Способ обогащения угля



Способ обогащения угля
Способ обогащения угля
Способ обогащения угля

 

B03B1/00 - Разделение твердых материалов с помощью жидкостей, концентрационных столов или отсадочных машин (удаление жидкостей или газов из твердых материалов B01D; магнитное или электростатическое отделение твердых материалов от твердых материалов или от текучей среды, разделение с помощью электрического поля, образованного высоким напряжением, B03C; осаждение B03D; разделение сухими способами B07, грохочение или просеивание B07B; ручная сортировка B07C; способы и устройства для разделения особых материалов - см. соответствующие классы)

Владельцы патента RU 2620503:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова" (ФГБОУ ВО "МГТУ им. Г.И. Носова") (RU)

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано на обогатительных фабриках при флотации угольных шламов. Способ обогащения угля включает флокуляцию пульпы, кондиционирование с последовательным введением в пульпу собирателя и вспенивателя и выделение горючей массы в концентрат. Перед флокуляцией предварительно смешивают анионный сополимер акриламида с акрилатом натрия и натриевую соль карбоксиметилатов оксиэтилированного изононилфенола общей формулы С9Н196Н4-O-(C2H4O)n-COONa, где n=10-12, в соотношении 20:1. После чего полученную смесь вводят в пульпу в количестве 33-42 г/т угля. Технический результат - повышение извлечения горючей массы в концентрат. 2 табл.

 

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано на обогатительных фабриках при флотации угольных шламов.

Известен способ флотации угля, включающий использование флокулянта - анионного сополимера акриламида с акрилатом натрия («Magnafloc») в процессе селективной флотации угольной мелочи (см. Рубинштейн Ю.Б., Новак В.И. Технология флокуляционного разделения тонкодисперсных угольных шламов // Издательство вузов. Горный журнал, 2011, №3, с. 45-51).

Недостатком данного способа является низкое качество флотоконцентрата, поскольку содержит в своем составе свыше 12% минеральных компонентов, что не удовлетворяет требованиям коксохимического производства.

Известен способ флотации угля, включающий использование для селективного обогащения углей флокулянта ТПК «О» (см. Никитин Н.И., Никитин И.Н. Оптимизация селективной флокуляции углей с использованием избирательного реагента // Кокс и химия, 2008, №4, с. 15-19).

Недостатком известного способа обогащения угольной мелочи является низкий выход флотоконцентрата. Кроме того, данный способ неэффективен при разделении высокозольных углей, поскольку не позволяет получать флотоконцентраты с пониженной зольностью.

Наиболее близким аналогом к заявляемому объекту является способ обогащения угольных шламов, включающий флокуляцию пульпы, кондиционирование с последовательным введением в пульпу собирателя и вспенивателя и выделение горючей массы в концентрат. При этом в качестве флокулянта используют анионный сополимер акриламида с акрилатом натрия (торговое название «Magnafloc М-10») (см. Петухов В.Н., Субботин В.В. Исследование влияния флокулянтов на показатели флотации угольной мелочи и разработка реагентного режима // Теория и технология металлургического производства, 2013, №1. С. 8-9).

Недостатком известного способа обогащения угля является низкое извлечение горючей массы в концентрат за счет того, что при адсорбции флокулянта на угольной поверхности повышается ее гидрофильность, а следовательно, приводит к снижению флотируемости угольной мелочи.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении извлечения горючей массы в концентрат.

Технический результат заключается в качественном изменении механизма флокуляции угольных частиц путем предварительного взаимодействия полярных кислородсодержащих групп натриевой соли карбоксиметилатов оксиэтилированного изононилфенола общей формулы С9Н196Н4-O-(C2H4O)n-COONa, где n=10-12 («Синтерола») с полярными центрами анионного сополимера акриламида с акрилатом натрия («Magnafloc М-10») по типу водородной связи.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе, включающем флокуляцию пульпы, кондиционирование с последовательным введением в пульпу собирателя и вспенивателя и выделение горючей массы в концентрат, согласно изобретению перед флокуляцией предварительно смешивают анионный сополимер акриламида с акрилатом натрия и натриевую соль карбоксиметилатов оксиэтилированного изононилфенола общей формулы С9Н196Н4-O-(C2H4O)n-COONa, где n=10-12, в соотношении 20:1, после чего полученную смесь вводят в пульпу в количестве 33-42 г/т угля.

Натриевая соль карбоксиметилатов оксиэтилированного изононилфенола (торговое название «Синтерол») общей формулы С9Н19-C6H4-O-(C2H4O)n-COONa, где n=10-12, представляет собой прозрачную жидкость с желтым оттенком и плотностью не менее 900 кг/м3 при 20°С, которая кристаллизуется при температуре 45°С и имеет эмульгирующую активность не менее 95%. Кинематическая вязкость при 20°С составляет 40 мм2/с. Массовая доля основного вещества не менее 50%. «Синтерол» выпускается в Научно-техническом центре ОАО «Салаватнефтеоргсинтез» по ТУ 2458-124-05766575-2005.

Известно использование натриевой соли карбоксиметилатов оксиэтилированного изононилфенола в качестве состава для разрушения водонефтяных эмульсий и для удаления и предотвращения асфальтосмолопарафиновых отложений (см.пат. РФ №2485160, C10G 33/04).

Известно также их использование в качестве модификатора в процессе флотации углей. Причем указанный модификатор вводят в пульпу перед собирателем в количестве 0,01-1,0 г/т угля (см. пат. РФ №2346750, B03D 1/02).

В заявляемом способе обогащения угля - натриевая соль карбоксиметилатов оксиэтилированного изононилфенола, также как и в известном способе, проявляет аналогичное техническое свойство, заключающееся в повышении гидрофобности поверхности угольных частиц.

Анионный сополимер акриламида с акрилатом натрия (торговое название («Magnafloc М-10»), общей формулы:

выпускается немецкой фирмой «БАСФ» с молекулярной массой 18 млн., рабочий диапазон 5-11 рН, ионная активность 35-45%.

Известно использование анионного сополимера акриламида с акрилатом натрия в качестве флокулянта (Субботин В.В., Петухов В.Н. «Исследование влияние эффективности действия флокулянтов при обогащении угольного шлама» // Вестник МГТУ им. Г.И. Носова. 2014, №2. С. 20-25).

В известном способе обогащения угольных шламов акриламид, содержащийся в сополимере, конкурирует с молекулами воды на гидроксильных и карбоксильных центрах угольной поверхности с образованием межмолекулярных комплексов за счет водородной связи. Кроме того, наличие в сополимере акриламида с акрилатом натрия активных полярных центров в виде атомов кислорода и азота позволяет при адсорбции флокулянта на угольных частицах повысить их гидрофильность и уменьшить флотируемость угля.

В заявляемом способе анионный сополимер акриламида с акрилатом натрия проявляет аналогичное свойство, как в известном способе.

Однако наравне с вышеуказанными известными техническими свойствами заявляемая совокупность отличительных признаков, указанная в формуле изобретения, создает новый технический результат, заключающийся в том, что смесь анионного сополимера акриламида с акрилатом натрия («Magnafloc М-10») и натриевой соли карбоксиметилатов оксиэтилированного изононилфенола («Синтеролом») качественно изменяет механизм флокуляции угольных частиц за счет предварительного взаимодействия полярных кислородсодержащих групп «Синтерола» с полярными центрами «Magnafloc М-10» по типу водородной связи. Это позволяет обеспечить снижение полярности смеси при адсорбции ее на угольных частицах и улучшает гидрофобность поверхности угольных частиц. А наличие в смеси оксиэтилированных групп («Синтерола») обеспечивает улучшение растекания реагента собирателя при кондиционировании угольной пульпы с аполярным реагентом и способствует повышению прочности закрепления пузырька воздуха на угольных частицах и их флотируемости. Кроме того, значительно улучшается флотируемость угольного шлама за счет повышения гидрофобности угольных флокул вследствие взаимодействия молекул модификатора с полярными центрами флокулянта по типу водородной связи. При этом гидрофобные группы «Синтерола» ориентируются в водную фазу, что обеспечивает разрыхление гидратного слоя на поверхности угольных флокул и повышение гидрофобности угольных зерен. Это приводит к повышению флотируемости угольной мелочи.

Таким образом, специфическое взаимодействие смеси «Синтерола» с «Magnafloc М-10» в заявляемом соотношении с поверхностью угольных частиц при флотации приводит к повышению извлечения горючей массы в концентрат.

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

Пример осуществления способа

Для осуществления способа предварительно смешивают анионный сополимер акриламида с акрилатом натрия «Magnafloc М-10» и натриевую соль карбоксиметилатов оксиэтилированного изононилфенола общей формулы C9H19-C6H4-O-(C2H4O)n-COONa, где n=10-12 («Синтерол») в соотношении 20:1 соответственно. Затем берут навеску угля в количестве 50 г и обрабатывают вышеуказанной смесью в количестве 33-42 г/т угля. После чего перемешивают обработанную угольную пульпу с водой в течение 1 мин в камере лабораторной флотационной машины типа «Механобр» объемом 0,5 литра. Далее производят кондиционирование угольной пульпы с собирателем в течение 40 сек, а затем подают вспениватель и продолжают кондиционирование угольной пульпы еще 20 сек.

Причем в качестве собирателя и вспенивателя могут быть использованы любые известные реагенты, например в качестве собирателя - термогазойль (НПЗ г. Омск), а в качестве вспенивателя - кубовые остатки производства бутиловых спиртов (КОБС), описанные в работе (Петухов В.Н., Медяник Н.Л., Гиревая Х.Я. и др. «Использование квантово-химических характеристик для обоснования флотационной активности реагента РНХ-3010» // Кокс и химия, 2013, №6, с. 29-36).

Затем в камеру флотационной машины подают воздух и производят выделение горючей массы в концентрат. Общее время проведения флотации составляет 3 минуты. Расход собирателя и вспенивателя определяется степенью минерализации органической массы угля.

Для обоснования преимуществ заявляемого способа по сравнению с прототипом были проведены лабораторные испытания.

В результате проведенных исследований установлено, что при флотации сфлокулированных низкозольных углей марки «ОС» с использованием смеси «Magnafloc М-10» с «Синтеролом» в соотношении 20:1 в количестве 33- 42 г/т угля и использованием при кондиционировании реагента собирателя термогазойля наблюдается увеличение выхода концентрата с 84,7% до 87,3-88,4%.

В случае увеличения расхода смеси до 63,0 г/т угля при заявляемом соотношении «Magnafloc М-10» к «Синтеролу» 20:1 выход концентрата снижается до 84,2%.

В случае снижения расхода смеси до 25 г/т угля заметного улучшения флотируемости угольной мелочи не наблюдается. Выход концентрата и извлечение горючей массы в концентрат находятся в пределах флотации углей при подаче в процесс флотации чистого флокулянта «Magnafloc М-10».

Влияние расхода смеси на эффективность процесса флотации угля с зольностью 10,7% представлено в таблице 1.

Исходя из полученных данных по флотации сфлокулированных углей марки «ОС» видно, что наилучшие результаты флотации получились при расходе модификатора «Синтерола» в количестве 1,6-2,0 г/т при соотношении «Magnafloc М-10» к «Синтерол» 20:1 соответственно, и расходе комплексного флокулирующего агента в количестве 33-42 г/т.

Аналогические исследования, проведенные с использованием высокозольных углей марки «К», подтвердили улучшение флотируемости угля при использовании в заявляемом способе смеси. В случае применения в известном способе, взятом за прототиип, флокулянта «Magnafloc М-10» выход концентрата составил 79,4% при расходе реагентов собирателя и вспенивателя в количестве 1,08 кг/т и 0,067 кг/т соответственно. При подаче смеси «Magnafloc М-10» и «Синтерол» в соотношении 20:1 в количестве 33,0-42,0 г/т угля наблюдается значительное улучшение показателей флотации угля. Выход концентрата увеличился с 79,4% до 84,7-86,2% при увеличении извлечения горючей массы в концентрат с 89,4 до 95,3-96,3% (таблица 2).

При увеличении расхода смеси до 63,0 г/т угля выход концентрата снижается с 86,2% до 79,9%, а извлечение горючей массы в концентрат уменьшается с 96,3 до 89,8%.

В случае уменьшения расхода смеси до 25 г/т угля наблюдается снижение выхода расхода концентрата до 80,1% и уменьшение извлечения горючей массы в концентрат с 95,3% до 90,3%. Влияние расхода смеси на эффективность процесса флотации угля с зольностью 18,0% представлено в таблице 2.

Результаты испытаний показали, что заявляемый способ по сравнению с прототипом позволяет увеличить извлечение горючей массы в концентрат на 4,1-6,9% в зависимости от исходной зольности угля, поступающей на флотацию. При этом выход концентрата увеличивается на 3,7-6,8% по сравнению с прототипом (табл. 1-2).

Способ обогащения угля, включающий флокуляцию пульпы, кондиционирование с последовательным введением в пульпу собирателя и вспенивателя и выделение горючей массы в концентрат, отличающийся тем, что перед флокуляцией предварительно смешивают анионный сополимер акриламида с акрилатом натрия и натриевую соль карбоксиметилатов оксиэтилированного изононилфенола общей формулы С9Н196Н4-O-(C2H4O)n-COONa, где n=10-12, в соотношении 20:1, после чего полученную смесь вводят в пульпу в количестве 33-42 г/т угля.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу переработки минеральной смеси, который заключается в том, что вначале готовят минеральную смесь, которая содержит металлосодержащий минерал и одну или более нежелательных пустых пород.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых методом пенной флотации, в частности к обогащению полиметаллических руд, содержащих сульфидные минералы никеля, меди и железа, и может быть использовано для других материалов, содержащих сульфиды никеля, меди и железа.

Изобретение относится к способу регулирования селективной флотации, включающему разделение минералов с помощью реагентов-депрессоров, дозировка которых корректируется по электрохимическому потенциалу пульпы.
Предложенное изобретение относится к флотационным реагентам и способу пенной флотации для усовершенствованного извлечения ценных сульфидных минералов и драгоценных металлов из руд, содержащих силикаты Mg, шламообразующие минералы и/или глины.

Изобретение относится к способу регулирования селективной флотации. Способ регулирования процесса селективной флотации включает дозировку сульфидизатора, активаторов, депрессирующих реагентов и собирателей по электрохимическим параметрам пульпы.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано в горно-обогатительной промышленности при обогащении редких металлов. Способ флотационного извлечения редких металлов включает предварительное измельчение и последующую флотацию, протекающую под воздействием ультрафиолетового излучения.

Изобретение относится к диспергирующей форсунке для диспергирования жидкости и флотационной установке. Диспергирующая форсунка для диспергирования жидкости, в частности суспензии, содержащей по меньшей мере один газ, включает газоподводящее сопло и трубообразное смесительное устройство, которое имеет совместный входной участок по меньшей мере для одного газа и жидкости, и выходной участок для газо-жидкостной смеси, образованной по меньшей мере из одного газа и жидкости.

Изобретение относится к области обогащения руд цветных металлов и может быть использовано при обогащении сульфидных медно-никелевых руд. Способ включает измельчение и кондиционирование руды в присутствии сульфгидрильного собирателя - бутилового ксантогената калия, и вспенивателя, выделение минералов никеля и меди в коллективный концентрат, а минералов пустой породы - в отвальные хвосты.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано при флотации золотосодержащих руд. Способ флотации включает кондиционирование исходного сырья с реагентами, по крайней мере, с пенообразователем, введение пересыщенного водяного пара и газа в пульпу в виде струи аэрозоля и удаление продуктов разделения.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых методом обратной катионной флотации и может быть использовано при обогащении окисленных железистых кварцитов.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и может быть использовано в горно-обогатительной промышленности при обогащении редких металлов. Способ флотационного извлечения редких металлов включает предварительное измельчение и последующую флотацию, протекающую под воздействием ультрафиолетового излучения.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, а более конкретно - к извлечению цветных и благородных металлов из хвостов планирования сульфидных руд и продуктов их обогащения.

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых, в частности к флотационному выделению благородных металлов и сульфидных минералов с ассоциированными благородными металлами из измельченного сырья, и может быть использовано при исследовании новых флотационных реагентов, предназначенных для обогащения платиносодержащих руд и продуктов обогащения, содержащих благородные металлы.
Изобретение может быть использовано в химической, лакокрасочной, пищевой, фармацевтической промышленности, в производстве бумаги. Способ классификации минерального вещества включает классификацию в газообразной среде по меньшей мере одного минерального вещества, включающего доломит, или тальк, или диоксид титана, или оксид алюминия, или каолин, или карбонат кальция, или их смеси в присутствии по меньшей мере одной добавки, способствующей классификации.

Изобретение относится к горнорудной промышленности и может быть использовано для обработки золотосодержащих концентратов, преимущественно кварцевых, осуществляемой перед гравитационным обогащением.

Изобретение относится к процессам обогащения руд полезных ископаемых и может быть использовано для увеличения полноты извлечения ценных продуктов, в частности цинка и свинца, методом флотации.

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано на предприятиях горнодобывающей промышленности при обогащении минерального сырья.
Изобретение относится к горнорудной промышленности, а именно к обогащению полезных ископаемых методом флотации, и может быть использовано при глубокой переработке рудного и нерудного минерального сырья.
Изобретение относится к способу извлечения плавучих форм золота из золотосодержащих минеральных продуктов. .
Изобретение относится к области флотационного обогащения сульфидных руд с промышленным содержанием ценных компонентов, таких как медь, цинк и благородные металлы.
Наверх