Opis patentowy opublikowano: 15.09.1983 119578 Int. Cl8 CUD 1/12 Twórcawynalazku: Uprawniony z patentu: American Cyanamid Company, Wayne (Stany Zjednoczone Ameryki) Srodek kondycjonujacy do pianowej flotacji mialu weglowego Wynalazek dotyczy srodka do pianowej flotacja mialu weglowego, dzieki któremu odzyskuje sie mial z duza wydajnoscia i o malej zawartosci po¬ piolu.Mial weglowy pochodzacy z kopalni d odznacza¬ jacy sie wymiarem czastek ponizej 0,59 mm pod¬ daje sie zazwyczaj flotacji pianowej w celu od¬ zyskania go i usuniecia siarki. W typowym pro¬ cesie mial weglowy poddaje sie flotacji pianowej przy uzyciu samego srodka spieniajacego lub kom¬ binacji srodka spieniajacego i oleju. Choc przy maksymalnej dawce srodka spieniajacego odzys¬ kuje sie wegiel z duza wydajnoscia, to ilosc po¬ piolu pozostajacego po spaleniu oddzielanego weg¬ la jest wyzsza niz to pozadane. Wystepowanie tego popiolu zmniejsza wartosc opalowa wegla i za¬ nieczyszcza powietrze.Zgodnie z powyzszym wystepuje zapotrzebowa¬ nie na taki sposób flotacji pianowej mialu weglo¬ wego, który zmniejszylby zawartosc popiolu bez zmniejszania wydajnosci odzyskiwanego wegla.Opracowanie ulepszonego sposobu zaspokoiloby od I dawna odczuwana potrzebe i stanowiloby znaczny f postep w technice.Wedlug wynalazku srodek kondycjonujacy do za¬ stosowania w procesie flotacji pianowej mialu weg¬ lowego, sklada sie z okolo 1 do okolo 99% wago¬ wych srodka spieniajacego i odpowiednio z okolo 99 do okolo !?/» wagowego estru bis-alkilowego soli kwasu sullobursztynowego o wzorze ogólnym 10 15 25 30 2 przedstawionym na rysunku, w którym R ozna¬ cza prostolancuchowa, rozgaleziona lub cykliczna grupe alkilowa o 3 do 20 atomach wegla, a M oznacza katioin zapewniajacy rozpuszczalnosc soli w wodzie i ewentualnie olej.Srodek kondycjonujacy wedlug wynalazku za¬ pewnia wysoka wydajnosc odzysku wegla i nie¬ oczekiwanie zmniejsza zawartosc popiolu znajdu¬ jacego sie w odzyskanym -miale weglowym. Mie¬ szanka ta moze równiez wyeliminowac zadania stawiane olejowi jako czynnikowi wypychajacemu dla srodka spieniajacego i moze zmniejszyc ujem¬ ny wplyw na wydzielanie mialu wynikajacy z nadmiernego uzycia oleju. Jak wskazano, sro¬ dek kondycjonujacy wedlug wynalazku sklada sie z dwóch podstawowych skladników, to jest srodka spieniajacego i estru bis-alkiilowego kwasu sul- fobursatynowego.Jako srodek spieniajacy mozna stosowac dowol¬ ny z typowych srodków spieniajacych stosowa¬ nych zazwyczaj w procesie flotacji pianowej mia¬ lu weglowego. Do takich srodków naleza np. al¬ kohole zawierajace okolo 4 do 12 atomów wegla lub ich mieszaniny, kwasy metylohydroksybenze- nokarboksylowe i polioksyalkilenoglikole, a w szczególnosci mieszaniny alkoholi o 4—8 atomach wegla.Budowe estrów bis-alkiiowych soli kwasu sulfo¬ nowego przedstawia ogólny wzór przedstawiony na rysunku, w którym R oznacza prostolaneuchowa, 119 578il« 578 /zie potrzeby sroc rozcienczali rozgaleziona lub cykliczna grupe alkilowa zawiera¬ jaca okolo 3 do 20 atomów wegla, a korzystnde ckolo 4 do 13 atomów wegla, a IM oznacza kation zapewniajacy rozpuszczalnosc soli w wodzie, a ko¬ rzystnie kation sodu, potasu lub amonu.Zawartosc podstawowych skladników w srod¬ ku kondycjonujacym wynosza zazwyczaj od okolo 1 do 990/O wagowych srodka spieniajacego, a ko¬ rzystnie okolo 50 do 75°/^ wagowych tego srodka i odpowiednio okolo 99 do a°/o wagowego estru bis-alkilowego soli kwasu sulfobursztynowego, a korzystnie okolo 50 do 25'tyo wagowych tego estru, przy czym procenty wagowe wyrazono w przelicze- mase srodka spieniajacego i estru bis- nfcMeit^foMTE^su sulfobursztynowego. W ra- " l '-- i kondycjonujacy moze zawierac Li. sadzania flotacji pianowej mda- la zawiesine drobnych czastek poddaje sie fcazwyezaj kondycjonowaniu przy uzy¬ ciu efektywnej iosci srodka spieniajacego d ewen¬ tualnie oleju, a nastepnie flotacje pianowa prze¬ prowadza sie standardowymi metodami.W procesie prowadzonym przy uzyciu srodka kon¬ dycjonujacego wedlug wynalazku, wodna zawie¬ sine mialu weglowego poddaje sie kondycjonowa- niu przy uzyciu efektywnej ilosci opisanego srod¬ ka kondycjonujacego, a nastepnie typowymi me- todamd przeprowadza sie flotacje pianowa.Efektywna ilosc srodka .kondycjonujacego zalezy od pochodzenia mialu weglowego i innych czynni¬ ków. Na ogól, efektywna ilosc wynosi 0,0045— —0,9 kg na tone mialu weglowego, a korzystnie okolo 0,0225—0,225 kg na tone mialu weglowego.Srodek fcondycjonujacy stosuje sie zazwyczaj w tej samej ijosci co typowe srodki spieniajace.Olej me jest zazwyczaj potracony przy zastosowa¬ niu srodka kondycjonujacego wedlug wynalazku, Jecz mozna go w razie potrzeby stosowac jako dodatkowy czynnik wypychajacy. Olej, jesli jest stosowany, stosuje sie go w sposób konwencjonal¬ ny. Odpowiednimi olejami sa tu oleje pochodze¬ nia naftowego, zwierzecego lub roslinnego, a ko¬ rzystnie olej opalowy, stanowiacy ciekly weglo¬ wodór o temperaturze wrzenia 282—338°C, gestosci w przyblizeniu wynoszacej 0,84 g/cm3 i temperatu¬ rze zaplonu równej 37°C.Mial weglowy pochodzacy z obróbki w kopal¬ niach wystepuje w postaci wodnej zawiesiny o róz¬ nej zawartosci wegla, zazwyczaj okolo 2 do l5°/o 10 25 wagowych. Taka zawiesine poddaje sie kondycjo- nowaniu w krótkim okresie czasu przy uzyciu srodka kondycjonujacego lub jego kombinacji z olejem. Takie kondycjonowanie mozna przepro¬ wadzac w czasie od kilku sekund do kilku minut w celu zapewnienia jednorodnego rozprowadzenia w zawiesinie.Po przeprowadzeniu wlasciwego kondycjonowa- nia zawiesiny poddaje sie ja typowej flotacji pia¬ nowej. Zgodnie z ta metoda, do zawiesiny wpro¬ wadza sie powietrze w postaci pecherzyków w ce¬ lu utworzenia piany na powierzchni zawiesiny. Pe¬ cherzyki powietrza przylaczaja sie do czastek weg¬ la i zmniejszaja ich lekkosc, dzieka czemu czastki 15 te staja sie czescia piany, z której sa w sposób ciagly usufwane z zawiesiny, a tym samym poza¬ dane czastki wegla oddzielane sa od innych sklad¬ ników zawiesiny. Oddzielony wegiel przemywa sie, filtruje i suszy w celu uzyskania padnego mater- 20 ialu o znacznie zmniejszonej zawartosci popiolu.Niepoddane takiej obróbce czastki wegla zawiera¬ ja zazwyczaj 421% popiolu, a zawartosc ta ulega znacznemu zmniejszeniu w procesie flotacji pia¬ nowej z zastosowaniem srodka kondycjonujacego wedlug wynalazku.Wynalazek dokladnie ilustruja nastepujace przy¬ klady, w których wszystkie czesci i procenty po¬ dano wagowo, o ile nie wskazano tego inaczej.Przyklady I—XVIII. Przeprowadzono serie flotacji pianowych z próbka mialu weglowego z przetwornicy prowadzacej. Wymiar czastek wy¬ nosil ponizej 0,59 mm. Stosujac 8,0 procentowa wodna suspensje mialu weglowego zawierajacego okolo 101% popiolu, przeprowadzono doswiadczenie porównawcze (A) z zastosowaniem mieszaniny al¬ koholi CA—CQ jako srodka spieniajacego. Przepro¬ wadzono szereg doswiadczen z estrami bis-alkilo- wymi soli sodowej kwasu sulfobursztynowego, sto¬ sowanymi w tej samej ilosci jak wymieniony po- 40 wyzej srodek spieniajacy. Dodatkowe doswadcze- roia przeprowadzono stosujac kombinacje typowego srodka spieniajacego i estru bis-alkilowego soli sodowej kwasu sulfobursztynowego.'Wynikd uzyskanych doswiadczen i dotyczace ich szczególy podano w tablicy 1. Wyniki te wskazuja na zmniejszenie zawartosci popiolów uzyskiwane dzieki zastosowaniu srodka kondycjon/ujacego wed¬ lug wynalazku. Takie zmniejszenie zawartosci po¬ piolu prowadzi do wiekszych wartosci opalowych wegla. 33 45 50 Tablica 1 Flotacja pianowa mialu weglowego Numer przykladu | 1 Porów- . nawcze l ¦ II III .Rodzaj srodka spieniajacego 2 Alkohol C4^C8 AOkohol C4—C8 Alkohol C4—C8 * Ilosc srodka1) 3 0,09 0 0,068 0,045 Rodzaj estru2) 4 bis^zobutylowy Bis(izobutylowy Bis(izobutylowy Ilosc estru1) 5 0 0,09 0,023 0,045 Wydajnosc wydzielone¬ go wegla («/a) 6 98,06 97,35 97,84 &8,13 Zawartosc popiolu w koncen¬ tracie (°/o) 7 7,12 7,11 - 5,01 5,4$ ;119 578 c.d. tabl. 1 Numer przykladu 1 IV V VI VII VIII IX X XI XII XIII XIV XV XVI XVII XVIII Rodzaj srodka spieniajacego 2 — Alkohol C4—C8 Alkohol C4—Cg — Alkohol C4—C8 Alkohol C4—Cg — Alkohol C4—C8 Alkohol C4—Cg — Alkohol C4—C8 Alkohol C4—Cg — Alkohol C4—Cg Alkohol C4—C8 Ilosc srodka1) 3 0 0,068 0,045 0 0,068 0,045 0 0,068 0,045 0 0,068 0,045 0 0,068 0,045 Rodzaj estru2) 4 1 Biis(amylowy) Bis(amylowy) Bis(arciylowy) Bis(heksylowy) Bis(heksylowy) Bis(heksylowy) Bisi(cykloheksylowy) Bis(cykloheksylowy) Bis(cykloheksylowy) Bis(2-etyloheksylowy) Bis(2-etyloheksylowy) Bis(2-etyloheksylowy) Bis Bis Bis(izode cylowy) Ilosc estru1) 5 0,09 0,023 0,045 0,09 0,023 0,045 0,09 0.023 0,045 0,09 0,023 0,045 0,09 0,023 0,045 Wydajnosc wydzielone¬ go wegla (*/a) 6 96,53 97,99 97,87 97,10 97,69 96,84 93,52 97,90 96,62 69,17 96,66 95,97 85,11 97,50 95,46 Zawartosc popiolu w koncen¬ tracie (°/o) 7 5,53 5,71 5,52 4,97 5,83 5,76 5,04 5,66 5,04 4,39 3,60 5,05 5,08 5,52 5,27 1) Kg na tone wegla 2) Bis(ester) soli sodowej kwasu sulfobursztynowego Przyklad XIX. Przeprowadzono kolejne serie flotacji pianowych w celu wykazania, ze srodki kondycjonujace stosowane w sposobie wedlug wy¬ nalazku moga zastapic olej stosowany w typowych polaczeniach srodka spieniajacego i oleju. Mial weglowy uzyskano z innego zródla niz stosowany w poprzednich przykladach. W papce weglowej znajdowalo sie 4,6l0/o surowego wegla zawierajacego okolo 42,0%! popiolu. W doswiadczeniu porówna¬ wczym (B) papke weglowa poddano flotacji pia¬ nowej przy uzyciu jedynie mieszaniny alkoholi C4—C8 jak srodka spieniajacego. W drugim doswiad¬ czeniu porównawczym (C), do flotacji pianowej wegla stosowano mieszanine alkoholi C4—C8 jako srodek spieniajacy i olej opalowy nr 2 tj. ciekly weglowodór o temperaturze wrzenia 282—338°C, gestosci w przyblizeniu wynoszacej 0,84 g/cm3 i temperaturze zaplonu równej 37°C. W praktyce olej z doswiadczenia porównawczego (C) zastapio¬ no estrem bas-trójdecylowym soli sodowej kwasu sulfobursztynowego. Wyniki i szczególy tych dos¬ wiadczen przedstawiono w tablicy 2.Wyniki te wskazuja, ze mala ilosc estru bis-al- kilowego soli sodowej kwasu sulfobursztynowego moze skutecznie zastapic wieksza ilosc oleju opa¬ lowego.Przyklad XX. Stosowano papke mialu weglo¬ wego z tego samego zródla co w przykladzie XIX. 40 45 50 55 60 65 T a b 1 i c a 2 Flotacja pianowa mialu weglowego Numer przy¬ kladu Porów¬ nawczy B Porów¬ nawczy 1 C i XIX Ilosc srodka spienia¬ jacego1) (kg/tone', 0,18 0,18 0,18 Ilosc oleju opa¬ lowe¬ go2) (kg/ /tone) 0 0,45 0 Ilosc estru bis trójde- cylowe¬ go2) (kg/tone) 0 0 0,063 wy¬ dzie¬ lenia 77,61 87,72 84,26 po¬ piolu 10,06 11,21 10,14 1) Mieszanina alkoholi CA—Cfi 2) Ester bis(trójdecylowy) soli sodowej kwasu sulfobursztynowego W doswiadczeniu porównawczym (D) zwiekszono ilosc oleju w stosunku do stosowanej wedlug dos¬ wiadczenia porównawczego (C). W praktyce, do kombinacji srodka spieniajacego i oleju opalowe¬ go dodano niewielka ilosc estru bis-alkilowego stosowanego wedlug przykladu XIX. Szczególy i wyniki doswiadczen podano w tablicy 3.119 578 Tablica 3 Flotacja pianowa mialu weglowego Numer przy¬ kladu Porów¬ naw¬ czy B Porów¬ naw¬ czy C XIX Ilosc - srodka spie¬ niaja¬ cego1) (kg/tone) 0,18 0,13 0,18 Ilosc oleju opa¬ lo¬ we- go2) (kg/ /tone) 0 0,45 0 Ilosc estru bis- -(trój- decylo- wego)2) (kgi/tone) 0 0 0,063 wy¬ dzie¬ lenia 77,61 87,72 84,26 po¬ pio¬ lu 10,06 11,21 10,14 1) Mieszanina alkoholi Cd—Cs 2) Ester bis(trójdecylowy) soli sodowej kwasu sulfobursztynowego Wyniki te wskazuja, ze dodanie estru bis-al- kilowego soli kwasu sulfobursztynowego pozwala uniknac ujemnego- wplywu nadmiaru oleju na proces wydzielania mialu weglowego. PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL