Выбор вспенивателя и оптимизация флотации угля по селективности

К.В. Гуцал¹, Е.Ю. Темникова¹, Е.И. Кагакин¹, А.Р. Богомолов²
1 КузГТУ,
г. Кемерово,
2 ИТ СО РАН,
г. Новосибирск

Кузнецкий угольный бассейн является крупнейшим угледобывающим и углеперерабатывающим регионом России. На долю Кузбасса приходится 56 % добычи каменных углей в России, около 80 % от добычи всех коксующихся углей, а по целой группе марок особо ценных коксующихся углей -100 % (за 2008 - 2010 годы более 550 млн. тонн угля). Добыча каменного угля ведётся как подземным, так и более прогрессивными - открытым и гидравлическим способами. [1].

Современные технологии высокомеханизированной добычи угля и их экономическая оптимизация приводят к снижению добычи чистого угля и усложняют контроль и обеспечение требуемого потребителями качества продукта. Для увеличения выхода качественной продукции на обогатительных фабриках совершенствуются технологии переработки добываемого угля. Большое внимание сегодня уделяется процессу обогащения мелкого угля [2].

Одним из наиболее распространенных методов обогащения углей мелкого класса является флотационный метод. Наибольшее промышленное значение имеет пенная флотация, основанная на различии в смачиваемости поверхности минералов (естественной, или создаваемой применением флотореагентов) [3].

Важность изучения процессов флотации с целью их совершенствования для эффективного разделения на качественный продукт и породу обусловлена стремлением производителей к снижению затрат как на флотацию, так и на транспортные расходы. Актуальной задачей изучения флотационных процессов является разработка и внедрение новых флотореагентов [4].

Целью данного исследования является изучение возможности использования в качестве пенообразователя (вспенивателя) полиэфира «Лапрол М-1000» (оксипропилированный триол) производства ОАО «Химпром» г. Кемерово, в процессе флотации шламов различных марок углей во флотомашинах с флотореагентом из базового собирателя КМС, разработанного сотрудниками кафедры «Обогащения полезных ископаемых» КузГТУ. «Лапрол М-1000» представляет собой смесь лапролов 3003, 3003Ф, 805, 503, имеет среднюю молярную массу 1000 г/моль, плотность 1040 кг/м³ и растворимость в воде до 1,5 %. Это полярная жидкость, имеющая прямую цепь с активными гидроксильными группами.

Большое значение для более полного разделения на минеральную часть и породу наряду с ионным составом жидкой фазы пульпы, составом растворенных в ней газов, ее температурой и плотностью, схемой и реагентным режимом флотации, имеет степень измельчения сырья. Угольные шламы ЦОФ «Сибирь» имеют бимодальное распределение по степени измельчения, т.е не подчиняются логарифмически-нормальному распределению. Практически 48 % (масс.) угля мелкого класса марки КС ЦОФ «Сибирь» находится во фракции 0-50 (электронная микроскопия показала, что максимум этого диапазона принадлежит 25 мкм). Для угля марки Т этой же ЦОФ содержание частиц размером 25 мкм составляет порядка 45 % (масс.).

При флотации угольных шламов ЦОФ «Сибирь» марок КС и Т в качестве базового собирателя использовался углеводородный комплекс КМС. Сравнение результатов флотации с добавками вспенивателя «Лапрол М-1000» проводили с результатами, полученными для базового комплекса. Балансы, рассчитанные по зольному остатку, показали расхождение около 8 %, что позволяет утверждать о достоверности результатов при гравиметрическом измерении. Зольность углей, концентратов и хвостов определяли по методике согласно ГОСТ 11022-95 (ИСО 1171-97). На основании этого расчетным путем были получены зольности концентратов при флотации угольных шламов марки Т.

Результаты эксперимента показывают, что при добавлении вспенивателя «Лапрол М-1000» в количестве 6 г/м³ в базовый собиратель при флотации угля КС ЦОФ «Сибирь» происходит незначительное уменьшение отходов ⁺45 (с 2,52 % до 2,15 %), но значительное увеличение их зольности (с 31,57 % до 56,03 %). Таким образом, вспениватель показывает способность к лучшей селективности угольных частиц более 45 мкм, но не заметен для более мелких частиц. Кроме того, увеличение количества «Лапрола М-1000» с 6 до 14 г/м³ практически не усиливает селективность флотации углей КС и Т ЦОФ «Сибирь».

Действие «Лапрола М-1000» заключается в получении более мелких пузырьков при аэрации и интенсивном перемешивании. При увеличении концентрации «Лапрола М-1000» в пульпе (об.) с 0,25 % до 1 % размер пузырьков уменьшается почти в два раза.

Выводы:

Использование «Лапрола М-1000» в качестве вспенивателя с концентрацией не более 1 % позволяет улучшить селективность флотации исследуемых углей.

Список литературы

1. Антипенко Л.А. Технологические регламенты обогатительных фабрик Кузнецкого бассейна, Издание второе, переработанное и дополненное / Л.А. Антипенко. – Изд-во «Прокопьевское полиграфическое производственное объединение», 2007. – 463 с.

2. Абрамов, А. А. Флотационные методы обогащения / А.А. Абрамов. – М.: Изд-во Московского государственного горного университета, изд-во «Горная книга», «Мир горной книги». – 2008. – 710 с.

3. Фридман С. Э., Щербаков О. К., Еремин Н. Я. Основы обогащения руд и углей и окускования концентратов / С.Э. Фридман, О.К. Щербаков, Н.Я. Еремин. – М.: Недра, 1991. – 270 с.

4. Богданов, О. С. Теория и технология флотации руд / О.С. Богданов, И.И. Максимов, А.К. Поднек, Н.А. Янис. – М.: Недра, 1990. – 363 с. 

Назад к списку