса-2-силациклогексана снижается в 1,5 раза по сравнению с Т-бб, В табл. 4 приведены результаты флотации графита при различных реагентных режимах.

Следовательно, применение предлагаемого способа позволяет улучшить технологические показатели флотации угля и : графита эа счет повьппения извлечения полезного компонента в концентрат, улучшения селективности процесса флотации и ,снижения расхода флотореагентов, 1138!90

Таблица

Флотация угля с использованием циклических ацеталей

Ei.

ЗОЛЬНОСТЬ 1 Ж

Извлечение горючей массы в концентрат,Х

Выход, %

Расход, кг/т

Реагент

Кон- От- ИсИсходный

ОтхоКонцент ход- ходрат ный ный ды центрат

2,2,4-триметил-1,3диоксан

78,2

0,428 82,0 18,0 100,0 5,4 52,4 13,7 89,9

2,2,4-триме- тил-1,3-диокса-2-сила6,2 44,5, 87,4

0,092 80,4 29,6. циклогексан

О 138 90 О 10 О, 100 0 6 2 81 2 13 7 97 8

;Таблица 2

1 Т-66

99:1

0,860 80,2 19,8 100,0 5,3 47",7 13,7 88,0

1,290 .76,7 23,3 100,0 7,5 52,6 18,0 86,5

0,779

0,767

О ° 680 81 э3 18ъ7 100sО 5э 7 48з 7 1Зю 7 88э8 Оэ 766

0,680 80,0 20,0 100,0 8,2 57,2 IS,Î 89,6 0,754

0,460 82,5 17,5 100,0 4,7 56,0 13,7 - 91,1 0,808

95:5

2 2, 2, 4-триметил-1,3диокса-2силацик99:1

92,1 0,804 логексан

99:1 0,460 81,2,,18 8 100,0

6,9 66,0 18,0 92,2 0,797

95:5 0,368 82,7 17,3 100,0

7,1 70,1 18 0 93,7

95 l, 01400 78>6 2ls4 100,0 6s4 60 6 18у0 89s7

95:5 0,392 81,8 18,2 100,0 7,0 67,4 18,0 92,8 0,795 лациклогексан

3 2,2-диэтил- 5,5- диметил-1 3) диокса-2-си0321 71,0 290 1000 49 352

95:5 0,368 83,6 16,4 100,0 4,9 58,4 13 7

0,794

О, 804

1138190

Т а б л и ц а 3

2,2,4-триметил1,3-диокса-2силациклогексан

"Зеленое масло"

Высота двухфазной пены, мм, при концентрации, мг/л

11,5 23,0. 46,0 92 17,5 35 70 140 16,5 33,0 66 132

60 160 190 205 40 100 130 200 15 20 40 135

Т а б л и ц а 4

Расход реагентаI, Содержание,%

В ыход, % звлечение

Золы

Углерода углерода, % вспенивар осина, кг/т тов, кг/т теля, кг/т

14,9 52,68

94,8

0,900 Концентрат

О, 600 Т-66 О, 300

85,1

100,0

Отходы

Исходный

0,33

5,40

5,2

100,0

14,15 52,16

0,600 2,2,5,15-0, 130

Тетраметил-1,3диокса-2-сила0,600, цикло- 0,200 гексан

О, 730

95,07

85, 85

100, О

4,93

100,0

0,31

5,40

95,31

0,800

15,52 56,02

4,69

100,0

84,48

100,0

0,30

5,40

0,870 Концент" рат

Отходы

Исход- . . HbN

95,33

15,93 56,53

0,270

0,600

4,67

100,0

84,07

100,0

0,30 . 5,40

0,270 0,270 Концент" 16,5 56,16 рат

94,9

Отходы 83,5

Исходныи 10090

0,33 5,1

5,40 100,0

ВЯЯЯПБ Заказ 10589/7 ™раж 525 По писное и филиал gpss Патент, г. Ужгород, ул.Проектная,4

Расход

I тракторноro кееаентспеиваель, Общий расход реа ген!

Продукты флотации

Концентрат

Отходы

Исходный

Концентрат

Отходы

Исходный