Разработка физико-технических методов кондиционирования угольных пульп при флотации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.15.11, доктор технических наук Антипенко, Лина Александровна

• Антипенко, Лина Александровна
• доктор технических наук
• 1998

Оглавление диссертации доктор технических наук Антипенко, Лина Александровна

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

ВВЕДЕНИЕ

1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ПУЛЬПЫ

2 ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УГЛЕЙ КУЗБАССА В КАЧЕСТВЕ ОБЪЕКТА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ

2Л. Физико-механические свойства и вещественно-петрографический состав углей Кузнецкого бассейна

2.2. Гранулометрический состав углей

2.3. Прогнозирование возможности кондиционирования на основании генетической характеристики углей (классификация)

Выводы

3 ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ДЕЙСТВИЯ ФЛОТАЦИОННЫХ РЕАГЕНТОВ ПРИ КОНДИЦИОНИРОВАНИИ УГОЛЬНОГО ШЛАМА

3.1. Адсорбция аполярных флотационных реагентов на углях различных классов крупности

3.2 Процессы агрегации угольных частиц в жидкости

3.3. Прочность закрепления аполярных реагентов на поверхности угольных частиц

3.4. Исследование в области подбора эффективно-действующих флотационных реагентов

3.5. Оценка эффективности кондиционирования

Выводы

4 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ПУЛЬПЫ В ЦЕНТРОБЕЖНО-ГРАВИТАЦИОННОМ ПОЛЕ

4.1 Выбор способа выделения частиц угля - носителей флотационных реагентов

4.2. Изучение агрегации угольных шламов в процессе кондицио- 103 нирования

4.3. Математическая модель образования и разрушения агрегатов

при кондиционировании угольных частиц в пульпе

Выводы

5. ВЛИЯНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ПОТОКА НА МЕХАНИЗМ ОБРАЗОВАНИЯ И РАЗРУШЕНИЯ АГРЕГАТОВ ПРИ ПЕРЕМЕШИВАНИИ РАЗНОВЕЛИКИХ ЧАСТИЦ УГЛЯ

5.1. Стенды и методы исследований

5.2. Влияние осредненной скорости потока на эффективность кондиционирования

5.3.Характеристики турбулентности составляющих потока в смесителе

5.4. Изменение характеристик турбулентности составляющих потока при различных формах, размерах, конструкциях смесителя

5.5. Взаимосвязь характеристик турбулентности потока с эффективностью перемешивания (физическая модель)

Выводы

6 СОЗДАНИЕ АППАРАТОВ ДЛЯ ЭФФЕКТИВНОГО

КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ПУЛЬПЫ

6.1. Стенды исследований

6.2. Исследование и оптимизация процесса кондиционирования пульпы в аппаратах циклонного типа

6.3. Исследование и оптимизация процесса кондиционирования пульпы в аппаратах спирального типа

6.4. Создание комплекса оборудования для кондиционирования

угольной пульпы

Выводы

7 ПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ И ВНЕДРЕНИЕ НОВЫХ АППАРАТОВ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ

ПУЛЬПЫ

7.1. Испытание и внедрение аппарата циклонного типа

7.2. Испытание и внедрение аппарата спирального типа

7.3. Внедрение комплекса оборудования для кондиционирования угольной пульпы перед флотацией

7.4. Перспективные направления совершенствования аппаратов кондиционирования пульпы

Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка физико-технических методов кондиционирования угольных пульп при флотации»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Техническая политика развития угольной промышленности на поставку высококачественного топлива потребителям, дальнейшее расширение переработки угля требуют сосредоточить внимание на поисках внутренних резервов и приведение их в действие.

В связи с требованиями поставки высококачественного топлива потребителям возрастает роль и значение переработки мелких классов угля физико-химическим методом . Процесс флотации становится все более универсальным вследствие усовершенствования его параметров и схем, применения более производительных машин. Создание и внедрение большеобъемных машин, использование флотации как метода регенерации шламовых вод, улучшение качества концентрата невозможно без кондиционирования пульпы.

В связи с отмеченным особую актуальность приобретает разработка теоретических положений о физических особенностях процесса кондиционирования угольных пульп.

Разнообразие существующих методов кондиционирования обязывает акцентировать теоретические разработки в направлении выбора способа кондиционирования при максимальном использовании физики процесса.

Эффективность кондиционирования угольной пульпы перед процессом флотации определяется свойствами флотационных реагентов; твердой фазы пульпы; взаимодействием флотационных реагентов с твердой фазой пульпы (с частицами угля) и способом или устройством, позволяющим эффективно осуществлять это взаимодействие.

Созданию аппаратов кондиционирования, обеспечивающих эффективную подготовку угольной пульпы с реагентами должного внимания не уделялось. Надежные методы прогнозирования и оценки кондиционирования отсутствуют. Без учета свойств твердой фазы, взаимодействия реагентов с

твердой фазой , способов и устройств, обеспечивающих эффективную обработку твердой фазы пульпы реагентами нельзя оценить и обосновать пути интенсификации кондиционирования и повышения эффективности переработки угля.

На основании изложенного представляется актуальной разработка научно-обоснованных технических и технологических решений о физических особенностях процесса кондиционирования угольных пульп и создание новых аппаратов подготовки пульпы к флотации с использованием центробеж-но-гравитационного поля, обеспечивающих эффективную обработку твердой фазы пульпы реагентами.

Диссертационная работа обобщает результаты научно-исследовательских работ и этапов, выполненных при непосредственном участии и под руководством автора в рамках планов НИОКР Сибнииуглеобога-щение (б. Кузнииуглеобогащение) 1971-1996 г и соответствии с координационным планом ГКНТ; по проблеме 0.05.100" Разработать и освоить новые технологические процессы и высокопроизводительное оборудование для обогащения углей и сланцев, обеспечивающее значительное повышение качества концентрата и снижение потерь угля в отходах ;по проблеме 0.05.04 " Разработать и внедрить прогрессивную технологию и технику обогащения углей, антрацитов и сланцев физико-механическими и физико-химическими методами"; по проблеме 0.05.04.04.01. "Исследовать и организовать производство гетерополярных реагентов для флотации углей"; по целевой комплексной проблеме Ц 131110"Усовершенствование технологических процессов и техники обогащения углей и сланцев, утвержденной Минуглепромом СССР 02.06.82 на 1981-1985г.

Цель работы. Теоретическое обоснование и разработка физико-технических методов кондиционирования угольных пульп и создание новых

аппаратов кондиционирования, повышающих качество переработки угля методом флотации.

Основная идея работы заключается в установлении и использовании закономерностей взаимодействия угольных дисперсий с аполярными реагентами в центробежно-гравитационном поле и создание на этой основе новых технологий подготовки угольной пульпы к флотации.

Задачи исследований: - обосновать новое направление кондиционирования угольных пульп в центробежно-гравитационном поле, характеризующемся высокой интенсивностью турбулентных потоков;

- установить роль и значение при кондиционировании твердой фазы полидисперсной пульпы;

- установить зависимости влияния на процесс гидрофобизации угольных дисперсий гранулометрического , петрографического состава и стадии метаморфизма ;

- выявить взаимосвязь гранулометрического состава от содержания вит-ринита и его сорбционной способности и разработать на этой основе классификацию эффективности кондиционирования;

- раскрыть механизм кондиционирования угольной пульпы и изучить закрепление аполярных реагентов на угольных фракциях в беспенном аппарате новой модели;

- исследовать агрегирующую способность угольных частиц разновеликих по крупности с применением аполярных реагентов в различных условиях кондиционирования;

- установить класс флотационных реагентов эффективно-действующих при подготовке угольной пульпы к флотации;

- разработать метод оценки эффективности подготовки пульпы;

- исследовать механизм агрегации разновеликих угольных частиц и разработать математическую модель образования и разрушения этих агрегатов;

- выявить оптимальные гидродинамические параметры, оказывающие положительное действие на механизм агрегации угольных частиц;

- разработать новые конструкции аппаратов кондиционирования угольных пульп и создать комплекс оборудования для подготовки пульпы к флотации.

Методы исследований. Установление закономерностей физико-технических характеристик турбулентности потоков при кондиционировании пульпы в центробежно-гравитационном поле осуществлено путем лабораторных, экспериментальных исследований на специально разработанных стендах с использованием известных и новых оригинальных методик таких как исследование гидродинамических параметров кондиционирования в центро-бежно-гравитационном поле, определение адгезионного действия и агрегирующей способности аполярных реагентов и др.

Оценка влияния турбулентности потоков на кондиционирование угольных пульп и обоснование конструктивных элементов аппаратов кондиционирования

осуществлено с применением математических, физических и физико-химических методов исследований, включая микроскопический, фотометрический и скоростной киносъемки.

Разработка аппаратов кондиционирования пульпы осуществлена на основе анализа и обобщения результатов аналитических, лабораторных, стендовых и натурных экспериментальных исследований, создания экспериментальных образцов, опытно-промышленных испытаний.

Научные положения, защищаемые в диссертации:

-кондиционирование угольной пульпы при флотации зависит от качественных и количественных факторов. Качественно твердая фаза пульпы характеризуется стадией метаморфизма, вещественно- петрографическим составом, окисленностью, пористостью и адсорбционной способностью ; количе-

ственно- гранулометрическим составом, на который влияют физико-механические свойства угля: трещиноватость, прочность, вещественно-петрографический состав, шламообразование, размокаемость;

- качественные и количественные факторы учитываются при разработке классификации эффективности раздельного кондиционирования. Предлагаются четыре категории эффективности: I категория раздельное кондиционирование эффективно; II категория - весьма эффективно; III категория - менее эффективно; IV категория - неэффективно;

- метод подбора эффективных флотационных реагентов, основанный на оптимальном процессе их кондиционирования в пульпе;

- для построения математической модели образования и разрушения агрегатов при кондиционировании угольных частиц в пульпе использовано имитационное моделирование , которое позволяет представлять модель в виде машинной программы и рассчитывать её с помощью ЭВМ. Расчет имитационной модели образования и разрушения агрегатов даёт возможность определить удельный расход реагентов при раздельном кондиционировании;

-процесс кондиционирования происходит в условиях интенсивной турбулентности. Измерения турбулентности в смесителе дают представление об эффективности перемешивания водоугольной суспензии, содержащей частицы угля различной крупности, и возможность выбора формы смесителя;

- эффективность кондиционирования оценивается остаточной концентрацией реагентов в жидкой фазе отходов флотации. Чем меньше остаточная концентрация, тем выше эффективность кондиционирования. Остаточная концентрация зависит от прочности закрепления реагента на поверхности угольных частиц. Омасливание частиц может произойти в стеснённых условиях при высокой турбулентности потока пульпы. В этом случае на эффективность кондиционирования оказывает влияние осредненная скорость потока в смесителе;

- модель перемешивания водоугольной суспензии в смесителе соответствует диффузионной модели - модели идеального вытеснения, осложненной продольным и радиальным перемешиванием. Физическая модель кондиционирования представлена в виде безразмерных критериев подобия.

- использование методов кондиционирования как без аэрации, так и с предварительной струйной аэрацией (патент № 1752423. Способ подготовки пульпы) позволили создать новые конструкции аппаратов подготовки пульпы к флотации.

Достоверность и обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций подтверждается:

- математической обработкой статистической информации по составам шламов углеперерабатывающих предприятий Кузнецкого бассейна;

- применением метода Розина-Рамлера для оценки распределения частиц угля по размерам крупности;

- использованием математического метода планирования экспериментов Бокса-Уилсона (крутого восхождения ) для определения граничного зерна разделения. Опыты рандомизированы. Результаты расчета проведены на ЭВМ;

- применением математического метода наименьших квадратов получено аналитическое выражение зависимости содержания класса более 0,2 мм от содержания витринита и его отражательной способности. При этом корреляционное отношение п > 0,8, среднеквадратичное отклонение с = 3,1. Таким образом также определена зависимость сорбционной способности класса более 0,2 мм от содержания витринита и его отражательной способности. Корреляционное отношение п > 0,9. Достоверность составила 91%.

- применением скоростной киносъемки ( 48 кадров/с);

- использованием имитационного моделирования. Разработана модель образования и разрушения агрегатов при кондиционировании угольных

пульп. Расчет модели произведен методом Монте-Карло. Корреляционное отношение п для всех классов крупности, например, для ЦОФ "Сибирь" равно 0,89- 0,93, среднее квадратичное отклонение су = 0,07-0,1;

- применением физических методов определения интенсивности турбулентных составляющих потока пульпы при перемешивании водоугольной суспензии с использованием термогидрометра, шарикового тензодатчика и растворимого трассера.

- использованием теории подобия метода размерностей и на основании 71- теоремы Бекингема рассчитано уравнение движения водоугольной суспензии и получены критерии геометрического и гидродинамического подобия;

-результатами стендовых исследований и промышленных испытаний при внедрении новых флотационных реагентов и аппаратов кондиционирования пульп.

Научная новизна заключается в следующем:

-получена зависимость влияния на процесс кондиционирования угольной пульпы различных ингредиентов органического происхождения и минеральных включений, что определяется стадией метаморфизма, петрографическим составом;

-установлена взаимосвязь гранулометрического состава угольных шла-мов от стадии метаморфизма;

- предложена классификация эффективности кондиционирования угольной пульпы, основанной на новом принципе, учитывающем содержание вит-ринита, его отражательной и сорбционной способности;

- экспериментально установлено, что эффективность кондиционирования целесообразно оценивать по остаточной концентрации реагентов в отходах флотации. Доказано, что чем меньше остаточная концентрация реагентов в отходах флотации, тем выше эффективность кондиционирования;

-обосновано, что наибольшая эффективность флотации получена с использованием кондиционирования с аполярными реагентами "Кузбасс" и "Омский" изучен механизм и определена скорость агрегации угольных частиц в центробежно-гравитационном поле;

- предложена имитационная математическая модель образования и разрушения агрегатов при кондиционировании твердой фазы пульпы;

- определены оптимальные гидродинамические параметры смесителя, оказывающие влияние на механизм агрегации частиц угля;

-теоретически обоснована форма смесителя, способствующая интенсивному перемешиванию потоков пульпы;

- выведено уравнение, характеризующее режим перемешивания в смесителе в виде безразмерных критериев подобия.

Личный вклад автора состоит в разработке научно-обоснованных технических и технологических решений кондиционирования угольных пульп, создания аппаратов подготовки пульпы при флотации и включает:

- обоснование нового направления кондиционирования угольных пульп в центробежно-гравитационном поле, характеризующемся высокой интенсивностью турбулентных потоков;

- разработку метода прогнозирования возможности кондиционирования на основании гранулометрического, петрографического состава, стадии метаморфизма и сорбционной способности витринита;

- определение адсорбционной способности и прочности закрепления аполярных реагентов на углях различных классов крупности в беспенном аппарате новой конструкции;

- подбор класса эффективно-действующих флотационных реагентов с оптимальным групповым и фракционным составами при кондиционировании угольной пульпы;

- разработку методологии процесса образования и разрушения агрегатов при кондиционировании твердой фазы пульпы и алгоритма расчета, основанного на методе Монте-Карло;

- разработку стендовых установок и определение оптимальных гидродинамических параметров смесителя, оказывающих влияние на механизм агрегации частиц угля;

- теоретическое обоснование формы смесителя, способствующей интенсивному перемешиванию потоков пульпы;

-разработку стендовых установок для исследования параметров кондиционирования в аппаратах циклонного и спирального типов;

- определение оптимальных условий для получения граничного зерна разделения не более 0,2 мм и уточненных коэффициентов Кэкс и Ка при классификации в гидроциклоне;

- разработку , создание и внедрение новых конструкций аппаратов и комплекса оборудования для кондиционирования угольных пульп при флотации.

Практическая ценность. Результаты выполненных исследований позволяют:

- установить влияние на процесс кондиционирования сочетания различных ингредиентов органического происхождения и минеральных включений и их свойств, которые определяются стадией метаморфизма, петрографическим составом, степенью окисленности - это трещиноватость, пористость, хрупкость и др. Эти факторы определяют гранулометрический состав шла-мов;

- выявить тесную взаимосвязь гранулометрического состава угольных шламов и отражательной способности витринита (стадии метаморфизма);

- определить сорбционную способность угольных частиц различных стадий метаморфизма. На основании сорбционной способности и содержания

витринита разработать классификацию эффективности кондиционирования выбрать способ и аппарат кондиционирования угольной пульпы при флотации;

- рекомендовать новые флотационные реагенты для флотации угольных шламов;

- контролировать эффективность кондиционирования угольных пульп по остаточной концентрации реагентов в отходах флотации;

- выбрать оптимальную геометрическую форму смесителя, составной части аппаратов подготовки пульпы;

- использовать математическую и физическую модели при прогнозировании процессов кондиционирования угольной пульпы с флотационными реагентами в центробежно-гравитационном поле и рассчитать параметры кондиционирования пульпы.

На основании выполненных исследований создана технология и разработаны аппараты кондиционирования пульпы, обеспечивающие подготовку пульпы с реагентами в центробежно-гравитационном поле, дозаторы реагентов, предложены и внедрены флотационные реагенты аполярного типа для флотации угля. Все разработки защищены 14-ю авторскими свидетельствами и двумя патентами на изобретение.

Реализация работы. Научные результаты диссертационной работы использованы при подборе флотационных реагентов и разработке системы стабилизации расхода их, включая дозаторы новой конструкции. На флотационные реагенты разработаны и утверждены технические условия: на Омский реагент-собиратель ТУ 38.101.720-78 и ТУ 38.301-19-31-91, на реагент "Кузбасс" ТУ 6.01-09-15-76. Практические рекомендации работы и результаты исследований использованы при научном обосновании планов научно-технического прогресса, проектировании реконструируемых флотационных

отделений углеперерабатывающих предприятий Кузнецкого бассейна а также в дипломных проектах и бакалаврских работах студентами КузГТУ.

Аппараты кондиционирования пульпы и флотационные реагенты внедрены на углеперерабатывающих предприятиях ЦОФ "Сибирь", "Кузбасская", "Березовская", "Беловская", "Кузнецкая", "Зиминка", ГОФ "Красногорская", "Коксовая", "Томусинекая" и др., позволяющие улучшить качество выпускаемой продукции и снизить остаточную концентрацию реагентов в отходах.

От внедрения разработок получен значительный экономический эффект.

Апробация работы. Отдельные положения работы и вся диссертация в целом докладывалась и обсуждалась на Всесоюзном совещании" Новая техника и технология флотации угля" (г.Кадиевка, 1972 г.), на научно-техническом совете Минуглепрома СССР. Секция обогащения и брикетирования угля (г.Шахты, сентябрь 1974 г.), на Всесоюзной школе передового опыта " Совершенствование водно-шламовых схем" (г.Москва, ВДНХ, ноябрь! 975 г.), на Всесоюзном совещании "Физико-химические основы интенсификации комплексной переработки руд Восточной Сибири" (г.Иркутск, сентябрь 1980 г.), на VII Международном конгрессе по обогащению углей (Австралия , г.Сидней .), на заседании секции по новой технологии обогащения полезных ископаемых Научного совета "Новые процессы и способы производства работ в горном деле " (ГК СССР по науке и технике, июнь 1982 г.), на IX Международном конгрессе по обогащению угля (Индия, г.Нью-Дели, ноябрь-декабрь 1982 г.), на региональной научной конференции, посвященной 150-летию со дня рождения Д.И. Менделеева (г.Томск, февраль 1984 г.), на семинаре лаборатории флотационных методов обогащения ИОТТ (г.Люберцы, сентябрь 1985 г.), на X Международном конгрессе по обогащению угля (Канада. г.Эдмонтон, август-сентябрь 1986 г.), на XI Международном конгрессе по обогащению угля (г. Япония, Токио, 1990 г.), на XII Меж-

дународном конгрессе по обогащению угля (г. Краков, Польша, май 1994 г.), на XIII Международном конгрессе по обогащению угля (г. Брисбен, Австралия, октябрь 1998г.).

Модели аппарата кондиционирования пульпы, дозатора реагентов и апо-лярный реагент экспонировались на ВДНХ СССР и ВВЦ . Получены одна серебряная и две бронзовые медали.

Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 50 печатных работ , в том числе три монографии. Получено 14 авторских свидетельств и два патента на изобретение. Результаты отдельных положений диссертации изложены в 80 научных отчетах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, семи глав, основных выводов и приложений (294 страниц текста, 49 рисунков, 36 таблиц, список литературы- 182 источника).

Автор считает своим приятным долгом выразить глубокую благодарность за консультации докторам наук Н.Н Виноградову, В.А. Глембоцкому, И.Х. Дебердееву, В.Н. Шохину, А.А.Байченко, коллегам по совместной работе канд.техн.наук Е.Н.Щеголевой, А.И.Чубенко, А.Г.Лайгеру, М.И.Бабаковой, Т.И.Долгановой, М.В.Романовской, Л.А.Ерошкиной, Лиси-шиной Н.Д., Красицкому В.С..

Выполнение работ по испытаниям и промышленному внедрению аппаратов кондиционирования угольной пульпы было бы невозможно без постоянной помощи и творческого участия коллектива и руководства углеперера-батывающих предприятий Кузнецкого бассейна.

I. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ ПУЛЬПЫ

Кондиционирование пульпы приобретает особо важное значение с развитием флотационного метода обогащения, созданием флотационных машин большой единичной мощности по переработке угольных шламов. В конечном счете экономичность флотации полностью зависит от кондиционирования пульпы. Вопросам кондиционирования пульпы уделяется в настоящее время достаточно большое внимание.

Подготовка пульпы зависит от совершенствования водно-шламовой схемы, ее аппаратурного оформления. Работа по совершенствованию водно-шламовых схем начата в лаборатории флотации бывшего института "Кузнииуглеобогащение" с 1962 г., задачами которой являлось упрощение водно-шламовых схем, увеличение объемов для флотации, улучшение качества продуктов, снижение выпуска шлама в виде энергетического топлива, автоматизации процесса [ 8,10,12-17,19,20,22,57-60,67 ].

Вместе с тем, проведенные работы показали, что увеличение объемов переработки методом флотации, применение флотации как способа регенерации оборотной воды требуют создания и применения аппаратов кондиционирования пульпы. Флотация больших объемов пульпы с низким содержанием твердой фазы возможна только при повышенных расходах аполярных и гетерополярных реагентов. И это обстоятельство также вызывает необходимость применения кондиционирования пульпы.

Известны различные пути кондиционирования флотационной пульпы, применяемые в рудной практике и в угольной промышленности.

Интенсификация процесса флотации способствуют физические и физико-химические воздействия на пульпу и реагенты: обработка ультразвуком, электромагнитным полем, радиационная, насыщение воздухом, безаэрацион-

ная, электрохимическое окисление, эмульсирование, повышение эффективности действия реагентов микродобавками поверхностно-активных веществ [ 62,68,70,86,89,91-95,97,112,121,130,151,161,162 ].

Многие из физических и физико-химических методов кондиционирования находятся в стадии лабораторных и промышленных экспериментов.

В лабораторных условиях [156] проведены способы подготовки пульпы с добавкой инертных материалов, вакуумный и безаэрационный методы. Установлено, что инертные добавки механически разрушают при флотации образующиеся агрегаты и тем самым препятствуют вовлечению в них высокозольных частиц. Подготовленная в обычных аппаратах для кондиционирования пульпа после ее обработки под вакуумом перед флотацией за счет разрушения агрегатов аэрофлокул содержит агрегированные угольные зерна пониженной зольности. При безаэрационной подготовке нет условий для образования аэрофлокул, являющихся устойчивыми агрегатами, в которых могут находится механически вовлеченные минерализованные зерна.

Более предпочтительным, по заявлению авторов [156], можно считать безаэрационный способ как наиболее эффективный, кроме того, он может быть реализован в промышленности с меньшими затратами.

Кондиционирование пульпы производится как в аппаратах специального назначения (контактные чаны, аппараты кондиционирования пульпы АКП "Каскад", 1600), так и в аппаратах основного технологического назначения (в мельницах, камерах флотационных машин с единовременным и дробным дозированием реагентов [ 70,89,159 ].

Кондиционирование флотационной пульпы зависит от интенсивности действия контактных аппаратов, характеристики и крупности твердой фазы пульпы и от свойств флотационных реагентов.

Аппараты кондиционирования пульпы можно разделить по способам обработки пульпы на два типа: для кондиционирования полидисперсных ма-

териалов и для раздельного кондиционирования. Кондиционирование флотационной пульпы с реагентами способствует формированию адсорбционного слоя их на поверхности частиц угля. Закрепление реагента на поверхности угольных частиц происходит за счет ван-дер-ваальсовых сил или водородных связей, поэтому время кондиционирования может быть небольшим. Это согласуется с диффузионной кинетикой закрепления реагентов на минеральной поверхности и с закономерностями диффузии: чем крупнее капелька реагента, тем медленнее идет диффузия. Но тонко эмульсированный реагент может проникать в поры угля и тем самым приводить к перерасходу реагента. Поэтому для флотации угля должно быть определенное время кондиционирования и оптимальная крупность капелек реагента для эффективного его использования.

Контактные чаны в практике флотации угля для подготовки пульпы применялись в прошлом. На обогатительных фабриках "Чертинская", "Томусинская", "Судженская", "Абашевская", "Березовская" перед флото-машинами были установлены контактные чаны объемом до 3 м3 .

Объемное соотношение пульпа-реагент в контактном чане составляет 3000-5000 : 1. Интенсивное перемешивание в таких условиях затруднительно.

В чане отсутствует равномерное распределение флотационных реагентов и поэтому нет условий для эффективной адсорбции их на поверхности угольных частиц. В них нельзя создать одновременно оптимальные условия для частиц различной крупности относительные скорости водной фазы и частицы.

Поэтому контактные чаны в полной мере не соответствуют своему технологическому назначению, а установка чанов перед каждой флотационной машиной усложняет схему подготовки пульпы, затрудняет обслуживание машин и вызывает необходимость в дополнительных производственных площадях.

Аппарат кондиционирования пульпы АКП "Каскад", созданный сотрудниками "УкрЫИИУглеобогащения", относится к типу самотечных, в которых время контактирования определяется высотой падения пульпы. Подсчитано,

л

что при производительности потока 400-800 м /ч время контакта составит 0,24 - 0,12 мин, т.е. 7 с. На практике аппарат обеспечивает производительность не более 300-400 м3/ч. При большей производительности наблюдается неравномерность распределения реагента в объеме пульпы.

Еще один недостаток этого аппарата заключается в том, что постоянно забивается верхняя штамповочная решетка.

Чтобы повысить эффективность подготовки пульпы на фабриках бассейна, реагент подается в смеситель аппарата через эмульсификатор ЭСУ-4 вместе с поступающей пульпой.

Аппарат кондиционирования пульпы АКП-1600 был испытан и внедрен институтами "УкрНИИУглеобогащение" и "Гипромашуглеобогащение" [124]. Отличие аппарата АКП "Каскад" в том, что смеситель выполнен в виде каскада кольцевых желобков, нижний из которых является распределителем пульпы по перфорированным секторным делителям. Это позволяет равномерно распределять реагенты в пульпе. Между секторами соосно с корпусом установлена труба, не доходящая до дна аппарата. Эта труба позволяет удлинить контур циркуляции аэрозоля, способствуя прохождению последнего в нижнюю часть, где раскрытие пульпы наибольшее.

Аппарат обеспечивает перемешивание всех потоков, поступающих на флотацию, подачу и равномерное распределение реагентов в виде аэрозоля, распределение пульпы по флотационным машинам.

В этих аппаратах реагенты подаются на весь флотируемый объем в расчете на 1 т. твердого без учета взаимодействия частиц различной крупности с реагентами. На поверхности частиц различной крупности образуются адсорбционные слои собирателя, плотности которых весьма близки по своему

значению. В этом случае плотность адсорбционного слоя собирателя является избыточной на мелких частицах и недостаточной - на крупных.

Происходит недоизвлечение крупнозернистых частиц флотацией из-за недостачи собирателя, поглощенного тонкими частицами.

Кондиционирование в камерах флотационных машин. На некоторых обогатительных фабриках реагенты подаются в загрузочные устройства флотационных машин. Как правило, кондиционирование предусматривает обработку реагентами твердой фазы пульпы без воздуха. В камерах же флотационных машин значительный объем занят воздухом, что значительно снижает эффективность процесса кондиционирования. Другим недостатком кондиционирования в камере флотомашины является механический вынос реагента, не закрепившегося на поверхности угольных частиц, в пенный продукт. Вместе с реагентом в первой камере флотомашины наблюдается вынос в пену тонких высокозольных частиц. В связи с этим концентрация реагентов в последующих камерах машины уменьшается и уменьшается вероятность омасливания крупных частиц угля, которые, не успев сфлотироваться, уходят в отходы флотации.

И еще недостаток такого кондиционирования - это подача реагента на весь флотируемый объем, где реагент контактирует одновременно с частицами различной крупности.

Ввиду развитой поверхности тонких частиц реагенты, адсорбируясь на их поверхности, лишаются возможности поддерживать оптимальную концентрацию реагента в пульпе для крупных частиц.

Этот недостаток в промышленных условиях ликвидируют дробной дозировкой реагентов по камерам флотационных машин.

Дробная дозировка реагентов применяется на фабриках как собирателей, так и вспенивателей. На некоторых углеобогатительных предприятиях дробно подается аполярный реагент в третью камеру, гетерополярный - во вторую

камеру флотомашины. В загрузочный карман машины подается 50-70% реагентов и 50-30% подается по камерам.

В результате такого способа дозирования реагентов сокращается на 1520% расход аполярного реагента. Экспериментально доказано, что при отсутствии специальных аппаратов подготовки пульпы, кондиционирование нерастворимых реагентов-собирателей целесообразнее осуществлять после подачи вспенивателя в процесс.

Эмульсирование. Установлено, что для флотации угля оптимальный размер капелек реагента должен быть 3-4 мкм. Для эмульсирования применяются специальные устройства. На обогатительных фабриках Кузбасса нашел широкое применение эмульсификатор струйный ультразвуковой (ЭСУ-4), созданный в Кузбасском политехническом институте.

Применение эмульсификатора ЭСУ-4 на обогатительных фабриках позволило сократить расход реагентов до 20%. Эмульсификаторы могут использоваться и в схеме с аппаратом кондиционирования пульпы АКП "Каскад" [23].

На обогатительных фабриках Карагандинского бассейна нашел применение автоматизированный аппарат подготовки пульпы АППФ, который оснащен устройством для измерения расхода пульпы и ее плотности с автоматической дозировкой реагентов по принципу регуляторов прямого действия, а также дозатором - распределителем по фронту флотации [89].

Одним общим недостатком всех упомянутых приемов кондиционирования пульпы является дозирование реагентов на весь флотируемый объем, без учета адсорбционных свойств отдельных классов крупности рудных и нерудных минералов. К недостаткам следует отнести и небольшое время перемешивания с реагентами.

В.А.Глембоцким [78] установлено для рудной флотации, что значительно интенсифицирует процесс флотации метод раздельного кондиционирова-

ния однородной по составу твердой фазы пульпы при последующей их совместной или раздельной флотации.

При определенных условиях обработка обеспечивает повышенное извлечение полезного материала и повышенную скорость флотации по сравнению с обработкой полидисперсной пульпы. Гидрофобизация мелких частиц осуществляется в этом случае как поглощением оставшегося реагента в растворе, так и путем перехода собирателя на мелкие частицы.

На стадии лабораторных и промышленных исследований в практике угольной промышленности нами проводились работы по проверке эффективности раздельного кондиционирования пульпы [18,27], которые доказали перспективность использования раздельного кондиционирования флотационной угольной пульпы. Опыты, проведенные на контактном приборе В.А.Глембоцкого с узкими классами крупности угля и реагентом АФ-2, показали, что адсорбционный слой собирателя, необходимый для активной флотации частиц угля < 0,1 мм, формируется в три раза и более быстрее, чем для частиц крупностью 0,1-0,3 мм. При раздельном кондиционировании получен более высокий коэффициент энтропийной эффективности, чем при совместном кондиционировании. Повышение селективности процесса флотации выражается в заметном снижении зольности концентрата.

Эффективность раздельного кондиционирования зависит от правильного подбора граничного зерна при классификации пульпы, поступающей на флотацию.

Для определения граничного зерна разделения использовался метод планирования экспериментов Бокса-Уилсона (крутого восхождения) [14]. За переменные функции приняты плотность крупнозернистой фракции пульпы XI, содержание ее в исходном продукте х2 и расходы аполярного х3 и гетеро-полярного реагента Х4. За функцию отклика принята относительная эффективность, определенная по формуле:

/7 = У к^отх

А<[т-АЦ'

где ук - выход концентрата флотации, %

^отх' ^к ' ^сх ~ зольность соответственно отходов концентрата и исходного продукта, %.

Опыты рандомизированы. Результаты расчетов, проведенных на ЭВМ, приведены в табл. 1.2.

Полученные уравнения адекватны. По средней ошибке аппроксимации наибольшая эффективность флотации достигнута при классификации твердой фазы пульпы по зерну 0,2 мм.

Интерпретация уравнений регрессии также позволяет сделать вывод о том, что на результаты флотации оказывает влияние содержание крупнозернистой фракции. При граничном зерне разделения 0,2 мм это влияние более значительное, на что указывает знак при коэффициенте Х2. Следует отметить, что на результаты флотации при раздельном кондиционировании оказывает влияние аполярный реагент. Во всех уравнениях регрессии положительный знак перед коэффициентом хз.

Как показал анализ существующего положения теории и практики подготовки пульпы перед флотацией, теория и технология применения аппаратов кондиционирования пульпы требует дальнейшего развития и углубления.

Результаты расчета опытов флотации по определению граничного зерна разделения

Классы крупности , мм Уравнения регрессии Дисперсия Коэффициент корреляции Средняя ошибка аппроксимации Критерий Фишера расчетный

воспроизводимости адекватности коэффицие нтов регрессии

0,2 - 1,0 у=8ДЗ-0,036x1+0,457х2+0,443х3--0,491x4-0,069Х1Х2-0,ОО6Х3Х4 0,82 0,20 0,45 0,92 3,53 4,01

0,2 - 0,5 у=6,30-0,032x1+0,01 8х2+0,272х3--0,018x4-0,032Х1Х2-0Д22ХЗХ4 0,13 0,05 0,23 0,87 2,08 2,45

0,1 - 1,0 у=7,34-0,007x1+0,176x2+0,404х3--0,362х4+0,026х1х2-0,118x3x4 0,47 0,18 0,43 0,88 3,80 2,56

0,1 - 0,5 у=6,73-0,006хг0, 088х2+0,447х3+ +0,088X4+0,013X1X2-0,026X3X4 0,28 0,12 0,34 0,87 3,38 2,45

0,05 - 0,5 у=6,86-0,069хг0,028х2+0,208х3+ +0,028х4+0,033х1х2-0,073х3х4 0,19 0,22 0,46 0,56 3,83 0,87

2. ГЕНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА УГЛЕЙ КУЗБАССА В КАЧЕСТВЕ ОБЪЕКТА КОНДИЦИОНИРОВАНИЯ

2Л. Физико-механические свойства и вещественно-петрографический состав углей Кузнецкого бассейна.

Частицы угольного шлама состоят из различных ингредиентов органического происхождения и минеральных включений. Сочетание этих комплексов и их свойства, оказывают существенное влияние на процесс кондиционирования, определяются стадией метаморфизма, петрографическим составом, степенью окисленности. Для технологического режима кондиционирования большое значение имеет гранулометрический состав шламов.

Литотипы угля, слагая пласт в различных количественных соотношениях, придают углям пласта различные физико-механические свойства. Количественный петрографический состав угля определяют по ГОСТ 9414-74. При микроскопических исследованиях определяют содержание групп микрокомпонентов: витринита - У( ; липтинита - Ь ; семивитринита - ; фюзинита -минеральных примесей - М1. Основными петрографическими составляющими углей являются витринит и фюзинит, содержание которых изменяется в широких пределах [2,4,135,157].

В углях Кузнецкого бассейна содержится витринита - 20-90%, фюзинита - 3-75% и липтинита - 1-6%. Угли представлены двумя сериями отложений -балахонской и кольчугинской, отличающимися по условиям углеобразова-ния. В отложениях балахонской серии преобладают кларено-дюрены, а в кольчугинской - кларены и дюрено-кларены. Различия в составе углей этих свит обусловлены неодинаковым содержанием витринита: в углях кольчугинской серии содержание витринита выше, чем в углях балахонской.

В табл.2.1 приведен петрографический состав шламов Кузнецкого бассейна, поступающих на кондиционирование, и петрографическое описание углей различных угольных районов и месторождений.

Ленинский угольный район. Органическая часть угля имеет однородный петрографический состав и представлена преимущественно микрокомпонентами группы витринита (80-90%). Минеральные примеси - глинистое вещество, карбонаты, пирит, кварц. Часть минеральных примесей тесно связана с органической массой, образуя мелкую вкрапленность в ней. Частично минеральные примеси наблюдаются в свободном от органической массы виде. Глинистое вещество концентрирует вокруг себя мелкие зерна витринита.

Томусинский угольный район. Минеральные примеси - глинистое вещество, кварц, карбонаты. Основная их часть находится в свободном состоянии от органической массы угля. Встречаются сростки глинистого вещества с кварцем. В небольшом количестве встречаются склероции с включением карбонатов. Органическая часть представлена, в основном, витринитом.

Кемеровский угольный район. Микроскопические исследования показали, что органическая масса пробы имеет неоднородный петрографический состав. Группа витринита составляет до 60%, группа фюзинита 35-50%». Минеральные примеси представлены глинистым веществом, пиритом, карбонатами, кварцем. Все минеральные примеси наблюдаются в виде мелкой вкрапленности в органической массе, тесно связаны с ней, за исключением глинистого вещества, которое в небольшом количестве встречается в пробе в виде мелких обломков.

Байдаевский угольный район (марка ГЖ). Органическая масса имеет однородный петрографический состав и представлена в основном группой витринита (85%). Группа минеральных примесей представлена глинистым веществом, кварцем, незначительным количеством пирита и карбонатов.

Петрографический состав шламов Кузнецкого бассейна

Район, местор ожд ение (обогатиттельная фабрика) Общий состав угля, % Состав чистого угля, % Состав угля с минеральными примесями, %

Чист, уголь Минеральные примеси Ь 8,- М Б Всего У Ь 8,- м Б М1 Всего

мь М12 М13 МЦ Всего

Прокопьевский (ГОФ Коксовая) 95,3 3,8 от 0,2 0,7 100 65,5 3,9 — 30,6 100 62,4 " 3,7 29,2 4,7 100

Байдаевский марка Г (ЦОФ Кузнецкая) 96,3 2,3 0,9 0,5 100 93,3 0,8 1,4 4,5 100 89,8 0,8 1,3 4,4 3,7 100

Байдаевский марка Ж (ЦОФ Кузнецкая) 95,8 2,0 0,2 1,5 0,5 100 91,6 1,0 1,0 6,4 100 87,7 1,0 1,0 6Д 4,2 100

Кемеровский (ЦОФ Березовская 91,9 4,6 0,7 1,4 1,4 100 56,8 0,2 4,0 0,6 38,4 100 52,2 0,2 3,7 0,5 35,3 8,1 100

Ленинский (ОФ им.С.Кирова) 94,9 3,4 есть 1,6 есть 100 89,5 1,0 0,7 0,5 8,3 100 84,9 0,9 0,7 0,5 7,9 5,1 100

Томусинское (ГОФ Томусинск.) 96,8 3,0 0,2 100 72,8 ЗД — 24,1 100 70,5 3,0 — 23,3 3,2 100

N3 оъ

Минеральные примеси распределены так, что встречаются как в связанном с органической массой (глинистое вещество, кварц, пирит) состоянии, так и в виде отдельных зерен (глина, кварц), свободных от органической массы. Небольшое количество встречается сростков глинистого вещества, кварца и угля.

Байдаевский угольный район (марка Ж). Органическая масса пробы имеет однородный петрографичесий состав и представлена преимущественно микрокомпонентами группы витринита (82,8%). Группа минеральных примесей представлена глинистым веществом, кварцем, пиритом и карбонатами. Все они, в основном, связаны с органической массой. Встречаются отдельные зерна кварца и глинистого вещества. Карбонаты встречаются в виде небольших обломков в свободном состоянии.

Прокопьевско-Киселевский угольный район. Минеральная часть углей представлена глинистым веществом, карбонатами, кварцем. Основная часть их встречается в связанном состоянии с органической частью угля. Незначительное количество глинистого вещества и карбонатов встречаются в виде отдельных зерен.

Горные породы, слагающие угольные месторождения Кузнецкого бассейна, представлены тремя основными литологическими разновидностями: аргиллитами, алевролитами, песчаниками. Из 450 пластов различных месторождений бассейна 43% в кровле и 48% в почве имеют аргиллит, 3% в кровле и почве - углистый аргиллит, 33% в кровле и 31% в почве - алевролит, 21% в кровле и 15% в почве - песчаник.

Стадия метаморфизма углей является одним из основных факторов, влияющих на гранулометрический состав углей. Нами проведены исследования по выявлению зависимости содержания класса 0,2-0,5 мм от петрографического состава, в частности, содержания витринита и стадии метаморфизма для углей Кузнецкого бассейна.

В результате расчета по методу наименьших квадратов получено выражение:

Укл+о,2мм = 19,95+10,81 К,-0,0079^+5,37^-3,36^, где Укл+о,2мм - содержание класса 0,2 - 0,5 мм в питании флотации, % V, - содержание витринита, % К0 - отражательная способность витринита.

При этом корреляционное отношение п > 0,8. Среднеквадратическое отклонение <т= 3,1. На рис. 2.1 представлена зависимость выхода класса > 0,2 мм от содержания витринита, на рис. 2.2 - от его отражательной способности. В табл. 2.2 приведены расчетные данные. При содержании витринита 50% для всех стадий мета морфизма получен наибольший выход класса > 0,2 мм. При содержании витринита менее и более 50% выход кл.> 0,2 мм снижается. Наименьший выход характерен для углей высокой стадии метаморфизма.

Большое значение для процесса кондиционирования имеет состояние поверхности каменных углей. Структурная единица органического вещества угля состоит из ядра, обладающего жесткостью, связанной с тесным расположением в нем атомов углерода и боковых цепей, в которых атомы расположены менее плотно. Эти структурные единицы, прочно соединяясь между собой, образуют пористый каркас, через узкие поры которого кислород проникает к реагирующей с ним группой атомов (происходит процесс окисления). В ходе метаморфных превращений в органическом веществе угля возрастает доля упорядоченных структур (углеродных сеток) и уменьшается количество нерегулярных построений (боковых цепей).В основе молекул угля лежат ароматические структуры. Ароматические ядра содержат заместители в виде алифатических групп, карбоксильных, карбонильных ( в том числе хи-ноидных) и гидроксильных групп при ядре и боковых цепях. Количество их

Рис. 2.1 Зависимость выхода класса > 0,2 мм

от содержания витринита для различной стадии метаморфизма

Рис. 2.2 Зависимость выхода класса > 0,2 мм от стадии метаморфизма при различном содержании витринита

Расчетные данные зависимости выхода класса >0,2 мм от содержания витринита и стадии метаморфизма

Яг, % Витринит, %

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0,7 28,73 34,47 38,64 41,24 42,27 41,72 39,60 35,91 30,64 23,80

0,8 28,75 34,50 38,67 41,27 42,29 41,74 39,62 35,67 30,67 23,83

0,9 28,71 34,46 38,63 41,22 42,25 41,70 39,58 35,89 30,63 23,79

1,0 28,60 34,35 38,52 41,12 42,14 41,59 39,48 35,78 30,52 23,68

1Д 28,43 34,17 38,34 40,94 41,97 41,42 39,30 35,61 30,34 23,50

1,2 28,19 О О (1 л 38,10 40,70 41,72 41,18 39,06 35,36 30,10 23,26

1,3 27,88 33,62 37,79 40,39 41,41 40,87 38,75 35,05 29,79 22,95

1,4 27,50 33,24 37,41 40,01 41,04 40,49 38,37 34,68 29,41 22,57

1,5 27,05 32,80 36,97 39,57 40,59 40,04 37,92 34,23 28,97 22,13

1,6 26,54 32,29 36,46 39,05 40,08 39,53 37,41 33,72 28,45 21,62

1,7 25,96 31,71 35,88 38,47 39,50 38,95 36,83 33,14 27,88 21,04

00

(Л!

уменьшается в ряду углеобразовапия [ 109 ]. Кислородные группы оказывают большое влияние на реакционную способность молекул.

В работе [160] показано , что на начальной стадии окисления (при 60° С) количество выделений Н20 соответствует увеличению карбонильных групп в углях

^ СН2 + 02->С = 0 + Н20 Веселовский B.C. [72] сделал вывод , что для всех углей на начальных стадиях окисления идет одна и та же основная реакция

^ С - Н ^С - ОН Приведенные реакции описывают первичные процессы окисления водорода. Окисление углерода может протекать по одной из возможных вторичных реакций [179-182].

2 (-СОН) + Н2 Н20+С02+С0; 2 (-СООН)+ 1/2 02 Н20+2С02 Наличие разнообразных кислородосодержагцих групп в окисленном угле оказывает существенное влияние на их поверхностные свойства.

Взаимодействие поверхности угля с водой и флотационными реагентами зависит от свойств углей. Участки на поверхности угольных частиц с углеводородными соединениями гидратируются слабо, участки же поверхности с кислородосодержащими функциональными группами, возникающими в результате окисления, гидратируются сильно. Минеральные примеси угля, не содержащие органических веществ, гидратируются весьма значительно.

Изменение полярности атомных группировок предопределяет характер их диссоциации в воде, а следовательно, знак и величину электрокинетического потенциала поверхности угольных шламов и степень ее гидратации.

Образование неравномерной окисленности в куске угля можно схематически представить следующим образом. Свежая поверхность угля, образовавшаяся при дроблении, быстро поглощает кислород и на ней образуется

слой окисленного угольного вещества (окси-уголь). В этом слое наиболее активные к присоединению кислорода группы С-Н полностью израсходованы и окислены в группы С-ОН, поэтому дальнейшее окисление его идет много медленнее. Образовавшийся слой окси-угля тормозит приток кислорода к находящемуся под ним неизменному веществу угля. Отсюда следует, что скорость окисления по мере нарастания слоя окси-угля на реагирующей поверхности должна уменьшаться. Это согласуется с опытами по определению скорости сорбции кислорода углями.

Севенестер [ Fuel, 1961, V, 40, № 6] изучал сорбцию каменным углем кислорода и последующую десорбцию из него газов при низких температурах. Его опыты показали, что десорбированный из окисленного угля газ содержит кислород. Это говорит о том, что в поверхностном окисленном слое имеется свободный кислород, который не успевает израсходоваться на реагирование с углем. Только в том месте, где под окисленным слоем притекающий кислород достигает до неокисленного вещества угля, он быстро вступает в реакцию.

Опыт показывает, что при исследовании последовательно срезаемых с поверхности куска слоев угля, резкого перехода от окисленного к неокислен-ному веществу не наблюдается. Степень окисленности вещества угля в куске уменьшается плавно, без скачков. Это можно объяснить тем, что окисленный слой образуется не только на внешней поверхности куска, но и на стенках трещин и пор внутри его, состоят из смеси окисленного и неокисленного вещества.

В практике кондиционирования начальной стадии окисления, так называемых переходных углей, не претерпевших изменений в спекаемости и пригодных для коксования, известны способы обработки тонкозернистых шла-мов гетерополярными реагентами [6,9,11,13] и обработки крупнозернистой части в плотной пульпе аполярными и катионными реагентами [82].

2.2. Гранулометрический состав углей.

Измельчение угля происходит в процессе добычи и транспортирования на обогатительную фабрику и в процессе обогащения.

На гранулометрический состав шламов, поступающих в процесс кондиционирования, оказывают влияние как природные физико-механические свойства угля: трещиноватость, прочность, пористость, петрографический состав, окисленность, - так и действие воды при мокрых процессах обогащения.

Нами изучено шламообразование на фабриках бассейна, обогащающих коксующиеся угли. Количество шламов, поступающих на кондиционирование, составляет минимально 18,5% (ГОФ "Тайбинская") и максимально до 40% (ЦОФ "Кузнецкая") [7,67, 99,101 102].

Вопросам определения гранулометрического состава угля посвящено ряд работ [66,75,118,125,129]. Наиболее широкое распространение для оценки распределения частиц угля по размерам получило уравнение Розина-Раммлера [144,145].

Я = 100е_£7 ",

где Я - количество материала, оставшегося на сите с отверстием ё мм,

%;

ст,п- постоянные, характерные для данного материала и определяемые экспериментально.

После двойного логарифмирования это уравнение примет вид:

Заключение диссертации по теме «Физические процессы горного производства», Антипенко, Лина Александровна

ВЫВОДЫ:

1. На основании теоретических и лабораторных исследований разработаны аппараты раздельного кондиционирования флотационной пульпы: циклонные и спиральные.

2. Испытание и внедрение аппаратов на ряде обогатительных фабрик Кузнецкого бассейна ("Сибирь", "Беловская", "Киселевская", "Абашевская", "Коксовая", "Кузнецкая" и "Красногорская") позволяет улучшить технологические показатели флотации: увеличить выход флотационного концентрата, снизить его зольность и остаточную концентрацию реагентов в жидкой фазе отходов флотации. Экономический эффект от внедрения составил 10790 млн. руб. в ценах 1995 г.

3. Внедрение автоматического комплекса оборудования подготовки пульпы способствует стабилизации процесса флотации.

4. Разработаны перспективные направления совершенствования аппаратов к ондиционирования пульпы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на основании выполненных автором исследований физических и физико-химических особенностей процесса кондиционирования изложены научно-обоснованные технические и технологические решения по разработке физико-технических методов и создания аппаратов кондиционирования угольных пульп, внедрение которых обеспечивает повышение производительности и качества переработки угля методом флотации, что вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса в уг-леперерабатывающем производстве

Основные научные результаты, выводы и рекомендации сводятся к следующему.

1. Анализ современного состояния теории и практики флотации выявил необходимость разработки физико-технических методов кондиционирования угольных пульп и создания высокоэффективных аппаратов подготовки пульпы.

2. В диссертации обосновано и получило развитие новое направление кондиционирования угольной пульпы - в центробежно-гравитационном поле, характеризующимся высокой интенсивностью турбулентных потоков. Интенсивность турбулентности в смесителе достигнута более 35,0 %, что обеспечивает необходимое время кондиционирования.

3. Важная роль при кондиционировании угольной пульпы принадлежит твёрдой фазе. Зависимость влияния на процесс кондиционирования угольной пульпы различных ингредиентов органического происхождения и минеральных включений, входящих в состав угля определяется качественными и количественными факторами: стадией метаморфизма, вещественно - петрографическим составом, степенью окисленности пористостью, адсорбционной способностью и физико-механическими свойствами угля: трещиноватость, прочность, хрупкость и др. Эти факторы определяют в конечном итоге гранулометрический состав угольных шламов. Статистическая обработка результатов гранулометрического состава угольной мелочи (кл. > 0,2 мм) позволила установить тесную взаимосвязь со стадией метаморфизма. Содержание угольной мелочи крупностью более 0,2 мм возрастает от низкометаморфизо-ванных углей к средней стадии метаморфизма и уменьшается к высокомета-морфизованным.

4. Взаимосвязь содержания класса крупностью более 0,2 мм от его сорб-ционной способности определяется содержанием витринита в угле и его отражательной способности. Сорбционная способность наиболее высокая для угля средней стадии метаморфизма (отражательная способность 0,9 - 1,4%) и наименьшая - для низкой и высокой стадии метаморфизма и колеблется в таких пределах:

- для углей с отражательной способностью 0,7 - 0,9 % сорбционная способность 1,1 - 6,35 мг/г 10"3;

- для углей с отражательной способностью 0,9 - 1,4 % сорбционная способность 3,32 - 7,4 мг/г 10~3 ;

- для углей с отражательной способностью 1,4 - 1,6 % сорбционная способность 0,2 - 5,83 мг/г 10"3 .

Колебания сорбционной активности внутри стадии метаморфизма связаны изменением петрографического состава.

5. Классификация эффективности кондиционирования угольной пульпы основана на новом принципе, учитывающем содержание витринита, его отражательной и сорбционной способности и включает четыре категории:

I - категория, содержание витринита VI более 30,0 %, отражательная способность витринита Яо = 0,7-0,9 % - раздельное кондиционирование эффективно; II - категория, У1 более 20,0 %, 1*0 = 0,9-1,4 % - весьма эффективно; III-категория, У1 более 50,0 %, 1*0= 1,4-1,6 % - менее эффективно; IV - категория, , У1 менее 20,0 %, Я0= 0,7-1,6 % - неэффективно. Предложенная классификация может быть использована при выборе способа и аппарата кондиционирования пульпы при флотации.

6. Оценку эффективности кондиционирования предлагается производить по остаточной концентрации реагентов в жидкой фазе отходов флотации, определенного хроматографическим методом. Остаточная концентрация реагентов в отходах флотации при раздельном кондиционировании пульпы снижается в 3-4 раза для реагентов аполярного типа, в два раза - реагентов гете-рополярного типа. Для определения весьма малого количества реагентов в пульпе отходов флотации принят хроматографический метод. При кондиционировании угольной пульпы повышается адсорбционная поверхность способность угля и увеличивается его извлечение в концентрат.

7. Новые оригинальные методики и устройства позволили установить наибольшую эффективность физико-химического метода переработки с использованием кондиционирования пульпы с аполярными реагентами и произвести подбор эффективно-действующих реагентов. Предложен реагент-собиратель "Омский" с оптимальным групповым и фракционным составом и реагент "Кузбасс", как добавка, повышающая эффективность действия аполярного реагента.

8. Изучение механизма агрегации частиц в центробежно-гравитационном поле позволяет определить скорость агрегации с применением частиц носителей реагентов, представленных классом > 0,2 мм. Скорость агрегации с

2 3 частицей носителем реагентов выше, чем без частицы носителя в 10-10 раза, с увеличением расхода реагентов скорость агрегации частиц возрастает. Это объясняется различием механизма встреч частиц различной крупности при турбулентном движении жидкости. При увеличении расхода реагентов от 40 до 200 мг/л процент светопропускания увеличивается от 70 до 90 %. Степень агрегации возрастает от 45 до 56 %.

9. Математическая модель образования и разрушения агрегатов при кондиционировании твердой фазы пульпы основана на методе имитационного моделирования. В основе разработки модели находятся стадии элементарного акта кондиционирования (вероятность разделения пульпы на мелкозернистую и крупнозернистую Рь вероятность образования или разрушения агрегатов Р2 и вероятность сохранения агрегата РД Построение и реализация имитационной модели выполнялась на ЭВМ. Алгоритм модели основан на методе Монте-Карло. Для построения модели использованы данные гранулометрического состава и удельные расходы аполярного реагента различных классов крупности.

10. Процесс кондиционирования происходит в условиях интенсивной турбулентности и поэтому на механизм агрегации частиц угля существенное влияние оказывают гидродинамические параметры потоков пульпы в смесителе. Интенсивность турбулентности 3 более 30,0 %, пульсационная скорость V более 0,5 м/с и осредненная скорость и более 1,5 м/с. Созданы испытательные стенды, позволяющие определить характеристики осредненной и турбулентной составляющих потока и выбрать геометрическую форму смесителя.

11. Рациональной геометрической формой смесителя является коническая или цилиндро-коническая форма, так как интенсивность турбулентности для водоугольной суспензии в конической и цилиндро-конической форме смесителя выше, чем в цилиндрической. Это обеспечивает наиболее интенсивное смешивание потоков для создания наивыгоднейших условий передачи реагентов с поверхности частиц угля на поверхность. Измерение осредненной скорости потока, выполненное с помощью термогидрометра и тензодатчика на различной высоте от дна для цилиндро-конической формы смесителя показывает, что в области встречи двух потоков в нижней части смесителя скорость потока имеет наибольшее значение более 1 м/с. Это подтверждается исследованиями, выполненными с помощью растворимого трассера. Пульса-ционная скорость по высоте смесителя распределяется равномерно с некоторым замедлением для суспезии в верхней части смесителя. Наибольшая интенсивность турбулентности характерна для взвесенесущего потока по всей высоте смесителя также с некоторым замедлением в верхней его части.

12. Взаимосвязь характеристик турбулентности потока с эффективностью перемешивания обусловлена гидродинамическими параметрами смесителя. Выведено уравнение, характеризующее режим перемешивания в смесителе в виде безразмерных критериев подобия рв=к■ frn ■ . Для всех форм смесителя критерий Пекле, характеризующий продольное перемешивание, обратно пропорционален критерию Фруда, характеризующего волновое сопротивление в поле сил тяжести. Чем интенсивнее продольное перемешивание, тем меньше отношение сил инерции к силам тяжести. Анализ критериев Фруда, Эйлера и Пекле позволяет отметить, что исследованные смесители поддаются моделированию. При условии геометрического подобия необходимым условием моделирования является увеличение скорости при увеличении давления на входе.

13. Разработаны новые физико-технические методы кондиционирования угольных пульп и созданы конструкции аппаратов кондиционирования, основанные на действии центробежно-гравитационного поля, циклонные и спиральные с предварительной аэрацией пульпы воздухом и без него. Согласно предложенной классификации эффективности аппарат кондиционирования пульпы спиральный целесообразно применять для углей I и II, а аппарат циклонный- для III и IV категорий.

14. Аппараты кондиционирования угольной пульпы, с использованием элементов струйной аэрации и без нее, новые реагенты аполярного типа, система стабилизации расхода реагентов, включая дозаторы , внедрены на 10 предприятиях переработки угля Кузнецкого бассейна, получен значительный экономический эффект.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Антипенко, Лина Александровна, 1998 год

ЛИТЕРАТУРА

1.Айвазов Б.В. Практикум по химии поверхностных явлений и адсорбции. - М.: Высшая школа, 1973. - с. 96.

2.Агроскин A.A. Физическиесвойства угля. - М.: Недра,1969. -252с.

3.Акопов М.Г. Основы теории и технологии обогащения углей в гидроциклонах// Автореферат дис. на соискание уч. степ. докт. техн. наук-М., 1961,- 48 с. (ИГД им. А.А.Скочинского).

4.Аммосов И.И. и др. Петрографические особенности и свойства углей/ И.И. Аммосов, И.В.Еремин, Н.И. Бабинкова,- М.: Недра, 1972,- 204с.

5.Аникин М.Ф. Изучение процесса концентрации на винтовом сепараторе и применение его в технологии обогащения руд // Вопросы теории гравитационных методов обогащения полезных ископаемых. - М.: Госгортехиздат, 1960. - С. 163-166.

6.Антипенко Л.А. Исследования флотации окисленных коксующихся углей ( на примере Томусинской обогатительной фабрики) // Автореф. дис. на соиск. ученой степ. канд.техн.наук. - М., 1966. - 22 с.

7.Антипенко Л.А. и др. Прогнозирование шламообразования в процессе гидротранспорта угля / Л.А. Антипенко, Л.П. Карташова, Л.П.Икрамова, Г.А.Ефимова // Вопросы гидравлической добычи угля. Кемерово, 1967. -Вып. XI. - С. 233-238.

8.Антипенко Л.А. Освоение, наладка и регулировка работы флотационного цеха на Киселевской ЦОФ // Обогащение и брикетирование угля: Научные труды Кузнииуглеобогащения. - М.: Недра, 1965. №5. - С.33-34.

9.Антипенко Л.А., Власова Н.С., Классен В.И. Влияние окисленности шлаков томусинских углей на их флотацию // Обогащение и брикетирование угля. - М.: ЦНИИЭИУголь, 1966. - №9-10. - С. 16-19.

Ю.Антипенко JI.А., Саратцев Е.М. Исследование работы флотационных установок Кузнецкого бассейна // Научные труды по вопросам качества и переработки угля: Кузнииуглеобогащение. - М.: Госгортехнадзор, 1960. - № 7. -С.60-69.

11 .Антипенко Л.А. Некоторые результаты изучения факторов, влияющих на флотируемость угольных шламов Томусинской обогатительной фабрики // Научные труды Кузнииуглеобогащения. - М.: Недра, 1964. - № 2. - С.122-131.

12.Антипенко Л.А. О флотируемости углей Кузнецкого бассейна // Флотация углей на обогатительных Фабриках. - М.: Недра, 1964. - С.64-68.

1 З.Антипенко Л.А. Флотация тонких шламов // Обогащение и брикетирования угля. - М.: Недра, 1967. - № 3. - С.47-50.

14.Антипенко Л.А. и др. Совершенствование технологической схемы обогатительной фабрики "Зиминка 3-4" / Л.А.Антипенко, В.А.Бабенко, Ю.З.Басков, В.Д.Хошабов // Обогащение и использование угля: Научные труды Кузнииуглеобогащения. - Прокопьевск, 1971. - Вып.6. - С.53-56.

15.Антипенко Л.А. и др. Совершенствование водно-шламовой схемы ОФ № 9-15 и № 5-7 / Л.А.Антипенко, В.А.Бабенко, Ю.З.Басков и др. // Обогащение и брикетирование угля. - М.: ЦНИЭИУголь. - 1971. - № 6. - С.28-29.

16.Антипенко Л.А. Определение оптимального режима флотации методами планирования экспериментов // Обогащение и использование угля: : Научные труды Кузнииуглеобогащения. - Прокопьевск, 1971. - Вып.6. - С.53-61.

17.Антипенко Л.А. и др. Совершенствование технологической схемы обогатительной фабрики "Зиминка 3-4" / Л.А.Антипенко, В.А.Бабенко, Ю.З.Басков, А.Л.Вертиков, В.Д.Хошабов / Обогащение и использование угля. - М.: ЦНИЭИУголь, 1971. - № 3. - С.3-5.

18.Антипенко Л.А. Исследование способа раздельной обработки реагентами угольных шламов // Обогащение и использование угля: : Научные труды Кузнииуглеобогащения. - Прокопьевск, 1973. - Вып.VII. - С.72-74.

19.Антипенко JI.А., Волжин Г.М. Изменение технологической схемы ГОФ "Красногорская" // Обогащение и использование угля. - М.: ЦНИЭИУголь, 1976. -№6. -С.4-6.

20.Антипенко Л.А., Волжин Г.М. Особенности обработки шламов на ГОФ "Красногорская" // Обогащение и использование угля: : Научные труды Кузнииуглеобогащения. - Прокопьевск, 1976. - Вып. IX. - С. 111-118.

21.Антипенко Л.А., Плескачевская А.А. К вопросу замене речных вод шахтными на углеобогатительных фабриках // Обогащение и использование угля: : Научные труды Кузнииуглеобогащения. - Прокопьевск, 1976. - Вып.9. - С.135-139.

22.Антипенко Л.А. и др. Регенерация оборотной воды на ОФ "Томусинская" / Л.А.Антипенко, В.А.Бабенко, А.А.Опекунов, Т.П.Проскурин // Обогащение и брикетирование угля / ЦНИЭИУголь. - М., 1976. - № 4. - С.З-4.

23.Антипенко Л.А. Опыт флотации углей на обогатительных фабриках Кузбасса //Экспресс-информация / ЦНИЭИУголь, - М., 1975. - 26 с.

24.Антипенко Л.А. Опыт кондиционирования угольной пульпы // Экспресс-информация / ЦНИЭИУголь, - М., 1980. - 22 с.

25.Антипенко Л.А. Совершенствование флотации на обогатительных фабриках Кузбасса // Обзор / ЦНИЭИУголь, - М., 1983.-44 с.

26.Антипенко Л.А., Назаренко В.М., Тюрникова В.И. Теоретические исследования и практика флотации углей // Развитие углеобогащения в СССР / Под редакцией канд.техн.наук И.С.Благова. - М.: Недра, 1979. - С.56-57.

27.Антипенко Л.А., Комбаров А.И., Кривошеин В.Р. Интенсификация флотации при раздельном кондиционировании пульпы // Обогащение и использование угля: : Научные труды Кузнииуглеобогащения. - Прокопьевск, 1976. - Вып. IX. - С. 104-111.

28.Антипенко JT.А. Интенсификация процесса флотации угольных пульп при кондиционирования их в аппаратах циклонного типа // Проблемы обогащения твердых горючих ископаемых. - М., 1979. - Т.VIII. - Вып.2. - С.42-45.

29.Антипенко Л.А. Совершенствование подготовки пульпы перед флотацией // Уголь, 1980. - С.52-55.

30.Антипенко Л.А. и др. Промышленные испытания опытной партии Омского флотореагента - собирателя / Л.А.Антипенко, Е.Н.Щеголева, В.А.Вежнина, Ю.Л.Вяльцев // Обогащение и брикетирование угля / ЦНИЭИ-Уголь. - М., 1981. - № 5. - С.3-6.

31.Антипенко Л.А., Щеголева E.H. О распределении аполярного реагента при раздельном кондиционировании // Интенсификация технологии обогащения углей. - М.: Недра, 1981. - С.29-31.

32.Антипенко Л.А. и др. Определение флокулирующей способности аполярных реагентов для угля / Л.А.Антипенко, Е.Н.Щеголева, Н.К.Медведева, М.И.Бабакова // Интенсификация технологии обогащения углей. - М.: Недра, 1981. - С.52-59.

33.Antipenko L., Rubinstein Y., Iljuchenko L., Kravchenko L. New Generation of Flotation Eguipment: New Trends in Coal Preparation Technologies and Egupment. Crakov, Poland Volume / P.461-468.

34.Антипенко Л.А., Дебердеев И.Ч., Назаренко B.M. Технология флотации и технологические предпосылки её совершенствования / Труды 10 Международного конгресса по обогащению углей, часть 1 / Эдмонтон, Канада, 1986, С.82-91.

35.Антипенко Л.А., Романовская М.В. Прогнозирование эффективности кондиционирования на основании генетической характеристики угля // Интенсификация технологии обогащения углей. - М.: Недра, 1986.

36.Антипенко Л.А. Математическая модель флокулообразования при раздельном кондиционировании твердой фазы пульпы / Сборник ИПКОН

37.А.С. 12000128 (СССР) Устройство для дозирования жидкости / И.И.Дериглазов, Л.А.Антипенко (СССР). - № 3374662/24; Заявлено 31.12.81. Опубл. вБ.И., 1984. -№ 13.

38.А.С. 381404 (СССР) Устройство для контактирования флотационной пульпы с реагентами перед процессом флотации / В.А.Бабенко, Л.А.Антипенко, В.М.Лубов (СССР). - № 1644032/22-3; Заявлено 06.04.71. Опубл. вБ.И., 1973. -№22.

39.А.С. 492307 (СССР) Устройство для кондиционирования флотационной пульпы с эмульсией реагентов перед процессом / Л.А.Антипенко, А.Б.Шлямович, В.М.Лубов, В.А.Северюхин, А.И.Комбаров, В.П.Рогов (СССР). - № 2041782/22-1; Заявлено 02.07.74; Опубл. в Б.И., 1975. - № 43.

40.А.С. 638379 (СССР) Устройство для кондиционирования пульпы / Л.А.Антипенко, Н.П.Черных, А.Б.Шлямович, В.М.Лубов, В.А.Северюхин,

A.И.Комбаров, В.П.Рогов. - № 2133244; Заявлено 11.05.75; Опубл. в Б.И., 1978. -№47.

41.А.С. 753470 (СССР) Устройство для кондиционирования плотных пульп перед флотацией / Л.А.Антипенко, Н.Г.Иванов, Л.А.Маментьева,

B.М.Суворов (СССР). - № 2571 1 1 1/22-03; Заявлено 12.01.78; Опубл. в Б.И., 1980. -№29.

42.А.С. 657854 (СССР) Собиратель для флотации угля / Е.В.Якименко, Е.А.Чугайнова, В.Ф.Фомин, А.В.Бондарь, Г.А.Яценко, Л.А.Антипенко, Г.В.Иванов, Н.К.Медведева (СССР). - № 2517985/22-03; Заявлено 18.08.77; Опубл. вБ.И., 1979. -№ 15.

43.А.С. 810285 (СССР) Способ флотации угля / В.И.Тюрникова, Л.А.АнтипенкоГ.В.Иванов, М.Е.Наумов, Б.И.Линев, В.А.Вежнина (СССР). -№ 2345517/22-03; Заявлено 09.03.76; Опубл. в Б.И., 1981. - № 9.

44.A.c. 900867 (СССР) Устройство для кондиционирования флотационной пульпы / Л.А.Антипенко, И.И.Левый, Е.Н.Щеголева, В.М.Суворов (СССР). - № 2917371/22-03; Заявлено 19.04.80; Опубл. в Б.И., 1982. - № 4.

45.A.c. 880498 (СССР) Устройство для кондиционирования флотационной пульпы / Л.А.Антипенко, А.Б.Шлямович, М.П.Герасименко (СССР). - № 2826963/22-03; Заявлено 08.10.79; Опубл. в Б.И., 1981. -№ 42.

46.A.c. 988346 (СССР) Устройство для кондиционирования флотационной пульпы / Л.А.Антипенко, А.Г.Лайгер (СССР). - № 3301801/22-03; Заявлено 08.06.81; Опубл. в Б.И., 1983. -№2.

47.A.c. 1041158 (СССР) Устройство для кондиционирования флотационной пульпы / Л.А.Антипенко, А.Г.Лайгер, Л.А.Снатина, Н.П.Коршунова (СССР). - № 3462594/22-03; Заявлено 23.03.82; Опубл. в Б.И., 1983. - № 34.

48.A.c. 1084080 (СССР) Устройство для кондиционирования флотационной пульпы / Л.А.Антипенко, А.Г.Лайгер, Н.Г.Иванов, В.М.Суворов (СССР). - № 3395099/03; Заявлено 15.02.82; Опубл. в Б.И., 1984. - № 13.

49.A.c. 1084081 (СССР) Аппарат раздельного кондиционирования флотационной пульпы / Л.А.Антипенко, А.Г.Лайгер, И.И.Левый (СССР). - № 3454613/03; Заявлено 03.04.82; Опубл. в Б.И., 1984. - № 13.

50.A.c. 1327978 (СССР) Спиральный аппарат для кондиционирования флотационной пульпы / Л.А.Антипенко, А.Г.Лайгер (СССР). - № 3995451/22; Заявлено 23.12.85; Опубл. в Б.И., 1987. - № 22.

51.A.с. 1378924 (СССР) Аппарат раздельного кондиционирования флотационной пульпы / Л.А.Антипенко, Красицкий B.C., А.Г.Лайгер (СССР). - № 4108245/22; Заявлено 06.06.86; Опубл. в Б.И., 1988. - № 9.

52.A.c. 1447415 (СССР) Аппарат для кондиционирования флотационной пульпы / Л.А.Антипенко, А.Г.Лайгер (СССР). - № 4176277/22; Заявлено 07.01.87; Опубл. в Б.И., 1988. - № 48.

53.A.c. 1532082 (СССР) Центробежный аппарат кондиционирования флотационной пульпы / Л.А.Антипенко, А.Г.Лайгер, В.С.Красицкий, Н.П.Коршунова (СССР). - № 4397973; Заявлено 25.03.88; Опубл. в Б.И., 1989. -№48.

54.Патент № 1546166 (СССР) Центробежное устройство для кондиционирования флотационной пульпы / Л.А.Антипенко, А.Г.Лайгер, В.С.Красицкий, В.Г.Кицовану (СССР). - № 4406396/03; Заявлено 06.04.88; Опубл. вБ.И., 1990. -№ 8.

55.Arbiter N., Williams E.K.С. Conditioning in oleic acid Flotation-Fine Particles Processing, Proc.Inst.Symp, Las Vegas New Jork, N.y. 1980, Noo Chapter 41, p.802-831.

56.Бабенко В.А., Антипенко Л.А., Кириченко A.B. Совершенствование водно-шламовых схем на обогатительных фабриках Кузбасса // Обогащение и использование угля: Научные труды Кузнииуглеобогащения - Прокопьевск, 1973. - Вып.VII. - С.80-90.

57.Бабенко В.А., Антипенко Л.А., Юрмазов В.А. Совершенствование технологии обогащения угля на ЦОФ "Абашевская" // Обогащение и использование угля: Научные труды Кузнииуглеобогащения- Прокопьевск, 1973. -Вып.VII. - С.75-79.

58.Бабенко В.А. и др. Совершенствование технологии обогащения угля на ГОФ "Чертинская" / В.А.Бабенко, Л.А.Антипенко, П.С.Бережной, В.М.Никитченко // Обогащение и использование угля: Научные труды Кузнииуглеобогащения - Прокопьевск, 1974. - Вып.VIII. - С.32-42.

59.Баранов Л.А. Исследование и разработка оптимального реагентного режима и технологии окисленных углей / Автореф.дис. на соискание степ.канд.техн.наук. - Алма-Ата, 1972. - 32 с.

60.Бедрань Н.Г., Нестер А.Ф., Шаленный А.П. О влиянии эмульгирования флотационных реагентов на флотацию угля // Обогащение полезных ис-

копаемых: Республиканский межведомственный научно-технический сборник. - Киев: Техника, 1970. - № 6. - С.46-51.

61.Беннет К.О. Майерс ДЖ.Е. Гидродинамика, теплообмен и массооб-мен,- ML: Недра, 1966,- с. 158-174,515-532.

62.Бессонов C.B., Плаксин И.Н., Тюрникова В.И. Влияние различных газов на флотируемость халькопирита. - М.: Изв. АН СССР, ОТН, 1955. - № 10. - С.127-131.

63.Брайнес Я.М. Подобие и моделирование в химической и нефтехимической технологии. - М.: Гостоптехиздат, 1961.

64.Бусленко Н.П., Голенко Д.И., Соболь И.М. и др. Метод статистических испытаний ( Метод Монте-Карло).- М.: физматиздат, 1962,- 284 с.

65.Богомолов В.М., Тюрникова В.И., Антипенко JI.A. Повышение эффективности действия пенообразователей в промышленных условиях // Обогащение и брикетирования угля. - М., ЦНИЭИуголь, 1975. - № 4. - С.12-13.

66.Борисов К.П. Прогноз гранулометрического состава по геолого-генетическим признакам угля (для каменных углей Сибири и Востока страны). Автореф.дис.на соиск.ученой степ.канд.техн.наук. - Люберцы, 1981. - 20 с.

67.Бородулин В.А. и др. Влияние измельчаемости угля при гидротранспорте на технологию его переработки / В.А.Бородулин, Л.П.Карташова, Е.А.Петровская, Л.А.Антипенко // Обогащение и использование угля: Научные труды Кузнииуглеобогащения - М.: Недра, 1965. - Вып.III. - С.92-94.

68.Бочаров В.А., Рыскин М.Я. Технология кондиционирования и селективной флотации руд цветных металлов. - М.: Недра, 1993, 288 с.

69.Бочаров В.А., Томова И.С. Применение газовоздушного конденсирования при селективной флотации. - М.: Цветные металлы, 1988, С.103-106.

70.Кутузова JI.Д., Компанец В.А. Исследование адсорбции гексилового спирта в процессе окисления микрокомпанентов каменного угля Донецкого бассейна. - Киев: ДАН УССР, 1975. -

71.Вяхирев Д.А., Шушунова А.Ф. Руководство по газовой хромотогра-фии. - М.: Высшая школа, 1975. - 302 с.

72.Веселовский B.C. Начальная стадия окисления каменных и бурых углей // Химия твердого топлива, 1971. - № 5. - С.51-54.

73.Витошкин Ю.К., Очеретько В.Ф. Распределение осредненных продольных скоростей, консистенции и крупности твердых частиц при движении водоугольных смесей в трубопроводах // Исследования по прикладной гидродинамике. - Киев: Наукова думка, 1965. - С.231-234.

74.Волков Л.А., Поздеев В.Н. Определение турбулентных характеристик потоков воды и водоугольной суспензии в центробежно-гравитационном сепараторе // Современная техника и технология обогащения углей. - М.: Недра, 1983. -С.47-53.

75.Воронков В.П., Жуков П.П. Методы прогнозирования ситового и фракционного составов углей. - М.: Недра, 1977. - 136 с.

76.Ворончихина В.В., Гаврилова Е.В., Глазунова З.И. и др. К оценке активности аполярных реагентов // Обогащение неметаллических полезных ископаемых: Межвузовский научный тематический сборник. Свердловск, СГИ. - 1974. - Вып. I. - С.15-19.

77.Hallimond А.Т. The Rolle of Air in Flotation Great Dilution. The min Mag., April, 1945, p.201.

78.Глембоцкий В.А. и др. Раздельное кондиционирование пульпы с реагентами как способ доизвлечения крупнозернистых материалов // Обогащение руд, 1972. - № 2. - С.37-39.

79.Глембоцкий В.А., Дмитриева Г.М., Сорокин М.М. Аполярные реагенты и действие при флотации.-М.: Наука, 1968,-144с.

80.ГОСТ 2160-82. Топливо твердое. Методы определения плотности. -Взамен ГОСТ 2160-75; введен 01.07.83 до 01.01.88. М., 1983,- 11 с.

81.Гухман А.А. Применение теории подобия к исследованию процессов тепло-массообмена. - М.: Высшая школа, 1974. - 328 с.

82.Дебердеев И.Х., Антипенко Л.А. и др. Проблемы физико-химической технологии обогащения тонких классов углей / Доклад стендовый. - Япония, Токио, 1990, октябрь.

83.Дерягин Б.В., Самыгин В.Д., Лившиц А.К.Изучение флокуляции частиц минералов при турбулентном режиме,- Коллоидный журнал, 1964,- 26,-С. 179-185.

84.Дидковский М.М., Егидис Б.М., Позняя Н.Г. Датчик для одновременного измерения двух составляющих мгновенной скорости // Новые методы измерений и приборы для гидравлических исследований,- М.: Изд. АН СССР, 1961,-С. 75-79.

85.Дубинин М.М., Сретинский В.В. Адсорбция и пористость. - М.: Наука, 1976. - 358 с.

86.Дятлов Ю.В. Подготовка флотационных реагентов перед флотацией с применением ультразвука // Кокс и химия, 1983. - № 9. - С22-23.

87.Егидис Б.М. Влияние эффектов нестандартности на результаты измерений турбулентных характеристик шариковым датчиком // Исследования по прикладной гидродинамике. - Киев: Наукова думка, 1965,- С. 275-284.

88.Еремин И.В., Лебедев В.В., Цикарев Д.А. Петрография и физические свойства углей. - М.: Недра, 1980. - 263 с.

89.Жеглова Н.Г., Власова Н.С., Семенов И.А. Кондиционирование пульпы в АППФ // Совершенствование технологии и средств углеобогащения. -М.: Недра, 1980. - С.57-60.

90.3акгейм А.Ю. Введение в моделирование химико-технологических процессов. - М.: Химия, 1982. - С.77-99.

91.3инич JI.M., Тюрникова В.И., Никитина B.C. Интенсификация флотации углей предварительной агитацией пульпы // Кокс и химия, 1977. - № 2. -С.8-11.

92.Иванов Г.В., Тюрникова В.И., Антипенко Л.А. Влияние окиси этилена на собирательные свойства керосина при флотации угольных шламов // Обогащение и использование угля: Научные труды Кузнииуглеобогащения, Прокопьевск, 1976. Вып.IX. - С.93-103.

93.Иванов Г.В. Повышение эффективности действия аполярных реагентов при флотации угля. - Автореф.дис. на соиск.ученой степ.канд.техн.наук, 1977.-20 с. (ИОТТ).

94.Иванов Г.В., Тюрникова В.И. Механизм действия окисей олефинов при флотации угля // Труды докладов Всесоюзной научной конференции вузов в СССР, 2-4 февраля, 1977: Комплексные исследования физики горных пород / МГИ. - М., 1977.

95.Иванова В.В. Основные направления совершенствования аппаратов для подготовки пульпы к флотации: Труды ГИГХС. - М., 1981. Вып.51. -С.22-31.

96.Иванов В.Д. Обогащение шламов и тонкозернистых материалов на винтовых шлюзах,- Дис. на соиск. ученой степ. канд. техн. наук. Иркутск, 1964.

97.Исследование модели флотации с предварительным контактированием / Вьербанов Р., Николов Л., Балинова С., Балинов Б. Гос.Софийский университет. хим.фак. 1979 (1983), 73. -№ 2. - С.95-105.

98.Каковский И.А. Модификаторы флотации. - М.: Наука, 1983, С. 189201.

99.Карлина Т.В., Ельяшевич М.Г., Круглицкий H.H. Об особенностях шламов углей, добываемых гидравлическихм способом // Обогащение полезных ископаемых. - Киев: Техника, 1972. -№ 10. - С.13-17.

ЮО.Карлин С. Основы теории случайных процессов. - М.: Мир, 1971. -536 с.

101 .Карташова Л.П. Исследования и разработка методики прогнозирования шламообразования в процессе обогащения углей (на примере марок Ж и К Кузнецкого бассейна). -Автореф.дис. на соиск. ученой степ.канд.техн.наук. М., 1976.-21 с, 2 ил. (ИОТТ).

Ю2.Классен В.И., Недоговоров Д.И., Дебердеев И.Х. Шламы во флотационном процессе. - М.: Недра. - 160 с.

103.Kolar В. Effekt of mechnical mixing on the rate of transfer from granular in a liquid. - Collection of Czechoslovak chemocal communications, 1959, v. 24, № 10, p. 3309-3325.

104.Компанец В.А. Физико-химические исследования процесса твердофазного окисления каменных углей Донецкого бассейна молекулярным кислородом. - Дис. на соиск. учен. степ.канд.техн.наук, Донецк, 1971. (ДПИ).

105.Коновалова Т.Ф. Исследование влияния размера угольных частиц на адсорбцию аполярных собирателей // Обогащение полезных ископаемых. -Киев, 1972.-№10.-С.17-20.

106.Коновалова Т.Ф. Кинетика поглощения аполярных реагентов углями // Обогащение неметаллических полезных ископаемых: Межвузовский тематический сборник. - Свердловск, 1974. - Вып.1. - С.28-31.

107.Коновалова Т.Ф. Исследование взаимодействия реагентов с углями различной степени метаморфизма при флотации однокомпонентных и многокомпонентных шихт. Автореф.дис. на соиск. учен. степ, канд.техн.наук. Донецк, 1971.-20 с. (ДПИ).

108.Куколев Я.Б. Исследование технологических свойств углеводородов при флотации углей. - Дис. на соиск. учен. степ, канд.техн.наук. Свердловск, 1971. (СГИ).

109.Кухаренко Т.А. Окисленные в пластах бурые и каменные угли. - М.: Недра, 1972.-204 с.

ПО.Линев Б.И. Исследование действия сернистого натрия при флотации труднообогатимых углей. - Дис. на соиск. учен. степ, канд.техн.наук. М., 1976. - 167 с.

Ш.Лурье Ю.Ю., Рыбникова А.И. Химический анализ производственных вод. - М.: Химия, 1966. - 278 с.

112.Ле Нгок Тяу. Исследование и повышение эффективности обогащения антрацитовой мелочи. - Дис. на соиск. учен. степ, канд.техн.наук. Донецк, 1979. 150 с.

ПЗ.Лященко П.В. Гравитационные методы обогащения,- ОНТИ, 1935.

114.Мелик-Гайказян В.И. О механизме действия аполярных реагентов при пенной флотации // Обогащение руд, 1970. - № 3. - С.38-43.

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

116.Мелик-Гайказян В.И., Ворончихина В.В. О механизме закрепления эмульсированных реагентов на угольных частицах при флотации// Кокс и химия, 1967,-№ ю,- С. 7-10.

117.Мелик-Гайказян В.И. Исследование механизма действия аполярных реагентов при флотации с гидрофобными и гидрофобизированными поверхностями,- Дис. на соиск. ученой степени докт. хим. наук. Томск, 1966.- С. 8691 (ТПИ).

118.Методические рекомендации по комплексному исследованию углей для проектирования обогатительных фабрик / Карташова Л.П., Антипенко Л.А., Кириченко A.B. - Прокопьевск, 1973. - 81 с. (Кузнииуглеобогащение).

119.Me Cabe L/C/ Discussion of Proportion of Free Fusible Material in Coal Ash an Index of Clinker and Slad Formation by G/B/Gould and Brunjes/ Trans AIME.

120.Мещеряков Н.Ф. Некоторые пути интенсификации флотации // Интенсификация процессов обогащения минерального сырья. - М., 1981. - С.82-88.

121.Митрофанов С.И. Исследование полезных ископаемых на обогати-мость. - М.: Недра, 1974. - 352 с.

122.Митрофанов С.И. Селективная флотация. - М.: Недра, 1967. - 584 с.

123 .Моделирование аэрационных сооружений для очистки сточных вод. - JI.: Химия, Ленинградское отделение, 1980. - С.3-5.

124.Назаренко В.М., ЕЦербенко В.П. и др. Аппараты для кондиционирования пульпы АКП-1600 // Кокс и химия, 1981. - №1. - С.37-38.

125.Назаренко В.М., Самылин В.Н., Ямпольский М.Н. Влияние гранулометрического состава шлама на результаты флотации // Техника и технология обогащения углей: Труды Укрнииуглеобогащения. - М.: Недра, 1971. -Вып.VII. - С.176-186.

126.Насекин В.А., Тюрникова В.И. Влияние окиси этилена на поверхностное натяжение воды // Проблемы обогащения твердых горючих ископаемых: Труды ИОТТ, 1973. - Т.Ш. - Вып.1. - С.76-80.

127.Hecsse Т.Н., Schubert H. Modellirung und verfahrenstechnische Dimensionierung der turbulenten Querstromklassirung - Chemische Technik, 1977, 29, Br.l, S.14-18.

128.Новый реагент при флотации сульфидных полиметаллических руд / В.И.Тюрникова, Ю.Б.Рубинштейн, В.А.Насекин и др. // Азербайджанский химический журнал, 1971. - № 4. - С. 144-147.

129.Овчинников C.B. Исследование прочности и прогнозирование измельчения коксующихся углей в процессе обогащения. - Автореф.дис. на со-иск. учен.степ. канд.техн.наук. М., 1978. - 22 с. (ИОТТ).

130.0 предварительной аэрации пульпы при селективной флотации руд / Е.А.Вершинин, Е.М.Кошков, И.И.Каковский и др. // Материалы научно-технического совешания: Комплексное использование сырьевых ресурсов предприятий цветной металлургии. - Ереван, 1977. - С. 148-159.

131.Определение адсорбции серосодержащих реагентов на поверхности минералов / М.Е.Наумов, В.И.Тюрникова, Б.И.Линев и др. // Заводская лаборатория, 1978. -№ 9. -С.1111-1113.

132.0 промышленной флотации медно-молибденовых руд с применением окиси этилена в коллективном цикле / В.И.Тюрникова, Л.С.Хачатрян, М.Е.Наумов и др. // Научные сообщения, Армниипроцветмет. - 1975. - Вып.1-2. - С.19-21.

133.Патент № 1662050 (СССР). Устройство для кондиционирования флотационной пульпы. / Л.А.Антипенко, А.Г.Лайгер, В.С.Красицкий, И.И.Левый, Е.Н.ГЦеголева (СССР). № 4415183/03; Заявлено 25.04.88; Опубл. в Б.И. 1993.

134.Патент № 1752423 (СССР).Способ подготовки пульпы. / Л.А.Антипенко (СССР). № 4788374/03; Заявлено 14.11.89; Опубл. в Б.И., 1992. -№29.

135.Петрографические типы углей СССР. - М.: Недра, 1975. - 244 с. (ВСЕГЕИ).

136.Петухов В.Н., Авдеенко В.П. Изыскание новых собирателей для флотации углей // Научные труды Магнитогорского горно-металлургического института. - Магнитогорск, 1974. - Вып. 142. - С.67-71.

137.Пиккат-Ордынский Г.А., Острый В.А. Технология флотационного обогащения углей. - М.: Недра, 1972. - 197 с.

138.Пищенко а.И. О влиянии твердых частиц, переносимых потоком, на турбулентные характеристики несущей жидкости // Исследование турбулентных одно- и двухфазных потоков,- Киев, Наукова думка, 1965.-С. 101-104.

139.Плаксин И.Н., Гогитидзе Т.А. О влиянии окисленности поверхности некоторых каменных углей на их флотируемость // Обогащение полезных ископаемых: Избр.труды И.Н.Плаксина. - М.: Наука, 1970. - С. 177-181.

140.Плаксин И.Н. и др. Исследование движения жидкости в гидроциклоне/ И.Н.Плаксин, В.И.Классен, М.Г. Акопов, В.И.Литовко// Вопросы теории гравитационных методов обогащения полезных ископаемых- М.: Госгортех-издат, i960,-С. 107-117.

141.Плаксин И.Н., Барский Л.А., Ангелова С.М. Флотация фосфатных шламов с применением минералов - носителей // Новые направления в обогащении руд.- М,- Л.: Наука, 1966.

142.Плескачевская A.A., Харитонова Ж.Д., Баранов Л.А. Применение эмульсионного метода для определения керосина в отходах флотации углеобогатительных фабрик // Обогащение и использование угля: Научные труды Кузнииуглеобогащения. - Прокопьевск, 1976. - Вып.IX. - С.118-124.

143 .Поваров А.И. Гидроциклоны на обогатительных фабриках. - М.: Недра, 1978.-232 с.

144.Раммлер Э. Распределение Розина-Раммлера-Шперлинга-Беннета и распределение Вейбула // Neue Bergbautechnik, 1976. - 6. - № 4. - С.284-286.

145.Рихтер Д. Распределение Вейбула в двойной логарифмической сетке по Розину-Раммлеру-Беннету. - Neue Bergbautechnik, 1976. - 6. - № 4. - С.280-284.

146.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: Научные труды Укрнииуглеобога-щения, 1971. - Т.VII. - С.139-155.

147.Рубинштейн Ю.Б. Математическое моделирование и управление процессом флотации // Обогащение полезных ископаемых, - М.: ВИНИТИ, 1982. - Т.16. - 70 с. (Итоги науки и техники. ВИНТИ АН СССР).

148.Рубинштейн Ю.Б. Моделирование флотационного процесса и создание пневматических флотационных аппаратов: Дис. на соиск. ученой степ, докт.техн.наук. - Люберцы, 1981. - 379 с.

149.Самыгин В.Д , Барский Л.А., Ангелова С.М. О механизме взаимной флокуляции частиц различной крупности // Коллоидный журнал, 1968,- №4,-С. 581-586.

150.Семенов А.Д., Страдомская А.Г., Зурина Л.Ф. Ускоренный люми-нисцентно-хроматографический метод определения нефтепродуктов в природных водах // Гигиена и санитария, 1970. - № 5.

151.Семенов И.А. и др. Кондиционирование флотационных пульп с аэрозольными реагентами // Обогащение и брикетирование угля, 1980. - № 8. -С.13-15.

152.Силин H.A., Очеретько В.Ф. Экспериментальные исследования турбулентных характеристик напорных взвесенесущих потоков высокой концентрации // Исследования по прикладной гидродинамике. - Киев: Наукова думка, 1965. - С.200-203.

153.Силин H.A., Пищенко И.А., Очеретько В.Ф. Влияние твердых частиц на турбулентность взвесенесущего потока// Исследования по прикладной гидродинамике,-Киев: Наукова думка, 1965,- С. 195-199

154.Сорбционное набухание каменных углей различной пористой структуры / И.Л. Эттингер, Р.И.Баранов, А.В.Бунин и др. // Химия твердого топлива, 1974. -№6. -СЗ-14.

155.Сорбционный объем ископаемых углей и плотность сорбционного метана / И.Л.Эттингер, Н.В.Шульман, Р.М.Кривицкая и др. // Проблема руд-

ничной аэрологии и применение электрической энергии в воспламеняющихся средах. - М., 1974. - С.29-114.

156.Сорокин А.Ф., Филиппов А.И., Комарова Э.В. Способы подготовки угольных пульп с реагентами перед флотацией // Кокс и химия, 1983. - № 8. -С.12-14.

157.Станкевич A.C. и др. Методика прогноза технологических свойств некоторых кузнецких углей на основе их петрографических особенностей // Химия твердого топлива, 1974. - № 6. - С.22-29.

158.Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками / Перевод с польского. - Л.: Химия, 1975. - С.291-337. - С165-227.

159.Товчень И.С. Исследование возможности подготовки пульпы для флотации в спиральном классификаторе // Обогащение и брикетирование угля, 1982. -№ 5. - С.27-28.

160.Toda, Den Sities of coals measured with Varions liquids - Fuel, 1972. -v.51. № 2. - РЛ08-112.

161.Томов Т.Г. Повышение селективности разделения шламов и эффективности их флотации при воздействии вибраций // Совершенствование переработки минерального сырья. М., 1981. - С.139-149.

162.Теория и практика аэрационного кондиционирования пульпы при флотации медно-цинково-пиритных руд / В.М.Копылов, В.А.Бочаров, М.А.Беляев и др. - Цветные металлы, 1981. - № 1. - С.89-94.

163.Тюрникова В.И., Насекин В.А. Флотационные свойства окиси этилена // Изв.вузов, Цветная металлургия , 1974. - № 4. - С.3-6.

164.Тюрникова В.И., Хачатрян Л.С. Окисление бутилового ксантогената окисью этилена // Научные сообщения , Армниипроцветмет, 1973. - Вып. 4. -С.12-14.

165.Тюрникова В.И., Хачатрян Л.С., Наумов М.Е. О возможности совершенствования технологии флотационного обогащения медно-

молибденовых руд Армении // Промышленность Армении, 1975. - № 1. - С44-49.

166.Тюрникова В.И., Наумов М.Е. Повышение эффективности флотации. - М.: Недра, 1980. - 224 с.

167.Усов С.И., Дворядкин М.З., Антипенко JI.A. Система автоматического регулирования процесса флотации на ОФ 5-1II Обогащение и брикетирования угля, 1971. - № 6. - С.25-26.

16 8. У инфицированные методы анализа вод. - М.: Химия, 1974.

169.Усов С.И., Дворядкин М.З., Антипенко JI.A. Автоматическое регулирование процесса флотации на ОФ 5-7 // Экспресс-информация о передовом опыте. ЦНИЭИуголь, 1971. - № 2. - С.41.

170.Усов С.И., Иштуганов A.A., Антипенко JI.A. Опыт автоматического регулирования флотации на фабрике 5-7 // Обогащение и брикетирования угля. ЦНИЭИуголь, 1971. - № 7. - С4-5.

171.Усов С.И., Антипенко JI.A., Дериглазов И.И. Электронный щелевой расходомер для измерения расхода угольных пульп // Обогащение и брикетирования угля, ЦНИЭИуголь, 1974. - № 4. - С.21-23.

172.Физико-химическое применение газовой хроматографии. - М.: Химия, 1973. -С.39.

173.Хачатрян JI.C. Исследование действия окиси этилена при флотации медно-молибденовых руд ( на примере месторождений Армянской ССР). -Дис. на соиск. учен. степ.канд.техн.наук. Ереван, 1974. (ИОТТ).

174.173.Хинце И.О. Турбулентность, её механизм и теория. - М.: Физ-матиздат, 1963.

175.Шеннон Р. Имитационное моделирование систем. Искусство и наука. -М.: Мир, 1978. -412 с.

176.1Птербачек 3., Тауск П. Перемешивание в химической промышленности. - Л.: Госхимиздат, 1963.

177. Schubert H. Zur prozesb stimm en den Rolle der Turbulenz bei Aufbereitungsprozessen// Aufbereitungs-Technik, № 9, 1974, s.501-512.

178.Schubert H., Hecsse Т.Н. A Hudrocyclone Separation Model in consideration of the Turbulent Multu- phase flow // Hudrocyclones, Papers presented at an International Conferenz, 1980, p.23-36.

179.Эттингер Jl.И., Шульман H.B. Распределение метана в угольных пластах между сорбированной и свободной фазами // Химия твердого топлива, 1973. -№6. -С.91-94.

180.Эттингер И.Л., Еремин И.В. Диффузионно-генетическая классификация пустот в ископаемых углях //Химия твердого топлива, 1973. - № 1. -С.57-61.

181.Эттингер Л.И., Шульман Н.В. Распределение метана в порах ископаемых углей. - М.: Недра, 1975.

182.Эттингер Л.И. Сорбция азота каменных углей. - Изв. АН СССР ОТН, 1979. -№ 11. -С.1341-1349.