К проблеме выбора реагентов — модификаторов для флотационного обогащения углей | Статья в журнале «Молодой ученый»

Автор:

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №10 (90) май-2 2015 г.

Дата публикации: 15.05.2015

Статья просмотрена: 206 раз

Библиографическое описание:

Хамитов Т. М. К проблеме выбора реагентов — модификаторов для флотационного обогащения углей // Молодой ученый. — 2015. — №10. — С. 342-345. — URL https://moluch.ru/archive/90/18599/ (дата обращения: 22.10.2018).

Утвержденная правительством РФ «Долгосрочная программа развития угольной отрасли на период до 2030 г». предусматривает увеличение объемов добычи угля. Однако, интенсификация процессов подземной выемки существенно ухудшила качество рядового угля: уменьшилась теплота сгорания, увеличилась зольность, влажность и содержание серы в углях. Помимо этого, дефицит углей высокой коксуемости привел к увеличению объемов добычи труднообогатимых углей, запасы которых составляют практически половину мировых запасов угля. В связи с этим развитие процесса обогащения углей представляется как основное направления развития производственного потенциала угольных бассейнов.

Среди наиболее прогрессивных технологий обогащения следует отметить гравитационные методы и флотацию. В мировой практике на сегодняшний день единственным эффективным способом обогащения тонких шламов остается флотация. Совершенствование технико-экономических показателей флотации углей во многом определяется применяемым реагентным режимом.

В последние годы в связи с вовлечением в переработку труднообогатимых руд, а также из-за ужесточения требований к полноте использования минерального сырья, возникла необходимость пересмотра применяемых во флотационной технологии реагентных режимов. Многочисленные исследования флотации труднообогатимых углей в основном связаны с улучшением эффективности и селективности этого процесса благодаря использованию новых реагентных режимов.

Одним из определяющих факторов, обеспечивающих полноту извлечения органической массы угля при пенной флотации и себестоимость концентрата, является состав флотореагента (собиратель и вспениватель), а также их доступность на рынке и приемлемая стоимость.

Для получения концентратов, удовлетворяющих высоким требованиям коксохимической промышленности, при флотации труднообогатимой высокозольной угольной мелочи обычными флотореагентами, необходимо увеличивать расходы реагентов, или, в некоторых случаях, заменять их более эффективными [1].

В настоящее время на углеобогатительных фабриках страны в качестве реагентов-собирателей применяются, в основном, дешевые технические продукты или отходы нефтехимической промышленности, которые обладают низкой флотационной активностью и требуют значительного расхода для достижения удовлетворительных показателей обогащения. Совершенствование реагентных режимов флотации возможно, в частности, на основе использования высокоактивных собирателей, а также дополнительных реагентов — модификаторов угольной поверхности, которые позволяют интенсифицировать процесс флотации, причем не только за счет повышения извлечения ценного компонента в концентрат, но и благодаря сокращению времени флотации. В качестве модификаторов в настоящее время в процесс флотации вовлекаются новые, более эффективные, дешевые и селективно-действующие химические соединения гетерополярного строения.

Целесообразность использования гетерополярных реагентов обусловлена, в первую очередь, строением органической массы угля. С точки зрения современных представлений ископаемый уголь следует рассматривать как гетерогенный адсорбент — только в органической массе угля насчитывается до 14 отдельных микрокомпонентов, различающихся по происхождению, составу и свойствам. Между ними существует множество переходных форм, еще более усиливающих петрографическую мозаичность поверхности угля. Наличие разнообразных примесей, неупорядоченность атомов углерода, валентная ненасыщенность некоторых атомов углерода и кислорода, присутствие кислородсодержащих групп и свободных радикалов на поверхности угля сообщает ей энергетическую неоднородность [2]. Данное обстоятельство создает предпосылки для применения как аполярных, так и гетерополярных реагентов.

Наличие гетерополярного реагента приводит к иному механизму закрепления аполярного реагента на окисленных и минерализованных поверхностях угольных частиц. В начале с поверхностью взаимодействуют молекулы гетерополярного реагента, располагаясь своей активной полярной группой на поверхности и ориентируясь аполярной ветвью в сторону воды, затем по аполярным концам гетерополярных молекул закрепляется аполярный реагент.

Таким образом, одновременное применение аполярных и гетерополярных реагентов позволяет повысить эффективность флотации благодаря следующим факторам:

1)        избирательная подготовленность поверхности частиц одного из минералов к преимущественному прилипанию к пузырькам;

2)        подготовленность поверхности частиц остальных минералов к их неприлипанию к пузырькам;

3)        подготовленность пузырьков к прочному закреплению прилипших частиц на их поверхности [3].

Для повышения эффективности реагентов — собирателей, традиционно используемых для флотации угля в Кузбассе, были исследованы химические добавки DASF различных модификаций АР — 1 ÷ АР-6 в зависимости от количества активных ингредиентов. Так, использование добавки АР-6 совместно с газойлем каталитического крекинга и коксования на ЦОФ «Березовская» позволило получить менее обводненную и легкоразрушаемую пену, при этом выход флотоконцентрата увеличился на 0,7 %, расход реагента — собирателя уменьшился на 1054,5 г/т, снизилась влажность осадка фильтра на 1,5–2 % и помимо этого стал возможен отказ от реагента — вспенивателя [2].

Использование в качестве реагента-модификатора водорастворимого сополимера метилметакрилата с метакриламидом и аммонийной солью метакриловой кислоты (дэман), строение гидрофобной части макромолекулы которого схоже со строением молекул триммеров изобутилена. Основное назначение данного модификатора заключается в повышении гидрофобности угольной поверхности, происходящем вследствие ориентации гидрофобной части его макромолекулы в жидкую фазу пульпы при взаимодействии адсорбционно-активных кислородсодержащих центров угольной поверхности с функциональными группами модификатора. Результаты флотации угольного шлама углеобогатительной фабрики «Сибирь» собирателем газойль с применением пенообразователя КОБС (0,06 г/т) показали, что использование модификатора «дэман» в количестве 0,1 г/т твердого позволяет при равном расходе собирателя повысить выход концентрата на 0,8–5,3 %, а также снизить расход собирателя на 11–13 % при одинаковом выходе концентрата [4].

Использование сложных эфиров изомерного строения в качестве реагентов — модификаторов также позволяет повысить селективность флотации газовых углей, при этом наиболее эффективным является изоамилизобутират, использование которого совместно с ВКП позволяет повысить выход концентрата на 3,15 % (кузнецкий уголь) и 2,79 % (донецкий уголь) и снизить зольность концентрата на 1,60 % и 1,45 % по сравнению с индивидуальным использованием реагента ВКП. Наличие изомерии в структуре сложных эфиров способствует увеличению специфической компоненты межмолекулярного взаимодействия их молекул с угольными частицами, что создаёт возможность специфического закрепления энергетически активного водорода на отрицательных сорбционных центрах угольной поверхности [5, 6, 7].

Наряду с использованием в качестве реагентов — модификаторов органических соединений, возможно применение неорганических солей. В частности, изучение влияния сульфатов на физико-химические и флотационные свойства газовых углей показывает, что их применение позволяет не только улучшить качественно-количественные показатели флотации, но и повысить извлечение серы в отходы флотации. Данное обстоятельство обусловлено депрессией пиритсодержащих примесей углей за счет повышения гидратированности их поверхности благодаря образованию водородных связей между координированными молекулами воды гидроксоаквакомплексов катионов исследуемых солей и молекулами воды жидкой фазы пульпы [8, 9].

Таким образом, интенсификация флотационного обогащения на современном этапе развития возможна благодаря разработке новых реагентных режимов, предполагающих использование реагентов — модификаторов угольной поверхности, которые позволят улучшить технико-экономические показатели флотации как за счет повышения извлечения ценного компонента в концентрат, так и благодаря сокращению времени флотации.

 

Литература:

 

1.         Гиззатов А. А., Ибрагимов А. А., Давлетгареев К. Ф., Рахимов М. Н. Разработка флотационных реагентов для процесса обогащения высокозольных углей // Башкирский химический журнал. — 2013. — т. 20. — № 4. — С. 86–89.

2.         Меркушева Л. Н., Удовицкий В. И., Лысенко О. Н., Фролов В. С., Кравцова Т. А. Технологические и экономические предпосылки применения новых реагентов на ЦОФ «Березовская» // ГИАБ. -2003. — № 12. — С. 196 -198.

3.         Мелик-Гайказян В. И., Емельянова Н. П., Козлов П. С., Юшина Т. И., Липная Е. Н. К исследованию процесса пенной флотации и подбору реагентов на основе механизма их действия. Сообщение 1. Обоснование выбранных методов исследования процесса // Обогащение руд цветных металлов. — 2009. — № 2. — С. 7 -18.

4.         Лавриненко А. А., Сирченко А. С. Повышение эффективности действия собирателей при флотации углей // ГИАБ. — 2008. — № 3. — С. 70–72.

5.         Аглямова Э. Р., Савинчук Л. Г. Способ флотации угля // патент на изобретение RUS 2165799. 23.11.1999.

6.         Аглямова Э. Р. Повышение селективности флотации газовых углей с применением органических и неорганических соединений // диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. — Магнитогорск, 2002.

7.         Чупрова Л. В., Муллина Э. Р., Мишурина О. А. Влияние органических и неорганических соединений на флотацию углей низкой стадии метаморфизма // Современные проблемы науки и образования. — 2013. — № 4. С. 24; URL: http://www.science-education.ru/110–9663 (дата обращения: 04.05.2015).

8.         Муллина Э. Р., Чупрова Л. В., Мишурина О. А. Исследование влияния химических соединений различного состава на процесс флотации газовых углей // Сборник научных трудов Sworld. — 2013. — Т. 12, № 3. — С. 4–8

9.         Муллина Э. Р., Мишурина О. А., Чупрова Л. В. Изучение влияния неорганических солей на извлечение серосодержащих примесей при флотации углей низкой стадии метаморфизма // Технические науки — от теории к практике. 2013. № 22. С.64–69.

Основные термины (генерируются автоматически): угольная поверхность, органическая масса угля, процесс флотации, поверхность угля, DASF, качество реагентов, жидкая фаза пульпы, гетерополярный реагент, выход концентрата, ценный компонент.


Похожие статьи

Изучение механизма действия как основа выбора эффективного...

При этом выход концентрата угля повышается в среднем на 0,9–2,5 % при снижении его зольности и увеличении зольности отходов [1].

При флотации тонких шламов действие аполярных реагентов заключается, в основном, в образовании в пульпе агрегатов за счет...

Изучение и разработка технологии получения водоугольной...

Ключевые слова: отходы угольной промышленности, бурый уголь, угольная мелочь

Готовая смесь через насос 9 подают в испаритель 10, где ее жидкая фаза испаряется.

Интенсивность процесса газификации по углю достигает 5 т/(м2·ч) при давлении 1,5 МПа.

Влияние полиакриламидного реагента на бентонитовые...

Буровой раствор применяют для промывки скважин в процессе бурения. В состав бурового раствора входят: реагенты, регулирующие рН среды, показатель фильтрации, содержание солей

Основными компонентами являлась водная суспензия бентонита и раствор полимера.

Разработка способа восстановления активированного угля из...

- экстракция — десорбция в жидких фазах.

- остаточная органическая газификация окисляющимся газом (пар или углекислый газ) происходит при

Перспективы использования бурого угля Ангренского месторождения в качестве сырья для получения синтез-газа.

Комплексное использование отходов углеобогащения ОАО ЦОФ...

– в химической промышленности — в качестве компонента при получении сернистых соединений

Было предложено использование их в качестве добавки к рядовым углям марки «Г» в топках низкотемпературного кипящего слоя(НТКС) для сушки угольного концентрата в...

Материалы и реагенты для приготовления промывочных...

 изменении физико-химического состояния дисперсной системы, свойств поверхности раздела твердой и жидкой фаз

Защитные коллоиды — это органические реагенты. Действие органических реагентов — защитных коллоидов — на глинистые суспензии связано с тем, что...

Изучение влияния количества активатора на характеристики...

Все расчеты: изотерм десорбции, распределений пор по радиусам и удельных поверхностей производятся в специально разработанной программе.

Одним из наглядных способов проверки качества полученного активированного угля, является его элементный состав.

Исследование сорбционных свойств ионита на основе...

раствор, выщелачивающий реагент, активированный уголь, комплексное соединение урана, дальнейший процесс переработки растворов, сульфатная форма, опытная переработка, неразрывная связь...

Разработка и совершенствование технологии получения NPCa...

Снижен при этом расход кислотного реагента, устранено пенообразование

− изучение процесса получения жидких азотнокальциевых удобрений (ЖАКУ) на основе жидких фаз НКФП

,% Степень перехода компонентов вжидкую фазу,% P2O5общ. P2O5усв. по лим. к-те.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle

Похожие статьи

Изучение механизма действия как основа выбора эффективного...

При этом выход концентрата угля повышается в среднем на 0,9–2,5 % при снижении его зольности и увеличении зольности отходов [1].

При флотации тонких шламов действие аполярных реагентов заключается, в основном, в образовании в пульпе агрегатов за счет...

Изучение и разработка технологии получения водоугольной...

Ключевые слова: отходы угольной промышленности, бурый уголь, угольная мелочь

Готовая смесь через насос 9 подают в испаритель 10, где ее жидкая фаза испаряется.

Интенсивность процесса газификации по углю достигает 5 т/(м2·ч) при давлении 1,5 МПа.

Влияние полиакриламидного реагента на бентонитовые...

Буровой раствор применяют для промывки скважин в процессе бурения. В состав бурового раствора входят: реагенты, регулирующие рН среды, показатель фильтрации, содержание солей

Основными компонентами являлась водная суспензия бентонита и раствор полимера.

Разработка способа восстановления активированного угля из...

- экстракция — десорбция в жидких фазах.

- остаточная органическая газификация окисляющимся газом (пар или углекислый газ) происходит при

Перспективы использования бурого угля Ангренского месторождения в качестве сырья для получения синтез-газа.

Комплексное использование отходов углеобогащения ОАО ЦОФ...

– в химической промышленности — в качестве компонента при получении сернистых соединений

Было предложено использование их в качестве добавки к рядовым углям марки «Г» в топках низкотемпературного кипящего слоя(НТКС) для сушки угольного концентрата в...

Материалы и реагенты для приготовления промывочных...

 изменении физико-химического состояния дисперсной системы, свойств поверхности раздела твердой и жидкой фаз

Защитные коллоиды — это органические реагенты. Действие органических реагентов — защитных коллоидов — на глинистые суспензии связано с тем, что...

Изучение влияния количества активатора на характеристики...

Все расчеты: изотерм десорбции, распределений пор по радиусам и удельных поверхностей производятся в специально разработанной программе.

Одним из наглядных способов проверки качества полученного активированного угля, является его элементный состав.

Исследование сорбционных свойств ионита на основе...

раствор, выщелачивающий реагент, активированный уголь, комплексное соединение урана, дальнейший процесс переработки растворов, сульфатная форма, опытная переработка, неразрывная связь...

Разработка и совершенствование технологии получения NPCa...

Снижен при этом расход кислотного реагента, устранено пенообразование

− изучение процесса получения жидких азотнокальциевых удобрений (ЖАКУ) на основе жидких фаз НКФП

,% Степень перехода компонентов вжидкую фазу,% P2O5общ. P2O5усв. по лим. к-те.

Задать вопрос