Обоснование выбора собирателей из группы алкенов изомерного строения для интенсификации флотации угля

Свечникова, Наталья Юрьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Обоснование выбора собирателей из группы алкенов изомерного строения для интенсификации флотации угля
ВАК РФ 25.00.13, Обогащение полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Обоснование выбора собирателей из группы алкенов изомерного строения для интенсификации флотации угля"

На правах рукописи

ииа45231Э СВЕЧНИКОВА Наталья Юрьевна

ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА СОБИРАТЕЛЕН ИЗ ГРУППЫ АЛКЕНОВ ИЗОМЕРНОГО СТРОЕНИЯ ДЛЯ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ФЛОТАЦИИ УГЛЯ

Специальность 25.00.13 «Обогащение полезных ископаемых»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2008

003452319

Работа выполнена в ГОУ" ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.Носова»

Научный руководитель

доктор технических наук Лавриненко Анатолий Афанасьевич

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор

Линёв Борис Иванович

кандидат технических наук Иванова Татьяна Анатольевна

Ведущая организация Федеральное государственное унитарное предприятие «Восточный научно-исследовательский углехимический институт», г. Екатеринбург

Защита состоится 9 декабря 2008г. в 14-00 час на заседании диссертационного совета Д.002.074.01 при Учреждении Российской академии наук Институте проблем комплексного освоения недр РАН (УРАН ИПКОН РАН) по адресу: 111020, Москва, Крюковский тупик, 4. Тел./факс (495) 360-89-60

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УРАН ИПКОН РАН

Автореферат разослан 29 октября 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор технических наук

В.И. Папичев

Общая характеристика работы

Актуальность. Потребление угля в мире существенно возрастает, увеличиваясь на 4-5% ежегодно. Мировые запасы каменного угля составляют свыше 900 млрд.т. (технически извлекаемого) из них треть приходится на Европу и Россию. Состояние топливно-энергетического комплекса России во многом зависит от применения современных технологий добычи и переработки угля, увеличения объемов выработки и эффективности использования добываемого сырья, в частности, мелких фракций, улучшения его потребительских свойств.

Опыт работы современных горно-обогатительных предприятий по увеличению выпуска и повышению качества угольного концентрата свидетельствует о неустойчивости показателей и недостаточной эффективности процесса флотации угля, что обусловлено нестабильностью марочного состава угольного сырья и использованием в качестве флотореагентов технических продуктов, имеющих сложный и непостоянный групповой химический состав.

Актуальность работы обусловлена необходимостью обеспечения полноты использования добываемых углей за счет повышения эффективности флотационного обогащения на основе применения новых реагентов-собирателей для флотации коксовых углей, а также смесей углей различных технологических марок. Подбор реагентов-собирателей, обеспечивающих повышение эффективности процесса флотации углей, чаще всего носит эмпирический характер и не имеет достаточного теоретического обоснования, что связано, во-первых, с неоднозначностью подхода к подбору флотореагентов и, во-вторых, с тем что механизм взаимодействия реагентов с угольной поверхностью недостаточно изучен. В связи с этим актуален научно-обоснованный подход к выбору новых реагентов для флотации углей различных марок и их смесей на основе учёта энергетических параметров молекул реагентов при их взаимодействии с углем.

Цель работы - повышение технико-экономических показателей процесса флотации коксовых углей, а также смесей углей различных марок путем разработки новых реагентных режимов с использованием научно-обоснованного подбора собирателей.

Задачи исследования:

-изучение физико-химических свойств коксовых и газовых углей Кузнецкого бассейна;

-обоснование выбора собирателей из класса алкенов с сопряженной системой двойных связей и выявление механизма их действия при флотации углей различной стадии метаморфизма на основе изучения термодинамических и кванто-во-химических параметров молекул реагентов;

-разработка высокоэффективных реагентных режимов флотации коксовых углей с использованием новых технических продуктов.

Идея работы заключается в определении и сопоставлении термодинамических характеристик, квантово-химических параметров и флотационной активности аполярных собирателей с целью научного обоснования выбора новых реагентов для флотации углей различных марок.

Объекты исследования:

- каменноугольная мелочь различных шахт и разрезов Кузнецкого бассейна крупностью - 0,5 мм, на базе которой формируется основная часть всех угольных шихт коксохимических предприятий России, а также исходное питание флотации УОФ КХП ОАО «Северсталь» и ЦОФ «Сибирь»;

-реагенты-собиратели: чистые химические соединения из ряда - алканы, арены, алкены, а также технические продукты нефтехимии, содержащие в своем составе алкены изостроения: УФ-2 и полимер-дистиллят, и используемые на обогатительных фабриках - термогазойль и ТС-1.

Методы исследования: газово-адсорбционной хроматографии при определении термодинамических параметров адсорбции углеводородов на угле, калориметрического определения теплоты смачивания угольной поверхности, флотационных исследований с использованием лабораторной механической машины, ИК-спектроскопии углей. Кроме того, определены краевые углы смачивания методом висячего пузырька, электрокинетический (Ç-потенциал) угольной поверхности электрофоретическим методом и поверхностное натяжение вспенива-телей методом максимального давления в газовом пузырьке (метод П.А. Ребин-дера). При определении дисперсности эмульсии реагентов использована промышленная система обработки и анализа изображений SIAMS-600, а для расчета квантово-химических параметров реагентов - программа Hyper Chem 7.0.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. На основе изучения особенностей строения, определения и сопоставления термодинамических параметров и квантово-химических расчетов молекул собирателей с их флотационной активностью установлено, что взаимодействие молекул собирателей содержащих сопряженную систему двойных связей с угольной поверхностью может происходить по двум механизмам:

- наличие сопряженной системы двойных связей атомов углерода в боковой цепи молекулы реагента приводит к делокализации электронной плотности (ме-зомерный эффект) и способствует появлению неспецифического дисперсионного взаимодействия с я-электронным облаком гидрофобных ароматических структур угольной поверхности;

- при взаимодействии с протонизированной угольной поверхностью происходит смещение электронной плотности на крайнем атоме сопряженной системы молекулы и ее закрепление на угле по специфическому электростатическому типу.

2. Повышенная эффективность собирателя из класса алкенов изомерного строения с сопряженной системой двойных связей для флотации смесей каменных углей различной стадии метаморфизма обеспечивается сочетанием наибольших значений термодинамических и наименьших квантово-химических параметров его молекулы.

3. Выявлен характер зависимости флотируемости коксовых углей от расхода нового технического реагента-собирателя - полимер-дистиллята и определен его

оптимальный расход (0,29 кг/т). Высокая эффективность действия реагента обусловлена содержанием в его составе 100 % алкенов изомерного строения. Практическая значимость работы и реализация результатов работы. Предложен метод выбора эффективных флотационных собирателей из алкенов изомерного строения с сопряженной системой двойных связей, учитывающий зависимость флотационной активности реагента от сочетания наибольших значений термодинамических и наименьших квантово-химических параметров его молекулы, обеспечивающий их наибольшую эффективность при флотации смесей углей различной стадии метаморфизма

При флотации угольной мелочи в промышленных условиях ОАО КХП «Северсталь» с использованием в качестве реагента-собирателя УФ-2 увеличился выход флотоконцентрата на 1,62%, повысилась зольность отходов флотации на 7,1%, возросло извлечение горючей массы углей в концентрат на 4,4%, снизился расход реагента-собирателя на 40-50% и расход вспенивателя ВПП-86 - на 60%. Ориентировочный экономический эффект от использования нового реагентного режима составляет 23,9 млн. руб./год.

Основные научные положения диссертации нашли отражение в содержании курса лекций, читаемых при подготовке инженеров по специальности 240403 -«Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов» в ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И.Носова».

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и результатов исследований подтверждается:

-использованием современных физико-химических методов исследования; -удовлетворительной сходимостью статистически обработанных результатов исследований, высокой доверительной вероятностью;

-соответствием результатов термодинамических исследований и квантово-химических расчетов результатам лабораторных и промышленных флотационных экспериментов.

К защите представляются следующие положения:

1. Высокая флотационная активность 2-винилгексадиена-1,5 по отношению к каменным углям различной стадии метаморфизма обусловлена особенностями механизма его взаимодействия с неоднородной поверхностью угля:

2. Реагент-собиратель 2-винилгексадиен-1,5 обладает повышенной флотационной активностью по отношению к углям различной стадии метаморфизма и

может наиболее эффективно использоваться на УОФ в смеси с техническими продуктами при флотации каменноугольной мелочи смешанного марочного состава. При оптимальном соотношении 30:70 смеси реагента 2-винилгексадиена-1,5 с термогазойлем повышается выход флотационного концентрата на 25,4%, возрастает извлечение горючей массы на 26,5% и снижается расход смеси на 18,5% по сравнению с использованием одного термогазойля.

3.Сочетание наибольших значений термодинамических и наименьших кван-тово-химических параметров молекулы собирателя из класса алкенов изомерного строения с сопряженной системой двойных связей, обеспечивает его повышенную эффективность при флотации смесей каменных углей различной стадии метаморфизма.

4. Повышение эффективности флотации коксовых углей обеспечивается в результате использования технических реагентов, содержащих алкены изомерного строения:

- нового собирателя полимер-дистиллята при оптимальном расходе 0,29 кг/т, что позволяет получить выход концентрата 80,1% при извлечении горючей массы 94,3% и обеспечить зольность отходов 77,6% при снижении расхода полимер-дистиллята в 4,8 раза по сравнению с использованием термогазойля;

- собирателя УФ-2 совместно со вспенивателем ВПП-86, что позволяет получить выход концентрата 88,5%, зольность отходов 77,5% и при этом на 4050% снизить расход собирателя и на 60% - вспенивателя по сравнению с результатами флотации с использованием ТС-1. При этом извлечение горючей массы углей в концентрат повышается на 4,4%.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы были представлены на Международной научно-технической конференции (Магнитогорск, 2002г.), 62-й научно-технической конференции (Магнитогорск, МГТУ, 2004г.), X Международной научно-практической конференции (Кемерово 2004г.), 64-й научно-технической конференции (Магнитогорск, МГТУ, 2006г.), Международной научной конференции «Химия, химическая технология и биотехнология на рубеже тысячелетий» (Томск, 2006г.), VI Конгрессе обогатителей стран СНГ (Москва, МИСиС, 2007 г.), 65-й научно-технической конференции (Магнитогорск, МГТУ, 2007 г.), VII Московском международном салоне инноваций и инвестиций (Москва, ВВЦ, 2007 г.).

Публикации. Основные результаты исследований опубликованы в 13 научных статьях и одном патенте на изобретение.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. Содержание работы изложено на 147 страницах машинописного текста, включая 20 рисунков и 28 таблиц, а также библиографический список, содержащий 120 наименований.

Личный вклад автора заключается в проведении анализа современного состояния флотации углей, экспериментальных и теоретических исследований, а также в научном обосновании выбора эффективных реагентов-собирателей изомерного строения для флотации углей.

Автор выражает благодарность доктору технических наук Петухову В.Н., профессору кафедры «Химической технологии неметаллических материалов и физической химии» ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И.Носова» за оказанную помощь при выполнении работы, а также зав. кафедрой, профессору, доктору физ.-мат. наук Смирнову А.Н. и коллективу кафедры за содействие в проведении экспериментальной части работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ В первой главе представлен анализ работ в области флотации каменных углей. Показано, что в отношении эффективности действия углеводородов с различным строением молекул имеются разные точки зрения. В ряде работ указывается на повышенную эффективность действия ароматических и непредельных углеводородов, в других, наоборот, обосновывается использование предельных углеводородов и снижение флотоактивности технических реагентов при повышении в их составе содержания ароматических углеводородов.

Основной причиной такого положения, по-видимому, является то, что исследователи недостаточно полно учитывали как особенности строения молекул, входящих в состав аполярных реагентов, так и физико-химические свойства поверхности изучаемых углей. Недостаточно глубоко рассматривались энергетические характеристики аполярных молекул и их влияние на взаимодействие с поверхностью углей различной стадии метаморфизма. В связи с этим в работе обосновывается метод выбора реагентов-собирателей из числа алкенов с системой сопряжённых двойных связей, способных к взаимодействию с энергетически неоднородной поверхностью углей, а также технических продуктов из алкенов изомерного строения.

Большой вклад в изучение механизма действия реагентов при флотации углей и разработки новых реагентных режимов внесли ученые И.Н.Плаксин, В.И.Тюрникова, В.И.Мелик-Гайказян, А.А.Байченко, Н.С.Власова, В.И.Классен, А.А.Абрамов, А.В.Глембоцкий, В.Н.Петухов и др.

Вторая глава посвящена изучению строения и физико-химических характеристик исследуемых углей, а также физико-химических свойств исследуемых реагентов.

Анализ физико-химических характеристик исследуемых углей указывает на значительные отличия в их элементном, петрографическом и минералогическом составе. Установлено, что в органической массе исследуемых углей различной стадии метаморфизма изменяется содержание кислорода. Например, содержание кислорода в органической массе коксовых углей разреза Березовский (6,41%) меньше, чем в газовых углях шахты Комсомолец (8,89%) (табл.1). Исследование минералого-петрографического состава коксовых углей показало, что для углей

Таблица 1

Элементный состав исследуемых углей_

Уголь, марка Элементный состав, % Зольность,

С Н N О 5

Разрез Березовский, «К» 84,61 5,80 2,54 6,41 0,40 21,7

Шахта Комсомолец, «Г» 82,35 5,78 2,76 8,89 0,22 11,4

Кузнецкого бассейна минеральные включения представлены в основном кальцитом, кварцем, алюмосиликатами. Угольная мелочь Кузнецкого бассейна имеет повышенное содержание высокозольного класса -0,05мм, минеральные компоненты неравномерно распределены по другим классам крупности.

Присутствие в исследуемых углях целого комплекса разнообразных химических элементов, соединений и функциональных групп подтверждается данными ИК-спектроскопии. Резкое увеличение интенсивности полосы поглощения 1600 см"1 в ИК-спектре коксового угля свидетельствует о наличии большого количества ароматических и непредельных структур в органической массе (ОМУ). Присутствие в коксовых углях большего количества минеральных примесей отражается в ИК-спектре наличием максимума полос поглощения 3690, 1080, 1020, 900, 520 см"'.

Наличие большей интенсивности полосы поглощения 3100, 3300 и 3540 см"' в газовых углях свидетельствует о содержании кислорода в виде OIT-групп.

В качестве реагентов-собирателей исследованы чистые химические соединения: алканы, алкены, арены; чистое химическое соединение 2-винилгексадиен-1,5; технические продукты нефтехимии - фракции а-олефинов, содержащие в своем составе винилдиеновые углеводороды; УФ-2, полимер-дистиллят, а также широко используемые на УОФ реагенты-собиратели: термогазойль и ТС-1 (рис.1, табл.2).

H H н И H H н \ / \ / \ / \ A A / A h

f \ / \ / \ / \ J

H с с \ y /V />■ /\ \ H H H H H H H

октен-1

H H H H -yC, C. h

сч H

if ^ 2-винилгексадиен-1,5

A'YVyy

Л A /\ A

H HH H H H H H

изотридекен-1

Рис 1 Структурные формулы исследуемых непредельных углеводородов

Таблица 2

Технические продукты углеводороды Температура кипения, °С Плотность, г/см3

Полимер-дистиллят Тетрамеры изобутилена -30-70 Тримеры изобутилена -10-20 Изотридекены - 3-10 Изотетрадекены -3-10 Изопентадекены -2-17 170-270 0,800-0,810

УФ-2 Алкены изостроения - 40 Арены - 50 160-230 0,850

Термогазойль Арены >37 Алкены нормального строения >25 Парафины и нафгены <30 205-325 0,890

ТС-1 Арены >22 150-250 0,775-0,780

При статистической обработке экспериментальных данных установлена относительная ошибка (при доверительной вероятности 95%): при определении выхода концентрата - 0,5% и при определении зольности концентрата - 0,3%.

Инструментальная ошибка при определение теплоты смачивания составила 0,02°С, при определении электрокинетического потенциала угольной поверхности -1,5 мВ, при измерении краевого угла смачивания - 2 градуса.

Хроматографические кривые, ИК-спектрапьный анализ углей, дисперсность эмульсии с использованием метода «81АМ8-600» определены в аккредитованных лабораториях.

В третьей главе представлены результаты исследования энергетических особенностей адсорбции аполярных собирателей на угольной поверхности, рассмотрен механизм их взаимодействия и обоснован выбор оптимального реагента-собирателя для флотации смесей углей различных марок.

Для расчета термодинамических параметров адсорбции углеводородов на угле в условиях изотермического хроматографирования были получены изотермы адсорбции на угле марки «К». Они имеют выпуклую форму, описываются уравнением Ленгмюра (величина аппроксимации я2 не менее 0,95) и свидетельствуют о локализованной мономолекулярной физической адсорбции (рис.2). Спрямленные изотермы позволили рассчитать константы в уравнении Ленгмюра, а также термодинамические параметры адсорбции углеводородов на угле. Так, например, получена зависимость величины адсорбции от концентрации для децена-1:

А = 9,45 — 7,75.10'.*

■10'

1 + 7,75 -10

(1)

где 9,45-10"6 - максимальная адсорбция, моль/г; 7,75-107 - константа адсорбции, мл/моль; с- концентрация реагента, моль/дм3.

Анализ рассчитанных

А 10 ,ммоль /г

термодинамических характеристик адсорбции исследуемых соединений (табл.2) на углях марки «К» показал:

- время удерживания реагентов на угле возрастает, что свидетельствует об увеличении прочности закрепления их на поверхности с ростом длины углеводородного радикала в молекуле соединения, что связано с повышением площади действия дисперсионных сил углеводородной цепочки, обеспечивающей гидрофобизацию угольной поверхности;

-увеличение длины радикала от С8 до С)0 в случае алкенов повышает энергию взаимодействия (АН) незначительно (на 2,3 кДж/моль), а в случае алканов - на 8,1 кДж/моль;

41 __1 А-

Г «ЮПЙУ^

\ш /

ч I /

м/

}

с-Ю", ммсшь/дм5 Рис 2 Изотермы адсорбции на угле марки «К» 1-изопропилбензол, 2-децен-1; 3 декан, 4-окген-1,5-нонан, б-октан; 7-бензол

- в результате закрепления молекул реагента происходит уменьшение запаса свободной энергии (АС) угольной поверхности;

Таблица 2

Термодинамические параметры адсорбции углеводородов на поверхности угля

Реагент Энтальпия -ДН, кДж/моль Энергия Гиббса -ДО, кДж/моль Энтропия -ДБ, Дж/моль'К Время удерживания соединения на угле ^д, с

октан 23,5 0,3 67,2 24

нонан 27,0 2,1 71,8 75

декан 31,6 4,8 77,1 123

октен-1 30,9 4,6 75,5 28

децен-1 33,2 5,9 78,3 131

бензол 30,5 5,2 72,7 55

изопропилбензол 38,4 16,9 61,8 174

- указанным значениям АН и АС соответствует изменение энтропии //5 от -61,8 до 78,3 Дж/моль-К. Отрицательные значения АЯ в данном процессе свидетельствуют об упорядочении системы уголь-реагент по мере приближения молекул реагента к угольной поверхности и формирования адсорбционного слоя.

Полученные термодинамические параметры согласуются с результатами измерения теплоты смачивания угля и каолинита (основной компонент минеральной части угля) водой и органическими веществами (табл. 3).

Таблица 3

Теплоты смачивания угля марки «К» и каолинита

-ДНс„ач, Дж/гугля -ДНс„ач, Дж/ Г каолинита

вода алканы алкены арены вода октен-1

октан декан октен-1 децен-1 бензол изопропилбензол

4,2 5,2 5,4 9,0 9,3 5,5 10,0 18,5 0,03

Незначительный тепловой эффект смачивания коалинита октеном-1 указывает на то, что реагент практически не взаимодействует с минеральной частью угольной поверхности.

Полученные значения термодинамических параметров и теплоты смачивания находятся в соответствии с результатами флотации коксового угля (рис.3). Установлено, что из чистых химических соединений лучшей флотационной активностью обладают алкены и арены (рис.3, кр.1 и 2). Однако повышенная флотационная активность аренов снижает селективность процесса флотации, что отрицательно влияет на качество концентрата.

Сопоставление термодинамических параметров и теплот смачивания коксового угля реагентами с флотационной активностью и квантово-химическими параметрами реагентов (дипольными моментами и молекулярной элек-

троотрицательности) указывает на наличие однозначной связи между ними для исследуемых реагентов (табл.4). Так, с ростом теплоты адсорбции и смачивания увеличивается дипольный момент в ряду: октан - нонан - декан, от бензола к изопропилбензолу, а также от октена-1 к децену-1. А молекулярная электроот-

рицательность, возрастает в ряду: алканы-алкены-арены. Таким образом, в результате исследований установлена высокая адсорбционная и флотационная активность алкенов по отношению к коксовым углям, полученные термодинамические параметры однозначно согласуются с флотационными и квантово-химическими характеристиками реагентов при их взаимодействии с коксовыми углями.

Таблица 4

Сравнительные характеристики термодинамических и квантово-химических параметров реагентов-собирателей

Реагент -ДНщс кДж/моль ■ДНсмач, Дж/Гу™ ц*,0 Молекулярная электроотрицательность*, эВ

октан 23,5 5,2 0,0014 3,92

нонан 27,0 5,3 0,0018 4,03

декан 31,6 5,4 0,0019 4,05

октен-1 30,9 9,0 0,256 4,44

децен-1 33,2 9,3 0,257 4,43

бензол 30,5 5,5 0,00 4,68

изопропилбен-зол 38,4 10,0 0,22 4,56

* данные из литературных источников

Однако на флотацию обычно поступают угли различного марочного состава, включая труднообогатимые газовые угли. Поэтому необходимо выбирать реагенты, которые могут эффективно взаимодействовать с различными по стадии метаморфизма углями.

К таким реагентам можно отнести углеводороды из класса алкенов - диеновые углеводороды с сопряженными двойными связями, особенностью которых

6 7 8 9 10 11 12 Число атомов углерода

Рис. 3 Влияние длины углеводородного радикала на показатели флотации угольной мелочи Еерезовский «К» А<1=21,7% 1-арены, 2-алкены, 3-алканы

является их двойственная реакционная способность (радикальное и ионное элек-трофильное взаимодействие), что может привести к их эффективному закреплению на углях с различной энергетической активностью.

Поэтому в качестве реагента-собирателя исследовали новое химическое соединение, относящееся к винидциеновым углеводородам, 2-винилгексадиен-1,5, имеющее изомерное строение, что обычно положительно влияет на флотацию.

С помощью программы Hyper Chem 7.0 была получена пространственная модель и произведен расчет квантово-химических характеристик 2-винилгексадиена-1,5 и октена-1, имеющих одинаковое число атомов углерода. Установлено, что 2-винилгексадиен-1,5 имеет более низкие значения квантово-химических параметров, в отличие от октена-1 (табл.5). Так, дипольный момент 2-винилгексадиена-1,5 в 5 раз меньше, а молекулярная электроотрицательность на - 0,04 эВ, чем у октена-1. Это связано с тем, что 2-винилгексадиен-1,5 имеет сопряженные связи, которые обладают мезомерным эффектом, то есть возникает особый вид сопряжения - сверхсопряжение.

Таблица 5

Квантово-химические характеристики углеводородов__

Вещество Формула Мм мД> ¿т,ЭВ ёт+1,эВ шах «+» max «-»

октен-1 С„Н,6 112,21 0,25 4,44 -10,04 +1,17 0,099 0,17

2-винилгекса-диен-1,5 С8Н12 108,18 0,05 4,40 -9,39 +0,26 0,098 0,16

-р. - дипольный момент молекулы, D, £т, - энергия верхней занятой молекулярной орбитали (ВЗМО), эВ; Em+j - энергия нижней свободной молекулярной орбитали (НСМО), эВ, max «+» - максимальный положительный заряд в молекуле; шах «-» - максимальный отрицательный заряд в молекуле, х - молекулярная электроотрицательность, эВ

При сопоставлении флотационной активности, термодинамических и кванто-во-химических параметров реагентов (табл.6) выявлено, что повышение выхода

концентрата при использовании 2-винилгексадиена-1,5 связано с увеличением теплоты смачивания и снижением дипольного момента и молекулярной электроотрицательности указанного реагента, по сравнению с октеном-1. Такое соотношение параметров и особенностей строения 2-винилгексадиена-1,5, а также флотационной активности позволили предположить механизм его эффективного взаимодействия с угольной поверхностью:

- наличие сопряженной системы двойных связей атомов углерода в боковой цепи молекулы реагента приводит к делокализации электронной плотности (ме-зомерный эффект) и способствует появлению неспецифического дисперсионного взаимодействия с л-электронным облаком гидрофобных ароматических

Таблица 6

Сравнительные показатели флотационной активности и энергетических параметров углеводосодов

Вещество У,% "АНсмач» Дж/г™ H.D X, эВ

октен-1 63,0 9,0 0,256 4,44

2-винилгек-садиен-1,5 72,4 9,9 0,052 4,40

структур угольной поверхности (рис.4, а), характерных, в большей мере, для углей марки «К».

Причем взаимодействие 2-винилгексадиена-1,5 с угольной поверхности может происходить не, только по трем ненасыщенным связям сопряженной системы молекулы. Наличие повышенной электронной плотности на крайнем атоме углерода создает возможность дополнительного взаимодействия с угольной поверхностью и закрепления молекулы 2-винилгексадиена-1,5 на участках с меньшей гидрофобностью. Благодаря такому механизму действия 2-винилгексадиен-1,5 будет эффективно взаимодействовать с неоднородной угольной поверхностью, содержащей как про-тонизированные атомы водорода ОН групп, так и гидрофобные ароматические кластеры. Такое действие обеспечивает максимальное покрытие угольной поверхности реагентом, что увеличивает эффективность собирателя и снижает его расход.

Исследование угольной мелочи технологической марки «Г» показало, что она имеет более неоднородную поверхность и характеризуется большим содержанием кислорода в виде функциональных групп (-СООН, и -ОН) и др.) в ОМУ, чем угли марки «К». Об этом свидетельствуют ИК-спектры углей, а также теплоты смачивания и ¡¿-потенциал поверхности углей. Повышение содержания кислорода от коксовых к газовым углям приводит к повышению теплового эффекта смачивания их водой и увеличению абсолютного значения ¡¡-потенциала угольной поверхности (табл.7).

Таблица 7

Физико-химические параметры углей и их естественная флотируемость

Марка угля Количество кислорода, % кДж/г С, -потенциал угольной поверхности, мВ Естественная флотируемость У,%

Коксовые 6,41 4,28 -20,5 5,56

Газовые 8,89 7,46 -22,3 2,29

м, п, Н, н,

^-«у-Н

Н,Н2 2-еишгексадиен-1,5 н2 Н2 Н,^^

Т^СН, н, „2

2 н.1

а б

Рис 4 Схема взаимодействия 2-винилгексадиена-1,5 с угольной поверхностью

С целью подтверждения эффективности реагента и предложенного механизма действия 2-винилгексадиена-1,5 при флотации было проведено обогащение угольной мелочи марки «К» и «Г», а также исходного питания ЦОФ «Сибирь», представляющего собой смесь технологических марок «Г», «ГЖО», «ГЖ>, «ОС», «КС».

Установлено, что при флотации смеси углей ЦОФ «Сибирь» с использованием 2-винилгексадиена-1,5 достигаются более высокие показатели по сравнению с флотацией отдельных углей марки «К» и «Г» (табл.8).

Таблица 8

Показатели флотации угольной мелочи ЦОФ «Сибирь» с использованием 2-винилгексадиена-1,5

Реагентный режим (расход реагента, кг/т) Продукты Показатели, % Извлечение горючей массы в концентрат, % Марка угля, А исх,0/о

собиратель вспенива-тель флотации выход зольность

октен-1 (1,3) КОБС (0,08) концентрат отходы 63,0 37,0 10,5 40,5 71,9 «К»,

2-винилгекса-диен-1,5 (1,3) концентрат отходы 72,4 27,6 9,2 54,1 83,9 21,7

октен-1 (1,3) КОБС (0,08) концентрат отходы 46,0 54,0 3,1 18,5 50,3 «Г»,

2-винилгекса-диен-1,5 (1,3) концентрат отходы 69,4 30,6 3,3 30,7 75,7 11,4

октен-1 (1,3) КОБС (0,08) концентрат отходы 78,5 21,5 5,8 46,3 86,5 «Г», «ГЖО»,

2-винилгекса-диен-1,5 (1,3) концентрат отходы 83,5 16.5 6,5 55,0 91,3 «гж», «ОС», «КС», 14,5

Выявлено, что при флотации газового угля, обладающего низкой природной флотируемостью, с использованием 2-винилгексадиена-1,5 были получены сравнительно высокие результаты, по сравнению с действием октена-1, использование которого при флотации газового угля дает низкие показатели флотации. Это подтверждает, что винилдиеновые углеводороды взаимодействуют с неоднородными углями по выявленному механизму и вследствие этого обладают высокой флотационной активностью по отношению к ним.

Это было также подтверждено результатами флотации угля техническими смесями углеводородов (фракций а-олефинов), содержащими различное количество винилдиеновых соединений.

Кроме того, при исследовании методом ИК-спектроскопии наблюдается некоторое уменьшение интенсивности полосы поглощения соответствующей ОН"-группе поверхности угля марки «Г» после его обработки 2-ви-нилгексадиеном-1,5.

Таким образом, на основании сопоставления флотационной активности, термодинамических и квантово-химических параметров реагентов было установлено, что винилдиеновые углеводороды, содержащие сопряженную систему двойных связей обладают повышенной флотационной активностью по отношению к неоднородным углям, взаимодействуя с ними двойственным образом.

Из вышесказанного следует, что при выборе собирателя для эффективной флотации смесей углей различной стадии метаморфизма поиск реагента предлагается осуществлять из группы алкенов изомерного строения, содержащих сопряженную систему двойных связей, по наибольшему значению термодинамического параметра, определяемого измерением теплоты смачивания, в сочетании с наименьшим значением квантово-химических параметров молекулы реагента (дипольный момент).

Между тем, в связи со значительной стоимостью 2-винилгексадиена-1,5 и относительно большим расходом, обусловленным низкой молекулярной массой, использование его в чистом виде нецелесообразно. В связи с этим, исследовано применение 2-винилгексадиена-1,5 в смеси с термогазойлем на примере флотации угольной мелочи ЦОФ «Северсталь» (Аа=13,6%) (табл.9.).

Таблица 9

Результаты флотации угольной мелочи ЦОФ «Северсталь» (А<1=13)6%) с использованием смесей 2-винилгексадиена-1,5 с термогазойлем

Реагентный режим Расход реагента, кг/т Показатели флотации Извлечение го-

Собиратель Соби рате-ля Вспени-вателя (ВПП-86) Продукты флотации Вы-ход,% Зольность % рюч. массы в конц-рат,%

Термогазойль 1,35 концентрат отходы 62,0 38,0 5,0 28,0 68,2

Термогазойль - 90% + 2-винилгексадиен-1,5 -10% 1,05 0,08 концентрат отходы 83,0 17,0 6,2 50,1 90,1

Термогазойль - 70% + 2-винилгексадиен-1,5 -30% 1,1 концентрат отходы 87,4 12,6 6,3 64,0 94,7

Термогазойль - 30% + 2-винилгексадиен-1,5 - 70% 1,0 концентрат отходы 84,0 16,0 7,1 47,7 90,3

Было установлено, что добавка 10% 2-винилгексадиена-1,5 к термогазойлю позволяет существенно улучшить показатели флотации. Максимальный эффект достигается при использовании 1,1 кг/т смеси, содержащей 30% 2-ви-нилгексадиена-1,5, выход концентрата составил 87,4%, что на 25,4% больше, чем при использовании термогазойля в количестве 1,35 кг/т.

Таким образом, 2-винилгексадиеи-1,5 может эффективно использоваться на УОФ в смеси с техническими продуктами при флотации угольной мелочи, имеющей непостоянный марочный состав.

Дальнейшие исследования были направлены на поиск технических реагентов, содержащих в своём составе выявленные высокоактивные компоненты -алкены изомерного строения.

В четвертой главе представлены результаты физико-химических и флотационных исследований технических продуктов УФ-2 и полимер-дистиллята, содержащих в своем групповом составе разное количество эффективных по отношению к коксовому углю алкенов изостроения, в сравнении с флотацией углей термогазойлем, содержащем в своём составе алкены нормального строения.

Исследования показали, что применение полимер-дистиллята и УФ-2 в качестве собирателей при флотации коксовых углей позволяет получить более высокие показатели, чем при использовании применяемых в промышленности реагентов. Так, при расходе полимер-дистиллята в количестве 0,26 кг/т выход концентрата составил 69,2%, что на 3,4-1,2% выше, чем при использовании термогазойля, расход которого в 6,5 раз больше (табл.10.). Использование УФ-2 вместо термогазойля при равном расходе позволяет повысить выход концентрата на 8,0%.

Таблица 10

Результаты флотации углей марки «К» (А|1=21,7%) с использованием технических продуктов

Реагентный режим Расход реагента, кг/т Продукты флотации Показатели флотации Извлечение горюч массы в Кондрат,0/»

Собиратель Вспе-нива-тель Собирателя Вспе-нива-теля Выход,0/» Зольность, %

Термогазойль КОБС 1,80 0,08 концентрат отходы 64,4 35,6 8,7 45,2 75,1

Термогазойль 2,00 концентрат отходы 68,0 32,0 8,6 49,5 79,4

УФ-2 1,80 концентрат отходы 65,8 34,2 7,9 48,3 77,4

УФ-2 2,00 концентрат отходы 75,6 24,4 9,4 59,8 87,4

Полимер-дистиллят 0,26 концентрат отходы 69,2 30,8 8,1 52,3 81,2

Полимер-дистиллят 0,39 концентрат отходы 71,0 29,0 8,4 54,3 83,0

Полимер-дистиллят 0,53 концентрат отходы 72,4 27,6 9,1 54,8 84,0

Результаты флотации подтверждены изменениями значений ^-потенциала угольной поверхности и краевого угла смачивания при действии полимер-дистиллята и термогазойля. Наблюдается падение абсолютного значения ¡¡-потенциала угольной поверхности с величины -20,3 мВ до -18,2 мВ для полимер-

дистиллята и до -19,0 мВ для термогазойля. Измерение краевых углов смачивания показало их увеличение на 3° при действии термогазойля и на 5° при смачивании угля раствором полимер-дистиллята.

Высокая флотационная активность полимер-дистиллята объясняется не только его высокой адсорбцией на угольной поверхности, но и лучшей дисперсностью реагента в воде (рис.5).

' Шт

О ->!

РРз

эмульсия термогазойля

1,%

^^ , ,

эн—1V 1 1 V ■■ V—I-1-

0.0 10.0 20.0 40.0 60.0

0,ткт

термогазойль

эмульсия полимер-дистиллята

0,ткт полимер-дистиллят

Рис.5. Распределение частиц эмульсии по размерам Анализ полученных результатов показал, что средний диаметр частиц эмульсии полимер-дистиллята составляет 9 мкм, что значительно меньше, чем у термогазойля, средний размер частиц которого 25 мкм, причем доля частиц с размером менее 10 мкм у полимер-дистиллята значительно больше - она составила 70% в отличие от 5% термогазойля.

Для получения оптимальных качественно-количественных показателей флотации был разработан реагентный режим с использованием полимер-дистиллята: подобран наиболее эффективный вспениватель ВПП-86, обладающий большим эффектом снижения поверхностного натяжения (до 49,0 Дж/м2) и выбран оптимальный расход собирателя (рис.6).

Применение полимер-дистиллята по сравнению с термогазойлем позволяет при оптимальном его расходе (0,29 кг/т) обеспечить выход концентрата 80,1%, с извлечением горючей массы 94,3%, получить зольность отходов 77,6% и снизить расход собирателя в 4,8 раза (табл.11).

Таким образом, результаты лабораторных исследований позволили установить высокую эффективность собирателей полимер-дистиллята и УФ-2, обусловленную содержанием в их составе алкенов изомерного строения.

На способ флотации углей с использованием реагента-собирателя полимер -дистиллята получен патент РФ.

В связи с малыми ресурсами технического продукта полимер-дистиллята на УОФ КХП ОАО «Северсталь» были проведены промышленные испытания с использованием в качестве реагента-собирателя УФ-2 (табл.12).

Таблица 11

Показатели флотации углей марки «К» (А[1=21,7%)с использованием технических _продуктов_

Реагентный режим (расход реагента, кг/т) Продукты флотации Суммарные показатели, % Извл. горюч, массы в кон-ц., %/ извл. мин. ч. в отх.,% 11с

Собиратель Вспени-ватель выход Зольность

Полимер-дистиллят (0,29) ВПП-86 (0,04) Концетрат Отходы 80,1 19,9 7,8 77,6 94,3/71,2 0,820

Термогазойль (1,4) Концетрат Отходы 68,3 31,7 6,9 53,6 81,2/78,3 0,750

Испытания проводили в течение одной смены на шестикамерной флотационной машине механического типа ФМУ-6,3. Усредненные результаты флотации угольного шлама свидетельствуют о более высоких технологических показателях при использовании в качестве собирателя технического продукта УФ-2 по сравнению с базовым реагентом-собирателем ТС-1. Увеличился выход флото-концентрата на 1,62%, извлечение горючей массы в концентрат возросло на 4,4%, повысилась зольность отходов флотации на 7,1%, снизился расход собирателя на 40-50%, вспенивателя - на 60%. Ориентировочный экономический эффект от использования нового реагентного режима составляет 23,9 млн. руб./год.

Рис. б. Зависимость выхода концентрата от расхода полимер-дистиллята при флотации различных углей 1- марка «К», 2- марка «КС»

Таблица 12

Результаты промышленных испытаний внедрения нового технологического режима флотации углей

Показатели процесса Варианты

базовый НОВЫЙ

1.Зольность исходного питания, % 15,8 15,8

2.Выход флотоконцентрата, % 86,88 88,50

3. Зольность флотоконцентрата А1*, % 7,7 7,8

4.3ольность отходов флотации А"^, % 70,4 77,5

5.Расход реагентов, т/год 5.1.ТС-1 5.2. УФ-2 5.3. ВПП-86 894,25 11,68 478,15 7,3

Заключение и выводы

В диссертационной работе на основе выполненных исследований решена актуальная научно-техническая задача - на основе изучения термодинамических и квантово-химических параметров молекул реагентов научно обоснован выбор собирателей из класса алкенов с сопряженной системой двойных связей и выявлен механизм их действия при флотации углей различной стадии метаморфизма.

Основные научные и практические результаты исследования состоят в следующем:

1. На основе изучения особенностей строения, определения и сопоставления термодинамических и квантово-химических параметров молекул собирателей с их флотационной активностью установлено, что взаимодействие алкенов содержащих сопряженную систему двойных связей с угольной поверхностью может происходить по двум механизмам:

- наличие сопряженной системы в боковой цепи молекулы реагента приводит к делокализации электронной плотности (мезомерный эффект) и способствует появлению неспецифического дисперсионного взаимодействия с я-эле-ктронным облаком гидрофобных ароматических структур угольной поверхности, характерных, в большей мере, для углей марки «К»;

Благодаря такому механизму взаимодействия с угольной поверхностью ви-нидиеновые углеводороды можно эффективно использовать для флотации смесей углей различных технологических марок.

ной плотностью на крайнем атоме углерода, которая создает возможность дополнительного взаимодействия с угольной поверхностью и закрепления молекулы на участках с меньшей гидрофобностью.

3. На основе сопоставления с флотационной активностью реагентов кванто-во-химических характеристик и термодинамических параметров их молекул, установленных в результате газово-адсорбционной хроматографии и измерения теплоты смачивания угольной поверхности, предложен метод выбора для эффективной флотации смесей углей различной стадии метаморфизма эффективных собирателей из группы алкенов изомерного строения с сопряженной системой двойных связей, учитывающий сочетание максимального термодинамического, выявленного при измерении теплоты смачивания, и минимального кван-тово-химического параметров молекул собирателей.

4. Установлено оптимальное соотношение 30:70 смеси реагентов-собирателей 2-винилгексадиена-1,5 и термогазойля, обеспечивающее максимальный эффект при флотации смеси углей различной стадии метаморфизма. Повышается выход концентрата на 25,4%, возрастает извлечение горючей массы в концентрат на 26,5% и снижается расход смеси на 18,5% по сравнению с использованием термогазойля.

5. Установлена высокая флотационная активность технических продуктов полимер-дистиллята и УФ-2, содержащих в своем составе алкены изомерного строения, обусловленная строением и энергетическим состоянием молекул, входящих в их состав.

6. Выявлен характер зависимости флотируемости коксовых углей от расхода нового технического реагента-собирателя - полимер-дистиллята и определен его оптимальный расход (0,29 кг/т). Использование полимер-дистиллята совместно с новым вспенивателем ВПП-86 позволяет получить выход концентрата 80,1% с извлечением горючей массы 94,3% и обеспечить зольность отходов 77,6% при снижении расхода собирателя в 4,8 раза, по сравнению с применением термогазойля. На способ флотации углей с использованием реагента-собирателя полимер-дистиллята получен патент РФ.

7. Промышленные испытания технического продукта УФ-2 показали его высокую эффективность. Использование реагента при флотации угольной мелочи в условиях ОАО КХП «Северсталь» позволило при расходе 0,95 кг/т получить выход концентрата 88,5%, зольность отходов 77,5% и при этом на 40-50% снизить расход собирателя и на 60% - вспенивателя ВПП-86. Извлечение горючей массы углей в концентрат повысилось на 4,4%, по сравнению с результатами флотации при использовании ТС-1. Ожидаемый экономический эффект от применения нового реагентного режима составляет 23,9 млн.руб/год

Основные положения диссертации отражены в работах:

1. Кукушкин В.В., Юнаш A.A., Свечникова Н.Ю. (Осина Н.Ю.), Короткова О.Б., Горохов A.B. Повышение эффективности использования сырьевых ресурсов путем разработки новых реагентных режимов флотации углей // Теория и

технология металлургического производства: межрегион, сб. науч. тр. / под ред. Колокольцева В.М. -Магнитогорск: МГТУ, 2003. Вып.З. С.99-105.

2. Юнаш A.A., Свечникова Н.Ю. (Осина Н.Ю.), Короткова О.Б. Влияние группового химического состава реагентов-собирателей на эффективность и селективность действия при флотации углей // Материалы 62-й научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 20022003 годы: Сб. докл. под ред. Гуна Г.С. Магнитогорск, 2003 г. — С.123-126.

3. Свечникова Н.Ю. (Осина Н.Ю.), Горохов A.B. Повышение эффективности использования сырьевых ресурсов путем разработки новых реагентных режимов флотации углей //Природные и интеллектуальные ресурсы Сибири. Сибресурс 2004. Материалы X Международной научно-практической конференции. — Кемерово, 23-24 ноября 2004 г. - ГУ Куз. ГТУ. Кемерово, 2004. - С. 259-261.

4. Свечникова Н.Ю.(Осина Н.Ю.), Горохов A.B. Снижение отрицательного влияния флотации на окружающую среду путем использования новых реагентных режимов. // Проблемы повышения экологической и промышленной безопасности производственно-технических комплексов промышленных регионов: Сб. науч. тр. - Магнитогорск: МГТУ, 2004. - С.145-147.

5. Свечникова Н.Ю.(Осина HJO.). Исследование влияния химического состава аполярных реагентов на флотируемость углей //Теория и технология металлургического производства: Межрегион, сб науч. тр. / Под ред.

B.М.Колокольцева. —Магнитогорск: МГТУ, 2004. Вып.4. — С. 71-73.

6. Петухов В.Н., Свечникова Н.Ю. (Осина Н.Ю.), Горбатова Е.А., Ефимова Ю.Ю. Повышение эффективности флотационного обогащения углей за счет использования новых реагентов-собирателей // Теория и технология металлургического производства / Межрегион, сб науч. тр. под ред. В.М.Колокольцева. Магнитогорск: МГТУ 2005. Вып.5. 72-75 с.

7. Петухов В.Н., Свечникова Н.Ю. (Осина Н.Ю.). Повышение эффективности процесса флотации угля с использованием нового реагента-собирателя // Материалы 64-й научно-технической конференции по итогам научно-исследовательских работ за 2004-2005 г.г.: Сб. докл. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2006. - Т.1.- С.111-113.

8. Петухов В.Н., Свечникова Н.Ю. (Осина Н.Ю.), Горохов A.B., Сирченко A.C. Использование отходов нефтехимии в качестве реагентов для флотации углей. «Химия, химическая технология и биотехнология на рубеже тысячелетий»: Материалы международной научной конференции. - Томск, 2006. - Т.1. -С.479-480.

9. Петухов В.Н., Свечникова Н.Ю. (Осина Н.Ю.). Исследование и разработка нового реагентного режима флотации углей на основе изучения термодинамических параметров адсорбции углеводородов на угольной поверхности. // VI Конгресс обогатителей стран СНГ: Материалы Конгресса, T.I. -М.: Альтекс, 2007. -

C.149-150.

10. Петухов В.Н., Свечникова Н.Ю. (Осина Н.Ю.), Юнаш A.A., Саблин A.B. Разработка нового реагентного режима флотации углей на основе результатов

изучения термодинамических параметров адсорбции углеводородов на угольной поверхности // Кокс и химия. - М.: 2007. - №9 - С.6-9.

11. Пат 2306982. РФ, МПКВ 03 1/02. Способ флотации углей / Петухов В.Н., Захаров И.В., Свечникова Н.Ю. (Осина Н.Ю.) и др.- БИ.- 2007, №27. - С.23-27с.

12. Петухов В.Н., Свечникова Н.Ю. (Осина Н.Ю.), Юнаш A.A., Саблин A.B. Исследование и разработка нового реагентного режима флотации углей на основе термодинамических параметров адсорбции углеводородов на угольной поверхности // Башкирский химический журнал. 2007. - Уфа. Т.14. №3. - С.69-71.

13. Петухов В.Н., Свечникова Н.Ю. (Осина Н.Ю.). Разработка нового реагентного режима флотации углей на основе изучения термодинамических параметров адсорбции углеводородов на угле // Материалы 65-й научно-технической конференции: Сб. докл. - Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2007. - Т. 1 .-С. 119122.

14. Лавриненко A.A., Свечникова Н.Ю. Исследование квантово-химических параметров углеводородов при выборе реагентов для флотации углей // Вестник МГТУ, №1(21). - Магнитогорск, 2008. - С.83-85.

Лицензия ЛР № 21037 от 08 февраля 1996г. Подписано в печать с оригинал-макета 24.10.2008г. Формат 60x84 1/16. Бумага «Mega Сору Office». Печать офсетная. Набор компьютерный. Объем 1 п. л. Тираж 100 экз. Заказ № 157.

Издание УРАН ИПКОН РАН 111020 г. Москва, Крюковский тупик, д. 4

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Свечникова, Наталья Юрьевна

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ В ОБЛАСТИ ФЛОТАЦИОННОГО ОБОГАЩЕНИЯ УГЛЕЙ

1.1. Взаимодействие аполярных собирателей с угольной поверхностью

1.2. Влияние физико-химических свойств аполярных углеводородов на их флотоактивность

1.3. Современные исследования в области разработки новых реа-гентных режимов

2. МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ И ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Методики экспериментов

2.2. Объекты исследования

2.2.1. Характеристика исследуемых углей

2.2.2. Характеристика исследуемых реагентов

3. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА РЕАГЕНТОВ-СОБИРАТЕЛЕЙ ИЗ ГРУППЫ АЛКЕНОВ ИЗОМЕРНОГО СТРОЕНИЯ НА ОСНОВЕ ИЗУЧЕНИЯ ИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ОСОБЕННОСТЕЙ И ФЛОТАЦИОННЫХ СВОЙСТВ

3.1. Изучение энергетических характеристик взаимодействия аполярных реагентов-собирателей на основе термодинамических и квантово-химических расчетов

3.2. Исследование особенностей строения винилдиеновых углеводородов

3.3. Установление механизма взаимодействия 2-винилгексадиена-1,5 с угольной поверхностью и обоснование метода выбора собирателей

3.4. Исследование флотационных свойств винилдиеновых углеводородов в смеси с техническими продуктами

4. ИЗУЧЕНИЕ НОВЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ ПРОДУКТОВ В

КАЧЕСТВЕ РЕАГЕНТОВ-СОБИРАТЕЛЕЙ

4.1. Исследование флотационных свойств полимер-дистиллята в качестве нового реагента-собирателя для флотации углей

4.2. Изучение физико-химических свойств полимер-дистиллята

4.3. Разработка реагентного режима с использованием полимер-дистиллята

4.4. Исследование флотационных свойств реагента-собирателя

УФ-2 для флотации углей

4.5. Отработка технологического режима флотации угля и расчет экономического эффекта при использовании УФ-2 на УОФ КХП

ОАО «Северсталь» 111 ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ 119 СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ 122 Приложение 1. Акт промышленных испытаний флотационного реагента-собирателя УФ-2 133 Приложение 2. Санитарно-эпидемиологическое заключение на фло- 134 тореагент УФ

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Обоснование выбора собирателей из группы алкенов изомерного строения для интенсификации флотации угля"

Актуальность. Потребление угля в мире существенно возрастает, увеличиваясь на 4-5% ежегодно. Мировые запасы каменного угля составляют свыше 900 млрд.т. (технически извлекаемого), из них треть приходится на Европу и Россию. Состояние топливно-энергетического комплекса России во многом зависит от применения современных технологий добычи и переработки угля, увеличения объемов выработки и эффективности использования добываемого сырья, в частности мелких фракций, улучшения его потребительских свойств.

Задачи исследования:

-изучение физико-химических свойств коксовых и газовых углей Кузнецкого бассейна;

-обоснование выбора собирателей из класса алкенов с сопряженной системой двойных связей и выявление механизма их действия при флотации углей различной стадии метаморфизма на основе изучения термодинамических и кван-тово-химических параметров молекул реагентов;

Объекты исследования:

-реагенты-собиратели: чистые химические соединения из ряда - алканы, арены, алкены, а также технические продукты нефтехимии, содержащие в своем составе алкены изостроения: УФ-2, полимер-дистиллят и используемые на обогатительных фабриках - термогазойль и ТС-1.

Методы исследования: газово-адсорбционной хроматографии при определении термодинамических параметров адсорбции углеводородов на угле, калориметрического определения теплоты смачивания угольной поверхности, флотационных исследований с использованием лабораторной механической машины, ИК-спектроскопии углей. Кроме того, определены краевые углы смачивания методом висячего пузырька, электрокинетический потенциал (^-потенциал) угольной поверхности электрофоретическим методом и поверхностное натяжение вспенивателей методом максимального давления в газовом пузырьке (метод П.А. Ребиндера). При определении дисперсности эмульсии реагентов использована промышленная система обработки и анализа изображений SIAMS-600, а для расчета квантово-химических параметров реагентов - программа Hyper Chem 7.0.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. На основе изучения особенностей строения, определения и сопоставления термодинамических параметров и квантово-химических расчетов молекул собирателей с их флотационной активностью установлено, что взаимодействие молекул собирателей, содержащих сопряженную систему двойных связей, с угольной поверхностью может происходить по двум механизмам:

- наличие сопряженной системы двойных связей атомов углерода в боковой цепи молекулы реагента приводит к делокализации электронной плотности (ме-зомерный эффект) и способствует появлению неспецифического дисперсионного взаимодействия с 7г-электронным облаком гидрофобных ароматических структур угольной поверхности;

3. Выявлен характер зависимости флотируемости коксовых углей от расхода нового технического реагента-собирателя — полимер-дистиллята и определен его оптимальный расход (0,29 кг/т). Высокая эффективность действия реагента обусловлена содержанием в его составе 100 % алкенов изомерного строения.

Практическая значимость работы и реализация результатов работы.

Предложен метод выбора эффективных флотационных собирателей из алке-нов изомерного строения с сопряженной системой двойных связей, учитывающий зависимость флотационной активности реагента от сочетания наибольших значений термодинамических и наименьших квантово-химических параметров его молекулы, обеспечивающий их наибольшую эффективность при флотации смесей углей различной стадии метаморфизма

При флотации угольной мелочи в промышленных условиях ОАО КХП «Северсталь» с использованием в качестве реагента-собирателя УФ-2 увеличился выход флотоконцентрата на 1,62%, повысилась зольность отходов флотации на 7,1%, возросло извлечение горючей массы углей в концентрат на 4,4%, снизился расход реагента-собирателя на 40-50% и расход вспенивателя ВПП-86 - на 60%. Ориентировочный экономический эффект от использования нового реа-гентного режима составляет 23,9 млн. руб./год.

Основные научные положения диссертации нашли отражение в содержании курса лекций, читаемых при подготовке инженеров по специальности 240403 «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных материалов» в ГОУ ВПО «МГТУ им. Г.И.Носова».

Обоснованность и достоверность научных положений, выводов и результатов исследований подтверждается:

К защите представляются следующие положения:

- наличие сопряженной системы двойных связей атомов углерода в боковой цепи молекулы реагента приводит к делокализации электронной плотности (ме-зомерный эффект) и способствует появлению неспецифического дисперсионного взаимодействия с тг-электронным облаком гидрофобных ароматических структур угольной поверхности;

2. Реагент-собиратель 2-винилгексадиен-1,5 обладает повышенной флотационной активностью по отношению к углям различной стадии метаморфизма и может наиболее эффективно использоваться на УОФ в смеси с техническими продуктами при флотации каменноугольной мелочи смешанного марочного состава. При оптимальном соотношении 30:70 смеси реагента 2-винилгексадиена-1,5 с термогазойлем повышается выход флотационного концентрата на 25,4%, возрастает извлечение горючей массы на 26,5% и снижается расход смеси на 18,5% по сравнению с использованием одного термогазойля.

3. Сочетание наибольших значений термодинамических и наименьших кван-тово-химических параметров молекулы собирателя из класса алкенов изомерного строения с сопряженной системой двойных связей, обеспечивает его повышенную эффективность при флотации смесей каменных углей различной стадии метаморфизма.

- нового собирателя полимер-дистиллята при оптимальном расходе 0,29 кг/т, что позволяет получить выход концентрата 80,1% при извлечении горючей массы 94,3% и обеспечить зольность отходов 77,6% при снижении расхода полимер-дистиллята в 4,8 раза, по сравнению с использованием термогазойля;

- собирателя УФ-2 совместно со вспенивателем ВПП-86, что позволяет получить выход концентрата 88,5%, зольность отходов 77,5% и при этом на 4050% снизить расход собирателя и на 60% - вспенивателя, по сравнению с результатами флотации с использованием ТС-1. При этом извлечение горючей массы углей в концентрат повышается на 4,4%.

Объем и структура диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и приложения. Содержание работы изложено на 145 страницах машинописного текста, включая 20 рисунков и 28 таблиц, а также библиографический список, содержащий 120 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Обогащение полезных ископаемых", Свечникова, Наталья Юрьевна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

Основные научные и практические результаты состоят в следующем: 1. На основе изучения особенностей строения, определения и сопоставления термодинамических и квантово-химических параметров молекул собирателей с их флотационной активностью установлено, что взаимодействие алкенов, содержащих сопряженную систему двойных связей, с угольной поверхностью может происходить по двум механизмам:

- наличие сопряженной системы в боковой цепи молекулы реагента приводит к делокализации электронной плотности (мезомерный эффект) и способствует появлению неспецифического дисперсионного взаимодействия с ти-электронным облаком гидрофобных ароматических структур угольной поверхности, характерных, в большей мере, для углей марки «К»;

Благодаря такому механизму взаимодействия с угольной поверхностью винидиеновые углеводороды можно эффективно использовать для флотации смесей углей различных технологических марок.

2. Высокая флотационная активность 2-винилгексадиена-1,5 по отношению к углям различной степени метаморфизма обусловлена особенностью механизма взаимодействия сопряженной системы с углем, а также повышенной электронной плотностью на крайнем атоме углерода, которая создает возможность дополнительного взаимодействия с угольной поверхностью и закрепления молекулы на участках с меньшей гидрофобностыо. Благодаря такому механизму действия 2-винилгексадиен-1,5 будет эффективно взаимодействовать с неоднородной угольной поверхностью, содержащей как протонизированные атомы водорода ОН групп, так и гидрофобные ароматические кластеры. Такое действие обеспечивает максимальное покрытие угольной поверхности реагентом, что повышает эффективность действия собирателя и снижает его расход.

3. На основе сопоставления с флотационной активностью реагентов кван-тово-химических характеристик и термодинамических параметров их молекул, установленных в результате газово-адсорбционной хроматографии и измерения теплоты смачивания угольной поверхности, предложен метод выбора для эффективной флотации смесей углей различной стадии метаморфизма эффективных собирателей из группы алкенов изомерного строения с сопряженной системой двойных связей, учитывающий сочетание максимального термодинамического, выявленного при измерении теплоты смачивания, и минимального квантово-химического параметров молекул собирателей.

6. Выявлен характер зависимости флотируемости коксовых углей от расхода нового технического реагента-собирателя — полимер-дистиллята и определен его оптимальный расход (0,29 кг/т). Использование полимер-дистиллята совместно с новым вспенивателем В1Ш-86 позволяет получить выход концентрата 80,1% с извлечением горючей массы 94,3% и обеспечить зольность отходов 77,6% при снижении расхода собирателя в 4,8 раза, по сравнению с применением термогазойля. На способ флотации углей с использованием реагента-собирателя полимер-дистиллята получен патент РФ.

7. Промышленные испытания технического продукта УФ-2 показали его высокую эффективность. Использование реагента при флотации угольной мелочи в условиях ОАО КХП «Северсталь» позволило при расходе 0,95 кг/т получить выход концентрата 88,5%, зольность отходов 77,5% и при этом на 40-50% снизить расход собирателя и на 60% - вспенивателя В1111-86. Извлечение горючей массы углей в концентрат повысилось на 4,4%, по сравнению с результатами флотации при использовании ТС-1. Ожидаемый экономический эффект от применения нового реагентного режима составяет 23,9 млн.руб/год

Научные положения диссертационной работы нашли отражение в содержании курса лекций, читаемых при подготовке инженеров по специальности 240403 «Химическая технология природных энергоносителей и углеродных ма-. териалов» (см. приложение 3).

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Свечникова, Наталья Юрьевна, Магнитогорск

1. Гальчев Ф.И. Рынок энергетического угля России: Состояние, проблемы функционирования, пути и факторы развития в условиях промышленного подъема // Горн. инф. — анал. бюл. Моск. гос. горн. ун-т. 2005.-№4.-С. 14-18.

2. Глембоцкий В.А. Изыскание эффективных реагентов для флотации углей. — в кн.: Проблемы обогащения твердых горючих ископаемых. — М.: Недра, T.IX, вып. I, 1975, с. 25-34.

3. Глембоцкий В.А., Классен В.И. Флотационные методы обогащения. М.: Недра, 1978.-304с.

4. Мелик-Гайказян В.И., А.А.Абрамов, Ю.Б.Рубинштейн и др. Методы исследования флотационного процесса. -М.: Недра, 1990.- 301 с.

5. Мелик-Гайказян В.И. Исследование механизма упрочнения контакта между пузырьком и угольной частицей аполярным реагентом. ДАН СССР, 1961, т. 136, №6, с. 1403-1406.

6. Мелик-Гайказян В.И. Аполярные реагенты // Физико-химические основы теории флотации. -М.:Наука, 1983. С. 182-188.

7. Тюрникова В.И., Наумов M.E. Повышение эффективности флотации. M.: Недра, 1980.-224 с.

8. Зимон А.Д. Адгезия жидкости и смачивание. М.: Химия, 1974, 413 с.

9. Фрумкин А.Н. Адсорбция и двойной электрический слой. М.: Наука, 1972. -280с.

10. Байченко A.A., Иванов Г.В., Бочарова Е.М. Влияние электролитов на флотацию углей // Вестн. Кузбасс, гос. техн. ун-та. 1999. №4. С.66-70.

11. Wang Baojum, Li Min, Zhao Qingyan, Oin Yuhong, Xie Kechang. Huagong xuebao = I. Chem. Ind and Eng/ (China) 2004. 55, №8. C. 1329 1334.

12. Классен В.И., Плаксин И.Н. К механизму действия аполярных реагентов при флотации углей И, ДАН СССР. 1954. т. 95. №4. С.853 856.

13. Крохин С.И., Черемушкина Р.И. О механизме действия керосина при флотации. Изв. высших учебных заведений. // Цветная металлургия, 1952 г., №1.

14. Байченко A.A., Клейн М.С. О механизме образования гетерополярных пленок между частицей и пузырьком при флотации // Физ.-техн. пробл. разраб. полезн. ископаемых. 2000. №4. С. 117-125.

15. Мелик-Гайказян В.И. О возможной причине повышения селективности разделения тонких частиц минералов при флотации мелкими пузырьками // Цветная металлургия. 1994. №5. С. 56-60.

16. Абрамов A.A. Флотационные методы обогащения. М.: Недра, 1983- 383с.

17. О влиянии химического состава реагентов, применяемых при флотации угля на активность их действия/ Белов К.А., Волкова О.Б., Максимова М.И. и др. // Кокс и химия. 1962.- №8.- С.8-12.

18. Володин Г.А., Оглоблин Н.Д. Внедрение нового флотационного реагента на углеобогатительных фабриках// Обогащение и брикетирование угля. -М.: ЦИТИ угольной промышленности, 1962. №1. - С.7-9.

19. К установлению параметров, характеризующих флотоактивность реагентов масел/ Мелик-Гайказян В.И., Ворончихина В.В., Байченко A.A. и др.// Кокс и химия.- 1962. №8.- С.13-16.

20. Никитин И.Н. Разработки в области технологии и техники обогащения высокозольных углей. Кокс и химия, 1997г, № 7.

21. Циперович М.В., Зубарева Л.Н. Исследование влияния строения органических реагентов на флотацию углей различной стадии метаморфизма// Подготовка и коксование углей. М.: Металлургиздат, 1959. - С.52-65.

22. Глембоцкий В.А. Изыскание эффективных реагентов для флотации углей// Проблемы обогащения твердых горючих ископаемых. — М.: Недра, 1975. -T.IX. — Вып. 1. — С.25-34.

23. Рожнова Е.Е., Могилевская Е.Е., Шантер Ю.А. К вопросу о влиянии химического состава аполярных реагентов на их флотационную активность// Техника и технология обогащения углей. М.: Недра, 1971. - №7. - С.139-155.

24. Классен В.И. Проблемы теории действия аполярных реагентов при флотации // Физико-химические основы действия аполярных собирателей при флотации руд и углей/ АН СССР. Институт горного дела им. А.А.Скотчинского. М: Наука, 1965. - с.95.

25. Schubert H. Uber das Flotationsverhalten von Quarz mit primaren, sekundären, tetrialen und quaternaren Aminen. Freiberg. Forschungsh. A.1965, №335, S. 51-61.

26. Fecko P., Tora B. 6 Conference on Enwironment and Mineral Processing, Ostrava, 27-29, June, 2002. Ostrava: VSB-Techn. Univ. Ostrava, 2002, p. 715-721.

27. Брещенко E.M. Влияние разветвленности углеводородных цепей на адсор-бированность углеводородов на угле / Азербайджанское нефтяное хозяйство. -Баку, 1957. №5. - с. 32-38.

28. Пиккат-Ордынский Г.А. Эволюция взглядов на применение реагентов при флотации углей. Кокс и химия, 1996, №6, с. 12-14.

29. Кремер В.А. Физическая химия растворов флотационных реагентов. М.: Недра, 1981.-340 с.

30. Глембоцкий В.А., Классен В.И. Флотация. М.: Недра, 1973. 384 с.

31. Глембоцкий В.А. Основы физико-химии флотационных процессов. М.: Недра, 1980.-471с.

32. Рожнова Е.Е., Могилевская Е.Е., Шантер Ю.А. К вопросу о влиянии химического состава аполярных реагентов на их флотационную активность// Техника и технология обогащения углей. М.: Недра, 1971. - №7. - С. 139155.

33. Власова Н.С., Классен В.И., Плаксин И.Н. Исследование действия реагентов при флотации каменных углей. М.: АН СССР, 1962. — 172 с.

34. Власова Н.С. и др. Совершенствование реагентных режимов флотации углей путем подбора композиций аполярных и гетерополярных веществ //Проблемы снижения потерь горючей массы с отходами углеобогащения. Люберцы, 1988. - с. 60-73.

35. Белов К.А., Волкова О.Б., Максимова М.И. О влиянии химического состава реагентов применяемых во флотации угля на активность их действия. -// Кокс и химия, 1962. № 8. с 34.

36. Назаренко В.М., Шантер Ю.А., Могилевская Е.Е. Критерии выбора реагента-собирателя // Обогащение и брикетирование угля. 1970. - №5. — с. 14.

37. С.В.Дуденков, Л.Я.Шубов, Л.А. Глазунов и др. Основы теории и практика применения флотационных реагентов/ М., Недра, 1969.

38. Сирченко A.C. Разработка реагентных режимов флотации каменноугольной мелочи на основе использования водорастворимых сополимеров // Ав-тореф. дисс. на соиск. уч. ст. к.т.н. Магнитогорск: 2008. с. 138.

39. Хан Г.А., Габриелова Л.Н., Власова Н.С. Флотационные реагенты и их применение/ —М.: Недра, 1986.-271 с.

40. Аглямова Э.Р. Повышение селективности флотации газовых углей с применением органических и неорганических соединений //Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. к.т.н. Магнитогорск: 2002. — с. 155.

41. Яновская Л.А. Современные теоретические основы органической химии. М.: Химия, 1978. 358с.

42. Терней А. Современная органическая химия, т.1. М.: Химия, 1981. — 652с.

43. Буряк А.К. // Успехи химии. 2002. т. 71. Вып. 8. с.695.

44. Buckingham R.A., Corner J. // Proc. Roy. Soc. (A). 1974. Vol. 189. N 1016. P. 118.

45. Фешин В.П. Фешина E.B., Жижина Л.И. // ЖОХ. 2006. т. 76. Вып. 5. с.776.

46. Фешин В.П. Электронные эффекты в органических и элементоорганиче-ских молекулах. Екатеринбург: Изд. УрО РАН, 1997. 377с.

47. Ким A.M., Кутолин С.А. Квантово-химические расчеты и компьютерное моделирование свойств органических соединений. — Новосибирск: Изд-во НГПИ, 1992.

48. Гиревая Х.Я. Повышение эффективности флотации газовых углей на основе квантово-химического обоснования выбора реагентов. // Автореф. дисс. на соиск. уч. ст. к.т.н. Магнитогорск: 2006. с. 167.

49. Попова Л.А. Исследование физико-химических основ межфазных'взаимо-действий: Монография. Магнитогорск: Минитип, 2006 - 148с.

50. A.c. 1651972 СССР, МКИ5 В 03 D 1/004. Способ флотации угля / В.Н. Петухов, М.Н. Стекольщиков, И.Г. Лурье и др. (СССР)-№4704532/03; заявл. 14.06.89, опубл. 30.05.91, Бюл. №20. с. 27.

51. A.c. 1191114 СССР, МКИ4 В 03D 1/02. Способ флотации угля / Петухов В.Н., П.А.Олькова, Б.А. Максютов, А.И. Заболотний и др. (СССР) -№ 3722437/22 03; заявл. 05.04.84; опубл. 15.11.85, Бюл. №42. - 25с.

52. Петухов В.Н., Волощук Т.Г. Эффективные реагенты собиратели для флотации углей. Кокс и химия, 1994г, № 4, с. 4-5.

53. A.c. 1450869 СССР, МКИ4 В 03 D 1/02. Способ флотации угля /

54. B.Н.Петухов В.Н., В.Ф.Подтихов, П.П.Капустин и Т.В.Михайлова (СССР) №4166871/22-03; заявл. 24.12.86; опубл. 15.01.1989, Бюл. №2. - 23с.

55. Пат. 54323, Украина, МПК3 В 03D 1/004. Способ флотации угля / Малина

56. C.О., Сесь М.М., Пантелеенко О.Я. № 2002086556. Заявл. 06.08.02. опубл. 17.02.03.-Бюл. №2 23с.

57. Пат. РФ 2031730 МПК6 В 30 D 1/004, 1/02. Способ флотации угля. / Петухов В.Н., Галимов Ж.Ф., Исмагилов Д.Ш. и др. заявитель и патентообладатель Петухов В.Н. -№ 5028863/03 ; заявл. 24.02.92; опубл. 27.03.95, Бюл. № 9-121с.

58. A.c. 1680342 СССР, МКИ5 В 03 D 1/008. Способ флотации углей / О.А.Морозов, А.М.Коткин, H.A. Олефир и др. (СССР) №4631004/03; заявл. 22.12.88; опубл. 30.09.1991; Бюл. №36.-53 с.

59. A.c. 1199268 СССР, МКИ4 В 03 D 1/02. Способ флотации угля / Л.Г. Са-винчук, В .Б. Чижевский, Н.С. Власова и др. (СССР) №3788662/22 - 03; заявл. 26.06.84; опубл. 23.12.1985, Бюл. №47. - 15с.

60. Пат. 54098, Украина, МПК4 В 03D 1/02. Способ флотации угля / Аровин И.О., Гавриленко В.Е., Галушко Л.Я. и др. № 2002053850. заявл. 11.05.02, опубл. 17.02.03. Бюл. № 2. 1с.

61. A.c. 1611448 СССР, МКИ5 В 03D 1/02. Реагент собиратель-вспениватель для флотации угля / Петухов В.Н., Недогрей Е.П., Сираева И.Н. и др. (СССР) №4642940/24-03; заявл. 30.01.89; опубл. 07.12.90, Бюл. №45.-42с.

62. A.c. 1450869 СССР, МКИ4 В 03D 1/02. Способ флотации угля / Петухов В.Н., В.Ф. Подтихов, П.П. Капустин и Т.В. Михайлова (СССР) -№4166871/22-03; заяв. 24.12.86; опубл. 15.01.1989, Бюл. №2-23 с.

63. A.c. 1641438 СССР, МКИ5 В 03D 1/004. Способ флотации угля / Петухов В.Н., Имашев У.Б., Калашников С.М. и др. (СССР). №46805491/03; заявл. 18.04.89, опубл. 15.04.91, бюл. №14 -34с.

64. A.c. 1639762 СССР, МКИ5 В 03D 1/06. Способ флотации угля / Петухов В.Н., Недогрей Е.П., Журкина И.П. и др (СССР). №4605187/03; заявл. 14.11.88, опубл. 07.04.91, бюл. №13 - 48с.

65. Дебердеев И.Х., Муклакова А.Н., Костромитин A.B. и др. Повышение эффективности флотации коксующихся углей марки Ж с высоким содержанием тонких классов. Кокс и химия. № 7, 2000.

66. Д.Кендалл. Прикладная инфракрасная спектроскопия: Пер. с англ. // Под ред. Ю.А. Пентина. -М.: Мир, 1970.-376 с.

67. А.В.Киселев, В.И. Лыгин. Инфракрасная спектроскопия, как метод исследования поверхностных химических соединений и адсорбции. Успехи химии, 31 №3, 1962.-351с.

68. Руководство к практическим работам по газовой хроматографии./ Б.В. Столяров, И.М. Савинов, А.Г.Витенберг; под ред. Б.Ф.Иоффе 3-е изд., перераб. - Л.:Химия, 1988. -336с.

69. Савинчук Л.Г., Хромченко Н.С., Дюльдина Э.В. Построение изотермы адсорбции и паров на поверхности твердых тел на основе хроматографиче-ских измерений: Метод, разработка. Магнитогорск: МГМИ, 1981. - 12с.

70. А.Гордон, Р.Форд. Спутник химика. М.: Мир, 1976.

71. Основы научных исследований: Учеб. для техн. вузов / В.И. Крутов, И.М. Грушко, В.В.Попов и др.; Под ред. В.И.Крутова В.В., Попова. М.: Высш. шк., 1989. -400с.

72. Семиохин И.А.Физическая химия: Учебник. Изд-во МГУ, 2001. - 272 с.

73. Дамаскин Б.Б., Петрий O.A. Электрохимия. М., 1987.

74. Мелик-Гейказян В.И. Краевые углы и их применение в работах по флотации. Обогащение руд, 1976, №5, с. 13-20.

75. Опыт использования комплекса SIAMS в исследовательской работе МГТУ / Харитонов В.А., Копцева Н.В., Петроченко Е.В., Поленова Ю.Ю. // Цифровая микроскопия:4 Материалы школы-семинара. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. 89с.

76. Маррел Д., Кеттл С., Теддер Д. Теория валентности. М.: Мир, 1968.-519с.

77. Терней А. Современная органическая химия, т.1. М.: Химия, 1981 - 52с.

78. Молчанов А.Е. Современное состояние и перспективы развития техники и технологии обогащения углей в Российской Федерации // Горные машины и электромеханизмы. 2000. -№4. С. 2-7.

79. Гюльмалиев А.М., Головин Г.С., Гладун Т.Г., Скопенко С.М. Обобщенная модель структуры органической массы углей // Химия твердого топлива. — 1994. №4-5.-С. 14-27.

80. Гюльмалиев A.M., Головин Г.С., Гладун Т.Г. Структурные параметры и свойства углей // Химия твердого топлива. 1999.№5. С. 3.

81. Справочник по химии и технологии твердых горючих ископаемых/ под ред. А.Н.Чистякова СПБ: Синтез, 1996. - 362с.

82. Уилсон K.JI. Уголь мост в будущее: Пер. с англ. // Под ред. Л.В.Иванова. -М.: Недра, 1985.-264 с.

83. ГОСТ РФ на марки углей // Горные машины и элекромеханизмы. 2001. -№1. С. 31.

84. Пикат-Ордынский Г.А. «Эволюция взглядов на реагенты». PCO «реагент-собиратель Омский «термогазойль»./ «Кокс и химия». 1996 , №6.

85. Имашев У.Б. Основы органической химии: Учеб. Пособие: в 2 ч. Уфа: Изд-во УГНТУ, 2001. - ч.1. 288 с.

86. Днепровский A.C., Темникова Т.И. Теоретические основы органической химии. Л.: Химия, 1991. 560с.

87. Краснов К.С. Молекулы и химическая связь: Учеб. пособие для хим.-техн. вузов. М.: Высшая школа, 1984. 295с.

88. Руководство к практическим работам по газовой хроматографии: Учеб.пособие для вузов/ Б.В.Витенберг; под ред. Б.Ф.Иоффе. 3-е изд., перераб. - Л.:Химия, 1988. -336с.

89. Б.В.Витенберг; под ред. Б.Ф.Иоффе. Руководство к практическим работам по газовой хроматографии. Л.:Химия, 1988. -336с.

90. Авгуль H.H., Киселев A.B., Пошкус Д.П. Адсорбция газов и паров на однородных поверхностях. М.: Химия, 1975. -384с.

91. Савинчук Л.Г., Хромченко Н.С., Дюльдина Э.В. Методическая разработка по физико-химическому применению газовой хроматографии.: Магнитогорск, горно-металлург. ин-т, 1981.

92. Киселев A.B. Межмолекулярное взаимодействие в адсорбции и хроматографии. М.: Высшая школа, 1986. 384с.

93. Савинчук Л.Г., Хромченко Н.С., Дюльдина Э.В. Определение термодинамических характеристик процессов адсорбции или растворения по результатам хроматографических измерений: Метод, разработка. — Магнитогорск: МГМИ, 1984. Юс.

94. Гордон А., Форд П. Спутник химика. Физико-химические свойства, методики, библиография, перев. с англ. Из-во: «Мир», Москва. 1976 С.541.

95. Герасимов Я.И., Древинг В.П., Еремин E.H. Курс физической химии, том I. М. Госхимиздат, 1963- 624с.

96. Попова JI.A., Петухов В.Н. Исследование флотируемости углей различных стадий метаморфизма путем замера тепловых эффектов смачивания // Химия твердого топлива . 1976. №1 -с. 29-32.

97. Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии. Под-ред. Ю.Г. . Фролова и A.C. Гродского. - М.: «Химия», 1986. - 216с.

98. Фрумкин А.Н. Адсорбция и двойной электрический слой. М.: Наука, 1972. -280 с.

99. Грандберг И.И. Органическая химия. М.: ООО Дрофа, 2001. 673с.

100. ПО.Эпштейн Л.М., Шубина Е.С. Многоликая водородная связь. Природа, 2003, №1.

101. Курков A.B. Новые возможности регулирования селективности флотации несульфидных минералов. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2000, №5, с. 188-192.

102. Левин А.И., Помосов A.B. Лабораторный практикум по теоретической электрохимии. ~М.: Металлургия, 1979 .

103. Влияние различных собирателей на флотацию угля. Franzidis J.P., Anderson G.V. Influence of various collectors in coal flotation. Miner Mater and Ind: Rap. 14th Congr. Mining and Met. Inst. Edinburgh, 6 July, 1990, - London, 1990, C. 295-309.

104. Классен В.И. Флотация углей. M.: Госгортехиздат, 1963.- 379 с.

105. Чантурия В.А., Шафеев Р.Ш. Химия поверхностных явлений при флотации.-М.: Недра, 1977. 191 с.

106. Волощук Т.Г. Интенсификация флотации труднообогатимых углей на основе синергизма действия углеводородов. // Автореф. дисс. На соиск. уч. ст. к.т. н. Магнитогорск: 1997. 121 с.

107. Территориальное управление Роспотребнадзора по Республике Башкортостан

108. САНИТАРНО-ЭПИДЕМИОЛОГИЧЕСКОЕЗАКЛЮЧЕНИЕ05:09 2605 г-2:БЦ.01.246Т 00005&09.05

109. Настоящий санитарно-эпидемиологическим заключением удостоверяется, что требования, установленные в проектной документации (перечислить рассмотренные 1. документы,.указать наименование и адрес организации-разработчика);

110. ТУ 2452-001-73775051-2005 "Флотореагент УФ-2 Технические условия "

111. ГОСТ 2.114-95 ЕСКД. "Технические условия" 'Требования к содержанию нормативных и эксплуатационных документов, обеспечивающие безопасность продукции для здоровья людей" 1992г

112. Основанием для признания представленных документов соответствующими ^е ебе^&о-кяаую-щи-м-и-) государственным санитарно-эпидемиологическим правилам и нормативам являются (перечислить рассмотренные документы):

113. Экспертное заключение № С-1840 от 30 08 2005г ФГУЗ "Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Башкортостан" йг^икггар

114. Главный государственный санитарный врачзаместитель главного государственного санитарного врача)016038

115. Формат А4.бланк. Срок хранишь 6 лет

116. Настоящие технические условия распространяются на фракцию альфа-олефинов гексен-1 (Сб), выделенную из продуктов термокаталической олигомеризации этилена (далее по тексту гексен-1). Продукция изготавливается по лицензии фирмы «Этил Копорейшен»

117. Пример обозначения продукта при заказе:

118. Гексен-1 ТУ 2411-059-05766801-96» 1 ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

119. Гексен-1 должен изготавливаться в соответствии с требованиями настоящих технических условий по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке.

120. Гексен-1 должен соответствовать требованиям и нормам, указанным в таблице 1. Таблица 1п/п Наименование показателя Норма Метод анализа 1 2 3 4 1 . Внешний вид Прозрачная бесцветная жидкость По п.4.2.наст. ТУ

121. Плотность при 20 иС, г/см3 в пределах 0,676-0,680 По ГОСТУ 18995.1 п. 1

122. Массовая доля углеводородов Сб % не менее 99,5 По п. 4.3 наст. ТУ и прил. 1

123. Массовая доля легких С4, % не более 0,2

124. Массовая доля тяжелых С« и выше %, не более 0,3

125. Мольная доля линейных а-олефинов , %, не менее 96,8 По п.4.4 наст. ТУ

126. ТУ 2411 059 - 05766801 - 96

127. Изм. Лист № докум. Подп. Дата

128. Разработал Гексен-1 Технические условия Лист Лист Лист

129. Гл.инженер Румянцев А 2 32

130. УТК Назмутдинова АО «Нижнекамскнеф-техим»нтц Плаксунов 1. Проверил Туйборсов 1 2 3 47 . Мольная доля винилдие-новых олефинов, %, не более 1,7 По п. 4.4 наст. ТУ

131. Мольная доля олефинов с внутренней двойной связью, %, не более 1,5

132. Массовая доля парафинов, %, не более 0,2 По п. 4.5. наст. ТУ и при-лож. 2

133. Массовая доля перекисных соединений, %, не более 0,0001 По п. 4.5. наст. ТУ

134. И Массовая доля сернистых соединений, %, не более 0,0002 ПО ГОСТУ 13380 (р.З) и п.4.7. наст. ТУ

135. Массовая доля, влаги, %, не более 0,0025 По ГОСТУ 14870(р.2)

136. ТУ 2411 059 - 05766801 - 96 Лист 3

137. Изм. Лист № докум. Подп. Дата

138. Пример условного обозначения альфа-олефинов фракции Св «Фракции альфа-олефинов С8 ТУ 2411-057-05766801-96»1.ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ

139. Фракции альфа-олефинов должны изготавливаться в соответствии с требованиями настоящих технических условий по технологическому регламенту, утвержденному в установленном порядке. '

140. Фракции а-олефинов должны соответствовать требованиям и нормам, указанным в таблице 1.

Информация о работе

Свечникова, Наталья Юрьевна
кандидата технических наук
Магнитогорск, 2008
ВАК 25.00.13

Диссертация

Обоснование выбора собирателей из группы алкенов изомерного строения для интенсификации флотации угля - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы