Azərbaycanca
Беларускі
Dansk
Deutsch
Española
Français
Indonesia
Italiana
日本語
Қазақ
Lietuvos
Nederlands
Português
Русский
සිංහල
แบบไทย
Türkçe
Українська
中國人
United State
Afrikaans
Загальна характеристика
Процеси селективної флокуляції полімерами (СФП) можуть здійснюватися як водорозчинними, так і нерозчинними полімерними флокулянтами. В обох випадках має місце місточковий механізм структуроутворення. Серед водорозчинних розрізняють аніонні, катіонні та нейоногенні полімерні флокулянти. Основу аніонних полімерів складають поліакрилова кислота, її солі або акриламіди. Катіонні полімерні флокулянти містять позитивно заряджені групи аміну, іміну або четвертинного аміну. Флокуляційна дія катіонних флокулянтів проявляється як при низькомолекулярних, так і при високих масах, оскільки їхня дія зумовлена комбінацією явищ електро-нейтралізації і механізму місточкоутворення. При цьому для низькомолекулярних сполук, довжина макромолекули яких менше подвоєного радіуса дії йоноелектростатичних сил відштовхування зерен, переважаючим є механізм електронейтралізації.
Приклади застосування
Нейоногенні полімери складаються головним чином із поліспиртів, негідролізованих поліефірів і поліамідів. З них у процесах СФП найбільш широко використовуються негідролізований поліакриламід (ПАА) та поліоксиетилен (ПОЕ). Довжина макромолекули нейоногенного флокулянта повинна бути вдвічі більшою радіуса дії йонно-електростатичних сил, що забезпечує механізм місточкового зв'язку між вугільними частинками.
Застосування розчинних полімерних флокулянтів розглядається в роботах вітчизняних і зарубіжних авторів. При використанні як селективного флокулянта крохмалю з вихідного вугілля зольністю 56 % отримують концентрат зольністю 30,5 %. Вилучення вугілля при цьому становить 52,5 %. Селективна флокуляція суміші «вугілля — сланець» крупністю 0-60 мкм із використанням аніонних та катіонних поліакриламідних флокулянтів з молекулярною масою 6•106 — 23•106 дозволяє отримувати з вихідного вугілля Аdвих. = 50-55 % флокуляційний концентрат Аdвих. = 31 % при вилученні вугілля 80-90 %. Для підвищення селективності процесу флокуляції було синтезовано ряд модифікованих флокулянтів шляхом введення в макромолекулу звичайних флокулянтів комплексоутворювальних груп фенолу, крезолу, та нафтолу, .
На деяких вуглезбагачувальних фабриках Росії як селективні флокулянти використовуються ПАА, ПОЕ, поліелектроліти катіонного типу ВПК-101 (полівінілбензилтриметиламонійхлорид) i ВПК-402 (диметилдиаліламонійхлорид), а також бінарні суміші катіонного та нейоногенного флокулянтів. На ЦЗФ «Березовська» застосування флокулянта ПОЕ для вловлювання вугільних частинок менше 5 мкм із фільтрату вакуум фільтру «Україна-80» дозволило при вихідній зольності твердої фази 11 % отримати кондиційний концентрат зольністю 8,4 % та високозольні відходи 79 %. Аналогічні результати отримані на ЦЗФ «Абашевська» .
Застосування гідролізованих ПАА угорського виробництва (NIKE ПАА) при обезводненні вугільних шламів дозволяє в п'ять разів збільшити густину осаду.
Застосування катіонного полімерного флокулянта «Суперфлок-310» при оптимальній щільності (густині) пульпи 2 % i витратах флокулянта 1 г/т дозволяє досягти вилучення вугілля в межах 75 — 85 %. У ФРН для видалення тонких частинок із мийних вод та вугільних шламів при збагаченні розубоженого кам'яного вугілля i відвальних продуктів шахт запропоновано обробляти шлами диспергаторами — аніонактивними синтетичними полімерами (поліакрилатами, поліметакрилатами). Потім пульпу обробляють флокулянтами — високомолекулярними ПАА та гідролізованими на 5-40 % полімерами.
Крім того, у ФРН були вивчені умови селективної агрегації з вугілля із застосуванням рідкого скла, яке є диспергатором пустої породи, та поліметакрилату натрію. Напівпромислові випробовування процесу були проведені при витратах рідкого скла 52,8 кг/т і полімеру метакрилової кислоти + метакрилат — 0,135 кг/т. Продуктивність дослідної установки, яка включала циліндричний відстійник діаметром 2 м, становила 12 м3/год. При зольності вихідного вугілля 33,2 % і вмісті твердого в пульпі 37,9 кг/м³ було одержано злив зольністю 65,5 %, вміст твердого 8,8 кг/м3, а також згущений продукт зольністю 22,1 % з вмістом твердого 329 кг/м3.
У Дніпропетровському гірничому інституті для селективної агрегації шламів у лабораторних і промислових випробуваннях використовувалась натрієва сіль сульфінованого полістиролу (НССПС) разом із гідроксилом натрію і кальцинованою содою, а також , метас, . Для інтенсифікації процесу використовували дію ультразвуку. При витратах НССПС 0,26 кг/т і ПАА 0,017 кг/т, рН = 10,2, зольності вихідного шламу 22 % зольність концентрату становила 16 %, відходів 56 %.
Як селективний флокулянт може застосовуватися натрієва сіль карбоксилметилцелюлози в поєднанні з кальцинованою содою. На Дніпропетровському КХЗ і ЦЗФ «Михайлівська» при обробці вугільного шламу зольністю 16,6 % отримано концентрат зольністю 12 % і відходи зольністю 54,3 %. При цьому витрати натрієвої солі карбоксилметилцелюлози становили 0,13 кг/т шламу, а кальцинованої соди — близько 0,7 кг/т. Швидкість осадження вугільної фракції становила 0,020-0,025 м/с. За результатами досліджень встановлено, що зі збільшенням витрат полімеру зольність концентрату і відходів селективної агрегації зменшується.
У Дніпропетровському гірничому інституті розроблено оригінальний спосіб знемулювання вугільних шламів із застосуванням як селективного флокулянта водорозчинної смоли. При введенні в шлам цього флокулянта в осад переходила переважно вугільна фракція, а глиниста не брала участі в утворенні флокульованного осаду і залишалася в суспензії у завислому стані.
Шламові води вуглезбагачувальних фабрик, як правило, сильно мінералізовані й містять солі лужних металів, тому для їхнього знемулювання необхідні такі реагенти, які є стійкими до дії електролітів. Так, при введенні в пульпу водного розчину натрієвої солі сополімеру метакрилової кислоти з метакриламідом в осад випадає вугілля, а глина стабілізується у завислому стані.
Ґрунтовні експериментальні роботи в галузі селективної флокуляції вугілля синтетичними латексами проведені в 1990-х роках Українським вуглехімічним інститутом (УВХІН, м.Харків). Спільно з Воронезьким заводом синтетичних каучуків та и Воронезькою філією ВНИИСК науковці УВХІНу розробили та випробували 17 латексних реагентів-флокулянтів. Найбільш ефективні з них пройшли дослідко-промислову апробацію на ряді вуглефабрик коксохімічних заводів Донбасу
Вислід
Технологія селективної агрегації вугілля водорозчинними полімерами пройшла лабораторну та дослідно-промислову апробацію, але її широке промислове впровадження стримується дефіцитністю реагентів і недостатньою в ряді випадків селективністю розділення. Принциповий недолік процесу СФП водорозчинними полімерами — його сильна залежність від товщини граничних водних плівок на поверхні вугільних зерен.
Див. також
Джерела
- Сергєєв П. В., Білецький В. С. Селективна флокуляція вугільних шламів органічними реагентами. (монографія). — Донецьк: Східний видавничий дім, Донецьке відділення НТШ, «Редакція гірничої енциклопедії», 2010. — 240 с.
- Промышленная апробация технологии селективной флокуляции углей латексом / А. Т. Елишевич, П. В. Сергеев, В. С. Белецкий, И. Н. Никитин // Кокс и химия. — М., 1991. — № 11. — С. 10–11 .
- Селективная флокуляция углей латексами как способ интенсификации процесса флотации / П. В. Сергеев, В. И. Залевский, В. С. Белецкий, А. Т. Елишевич, Н. И. Мельник // Переработка мелкодисперсных углей и углесодержащих материалов / ЦБНТИ Минугля Украины. — Донецк, 1993. — С.12–15.
- Нікітін І. М. Селективна флокуляція вугільних шламів латексами / І. М. Нікітін, П. В. Сергєєв, В. С. Білецький; Донец. держ. техн. ун-т, Наук. т-во ім. Т. Г. Шевченка. — Донецьк: Сх. вид. дім, 2001. — 150 с.
- Білецький В. С. Флокуляція та агломерація мінералів у турбулентних потоках // Горная энергомеханика и автоматика: тр. междунар. науч.-техн. конф. — Донецк, 2003. — Т. 1. — С.28–31.
- Смирнов В. О., Сергєєв П. В., Білецький В. С. Технологія збагачення вугілля. Навчальний посібник. — Донецьк: Східний видавничий дім, — 2011. — 476 с.
- Самилін В., Білецький В. Спеціальні методи збагачення корисних копалин (курс лекцій). — Донецьк: Східний видавничий дім, 2003. — 116 с.
Примітки
- Никитин И.Н. Флокуляционно-флотационный способ обогащения угольных шламов //Уголь.- 1992.-№ 3.- С.49-51.
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Fenomenologichna shema lateksnoyi flokulyaciyi tonkodispersnogo vugillya Kinetika procesu selektivnoyi agregaciyi flokulyaciyi analogichna kinetika aglomeraciyi i granulyaciyi vugillya maslami i lateksamiZagalna harakteristikaProcesi selektivnoyi flokulyaciyi polimerami SFP mozhut zdijsnyuvatisya yak vodorozchinnimi tak i nerozchinnimi polimernimi flokulyantami V oboh vipadkah maye misce mistochkovij mehanizm strukturoutvorennya Sered vodorozchinnih rozriznyayut anionni kationni ta nejonogenni polimerni flokulyanti Osnovu anionnih polimeriv skladayut poliakrilova kislota yiyi soli abo akrilamidi Kationni polimerni flokulyanti mistyat pozitivno zaryadzheni grupi aminu iminu abo chetvertinnogo aminu Flokulyacijna diya kationnih flokulyantiv proyavlyayetsya yak pri nizkomolekulyarnih tak i pri visokih masah oskilki yihnya diya zumovlena kombinaciyeyu yavish elektro nejtralizaciyi i mehanizmu mistochkoutvorennya Pri comu dlya nizkomolekulyarnih spoluk dovzhina makromolekuli yakih menshe podvoyenogo radiusa diyi jonoelektrostatichnih sil vidshtovhuvannya zeren perevazhayuchim ye mehanizm elektronejtralizaciyi Prikladi zastosuvannyaNejonogenni polimeri skladayutsya golovnim chinom iz polispirtiv negidrolizovanih poliefiriv i poliamidiv Z nih u procesah SFP najbilsh shiroko vikoristovuyutsya negidrolizovanij poliakrilamid PAA ta polioksietilen POE Dovzhina makromolekuli nejonogennogo flokulyanta povinna buti vdvichi bilshoyu radiusa diyi jonno elektrostatichnih sil sho zabezpechuye mehanizm mistochkovogo zv yazku mizh vugilnimi chastinkami Zastosuvannya rozchinnih polimernih flokulyantiv rozglyadayetsya v robotah vitchiznyanih i zarubizhnih avtoriv Pri vikoristanni yak selektivnogo flokulyanta krohmalyu z vihidnogo vugillya zolnistyu 56 otrimuyut koncentrat zolnistyu 30 5 Viluchennya vugillya pri comu stanovit 52 5 Selektivna flokulyaciya sumishi vugillya slanec krupnistyu 0 60 mkm iz vikoristannyam anionnih ta kationnih poliakrilamidnih flokulyantiv z molekulyarnoyu masoyu 6 106 23 106 dozvolyaye otrimuvati z vihidnogo vugillya Advih 50 55 flokulyacijnij koncentrat Advih 31 pri viluchenni vugillya 80 90 Dlya pidvishennya selektivnosti procesu flokulyaciyi bulo sintezovano ryad modifikovanih flokulyantiv shlyahom vvedennya v makromolekulu zvichajnih flokulyantiv kompleksoutvoryuvalnih grup fenolu krezolu ta naftolu Na deyakih vuglezbagachuvalnih fabrikah Rosiyi yak selektivni flokulyanti vikoristovuyutsya PAA POE polielektroliti kationnogo tipu VPK 101 polivinilbenziltrimetilamonijhlorid i VPK 402 dimetildialilamonijhlorid a takozh binarni sumishi kationnogo ta nejonogennogo flokulyantiv Na CZF Berezovska zastosuvannya flokulyanta POE dlya vlovlyuvannya vugilnih chastinok menshe 5 mkm iz filtratu vakuum filtru Ukrayina 80 dozvolilo pri vihidnij zolnosti tverdoyi fazi 11 otrimati kondicijnij koncentrat zolnistyu 8 4 ta visokozolni vidhodi 79 Analogichni rezultati otrimani na CZF Abashevska Zastosuvannya gidrolizovanih PAA ugorskogo virobnictva NIKE PAA pri obezvodnenni vugilnih shlamiv dozvolyaye v p yat raziv zbilshiti gustinu osadu Zastosuvannya kationnogo polimernogo flokulyanta Superflok 310 pri optimalnij shilnosti gustini pulpi 2 i vitratah flokulyanta 1 g t dozvolyaye dosyagti viluchennya vugillya v mezhah 75 85 U FRN dlya vidalennya tonkih chastinok iz mijnih vod ta vugilnih shlamiv pri zbagachenni rozubozhenogo kam yanogo vugillya i vidvalnih produktiv shaht zaproponovano obroblyati shlami dispergatorami anionaktivnimi sintetichnimi polimerami poliakrilatami polimetakrilatami Potim pulpu obroblyayut flokulyantami visokomolekulyarnimi PAA ta gidrolizovanimi na 5 40 polimerami Krim togo u FRN buli vivcheni umovi selektivnoyi agregaciyi z vugillya iz zastosuvannyam ridkogo skla yake ye dispergatorom pustoyi porodi ta polimetakrilatu natriyu Napivpromislovi viprobovuvannya procesu buli provedeni pri vitratah ridkogo skla 52 8 kg t i polimeru metakrilovoyi kisloti metakrilat 0 135 kg t Produktivnist doslidnoyi ustanovki yaka vklyuchala cilindrichnij vidstijnik diametrom 2 m stanovila 12 m3 god Pri zolnosti vihidnogo vugillya 33 2 i vmisti tverdogo v pulpi 37 9 kg m bulo oderzhano zliv zolnistyu 65 5 vmist tverdogo 8 8 kg m3 a takozh zgushenij produkt zolnistyu 22 1 z vmistom tverdogo 329 kg m3 U Dnipropetrovskomu girnichomu instituti dlya selektivnoyi agregaciyi shlamiv u laboratornih i promislovih viprobuvannyah vikoristovuvalas natriyeva sil sulfinovanogo polistirolu NSSPS razom iz gidroksilom natriyu i kalcinovanoyu sodoyu a takozh metas Dlya intensifikaciyi procesu vikoristovuvali diyu ultrazvuku Pri vitratah NSSPS 0 26 kg t i PAA 0 017 kg t rN 10 2 zolnosti vihidnogo shlamu 22 zolnist koncentratu stanovila 16 vidhodiv 56 Yak selektivnij flokulyant mozhe zastosovuvatisya natriyeva sil karboksilmetilcelyulozi v poyednanni z kalcinovanoyu sodoyu Na Dnipropetrovskomu KHZ i CZF Mihajlivska pri obrobci vugilnogo shlamu zolnistyu 16 6 otrimano koncentrat zolnistyu 12 i vidhodi zolnistyu 54 3 Pri comu vitrati natriyevoyi soli karboksilmetilcelyulozi stanovili 0 13 kg t shlamu a kalcinovanoyi sodi blizko 0 7 kg t Shvidkist osadzhennya vugilnoyi frakciyi stanovila 0 020 0 025 m s Za rezultatami doslidzhen vstanovleno sho zi zbilshennyam vitrat polimeru zolnist koncentratu i vidhodiv selektivnoyi agregaciyi zmenshuyetsya U Dnipropetrovskomu girnichomu instituti rozrobleno originalnij sposib znemulyuvannya vugilnih shlamiv iz zastosuvannyam yak selektivnogo flokulyanta vodorozchinnoyi smoli Pri vvedenni v shlam cogo flokulyanta v osad perehodila perevazhno vugilna frakciya a glinista ne brala uchasti v utvorenni flokulovannogo osadu i zalishalasya v suspenziyi u zavislomu stani Shlamovi vodi vuglezbagachuvalnih fabrik yak pravilo silno mineralizovani j mistyat soli luzhnih metaliv tomu dlya yihnogo znemulyuvannya neobhidni taki reagenti yaki ye stijkimi do diyi elektrolitiv Tak pri vvedenni v pulpu vodnogo rozchinu natriyevoyi soli sopolimeru metakrilovoyi kisloti z metakrilamidom v osad vipadaye vugillya a glina stabilizuyetsya u zavislomu stani Gruntovni eksperimentalni roboti v galuzi selektivnoyi flokulyaciyi vugillya sintetichnimi lateksami provedeni v 1990 h rokah Ukrayinskim vuglehimichnim institutom UVHIN m Harkiv Spilno z Voronezkim zavodom sintetichnih kauchukiv ta i Voronezkoyu filiyeyu VNIISK naukovci UVHINu rozrobili ta viprobuvali 17 lateksnih reagentiv flokulyantiv Najbilsh efektivni z nih projshli doslidko promislovu aprobaciyu na ryadi vuglefabrik koksohimichnih zavodiv DonbasuVislidTehnologiya selektivnoyi agregaciyi vugillya vodorozchinnimi polimerami projshla laboratornu ta doslidno promislovu aprobaciyu ale yiyi shiroke promislove vprovadzhennya strimuyetsya deficitnistyu reagentiv i nedostatnoyu v ryadi vipadkiv selektivnistyu rozdilennya Principovij nedolik procesu SFP vodorozchinnimi polimerami jogo silna zalezhnist vid tovshini granichnih vodnih plivok na poverhni vugilnih zeren Div takozhShlam Selektivna flokulyaciya vugillya gidrofobnimi polimerami Flokulyaciya vugilnih shlamivDzherelaSergyeyev P V Bileckij V S Selektivna flokulyaciya vugilnih shlamiv organichnimi reagentami monografiya Doneck Shidnij vidavnichij dim Donecke viddilennya NTSh Redakciya girnichoyi enciklopediyi 2010 240 s Promyshlennaya aprobaciya tehnologii selektivnoj flokulyacii uglej lateksom A T Elishevich P V Sergeev V S Beleckij I N Nikitin Koks i himiya M 1991 11 S 10 11 Selektivnaya flokulyaciya uglej lateksami kak sposob intensifikacii processa flotacii P V Sergeev V I Zalevskij V S Beleckij A T Elishevich N I Melnik Pererabotka melkodispersnyh uglej i uglesoderzhashih materialov CBNTI Minuglya Ukrainy Doneck 1993 S 12 15 Nikitin I M Selektivna flokulyaciya vugilnih shlamiv lateksami I M Nikitin P V Sergyeyev V S Bileckij Donec derzh tehn un t Nauk t vo im T G Shevchenka Doneck Sh vid dim 2001 150 s Bileckij V S Flokulyaciya ta aglomeraciya mineraliv u turbulentnih potokah Gornaya energomehanika i avtomatika tr mezhdunar nauch tehn konf Doneck 2003 T 1 S 28 31 Smirnov V O Sergyeyev P V Bileckij V S Tehnologiya zbagachennya vugillya Navchalnij posibnik Doneck Shidnij vidavnichij dim 2011 476 s Samilin V Bileckij V Specialni metodi zbagachennya korisnih kopalin kurs lekcij Doneck Shidnij vidavnichij dim 2003 116 s PrimitkiNikitin I N Flokulyacionno flotacionnyj sposob obogasheniya ugolnyh shlamov Ugol 1992 3 S 49 51