Способ флотации угля
Владельцы патента RU 2457905:
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" (RU)
Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при флотации углей. Способ флотации угля включает кондиционирование пульпы с собирателем и вспенивателем, выделение угольной массы в концентрат. В качестве реагента-собирателя вводят γ-гексилтиопропиловый эфира фенола общей формулы:
Технический результат - повышение извлечения горючей массы в концентрат при одновременном снижении расхода реагента. 2 табл., 1 пр.
Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано на углеобогатительных фабриках для флотации углей.
Известен способ флотации угля, заключающийся в предварительном пульпировании, кондиционировании с тракторным керосином и тяжелым маслом [Петухов В.Н. Взаимосвязь физико-химических свойств витринитов углей с их адсорбционной способностью и флотируемостью // Химия твердого топлива. - 1979. - №1. - С.12-19]. Недостатками данного способа является высокий расход реагентов и пониженная скорость флотации, а следовательно, и низкая производительность флотационных машин.
Известен также способ флотации угля, включающий предварительное пульпирование, кондиционирование с использованием реагентов, полученных окислением технических продуктов нефтехимии, с целью повышения в их составе кислородсодержащих химических соединений [Куколев Я.Б. и др. Флотационный реагент на основе окисления технических нефтяных продуктов // Кокс и химия. - 1974. - №6. - С.5-8]. Однако получение окисленных керосинов требует больших затрат и специально подготовленных технических продуктов. При этом несмотря на высокую эффективность реагентов, извлечения горючей массы в концентрат и скорость флотации угля недостаточно высокая.
Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ флотации угля, включающий предварительное пульпирование и кондиционирование пульпы с реагентом собирателем и вспенивателем и выделение угольной массы в концентрат. При этом в качестве собирателя используют тракторный керосин, а в качестве реагента вспенивателя - кубовые остатки производства бутиловых спиртов (КОБС) [Пиккат-Ордынский Г.А. и др. Технология флотационного обогащения углей. - М.: Недра, 1972. - С.21-22]. Недостатком способа является пониженная скорость флотации при повышенных расходах реагентов, что приводит к снижению извлечения горючей массы в концентрат.
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 в качестве реагента-собирателя в процесс вводят γ-гексилтиопропиловый эфир фенола общей формулы:
Физико-химические константы γ-гексилтиопропилового эфира фенола представлены в табл.1.
| Таблица 1. | |||||
| Физико-химические константы γ-гексилтиопропилового эфира фенола. | |||||
| Соедине ние |
Температура кипения (Ткип, °С) | Плотность (d20 4) | Показатель преломления (n20 4) | Молекулярная масса (М.М., г/моль) | Растворитель |
| γ-гексилтио- | 190-195°С | 1,0070 | 1,5340 | 252,42 | углеводороды, ацетон, CCl4 |
| пропило вый |
(3 мм рт.ст.) | ||||
| эфир фенола |
Способ получения γ-гексилтиопропилового эфира фенола, γ-гексилтиопропиловый эфир фенола получен тиилированием аллилового эфира фенола гексантиолом (эквимольное количество) в атмосфере аргона при температуре 75…80°С в течение 25…30 часов в присутствии инициатора - динитрила азобисизомасляной кислоты (0,6 мас.% по отношению к суммарной массе исходных соединений). Выход 70%.
Улучшение показателей флотации углей с использованием γ-гексилтиопропилового эфира фенола в качестве комплексного реагента для флотации углей объясняется элементным составом и строением его молекулы.
В молекуле γ-гексилтиопропилового эфира фенола электронная плотность локализуется на атомах кислорода и серы, вследствие этого реагент может специфически взаимодействовать с сорбционно-активными центрами угольной поверхности, несущими положительный заряд (атомы водорода фенольных, карбоксильных групп в макромолекуле органической массы углей).
Углеводородные радикалы в молекуле γ-гексилтиопропилового эфира фенола за счет межмолекулярных сил могут взаимодействовать с аполярными центрами угольной поверхности. Поэтому в случае адсорбции на угольной поверхности γ-гексилтиопропилового эфира фенола проявляются одновременно как специфические (например, водородная связь), так и универсальные неспецифические межмолекулярные силы взаимодействия. Кроме того, бензольное кольцо, содержащееся в молекуле эфира, также обладает высоким сродством к угольной поверхности. Вышеизложенные особенности состава и структуры молекулы эфира определяют его адсорбцию на угольной поверхности.
Наличие атомов кислорода и серы в молекуле γ-гексилтиопропилового эфира фенола придает ему высокую поверхностную активность. Высокая поляризация молекул реагента, вызванная электроноакцепторными свойствами атомов кислорода и серы, обуславливает хорошие пенообразующие свойства.
Таким образом, использование γ-гексилтиопропилового эфира фенола приводит к повышению извлечения горючей массы в концентрат при одновременном снижении расхода реагента.
Пример осуществления способа
Для осуществления способа берут навеску угля, например 50 г, перемешивают ее с водой в камере лабораторной флотационной машины типа "Механобр" с объемом 0,5 л в течение 2 мин, и подают порцию реагента γ-гексилтиопропилового эфира фенола 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 60 с, а затем производят съем флотоконцентрата. Далее производят следующее контактирование воздуха с углем в течение 60 с.
Для обоснования преимуществ заявляемого способа флотации угля по сравнению с прототипом были проведены лабораторные испытания, результаты которых представлены в табл.2. Заявляемый реагент использовали для обогащения угольной мелочи разрезов Кузбасса с зольностью 22,51 мас.%.
Результаты лабораторных испытаний показали, что при флотации угля, использование в качестве собирателя γ-гексилтиопропилового эфира фенола вместо тракторного керосина с кубовым остатком производства бутиловых спиртов позволяет повысить выход концентрата на 3,1% и снизить расход реагента в 1,5 раза.
Способ флотации угля, включающий кондиционирование пульпы с собирателем и вспенивателем, выделение угольной массы в концентрат, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения горючей массы в концентрат при одновременном снижении расхода реагентов, в качестве реагента-собирателя вводят γ-гексилтиопропиловый эфир фенола общей формулы:
