ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 319
Скачиваний: 4
Неорганические соли комплексно влияют на флотацию углей: оказывают собирательное и пенообразующее действие. Гидрофобизация поверхности связана в основном с электрохимическим дей ствием солей: снижением заряда поверхности частиц.
В' последнее время доказано, что неорганические соли благо приятно влияют на эмульгирование аполярных реагентов, а также содействуют тонкому диспергированию воздуха в пульпе флотацион ных машин.
Практика отечественной и зарубежной флотации, а также ком плекс теоретических представлений позволяют сформулировать ос новные принципы рационального применения реагентов на углеобо гатительных фабриках.
1. Наиболее эффективно сочетание поверхностно-активных веществ с аполярными. Расход первых обычно меньше, но это не свидетель ствует о их подчиненной роли. Наоборот, поверхностно-активные компоненты реагентных сочетаний в основном определяют течение процесса флотации углей.
Оптимальное соотношение расхода поверхностно-активных и апо
лярных реагентов устанавливается |
экспериментально и может ко |
|||
лебаться в широких пределах в зависимости от |
характеристик |
|||
реагентов, |
обогащаемых углей |
и |
конструкции |
флотационных |
машин. |
|
|
|
|
2. Время |
контакта реагентов |
с |
пульпой играет |
существенную |
роль. Однако общие рекомендации невозможны, так как они должны учитывать индивидуальные свойства флотируемых углей.
3.Необходимым является предварительное эмульгирование апо лярных реагентов с помощью различных устройств (водоструйных насосов, специальных гидродинамических свистков и т. п.), которое на 20 — 40% снижает расход реагента и улучшает селективность фло тации.
4.Существенную роль играет правильное распределение реаген тов по фронту флотации. Иногда с успехом применяют заранее при готовленную смесь поверхностно-активного и аполярного реагентов
(например, в Караганде). Этим упрощается дозировка реагентов и улучшается их эмульгирование. Следует подчеркнуть, что такой прием оправдан лишь при начальной стадии совершенства флотации. В принципе более эффективной должна быть последовательная подача этих реагентов.
5. Необходим строгий оперативный учет расхода реагентов. При контроле определения зольности питания флотации вполне реально применение кибернетических устройств для полной автоматизации регулирования подачи реагентов.
Эволюция совершенствования реагентов, применяемых при фло тации углей, описана в литературе [108]. Ниже приведены наиболее эффективные, современные реагенты.
Первым спиртовым реагентом, нашедшим широкое промышленное
применение, были |
к у б о в ы е о с т а т к и |
п р о и з в о д с т в а |
с к и п и д а р а |
Сегежского завода, содержащие 44—48% спиртов |
|
29:;
(в расчете на терпеновьте спирты). В течение пяти лет все фабрики Караганды работали на этом реагенте. На ОФ им. 50 лет Октября благодаря свойству кубовых остатков пептизировать глину удалось пустить установку, которая несколько лет бездействовала вследствие отрицательного влияния глинистых шламов на флотацию. В насто
ящее время |
ограниченные ресурсы этого |
реагента |
исчерпаны. |
||||
|
П е н о р е а г е н т |
представляет |
собой отход |
производства |
|||
дивинилового |
синтетического каучука |
и |
состоит |
из |
предельных |
||
и |
непредельных спиртов |
(бутилового, |
гексилового, |
октилового), |
|||
а |
также некоторого количества неспиртовых продуктов |
(углеводоро |
|||||
дов, высших альдегидов, сложных эфиров и смол). Содержание спиртов (в пересчете на гексиловый) равно 45% .
Сравнительные данные о промышленной флотации на фабриках обосновывают высокую эффективность пенореагента.
В настоящее время пенореагент Темиртауского завода приме няется на всех карагандинских фабриках.
Успешно прошли испытания этого реагента в Кузбассе, где при менялся пенореагент Красноярского завода синтетического каучука, аналогичный по своему составу продуктам Ярославского, Воронеж ского и Темиртауского заводов, но с несколько пониженным содер жанием алифатических спиртов. Флотационные свойства всех пенореагентов практически тождественны.
Недостатком пенореагента является наличие у некоторых его
сортов резкого |
запаха, |
который, однако, может |
быть |
легко |
|
устранен. |
|
|
|
|
|
К у б о в ы е |
о с т а т к и |
п р о и з в о д с т в а |
б у т и л о |
||
в о г о с п и р т а |
было предложено использовать в качестве реаген |
||||
тов в 1963 г. Институтом |
горного дела им. А. А. Скочинского |
совме |
|||
стно с ВНИИнефтехимом. Этот реагент содержит в качестве основного компонента 5 1 % октилового спирта, а также 4% альдегидов, 19% ацеталей и 18% сложных эфиров.
Реагент не имеет запаха, однороден, нечувствителен к темпера туре и нетоксичен.
С применением этого реагента на семи фабриках Кузбасса расход поверхностно-активного реагента сократился в 1,5—2 раза, аполяр
ных реагентов — на |
100—150 г/т, повысилась зольность хвостов |
на 2—8%. |
|
Фракция +200° |
с и н т е т и ч е с к и х спиртов Лисичанского |
химкомбината была исследована УкрНИИуглеобогащением на основе теоретических рекомендаций ИГД им. А. А. Скочинского.
Относительно низкая стоимость и недефицитность данной фрак ции делают ее весьма перспективной. В сочетании с собирателями
(керосин 100—1100 г/т) указанная фракция |
спиртов при |
расходах, |
|||
не превышающих 50—60 г/т, наряду с повышением скорости |
флота |
||||
ции обеспечивала |
получение концентратов |
зольностью |
7,5—8% |
||
и хвостов 70% и более. |
|
|
|
||
« М а с л о |
X», |
предложенное УкрНИИуглеобогащением |
вместо |
||
синтетических |
спиртов, представляет собой |
кубовый остаток |
ректи- |
||
294
фикации циклогексанола. Хотя флотационная активность этого реагента ниже, чем спиртов, его невысокая стоимость обеспечила применение реагента на фабриках Донецкого бассейна.
Синтетические реагенты находят в последние годы некоторое применение при флотации углей. За рубежом, например, сообщается об успешном использовании для флотации углей таких веществ, как метилизобутилкарбинол.
Проведение работы в этом направлении своевременно, так как быстро развивающаяся химическая промышленность, особенно в дальнейшем сможет обеспечить угольную промышленность доста точным количеством реагентов. Производство реагентов постоянного качества на специализированном предприятии позволит разработать технические условия на них.
Применяемый для флотации керосин не обладает оптимальной химической и фракционной характеристикой и непостоянен по со
ставу. Отсульфированный |
керосин, |
по |
сравнению |
с |
трактор |
|
ным и осветительным, |
лучше для флотации. |
|
|
|||
Проведены работы |
по изысканию новых аполярных реагентов. |
|||||
Установлено, что реагент |
требуемого |
состава может |
быть |
получен |
||
на основе двух продуктов — грозненского |
осветительного |
керосина |
||||
и остаточной фракции шебелинского конденсата. Из предложенных способов получения этих продуктов наиболее приемлемым является вариант получения реагента типа АФ-1. Этот реагент, выделенный из остаточной фракции конденсата, активнее полученного из керо сина.
Из числа своеобразных аполярных собирателей, обладающих повышенной флотационной активностью, следует упомянуть также полимер-остаток, выявленный в ВУХИНе . Этот реагент состоит из ароматических соединений с разветвленной цепью (полиалкилбензолов) и тяжелых, высокомолекулярных непредельных соедине ний при небольшом количестве эфиров фосфорной кислоты. Воз можно, что именно последние повышают флотационную активность данного реагента.
Следует отметить, что при определении технологической эффек тивности аполярных флотационных реагентов необходимо тщательно выявлять их оптимальное соотношение с поверхностно-активными реагентами. Кроме реагентов, имеющих собирательные и пенообразующие свойства, в отдельных случаях, особенно когда в пульпе имеется значительное количество глинистых шламов, применяются и реагенты-регуляторы флотации — такие, как сульфитцеллюлозный щелок, состоящий из углеводов и кальциевых солей, лигнинсульфоновых кислот, а также жидкое стекло. Промышленные испытания на фабриках «Никитовка 4/5» и ЦОФ «Узловская» показали, что до бавление щелока в количестве всего 15 г/т снижает зольность кон центрата на 0,5—1,5%. Наиболее вероятный механизм действия регуляторов — пептизация тонких шламов пустой породы.
С х е м ы ф л о т а ц и и
На большинстве углеобогатительных фабрик применяются про стые схемы флотации, состоящие из одной лишь основной операции (рис. 109, а). На ЦОФ «Узловская», ЦОФ «Никитовская», ОФ шахты
а
Лцтание\ |
• |
Отходы |
Отходы |
||
|
Пита- |
|
|
шщ |
|
|
Концентрат |
|
Рис. |
109. Схемы флотации углей |
|
«Комсомолец», «Днепропетровская» применяют более совершенные схемы (рис. 109, б), позволяющие получать высокозольные хвосты.
Рис. НО. Технологическая схема флото-фильтрационного отделения:
1 — радиальный сгуститель; 2 — классификатор-гидроциклон; 3 — расходомерный бак; 4 — аппарат для кондиционирования флотационной пульпы; 5 — флотационные машины ФМУ - 59; в — пеногаситель «Вихрь»; 7 — зумпф, S — насос, 9 — пульпоотделитель; 10 — вакуумфильтры «Украина»; 11 — баки для реагентов
Для труднообогатимых углей |
можно применять |
развитые схемы |
с перефлотацией концентрата. |
Характерная схема |
цепи аппаратов |
приведена на рис. 110. |
|
|
296
Следует подчеркнуть, что схемы флотации углей должны нахо диться в неразрывной связи с водно-шламовыми схемами фабрик.
В последние годы происходило значительное усовершенствование водно-шламовых схем. Оно проводилось по двум направлениям: стремились свести к минимуму количество воды, циркулирующей на фабрике, и контакт угля с ней для уменьшения вторичного шламооб^разования; максимально использовать оборотную воду. Эти усо вершенствования основывались на изменении схемы цепи аппаратов и точек подачи воды, а также на изменении эффективных коагулян тов, в частности полиакриламида.
Н. И. Давыдковым был предложен новый принцип построения шламовых схем с каскадным использованием воды. На ЦОФ «Узловская» часть шламовой воды, отделяемой от крупного концентрата отсадки, стали использовать для транспорта мелкого угля в отсадоч ные машины мелкого зерна. Это позволило уменьшить количество циркулирующей воды на 320 м3 /ч, исключить некоторые аппараты и сгустители. Шламовые воды подвергались регенерации флотацией без предварительного сгущения. В итоге снижено содержание твер дого в оборотной воде (с 200—300 до 20—40 г/л), улучшились про цессы отсадки и фильтрации, снизились потери с флотационными хвостами [70].
Использование флотации для осветления оборотных вод получило в последние годы большое распространение на ЦОФ «Киевская», ГОФ «Чертинская» и других ЦОФ.
Начали применять раздельное контактирование песков и шламов с реагентами. На обогатительных фабриках Караганды предвари тельная классификация по крупности питания флотации осуще ствляется в гидроциклонах, после чего пески и слив флотируются независимо друг от друга, а концентраты объединяются перед филь трацией.
Ф л о т а ц и о н н ы е |
м а ш и н ы |
и в с п о м о г а т е л ь н о е |
о б о р у д о в а н и е |
В Советском Союзе для флотации |
углей применяют практиче |
ски девять разновидностей флотационных машин .механического типа [110, 145].
Большое многообразие машин объясняется тем, что в промышлен ности происходило выявление лучших конструкций. Существующие машины имели относительно невысокую удельную производитель ность (0,5—0,8 т/ч - м 3 ) . Определенные перспективы имеет применение дешевых и неэнергоемких пневматических флотационных машин (особенно для осветления оборотных вод) и машин с пальцевым
аэратором. |
|
При флотации углей контактирование пульпы |
с реагентами |
в устройствах типа «Каскад», созданных институтом |
УкрНИИугле- |
обогащение отличается от контактирования других полезных иско паемых. В устройствах «Каскад» реагент подается в пульпу в виде
297
аэрозоля (размер капелек 1—10 мк). Пульпа одновременно аэри руется, что повышает скорость флотации, особенно в первых камерах флотационных машин. Так, например, на ЦОФ «Верхне-Дуванской» после установки вместо контактного чана аппарата «Каскад» произ водительность флотационных машин возросла на 15%. Успешные результаты достигнуты на многих фабриках Донбасса и Караганды.
На большинстве фабрик применяют различные приборы для эмульгирования реагентов (струйные эмульгаторы СЭД-2), гидро динамические ультразвуковые (УГЭ) и другие.
Т е х н о л о г и я ф л о т а ц и и
Крупность питания при флотации каменных углей обычно контро лируется с помощью гидроциклонов, слив которых поступает па флотацию, а осадок — в шламовые отсадочные машины. Эффектив ность классификации должна все время контролироваться, так как крупные частицы угля в большей части переходят в хвосты, снижая их зольность и увеличивая потери угля при флотации. Частицы крупнее 0,5 мм могут эффективно обогащаться отсадкой.
Равномерность питания на действующих фабриках достигается автоматизацией разгрузки сгустителей.
Плотность пульпы колеблется от 20 до 30% твердого. Однако имеют место большие сменные и, тем более, почасовые колебания плотности пульпы, которые могут быть устранены с помощью автома тически действующих регуляторов.
При флотации тонких шламов, а также в шламовых схемах фло тируются более разбавленные пульпы (10—1.5% твердого).
Время флотации на большинстве фабрик достигает 15 мин, хотя в ряде случаев оно может быть сокращено минимум вдвое примене нием более совершенных флотационных машин и реагентов, а также стабилизацией процесса (по производительности, по плотности пульпы).
Влияние степени углефикации при флотации углей весьма зна чительно. Наибольшей природной гидрофобностью обладают угли средней степени метаморфизма. Молодые угли, длиннопламенные и газовые, равно как и старые (тощие и особенно антрацит), более гидрофильны и пористы. Поэтому при прочих равных условиях лучше флотируются угли средней стадии углефикации. Газовые угли для эффективной флотации требуют тщательного регулирования реагентного режима. С 1966 г. флотация газовых углей внедрена на ЦОФ «Михайловская», «Октябрьская», «Краснолиманская» и «Добропольская».
Петрографический состав и срощенность угля с породой сильно влияют на флотацию. Гелифицированные компоненты флотируются лучше, чем фюзенизированньте (рис. 111) [77]. Поэтому при флота ции углей в первых камерах флотационных машин флотируются преимущественно частицы блестящего угля, а в последних — мато вого (табл. 32).
298
