Технології селективної флокуляції вугілля гідрофобними полімерними реагентами

Сергеєв П.В., В.С. Білецький
Донецький національний технічний університет

Источник:  Селективна флокуляція вугілля гідрофобними реагентами, глава 3.2./ — Донецьк, ДонНТУ, «Східний видавничий дім», 1999.

3.2.1 Технології УХІНа

Співробітники Українського вуглехімічного інституту (м. Харків, (Нікітін І.М., Преображенський Б.П. та інш.) наприкінці 70-х років першими в Україні розпочали систематичні дослідження технології селективної флокуляції вугілля синтетичними латексами, які далі були продовжені в Донецькому державному технічному університеті (П.В.Сергєєв, В.В.Білецький, А.Т.Єлішевич, В.П.Залевський).

Завдяки багаторічним випробуванням в лабораторних та промислових умовах ряду латексів, що серійно виготовлялися в СРСР, а також нових, спеціально синтезованих для умов вуглезбагачення, розроблені основи цієї технології, визначені характер та ступінь впливу на процес основних технологічних факторів, розроблено елементи теорії селективної флокуляції вугілля латексами [1,2,3-8] .

Синтез нових флокулянтів та їх компонентів, а також вивчення колоїдно-хімічних властивостей латексів виконано спільно Воронежським заводом СК та Воронежською філією інституту ВНИИСК.

Апробація технології здійснювалася в умовах вуглепідготовчих цехів коксохімічних заводів Донбасу.

В табл. 3.1 наведені результати досліджень селективної флокуляції ву-гільних шламів при використанні серійних латексів [9].

Таблиця 3.1

Результати випробувань латексів як селективних флокулянтів

Марка латексу	Зольність шламу, %	Концентрат		Відходи			Коефіцієнт селективності*
		g , %	Аd, %	g , %	Аd, %
СКС-50 ГПС	16,4	94,7	13,2	5,3	73,3		71,9
СКС-30 ШР	17,6	92,4	12,7	7,6	76,8		77,8
СКС-75 К	18,8	94,6	16,8	5,4	54,1		45,9
БСК-65/2ГП	18,8	95,3	16,9	4,7	57,5		50,0
СКС-50 ГП	17,6	94,8	14,4	5,2	75,6		74,3
СКД-1 С	17,4	94,7	14,2	5,3	74,7		73,2
БС-30 С	16,5	95,5	12,9	5,5	76,2		75,8
БС-65/3	19,0	95,3	17,1	4,7	57,8		50,3
ДММА-65 ГП	18,8	94,3	16,4	5,7	58,3		51,6
СКС-65 ГП	18,9	95,4	17,0	4,6	58,3		50,9
СКС-30 Д	18,6	88,2	11,1	11,8	74,9		78,4
СКД-1	19,3	94,8	16,4	5,2	71,7		68,5
СКС-С	Селективна флокуляція не спостерігається
БС-50	23,1	91,3	18,1	8,7		75,3		74,4
СКС-30 УК	17,6	92,4	12,8	7,6		75,6		76,2
БС-85	Селективна флокуляція не спостерігається
СКС-65 ГП	18,0	95,1	15,9	4,9		58,9		52,4
СКС-1 С	17,3	95,7	174,7	4,3		75,0		72,9
СКС-50 И	17,0	95,0	14,0	5,0		74,7		73,1
БС-30 Ф	18,8	88,2	11,0	11,8		77,1		81,4

* — коефіцієнт селективності по Трушлевичу

Наведені в таблиці дані свідчать, що використання синтетичних латексів в якості селективних флокулянтів вугілля (витрати 0,3 кґ/т шламу) в більшій частині випадків дозволяє одержати концентрат зольністю 11,1-12,7 % і відходи — 74,9-76,8%. Найбільш ефективними є бутадієн-стирольні латекси з співвідношенням бутадієн/стирол на рівні 50/50 або 70/30. Крім того, ці латекси відрізняються невеликою вартістю, виготовляються в достатньо великій кількості, щоб задовольняти потреби не тільки традиційних споживачів, але і вуглезбагачувальних фабрик. Воронежським заводом СК було синтезовано бутадієн-стирольний латекс БС-30Ф, спеціально призначений для селективної флокуляції вугільних шламів. Встановлено, що найбільш придатними емульгаторами цього латексу є натрієві та калієві мила СЖК або диспропорціонованої каніфолі, які не запінюють оборотні води вуглезбагачувальних фабрик. Дослідженнями властивостей водовугільних суспензій в присутності латексів в цілому, а також змін у поверхневому потенціалі вугільних і мінеральних частинок встановлено подвійний механізм дії компонентів латексних систем на тверду фазу — флокуляцію вугільної складової латексними ґлобулами та пептизацію мінеральних часток емульгатором.

Лабораторні випробовування довели, що інтенсивність турбулентного режиму змішування (по критерію Рейнольдса) під час флокуляції повинна знаходитися в межах 5х104 — 9х104. При цьому оптимальний час флокуляції складає 40 с, а густина суспензії — 80–120 кґ/м3. Також експериментально встановлено, що зростання зольності вихідного шламу знижує ефективність дії латексу, а зольність більше 32-33% стає критичною для процесу — селективність розподілу практично зникає. Для вугілля зольністю 28% і більше рекомендовано попереднє обезшламлювання вихідного продукту. При витратах латексу 0,2-0,3 кґ/т шламу і флотаційному розділенні продукту флокуляції вихід флотокон-центрату підвищується на 2-5% при зниженні тривалості флотації на 30-40%.

Спеціальні лабораторні та промислові дослідження вказують на те, що застосування латексу не має негативного впливу на процес згущення відходів флотації за допомогою поліакриламіду, а також не погіршує екологічної обстановки на фабриках.

Випробування в умовах Ясинівського КХЗ довели, що використання латексу (при витратах 0,24 кґ/т шламу) дозволяє значно підвищити швидкість (на 50 %) флотації та її селективність. При зольності вихідного шламу 21,8 % концентрат флотації мав зольність 11,1 %, а відходи — 81,8%. Застосування латексу значно підвищує ефективність процесу вакуумної фільтрації пінного продукту — проду.

На збагачувальній фабриці No 2 Макіївського КХЗ здійснено промислове впровадження селективної флокуляції вугільних шламів синтетичними латексами. Результати використання селективної флокуляції латексом як самостійного процесу збагачення наведені в табл.3.2. Обробці піддавали зливи гідроциклонів, що класифікують шлами перед флотацією. Густина зливів складала 90-100 кґ/м3. Флокуляцію здійснювали в мішалці (n = 1500 хв-1) впродовж 30 секунд. Продукти флокуляції розділяли седиментацією в радіальному згущувачі.

Таблиця 3.2

Результати селективної флокуляції вугільного

шламу ЗФ No 2 Макіївського КХЗ

Витрати латексу, ґ/т	Зольність шламу, %	Концентрат, %			Зольність відходів, %
		Вихід	Зольність	Вологість
Латекс СКС-30 ШР
150	14,7	94,0	11,0	28,0	72,9
300	14,7	95,0	11,5	30,2	76,1
600	14,7	96,3	11,8	30,5	78,8
900	14,7	95,8	11,9	30,6	75,2
Латекс СКС-50 ПГ
150	17,4	86,3	10,3	28,0	62,0
300	17,4	91,0	11,6	32,0	75,8
600	17,4	92,0	12,4	32,1	74,7
900	17,5	92,5	12,6	33,0	76,0

Випробування показали, що при витратах латексу 150-300 ґ/т досягається достатньо висока селективність розділення. Подальше збільшення витрат не викликає адекватного поліпшення показників процесу. Більш того, при великих витратах флокулянту спостерігається тенденція до збільшення вологості концентрату, можливо за рахунок часткового зниження «живого» отвору поверхні сит при закріплені на них надлишків латексу.

Флокуляційно-флотаційний спосіб збагачення шламів фабрики реалізовано з використанням як флокулянта латексу БС-30Ф. При переробці вугільних шламів зольністю 15,9% та витратах флокулянту 150 ґ/т вихід флотоконцентрату зріс на 6,1%, швидкість флотації — на 40%, продуктивність вакуум-фільтрів — на 30%. Фактичний економічний ефект від впровадження процесу складав 67,3 тис. карбованців СРСР в рік (за курсом 1988 р).

Ще одним об'єктом впровадження технології флокуляційно-флотаційного збагачення був вуглепідготовчий цех No 1 Авдіївського КХЗ. Латексом БС-30Ф обробляли зливи пірамідальних згущувачів густиною 125 кґ/м3, які є вихідним продуктом флотаційного відділення цеху. Флотацію суспензії після флокуляції спочатку здійснювали на машинах ФМУ-50, а після впровадження — на машинах ФМ-25. В якості реагенту-збирача використовували гас, в якості спінювача — КОБС. Флокулянт дозували в суспензію до класифікації вугілля, а флотаційні реагенти — перед розподільником пульпи. Одержані результати наведені в таблиці 3.3. /p>

Таблиця 3.3

Результати селективної флокуляції шламів Авдіївського КХЗ

Витрати реагентів, кґ/т			Зольність шламу, %	Концентрат		Відходи
латексу	гасу	спінювача		g , %	Аd, %	g , %	Аd, %
-	2,5	0,08	19,6	82,3	7,2	17,7	77,4
0,03	2,4	0,07	19,5	82,9	7,2	17,1	79,1
0,07	2,4	0,07	19,7	83,2	7,5	16,8	80,1
0,16	2,2	0,07	19,7	85,8	9,5	14,2	81,5
0,24	1,9	0,06	19,6	88,5	11,4	11,5	82,9
0,30	1,7	0,05	19,8	88,7	11,7	11,3	83,2

<Наведені в таблиці дані ще раз підтверджують високу ефективність процесу. З підвищенням витрат латексу вихід концентрату та зольність відходів збільшуються. Максимальна ефективність досягається при витратах латексу 0,24 кґ/т. При цьому швидкість флотації збільшується вдвічі. Крім того, відзначається зростання вмісту твердого в концентраті та зниження витрат флотаційних реагентів. Значно поліпшується робота вакуум-фільтрів. При невеликих (30-50 ґ/т) витратах флокулянта БС-30Ф є можливість збільшити вихід флотоконцентрату на 0,4–0,7%. Економічний ефект від впровадження на Авдіївскому КХЗ технології флокуляційно-флотаційного збагачення шламів склав 272 тис. карбованців СРСР в рік (за курсом 1988 р). /p> 3.2.2 Технології ДонДТУ

В кінці 80-х років до розробки теоретичних основ та прикладних аспектів технології селективної флокуляції вугілля активно підключився Донецький державний технічний університет. Роботи провадилися як індивідуально, так і у співдружності з ВУХІНом, ВЗФ Донбасу. Основною метою робіт була апробація технології селективної флокуляції латексами в умовах вуглефабрик ВО «Донецьквуглезбагачення».

В лабораторних умовах визначені параметри раціональних режимів селективної флокуляції латексом БС-30Ф вугільних шламів ряду вуглезбагачувальних фабрик об'єднання «Донецьквуглезбагачення» як можливих об'єктів впровадження технології. Дослідження проводили за схемою: селективна флокуляція — флотація — аналіз продуктів збагачення. Процес флокуляції виконували в турбінній імпелерной мішалці, а флотації — в лабораторній флотомашині ФЛ-1. Реагентний режим відповідав загальноприйнятому на вуглезбагачувальних фабриках Донбасу [10] . Всього виконано три серії експериментів. В першій вирішувалася задача визначення оптимальних витрат флокулянту. Як показали дослідження, їх зміни в інтервалі 0–300 ґ/т суттєво впливають на ефективність процесу. Найкращі результати досягнуто при витратах латексу 150 ґ/т. Як правило, при селективній флокуляції високозольних шламів витрати флокулянту більші, ніж при обробці малозольних.

Другу та третю серії експериментів виконано з метою визначення оптимальних умов турбулентного перемішу-вання суспензії на стадії флокуляції. При цьому контролювали тривалість флокуляції та лінійну швидкість перемішування. Було встановлено, що залежність ефективності вилучення вугілля в мікрофлокули від тривалості флокуляції носить експоненціальний характер. Загальна тривалість агітації суспензії при флокуляції для досягнення максимального вилучення вугілля у флокульований продукт в залежності від якості вихідного продукту складає 30-90 с. Для всіх шламів висока ефективність флокуляції досягнута при лінійній швидкості перемішування імпелера флокулятора в межах 6,3-8 м/с. Одержані показники раціональних режимів процесу флокуляції на вугільних шламах фабрик наведені в табл.3.4.

Таблиця 3.4

Показники раціонального режиму флокуляції

шламів фабрик ВО "Донецьквуглезбагачення"

Витрати реагентів, кґ/т			Зольність шламу, %	Концентрат		Відходи
латексу	гасу	спінювача		g , %	Аd, %	g , %	Аd, %
-	2,5	0,08	19,6	82,3	7,2	17,7	77,4
0,03	2,4	0,07	19,5	82,9	7,2	17,1	79,1
0,07	2,4	0,07	19,7	83,2	7,5	16,8	80,1
0,16	2,2	0,07	19,7	85,8	9,5	14,2	81,5
0,24	1,9	0,06	19,6	88,5	11,4	11,5	82,9
0,30	1,7	0,05	19,8	88,7	11,7	11,3	83,2

<В умовах ЦЗФ «Чумаківська» спільно з інститутом УВХІН здійснена дослідно-промислова апробація технології. За першим варіантом латексний флокулянт БС-30Ф дозували у збірник насосу, що подавав суспензію шламу на флотацію. Це забезпечувало потрібну інтенсивність перемішування та тривалість флокуляції (30-40 с). Результати випробувань наведені в таблиці 3.5./p>

Таблиця 3.5

Результати апробації технології селективної

флокуляції латексом в умовах ЦЗФ "Чумаківська"

Зольність шламу, %	Витрати реагентів, ґ/т			Концентрат		Відходи		D g к, %
	збирача (ААР)	спінювача (оксаль)	латексу (БС-30Ф)	g , %	Аd, %	g , %	Аd, %
21,8	3500	40	-	81,9	9,5	18,1	77,9	-
23,8	3500	40	100	82,6	11,0	17,4	80,9	+0,7
21,6	3500	40	100	84,9	11,3	15,1	79,3	+3,0
21,0	3500	40	-	77,6	7,5	22,4	67,7	-
21,0	3500	40	50	81,0	9,3	19,0	71,3	+3,4

З наведених даних видно, що при витратах латексу 50-100 ґ/т шламу вихід флотоконцентрату зростає в середньому на 2%, а зольність відходів — на 1,4-3,7% в залежності від вихідної сировини. При цьому спостерігається деяке підвищення зольності концентрату. Крім того, можна відзначити підвищення швидкості флотації в середньому на 25-30%. Якщо при звичайній флотації виділення пінного продукту здійснюється з усіх шести камер флотомашини, то при флокуляційно-флотаціонному способі збагачення процес завершується в четвертій камері.

Другий варіант технології представляв собою флокуляційно-ґравітаційний спосіб збагачення дрібного вугілля спільно з крупнозернистим шламом у відсаджувальній машині . Подача флокулянта здійснювалася перед відсаджувальними машинами дрібного класу.

Випробування цієї схеми дозування латексного флокулянта довели, що зольність відходів ґравітаційного збагачення відчутно зростає, причому тим більше, чим значніші витрати флокулянту. Спостерігається збільшення виходу концентрату на 0,4-1,8 % та в деякій мірі його зольності. Останнє може відбуватися за рахунок переходу до концентрату зфлокульованих більш зольних часток вугілля.

Крім того, встановлено, що такий варіант дозування латексу сприяє підвищенню ефективності флотації вторинних вугільних шламів. Це пояснюється тим, що на флотацію поступає вже селективно зфлоку-льований шлам.

Крім того, встановлено, що такий варіант дозування латексу сприяє підвищенню ефективності флотації вторинних вугільних шламів. Це пояснюється тим, що на флотацію поступає вже селективно зфлоку-льований шлам.

Раціональні витрати латексного флокулянта перед гідравлічною відсадкою дрібного вугілля складають 30-40 ґ/т.

Річний економічний ефект від впровадження технології на ЦЗФ «Чумаківська» складав 23 тис. карбованців СРСР (за курсом 1989 р).

Дослідно-промислова апробація технології здійснена також на ЦЗФ «Дзержинська» (рис. 3.13). Випробовування реалізовано за двома схемами [11] :

— з дозуванням латексу у вихідний продукт флотації;

— з дозуванням латексу у злив пірамідального відстійника ;

В першому варіанті подача флокулянту (латексу БС-50) здійснювалася у витратомірний бак флотаційного відділення перед апаратом АКП-1600. При витратах латексу 100 ґ/т одержано:

—  збільшення виходу концентрату на 1,18-3,58%;

— збільшення зольності флотовідходів на 2,9-6,3%;

—  підвищення зольності концентрату на 0,8-2%.

В другому варіанті флокулянт дозувався у зливний вузол пірамідального відстійника, де змішувався з шламовими водами. Потім пульпа подавалася насосом у радіальний згущувач, загущений продукт якого піддавався флотації. В цьому варіанті технології значно зростає сумарний час контакту флокулянта з шламом. Одночасно спостерігається підвищення густини згущеного продукту, зниження густини зливу радіального згущувача та зростання зольності твердої фази зливу. При витратах латексу 60-120 ґ/т шламу одержано:

— підвищення виходу флотоконцентрату на 1,75-7,9%;

— зростання зольності відходів флотації на 3,95-19%;

— збільшення зольності флотоконцентрату на 0,7-2,7%.

Ведикий діапазон значень показників в обох варіантах пояснюється змінами сировини під час випробовувань. Кращі показники другого варіанту технології, напевно, обумовлені значно більшою тривалістю контакту латексу з суспензією шламу.

Таким чином, проведені дослідно-промислові випробування процесу селективної флокуляції латексами ще раз підтвердили його високу ефективність на вугільних шламах різної якості. Технологія проста в експлуатації, екологічно не шкідлива, не потребує значних капітальних витрат та спеціального обладнання. При наявності достатньої кількості латексного флокулянту вона з успіхом може впроваджуватися на вуглезбагачувальних фабриках України.

3.2.3 Закордонні технології селективної флокуляції вугілля гідрофобними полімерними реагентами

За кордоном технологія селективної флокуляції гідрофобними полімерами застосовується для збагачення та обезводнення різних видів корисних копалин, в тому числі тонкодисперсних класів вугілля. Крім того, проводяться дослідження по використанню цієї технології для вилучення з вугілля сполук сірки. Найбільш докладно результати цих досліджень наведено в роботах [ 12-15] . Згідно з [ 12] в США розроблено та апробовано в лабораторних умовах гідрофобний флокулянт, який виготовляється як водна емульсія полімеру — 2-етил-гексил-метакрилата. Молекулярна маса реагенту £ 106. Флокулянт застосовувався разом з метафосфатом натрію, який виконував функції диспергатора мінеральних речовин. Витрати останнього складали 300 ґ/т твердого продукту. Селективну флокуляцію було реалізовано як самостійний процес.

При селективній флокуляції вугільних шламів в одну стадію вихід концентрату складав в межах 76,8-84,5% при зольності 9,35-12,96%. При цьому витрати флокулянта були на рівні 20-100 ґ/т (див. таблицю 3. ). При цьому зольність відходів змінювалася в межах 49,41-65,15%, а зольність вихідного шламу була 19,77-21,35%.

Порівняння результатів селективної флокуляції (вихідний шлам < 25 мкм) з даними флотації (вихідний шлам < 75 мкм) показує, що для обох методів значення вилучення вугілля в концентрат дуже близькі, хоча селективна флокуляція мала значно менші витрати флокулянту (80 ґ/т), ніж витрати реагента-збирача при флотації (20 кґ/т). Крім того, селективна флокуляція може бути використана для збагачення більш тонкого вугілля (< 5-10 мкм), в той час, як флотація цих шламів відзначається дуже низькою ефективністю.

Таблиця 3.6

Результати випробування флокулянта FR-7 [ 126]

Витрати FR-7, ґ/т	Продукт	Вихід, %	Зольність %	Вилучення, %
				мінераль- них часток	вугілля
20,0	Концентрат	76,8	9,35	36,2	86,9
	Відходи	23,2	54,75	63,8	13,1
	Вихідне вугілля	100,0	19,86	100,0	100,0
40,0	Концентрат	78,1	12,51	47,4	86,0
	Відходи	21,9	49,41	52,6	14,0
	Вихідне вугілля	100,0	20,60	100,0	100,0
60,0	Концентрат	79,1	10,84	43,3	87,9
	Відходи	20,9	53,54	56,7	12,1
	Вихідне вугілля	100,0	19,78	100,0	100,0
80,0	Концентрат	84,5	11,67	49,5	93,3
	Відходи	15,5	65,15	50,5	6,7
	Вихідне вугілля	100,0	19,77	100,0	100,0
100,0	Концентрат	81,3	12,96	49,4	90,0
	Відходи	18,7	57,86	50,6	10,0
	Вихідне вугілля	100,0	21,35	100,0	100,0

Встановлено, що для одержання найбільш чистого концентрату потрібен багатостадійний процес селективної флокуляції. В ході тристадійного процесу зольність вугільного концентрату була знижена в середньому з 10,63% до 3,55% при середньому вилученні вугілля в концентрат 92,5% . При цьому загальний вміст сірки зменшується з 1,59% до 1,1%, піритної — з 1,05% до 0,59%. Витрати флокулянту по стадіях складали: перша — 100; друга — 60 і третя — 20 ґ/т. Таким чином, багатостадійний процес забезпечує значне зменшення вмісту сірчаних речовин у вугіллі. Усього на всіх стадіях процесу було вилучено до 40% загальної та ~ 50% піритної сірки без використання спеціального диспергуючого агенту.

Теоретичними та експериментальними дослідженнями встановлено [ 14,15,17] , що головним механізмом адсорбції латексного флокулянту FR-7 на поверхні вугілля є «гідрофобний ефект» між аполярною частиною макромолекули полімеру та ароматичними кільцями вугільної поверхні. Але також можливе утворення Н-зв'язків між групами СООН та ОН на вугільній поверхні і молекулами ПАР, що сорбуються на поверхні латексних ґлобул. Значний вплив на характер взаємодії флокулянту FR-7 з вугільними частками має рН середовища. В умовах кислих суспензій спостерігається неселективна адсорбція флокулянту як на вугільних, так і на мінеральних частках, тобто порушується селективність розподілу. В лужних суспензіях при умові використання метафосфату натрію в якості диспергатора породної фази спостерігається вибіркова флокуляція латексом вугільних часток. При цьому присутність у флокулах гідрофобного полімеру значно підвищує ефективність процесу зневоднення концентрату фільтруванням [ 17] .

В роботі [13] наведені результати досліджень комбінованої флокуляційно-флотаційної технології збагачення вугілля по золі та сірчаним речовинам. Об'єктом експериментів було вугілля зольністю 15,57% , вмістом сірки 3,97% та розміром зерен 6-10 мкм. Спочатку в водовугільну суспензію дозували метафосфат натрію (загальний диспергатор мінеральної складової) і поліакрилксантагенат (диспергатор піриту), а потім — полімер FR-7 як селективний флокулянт вугільної фази. Тривалість агітації суспензії з диспергаторами складала 5 хв, флокуляції з латексом — 1 хв. При витратах флокулянту FR-7 5 мґ/л, метафосфату натрію - 300 мґ/л і поліакрилксантогенату — 200 мґ/л з послідуючим флотаційним розділенням (витрати реагенту збирача (гасу) -700 ґ/т) продуктів флокуляції вилучення зольних фракцій і піриту у камерний продукт складало 50 і 75% відповідно. Вилучення вугілля в пінний продукт складало 81%.

У Великобританії розроблено способи селективної флокуляції вугілля з використанням як флокулянту суміші аполярних масел і гідрофобних полімерів [18,19] . При цьому гідрофобний полімер спочатку розчиняється в органічному носії — масляному реагенті. Як полімер може використовуватися полібутадієн, полівініл-етиловий або полівініл-ізобутиловий ефіри, в якості органічного носія застосовують газойль, дизельне пальне або гас. Розділення продуктів флокуляції здійснюється звичайною флотацією, для чого в зазначену суміш реагентів ще додається спінювач. В цілому суміш включає 5-25% гідрофобного полімеру, 5-25% спінювача та 50-90% органічного носія. Загальні витрати комбінованого реагенту — 0,5-5 кґ/т шламу. При зольності вихідного вугілля 46%, крупнисті вугілля 80% класу — 63 мкм та вмісті твердого в суспензії 5% було одержано флотоконцентрат зольністю 5-9% при його виході 48,6-52,8%. Зольність відходів флотації складала 80,9%. Встановлено, що вилучення з суміші реагентів гідрофобного полімеру підвищує зольність концентрату на 2,5% при зниженні його виходу на 14,4%.

В технології, що розроблена авторами [20] , запропоновано використання латексу як модифікатора (гідрофобізатора) окисненого вугілля при його флотаційному збагаченні. Модифікатор представляє собою водну емульсію поліакрилата натрію з молекулярною масою 105- 106. Він застосовується спільно з водно-масляним емульгатором і реагентом-спінювачем спиртового типу. Латексна емульсія сприяє вилученню у флотоконцентрат часток вугілля + 0,1 мм при збагаченні шламів крупнисті 0,2-0,5 мм.

В роботі [21] приведені дослідження по застосуванню в процесі селективної флокуляції тонких класів вугілля полімера-диспергатора мінеральної фази типа SD-C. Особливістю цієї технології є одночасне використання диспергатора SD-C та селективного флокулянта органічної маси (Floc-67 та інш.). Встановлено, що заряджені макромолекули диспергатора SD-C вибірково закріплюються за рахунок хемосорбції на поверхні мінеральних часток значно підвищуючи енергетичний бар'єр їх відштовхування. З вугільними частками диспергатор може утворювати незначну кількість Н-зв'язків, яких недостатньо для надійного закріплення на вугільній поверхні в умовах турбулентного перемішування суспензії при флокуляції. В той же час цей диспергатор не знижує вибірковості дії флокулянта органічної речовини. При витратах SD-C 50 ґ/т (витрати флокулянта не вказані) і зольності вихідного вугілля 26,34% зольність флокульованого продукту (осаду) складала 15,02% при його виході 81,3%. Вихід і зольність диспергованих у воді відходів були 18,7 і 75,68% відповідно.

Всі дослідники підкреслюють, що технологія селективної флокуляції гідрофобними полімерами відзначається високою екологічністю за рахунок незначних втрат реагенту з відходами флокуляції або флотації. Але при передозуваннях та аварійних ситуаціях можливі втрати флокулянту з водною фазою суспензії відходів. В цьому аспекті дуже цікавими є дослідження японських вчених, які вивчали закономірності взаємодії латексних систем з водними розчинами ПАА [22] . Як відомо саме ці розчини застосовуються на вуглезбагачувальних фабриках для згущення та прояснення шламових вод і відходів флотації. Тому визначення характеру та механізму взаємодії латексів з розчинами ПАА має важливе теоретичне та практичне значення.

Встановлено, що водні розчини ПАА призводять до втрати латексами агреґаційної стійкості. В залежності від концентрації ПАА та його молекулярної маси можливі три механізми агреґації латексних ґлобул: — мікрофлокуляція ; — «ґранулоподібна» флокуляція з утворенням відносно великих гранул полімеру; - високошвидкісна конгломерація всіє маси ґлобул в просторові полімерні пластівчаті структури .

В будь якому випадку, приведені дослідження вказують на те, що латексні ґлобули ефективно зв'язуються макромолекулами ПАА і переходять до осаду разом з твердою фазою суспензії. Це запобігає накопиченню латексних флокулянтів в оборотних водах вуглезбага-чувальних фабрик.

Литература:

1.  Никитин И.Н., Преображенский Б.П., Возный Г.Ф. Селективное разделение каменноугольных шламов : Экспресс-инф. / ЦНИЭИуголь. — 1982.— 14 с.

2.  Никитин И.Н. Флокуляционно-флотационный способ обогащения угольных шламов //Уголь.- 1992.-№ 3.— С.49-51.

3. Лядов В.В., Грянко В.И., Никитин И.Н., Преображенский Б.П., Цырлов М.Я. Исследование селективной флокуляции угольных шламов с примене-нием латексов // Кокс и химия. - 1979.- № 9.— С. 9-12.

4. Лядов В.В., Грянко В.И., Никитин И.Н. Промышленные испытания селективно-флокуляционного процесса обогащения угольных шламов // Кокс и химия. - 1979.- № 10.- С. 5-6.

5. Никитин И.Н., Преображенский Б.П., Цырлов М.Я. Разработка и исследование латексного селективного флокулянта // Кокс и химия. — 1982.- № 10.— С.7-9.

6. Никитин И.Н., Преображенский Б.П., Лядов В.В. Совершенствование методов обогащения угольных шламов // Уголь Украины. — 1982.- № 3.— С. 44-45.

7. Никитин И.Н., Литманович И.М., Тихонова О.Ф. Обогащение фильтрата вакуум-фильтров флокуляционно-флотационным способом // Кокс и химия 1988.- № 7.— С. 12-13.

8. Никитин И.Н., Преображенский Б.П., Квасов А.В. и др. Внедрение флокуляционно-флотационного способа обогащения угольных шламов. // Кокс и химия. - № 11 — 1988.— С. 10-13.

9. Исследование и освоение в условиях ПО “Донецкуглеобогащение” технологии обогащения углей с применением латексного флокулянта: Отчет о НИР (заключительный) / ДПИ-УХИН, руководитель А.Т.Елишевич. — № ГР 01900004526.- Донецк, 1990.— 56с.

10.  120. Елишевич А.Т., Сергеев П.В., Белецкий В.С., Никитин И.Н. Промыш-ленная апробация технологии селективной флокуляции углей латексом // Кокс и химия. — 1991.— № 11.— С.10-11.

11. Сергеев П.В., Залевский В.И., Белецкий В.С. Селективная флокуляция углей латексами как способ интенсификации процесса флотации// Сб: Переработка мелкозернистых углей и углесодержащих материалов.- Донецк: ЦБНТИ угольной промышленности, 1993.— С. 12-15.

12.  Attia Y.A. e.a. Selective flocculation cleaning of Upper Freeport coal with a totally hydrophobic polimeric flocculant // Floccul. Biotechnol. and Separ.Syst. Proc. Int. Symp.- San Francisco Calif-Amsterdam. — 1987, P. 547-564.(1)

13. Elzeky M., Bavarian F., Attia Y.A. Feasibility of selective flocculation / froth flotation process for simultaneous deashing and desulfurization of high-sulfur coals // Proc. and Util. High-Sulfur Coals : 3-rd Int. Conf., Ames, Lowa , Nov.14-16, 1989.— Amsterdam etc., 1990. — P. 209-219.(2)

14. Yu S., Attia Y.A. Thermodynamic of adsorption et hydrophobic polymeric flocculant on coal, pyrite and scale minerals // Adv. Fine Part. Process.: Proc. Int. Symp. May 10, 1990.— New York etc., 1990.- P. 299-310.(3)

15. Attia Y.A., Yu S. Adsorption thermodynamics of a hydrophobic polymeric flocculant on hydrophobic colloidal coal particles // Langmuir.— 1991.— 7, №10. — P.2203-2207.(4)

16. 128. Recovering coal fines: Заявка 2190310 Великобритании, МКИ4 В 03 В1/04, В 03D 1/02 / Brookes G. F., Spencer L. ; Fospur Ltd . — № 8711401; Заявл. 14.03.87 ; Опубл. 18.11.87.(7)

17. 129. Additive compositions for recovering coal fines by froth flotation : Заявка 2225260 Великобритании, МКИ4 B 03 D 1/00 / Brookes G.F., Spenser L.; Forspur Ltd.— № 8924014 ; Заявл. 14.05.87 ; Опубл. 30.05.90.(8)

18. 130. Treatment and recovery of larger particles of fine oxidized coal. Патент США , кл. 209-116 ( B 03 D1/02) № 4222861, Заявл. 08.06.78 № 913974, опубл. 16.09.80.

19. Mengxiong G., Changyin G. The study of mechanisms of selective dispersion flocculation in fine coal processing // Biotechnol. and Separ. Syst. Proc. Int. Sump., Sun Francisco, Calif, 1986.- Amsterdam, 1987.— P.511-524. (10)

20.  Кo Higashitani, Hiroyuki Kage, Yoshizo Matsuno. Solid-liquid separation in concentrated suspensions by pelleting flocculation // World Congress III of Chemical Engineering, Tokyo, Sept.21-25, 1986, V.3, S.1.— P. 160-163. (11)