Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Совершенствование технологии флотации труднообогатимых углей путем разработки новых реагентных режимов Кукушкин Василий Васильевич

Совершенствование технологии флотации труднообогатимых углей путем разработки новых реагентных режимов
<
Совершенствование технологии флотации труднообогатимых углей путем разработки новых реагентных режимов Совершенствование технологии флотации труднообогатимых углей путем разработки новых реагентных режимов Совершенствование технологии флотации труднообогатимых углей путем разработки новых реагентных режимов Совершенствование технологии флотации труднообогатимых углей путем разработки новых реагентных режимов Совершенствование технологии флотации труднообогатимых углей путем разработки новых реагентных режимов Совершенствование технологии флотации труднообогатимых углей путем разработки новых реагентных режимов Совершенствование технологии флотации труднообогатимых углей путем разработки новых реагентных режимов Совершенствование технологии флотации труднообогатимых углей путем разработки новых реагентных режимов Совершенствование технологии флотации труднообогатимых углей путем разработки новых реагентных режимов
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Кукушкин Василий Васильевич. Совершенствование технологии флотации труднообогатимых углей путем разработки новых реагентных режимов : Дис. ... канд. техн. наук : 25.00.13 : Магнитогорск, 2003 174 c. РГБ ОД, 61:04-5/1362

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Анализ исследований по действию реагентов и реагентных режимов при флотации углей . 9

1.1: Критерии выбора аполярных реагентов. 10

1.2. Исследование действия гетерополярных реагентов при флотации углей. 15

1.3. Способы повышения эффективности действия реагентов. 18

Выводы по 1 главе. 22

Глава 2. Объекты и методы исследования. 25

2.1. Характеристика исследуемых углей. 25

2.1.1. Гранулометрический и фракционный состав исследуемых углей . 26

2.1.2. Петрографический состав и минералогическая характеристика исследуемых углей. 34

2.1.3. Физико-химические особенности исследуемых углей, определяющие их гидрофобизационные свойства. 37

2.2. Характеристика реагентов, исследованных в работе. 41

2.2.1. Реагенты, используемые в качестве объектов исследования. ; 41

2.2.2.Физико-химические характеристики новых исследованных

реагентов. 42

2.3. Методы исследования. 44

2.3.1. Методика проведения флотационных опытов в лабораторных условиях. 46

2.3.2. Методика по определению адсорбции полярных химических соединений на угольной поверхности с использованием метода газо-жидкостной хроматографии. 46

2.3.3. Определение адсорбции химических соединений углей с использованием газоадсорбционной хроматографии. 49

2.3.4. Методика определения характера и степени минерализации поверхности исследуемых углей. 50

Выводы по 2 главе 51

Глава 3. Исследования флотируемости угольной мелочи с 'использованием реагентов различного элементного состава и строения молекул . 53

З.1. Исследование флотируемости угольной мелочи шахт различных 53 каменноугольных бассейнов

3.2. Выбор реагентов для изучения флотационной активности и механизма адсорбции их на угольной поверхности. 57

3.1. Исследование величины и характера адсорбции химических соединений на угольной поверхности , 57

3.2.2. Исследование процесса гидрофобизации угольной поверхности при адсорбции химических соединений различного элементного состава и строения молекул. 64

3.2.3. Исследование флотационной активности реагентов отличающихся элементным составом и строением молекул. 76

Выводы по 3 главе. 82

Глава 4 . Совершенствование технологии флотации - труднообогатимых углей путем использования новых реагентов и реагентных режимов. 84

4.1. Исследование флотационной активности и селективности действия алифатических кремнийорганических соединений. 85

4.2. Исследование флотационной активности и селективности действия бициклических кремнийорганических соединений. 98

4.3. Исследование флотируемости углей при использовании реагентов модификаторов. 107

4.3.1. Исследование влияния структурных особенностей и молекулярной массы сополимеров винилпиридина с алкил сульфоксидами на их поверхностную активность и

гидрофобизационные свойства. 107

4.3.2.Исследование влияния молекулярной массы и структурных особенностей реагентов модификаторов на флотируемость углей. 114

Выводы по 4 главе 121

Глава 5. Разработка новых технологических режимов флотации труднообогатимых углей. 124

5.1. Разработка технологического режима флотации углей с использованием в качестве реагентов вспенивателей технических продуктов производства кремнийорганических ацеталей. 125

5.2. Разработка реагентного режима флотации труднообогатимых углей с использованием новых реагентов модификаторов. . 138

5.3. Экономическая эффективность использования новых реагентных режимов флотации труднообогатимых углей. 145

Выводы. 149

Заключение. 152

Введение к работе

Повышение качества кокса и снижение его себестоимости во многом определяется сырьевой базой коксования и эффективностью работы углеобогатительных фабрик.

Более половины запасов коксующихся углей находится в неосвоенных бассейнах, что предопределяет дефицит хорошо коксующихся углей и требует совершенствования способов их переработки с глубиной обогащения до 0 мм.

В связи с этим перед углеобогащением поставлены задачи по увеличению качества перерабатываемых углей и совершенствованию технологии с целью улучшения качества концентрата и снижения потерь органической массы углей с отходами. Непрерывный рост добычи углей при повышении уровня механизации приводит к увеличению содержания в рядовых углях мелких классов и повышению их зольности: содержание класса менее 1 мм в рядовом угле достигает 35%, а зольность увеличивается до 30-40%/!/.

Таким образом, резервом увеличения выхода концентрата для коксования и улучшения его качества являются расширение фронта обогащения мелких классов коксующихся углей и совершенствование технологического режима флотации.

В последние годы количество угольной мелочи, перерабатываемой методом флотации, постоянно возрастает. Участие флотационного концентрата в обогащенном угле на ряде обогатительных фабрик достигает 25-30%. Также следует отметить изменение роли флотации в технологических схемах фабрик. В настоящее время процесс флотации широко используется для осветления оборотной воды, что оказывает положительное влияние на весь технологический процесс /2/.

Однако вследствии несовершенства водно-шламовых схем отдельных фабрик, неудовлетворительной классификации шламов перед флотацией и трудной флотируемости исходного сырья потери угля с отходами флотации еще достаточно высоки. Удельные затраты на флотацию значительно выше чем для других методов обогащения угля.

Таким образом, для снижения потерь угля с отходами и себестоимости получаемого концентрата необходимо совершенствование флотационного процесса за счет внедрения высокопроизводительного оборудования и оптимальных водно-шламовых схем, а также применения высокоэффективных реагентов.

Основные достижения в развитии теории и практики флотации связаны с внедрением новых реагентов. Поэтому вопросам их эффективного и рационального использования всегда уделялось большое внимание. В настоящее время выбор реагентов осуществляется исходя из их физико-химических параметров и механизма действия при флотации с учетом особенностей угольной мелочи, поступающей на обогащение. Экономически и технологически обоснована целесообразность эмульгирования реагентов, дробная и раздельная подачи собирателя и пенообразователя в процессе флотации.

Однако в ряде случаев, особенно при флотации труднообогатимых углей с высокой степенью минерализации органической массы, наблюдаются очень высокие расходы реагентов (2,5-3,0 кг/т) и низкое качество продуктов обогащения. Одной из основных причин такого положения является использование в качестве реагентов отходов нефтеперерабатывающих заводов и нефтехимии, которые имеют непостоянный групповой химический состав и, в большинстве случаев, высокую вязкость.

Для углей с высокой минерализацией органической массы предлагается использовать дополнительные реагенты модификаторы (промоторы, тензиры), которые позволяют интенсировать процесс флотации, но при этом селективность процесса флотации снижается. Это объясняется

недостаточно глубоким изучением механизма действия реагентов
модификаторов при флотации с учетом энергетического состояния угольной
поверхности. Следует отметить, что ряд исследователей предполагают
использовать при флотации углей комплексные реагенты, имеющие в
молекуле как аполярный радикал достаточной длины, так и гетероатомы или
функциональные группы, обеспечивающие поверхностную активность
комплексного реагента. Несмотря на получение достаточно высоких
показателей флотации при использовании комплексных .реагентов, их
механизм действия при флотации углей в большинстве случаев не
объясняется, что затрудняет поиск высокоэффективных,

селективнодействующих комплексных реагентов.

В связи с вышеуказанным в представленной работе рассмотрены вопросы разработки высокоэффективных реагентных режимов с учетом физико-химических особенностей поверхности угольных частиц на основе изучения структурных особенностей и химического состава реагентов.

Условные сокращения и обозначения используемые в работе:

V daf - выход летучих веществ, %; Wг - влажность продуктов, %;

A d - зольность продуктов флотации, %; у - выход продуктов флотации, %;

є гм - извлечение горючей массы в концентрат, %; t - время флотации, с;

Р - расход реагентов, кг/т; tK. - температура кипения углеводородов, С.

С - концентрация реагентов в газовой (ммоль/см3) и водной (мг/л) фазах;

А - величина адсорбции углеводородов, ммоль/см ;

и - коэффициент ассиметричности хроматографического пика;

t уд. - время удерживания углеводородов при адсорбции, с;

Технологические марки углей:

К — коксовый; Ж- жирный; КЖ- коксово-жирный; ГЖ — газово-жирный.

ПАВ — поверхностно-активные вещества;

ПДК - предельно-допустимая концентрация;

НПЗ - нефтеперерабатывающий завод;

УОФ - углеобогатительная фабрика;

ЦОФ - центральная обогатительная фабрика;

МИБК — метил изобутил карбинол;

Т-80 - кубовый остаток производства 4,4-диметил-1,3-диоксана;

КОБС — кубовые остатки от производства бутиловых спиртов;

КО ОМТЦС - кубовый остаток от производства

октаметилциклотетрасилоксана;

КО МФПС - кубовый остаток от производства метилфенилполисилоксанов;

КО ОМТС — кубовый остаток от производства октаметилтрисилоксана:

Петрографические микрокомпоненты углей: Vt - витринит; Sv - семивитринит; F - фюзинит; L - липтинит; ML -минеральные компоненты; Ro — отражательная способность витринита.

Исследование действия гетерополярных реагентов при флотации углей.

При флотации углей, кроме аполярных реагентов, всегда применяются и гетерополярные. При исследованиях, в большинстве случаев, рассматривается действие аполярных реагентов как собирателей, а гетерополярных - как пенообразователей. Однако для того, чтобы правильно оценить и прогнозировать конечные результаты флотации необходимо учитывать и взаимное влияние данных реагентов.

Несмотря на то, что гетерополярные реагенты подаются в процесс в качестве пенообразователей, их действие при флотации проявляется и в других формах. В работах /4, 28, 29/ указывается на гидрофобизационное действие пенообразователей при флотации угля. Доказывается, что наличие корреляции между ростом адсорбции гетерополярных реагентов на угольной поверхности и увеличением содержания на ней кислородосодержащих функциональных групп ( -ОН, -СООН), а также повышенная прочность закрепления спиртов на окисленных углях, является основанием для утверждения о наличии специфических сил межмолекулярного взаимодействия гидрокснль ной группы спиртов с положительно заряженными центрами угольной поверхности. При этом углеводородный радикал ориентирован в водную фазу, снижая тем самым степень гидратации угольной поверхности.

В работах /28, 30/ установлено повышение степени гидратации угольной поверхности при высоких концентрациях гетерополярных реагентов за счет образования полислойных покрытий с ориентацией полярных групп данных соединений в водную фазу.

Некоторые исследователи указывают на возможность использования гетерополярных соединений, обладающих одновременно высокими собирательными и пенообразующими свойствами, в качестве комплексных реагентов /3, 28/. Предпочтение отдается одноатомным алифатическим спиртам, имеющим полярную группу на конце молекулы и радикал из 6-8 углеводородных групп. Ароматические или гетероциклические соединения должны быть одноатомными с гидроксильной или карбонильной группой и содержать две-три боков ьїе цепочки с общим числом атомов углерода равным 5-7. Установлена также высокая флотационная активность гетероциклических соединений с двумя гетероатомами /31/. Так, например, использование алкилзамещенных 1,3-оксатиоланов, имеющих высокие пенообразующие и собирательные свойства, даже в качестве самостоятельных реагентов, позволяет получать хорошие показатели при флотации угля.

На использование гетерополярных реагентов в качестве комплексных реагентов указывается в работах /32-38/. Причем для получения высоких показателей флотации гетерополярный реагент должен иметь полярный атом или функциональную группу, которые обеспечивают высокую адсорбционную активность молекул на энергетически неоднородных центрах угольной поверхности, а также углеводородный радикал достаточной длины для обеспечения гидрофобизации угольной поверхности.

Известно пептизирующее действие гетерополярных реагентов, особенно при наличии гидроксильных функциональных групп в молекуле /33/. Как указывается в работе Н.С.Власовой /28/, носителем активных центров является минеральная часть ископаемых углей в виде обменных катионов, кислородосодержащих и других полярных групп. Эти центры способны к межмолекулярному взаимодействию с гидроксильной группой молекул реагента, а наличие углеводородного радикала в молекуле способствует пептизации глинистых частиц за счет дисперсионного взаимодействия углеводородных групп.

Рядом исследователей установлено влияние гетерополярных реагентов на состав эмульсии аполярных собирателей [39], а также на закрепление последних на угольной поверхности. Имеются различные точки зрения при трактовке этих явлений. Сорокин А.Ф. объясняет изменение диспергирующей способности углеводородов влиянием гетерополярных реагентов на окисленность аполярных /40/. Очевидно, что гетерополярные соединения, растворяясь в аполярных, снижают их поверхностное натяжение, что улучшает диспергирование аполярного реагента в воде. С другой стороны, ориентация полярных групп поверхностно-активных веществ в водную фазу может ухудшать условия закрепления капелек эмульсии аполярного реагента на поверхности угля 121.

Таким образом, добавка гетерополярных реагентов в процесс флотации оказывает неоднозначное влияние на адсорбцию аполярных собирателей на минеральных частицах. Это влияние, вероятно, определяется совокупностью нескольких факторов, таких как концентрация поверхностно-активных веществ в пульпе, строение их аполярного радикала, характер функциональной группы молекулы пенообразователя и другие физико химические свойства гетерополярных реагентов, требующие более глубокого внимания исследователей.

Гранулометрический и фракционный состав исследуемых углей

Гранулометрический анализ угольной мелочи исследуемых шахт показывает, что наиболее высокую зольность имеет класс менее 0,063 мм, особенно для углей .Карагандинского и Печорского бассейнов. Так, например, при общей зольности класса 1-0 мм углей шахты «Шахтинская» 20,6%, зольность класса менее 0,063 мм составляет 30,6% (табл. 2.3.). Это еще раз подтверждает, что в Карагандинских углях в преобладающем количестве присутствуют легко истирающиеся глинистые минералы каолинит и монтмориллонит. Зольность шахт Карагандинского бассейна изменяется от 13,3% (ш. «Молодежная») до 39,4% (ш. «им.Ленина»). Угли исследованных шахт Кузнецкого бассейна имеют зольность 10,7-15,6%, Печорского— 18,2-20,5%.

Минеральные включения представлены кальцитом, кварцем, каолинитом, сидеритом, мусковитом, гематитом. При этом установлено, что степень минерализации органической массы углей отдельных шахт значительно отличается. Исследование минерализации органической массы под микроскопом ( при увеличении 500-600 ) показало, что для Карагандинского бассейна характерна более высокая минерализация, чем для Кузнецкого, особенно для шахт «Шахтинская» и «им.Ленина», Поверхность данных углей значительно заполнена включениями кальцита, кварца и тонковкрапленных глинистых минералов (рис.2.1.). Особенно высокая минерализация органической массы наблюдается для. угольной мелочи шахты «им.Ленина» Кузнецкого бассейна, частицы которой содержат до 40% минеральных включений.

С использованием метода электронной микроскопии установлены основные минералы, входящие в органическую массу Карагандинских углей. Микрофотографии отдельных участков поверхности углей технологической марки «КЖ» Карагандинского угольного - бассейна сняты на электронном микроскопе Tesla BS-6I3 при увеличениях 10000-60000 . На рис.2.2. представлены характерные участки поверхности угля с наличием минеральной составляющей в высокодисперсном кристаллическом состоянии. Кристаллы минеральной составляющей в основном имеют форму гексагональных пластинок. Размер их составляет ( 1-3)-10 А.

Микродифракции от вышеуказанных кристаллов имеют гексагональное расположение рефлексов (рис.2.2,). Из всех минералов, встречающихся в углях, подобную геометрию дифракционной картины могут иметь только глинистые минералы и кварц [64-66]. Гексагональная форма кристаллов, а также неравномерное распределение интенсивностей рефлексов на электронограммах позволяет отнести вышеуказанные V кристаллы к глинистым минералам, что подтверждается химическим составом золы Карагандинских углей.

Химический состав золы рядовых углей указывает на повышенной содержание глинистого минерала каолинита в углях шахт «Шахтинская», «Шаханская» и «им.Ленина», т.к. соотношение окислов АІ2О3 : Si02 составляет 1:2, что соответствует их отношению в минерале каолините — А1203 2Si02 Н20, Для остальных углей наблюдается заметное изменение соотношения А(20з : Si02 в сторону уменьшения Si02 . Так, например, в угольной мелочи шахты «Молодежная» содержание окислов А12Оз и Si02 составляет 34,08% и 44,01% соответственно (табл.2.2.). Это указывает на наличие в угольной мелочи шахты «Молодежная» других силикатных минералов, таких как кварц. Подобные соотношения минеральных компонентов для шлама, поступающего на обогащение в Карагандинском бассейне, установлены в работе [67].

Для углей шахт Печорского бассейна установлены такие же закономерности. Зольность класса менее 0,063 мм примерно в 1,5 раза выше остальных классов крупности. Так, например, при зольности классов крупности более 0,063 мм в пределах 15,1-20,7%. Зольность класса — 0,063 мм угля шахты Юнь-Яга составляет 31,0% (табл.2.3.).

Для углей кузнецкого бассейна распределение зольности по классам крупности более равномерное с незначительным повышением для класса менее 0,063 мм. Это указывает на преобладание в углях Кузнецкого бассейна минеральных компонентов представленных сульфидами, карбонатами, сульфатами.

Установлено, что исследуемая угольная мелочь .отдельных шахт содержала не более 30-40% класса менее 0,1 мм.

Такие же закономерности прослеживаются и для исходного питания некоторых ЦОФ Российской федерации и республики Казахстан.

Установлено, что зольность исходного шлама ОФ №1 ОАО «Северсталь» составляет 24,0%, при этом колебания зольности отдельных классов незначительны и составляют 1,5-3,0% (кроме класса +0,5 мм) (табл.2.4.).

Исследование величины и характера адсорбции химических соединений на угольной поверхности

Характер и величина адсорбции углеводородов различных классов, входящих в аполярные реагенты хорошо изучена в работах [88, 89, 90, 91].

Для гетерополярных реагентов, которые в последнее время широко используются в практике флотации углей [92, 93], глубокие исследования по механизму действия их в процессе флотации проводились в незначительных работах [94, 95, 96]. При этом следует отметить, что в ряде работ рассматривается механизм действия гетерополярних реагентов с одним полярным атомом и различающихся только молекулярной массой молекул [97], структурными особенностями молекул или наличием в молекулах различных кислородосодержащих функциональных групп [87].

В связи с использованием поверхностно-активных реагентов, имеющих в молекулах различные полярные атомы в качестве комплексных реагентов вспенивателей, нами проведено исследование их адсорбционных свойств на угольной поверхности.

Установлено, что при адсорбции полярных алифатических соединений на угольной поверхности, величина их адсорбции определяется а-электронной плотностью на полярном центре.

Увеличение а-электронной плотности на атоме азота в молекуле диэтиламина до -0,2900 по сравнению с величиной о-электронной плотности на атоме серы в диэтил сульфиде (-0,042) приводит к закономерному повышению величины адсорбции диэтиламина.

Адсорбция диэтилкетона и диэтилового эфира занимает промежуточное положение по сравнению с вышеуказанными химическими соединениями. Рис.3.4.

Такая закономерность изменения величины адсорбции реагентов на угольной поверхности определяется как электронной структурой химических соединений так и физико-химическими особенностями поверхности углей, зависящими от их структурно-группового состава.

Несмотря на противоречивые представления о макромолекулярном строении органической массы углей [98, 99, 100] необходимо отметить о высокомолекулярное входящих в угольное вещество химических фрагментов, состоящих из ароматических группировок, наличием непредельных связей между отдельными гетероатомами [-С=0; -C=N-], содержащих атомы килорода, серы, азота, а так же многочисленных кислородосодержащих групп. На основании анализа экспериментального материала, полученного с использованием современных физико-химических методов исследования учеными ИГИ разработана новая обобщенная модель структуры органической массы углей [101]. В этой модели указывается на наличие в угле следующих основных структурных единиц: ароматических конденсированных колец (число колец колеблется от 1 До 5); - циклоалкановые фрагменты: - полярные функциональные группы (-ОН, -СООН, -NH2; - SH и др.); - алкильные заместители (-С, -С„); - различные «мостики», соединяющие отдельные структурные фрагменты ОМУ (-0-; -0-СН2-; -NH, -S-). Согласно модели, реакционная способность ОМУ определяется как природой химических связей внутри различных молекул, так и между отдельными фрагментами. Кроме этого следует отметить наличие в углях сложного комплекса неорганических веществ (с.36), которые оказывают существенное влияние на энергетическое состояние угольной поверхности.

Таким образом в структурно-групповой состав углей могут входить молекулы, обладающие как электронодонорными, так и электроноакцепторными свойствами. Они способны образовывать с полярными химическими соединениями не только обычные межмолекулярные связи по типу Ван-дер-ваальса или водородных связей [-О...Н], но так же и донорно-акцепторные. Достаточно высокое содержание ароматических соединений в угле предполагает наличие значительного числа молекул, обладающих донорными свойствами. Фридель Р.А. в своих работах обнаружил, что спектр экстракта угля в пиридине очень сходен с ИК-спектрами комплексов пиридина с другими молекулами, обладающими акцепторными свойствами [102].

Нами были проведены исследования величин энергии водородной связи химических соединений, отличающихся наличием в молекуле различных полярных атомов, по сдвигу полосы ОН-группы фенола. Установлено, что повышение а-электронной плотности на полярном атоме молекулы химического соединения закономерно приводит к увеличению энергии водородной связи. Так, например, повышение с -электронной плотности на атоме кислорода в метилгексилсульфоксиде с 0,0861 до -0,4000 по сравнению с метилгексилкетоном повышает энергию водородной связи с 2,9 до 4,7ккал/моль (табл.3.1.). Это находится в хорошей корреляции с величинами адсорбции химических соединений на угольной поверхности (табл.3.2.).

При исследовании величины адсорбции кислородосодержащих химических соединений, имеющих одинаковую длину углеводородных радикалов, на угле различной стадии метаморфизма установлено, что повышение а-электронной плотности на полярных центрах молекул приводит:

Исследование флотационной активности и селективности действия бициклических кремнийорганических соединений.

В качестве комплексных реагентов исследовались химические соединения алифатического и циклического строения, имеющие в молекуле полярные атомы, и углеводородные радикалы различной длины и строения.

Исследованием установлено, что флотационная активность реагентов определяется структурными особенностями молекул реагентов, наличием гетероатомов и функциональных групп, оказывающих влияние на их адсорбционную, пенообразующую и гидрофобизационную способность.

Установлена хорошая корреляционная зависимость изменения флотируемости углей от суммарной а- электронной плотности на полярных атомах молекулы реагента. Так, например, использование метилгексилсульфоксида в качестве комплексного реагента при флотации угля шахты «Северная» Печорского бассейна позволило увеличить выход концентрата на 9% по сравнению с применением метилгексилкетона (табл.3.6.). Это объясняется не только высокой адсорбцией метилгексилсульфоксида на угольной поверхности за счет повышенной о- электронной плотности на кислородных атомах молекулы и повышенным дипольным моментом, но также и повышенной пенообразующей способностью его по сравнению с метилгексилкетоном.

Подобные закономерности изменение флотационной активности от суммарной величины о-электронной плотности установлены нами при исследовании алифатических эфиров и их кремнийорганических аналогов.

Использование при флотации угля шахты Юнь-Яга Печорского бассейна в качестве комплексного реагента 1,3-бис(триметилсилокси)этана вместо дипропилоксиэтана позволило значительно улучшить показатели флотации. Выход концентрата повысился на 6,9% (табл.3.6.).

Установлена высокая флотационная активность и селективность действия сил океанов. Использование диметилдипропилоксисилана вместо дипропилоксиэтана позволило повысить извлечение горючей массы в концентрат на 6,5%, зольность отходов флотации повысилась с 61,7 до 78,9%. Показатели флотации кремнийорганических эфиров и силоксанов указывают на их высокую флотационную активность соизмеримую с флотоактивностью высокоэффективных кремнийорганических циклических ацеталей [114].

Так, например, выход концентрата при использовании диметилдипропилоксисилана и селективность процесса флотации соответствует показателям полученным в случае использования в качестве комплексного реагента 2.2,5,5-тетраметил-1,3-диокса-2-силациклогексана

Нами проведены исследования по флотации коксующихся углей с использованием в качестве реагентов кремнийорганических соединений, отличающихся строением молекул, длиной углеводородного радикала и наличием в молекулах различных гетероатомов. Структурные формулы исследованых силанов приведены в приложении 2,3.

Исследование флотационной активности кремнийорганических соединений изучали при флотации коксующихся углей Кузнецкого бассейна с исходной зольностью 18,0% (легкая обогатимость) и с 18,7% (трудная обогатимостъ).

Исследованием установлено, что введение гетероатома в кремнийорганические алифатические силоксаны приводит к снижению эффективности их действия при флотации угля.

Так, например, наличие бора или азота в молекуле силана при использовании их в качестве самостоятельных реагентов снижает извлечение горючей массы в концентрат при одновременном увеличении их расхода.

В случае использования в качестве самостоятельного реагента триизопропилоксисиланбората [ТИПОСБ] выход концентрата снижается с 38,5-88,0% до 28,7-86,8% по сравнению с метилтриизопропилоксисиланом 4 [МТИПОС]. Показатели флотации угля при использовании диметилтетраэтилсилазана даже при повышении его расхода в два раза значительно ниже по сравнению с применением МТИПОС (табл.3.7.).

Установлена низкая селективность действия силоксанов, имеющих в молекуле гетероатом. При равном выходе 81,4-82,6% зольность концентрата в случае использования метилтриизопропоксисилана составила 9,4%, в то время как применение в качестве самостоятельного реагента диметилтетраэтилсилазана приводит к увеличению зольности концентрата 11,2%.

Это объясняется наличием в молекуле силана атомов азота с повышенной электронной плотностью, что приводит к активной адсорбции диметилтетраэтилсилазана на минеральных компонентах и переводу их в концентрат.

Похожие диссертации на Совершенствование технологии флотации труднообогатимых углей путем разработки новых реагентных режимов