JPS601289A - 石炭の脱灰法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は石炭中の灰分を除去することによシ灰分含有量
の少ない良質石炭を得るための石炭の脱灰法に関するも
のである。

〔発明の背景〕

、石炭の脱灰法について国内外におＡて多数の方法が提
案されている。これらの方法のうち、比重差をオリ用し
た重液分離法では重液として四塩化炭水などを用いるの
で廃液処理が困難で公害を引き起す可能性があると共に
重液の値段が高いので脱灰炭のコストが高くなるという
欠点を有し、工業的に成立しにくいプロセスである。ま
た水中造粒法は石炭の粉砕−物と水よシなるスラリにバ
インダーとして重油を添加して攪拌することにょシ石炭
粒子を造粒して脱灰と脱水を同時に行うものである。し
かしこのプロセスでは重油を石炭重量に対して５０％と
大量に使用するので脱灰炭のコストが高くな暮他に、脱
灰率を向上させるためには攪拌翼の回転数を高くする必
要があり、その結果動力費が高くなるという欠点があり
実用化するには問題が多い。

浮選法は捕集剤、起泡剤９分散剤などの添加剤が必要で
あり、これらの添加剤のコストが高い。

また従来の浮選法で石炭水スラリを脱灰する場合、パル
プ濃度は高々３０％であるため処理費が小さいことが問
題である。

磁場を利用したＨＧＭＳ法はノくイライトなどの鉄系灰
分の除去に有効であるがその他のシリカ、アルミナ系灰
分を除去することはできない。これらの方法の他に化学
的脱灰法も提案されているが、いずれもプロセスが複雑
であるという欠点を有している。

更に上記以外の脱灰法の他に油滴浮上法が提案されてい
る。油滴浮上法は石炭の粉砕物と水からなるスラリの中
に石炭中の炭質と親和性を有する油を油滴として供給す
る方法である。油滴は水よシ比重が小さいのでスラリの
中を上昇していくが、このとき親油性の炭質分は油滴に
付着し浮上するのでこれを回収すると低灰分の良質炭が
得られる。

一方灰分は親水性なので水相中に分散したままなのでこ
れを脱灰残渣として廃棄することによシ炭質分と灰分を
分離できる。

との油滴浮上法は炭質分と灰分の分離効率が高いが炭質
分の回収効率が低いため石炭の単位処理量あたりの油の
使用量が多いことが欠点である。

また油滴浮上法で得られた良質石炭スラリには石炭重量
に対して２０〜３０％の油が含有されてお９、そのため
炭質分は油をバインダーとして凝集状態となっている。

従って油滴浮上法で得られた良質石炭を水と混ぜて水ス
ラリとしても炭質分は水相へ一様に分散しないので高濃
度水スラリ化することができない。界面活性剤を添加し
て炭質分を水相へ強制分散させても油のバインダー効果
が強いため分散性は改善されない。

〔発明の目的〕

本発明の目的は、添加量の使用量が少ないためコストが
低く、簡単なプロセスで良質石炭を高濃度で低粘性スラ
リとすることができる石炭の脱灰法を提供することにあ
る。

〔発明の概要〕

本発明者らは前記した油滴浮上法の利点を生かしつつそ
の欠点を改良するため気泡浮上法を開発した。

気泡浮上法は石炭の粉砕物と水とからなるスラリの中に
石炭の中の炭質分と親年性を有する油の蒸気を同伴ガス
と共に供給するものである。供給された油蒸気はスラリ
中では気泡を形成する。気泡の中の油蒸気は凝縮して水
との界面に油膜を形成し、この油膜に親油性の炭質分の
みが付着し、気泡と共に浮上するのでこれを回収すると
低灰分の良質炭が得られる。

気泡浮上法では使用する油の量は石炭重量に対してＬＯ
ＯＰと低いので脱灰して得られた良質石炭中の油の含有
量も低く、そのため炭質の凝集は見られない。

しかし気泡浮上法においては、炭素分の回収効率を向上
させるために気泡とスラリの接触面積を大きくする必要
があり、そのためにアトマイザ−を用いてその剪断力に
よシ気泡を微細化し、さらに微細化効率を向上するため
に、水の界面張力を低下させる働きのある酢酸を水に対
して１０００１ｐ程度添加する必要がある。この結果、
気泡浮上法において、スラリのｐＨが４程度の酸性側で
脱灰することになシ、当然良質石炭のスラリのＰＨも４
程度の酸性側となる。

ここで石炭粒子の水相中でのゼータ電位とスラリのｐＨ
との関係を調べた結果第１図に示すようにスラリのｐＨ
が高くなるとゼータ電位の絶対値が大きくなることを確
認した。

一般に分散系の粒子間にはグアンデルヴアールスカとい
う力が働き粒子は互いに凝集しようとするが、この凝集
力より大きい反撥力を与えれば、分散性がよくなる。ゼ
ータ電位は静電的反撥力を与える作用を有し、従ってゼ
ータ電位が高いことは分散性が向上することになる。気
泡浮上法によシ得られた良質炭スラリのｐＨは４程度で
あるから直接高濃度スラリ化できないという問題がでて
くるとともに添加剤である酢酸のコスト面も問題である
。

本発明は良質炭スラリのｐＨを酸性側にすることなく上
記した目的を達成するようにしたものである。

即ち、本−Ａ明の石炭脱灰法は、石炭の粉砕工程と、粉
砕した石炭と水とを混合して水スラリとし、このスラリ
に石炭中の灰分以外の炭素分と親和性の高い油類を添加
して石炭中の灰分以外の炭素分を凝集させる工程と、凝
集した炭素分を湿式分級する工程とを有することを特徴
とするものである。

以下、本発明を更に詳細に説明する。

本発明において、石炭の粉砕工程では石炭を３００μｍ
以下に粉砕することが望ましい。石炭の粉砕物の粒径が
大きすぎると石炭中に含有される正分の分離が困難とな
る。

粉砕された石炭と水とを混合したスラリに対して添加さ
れる添加剤は、石炭中の灰分以外の炭素分と親和性を有
する油類である。この油類としては凝集作用及びコスト
面等を考慮すると灯油が最も望ましい。灯油以外に植物
油９重油、ケロシン。

シクロヘキサン、ベンゼン等を用するこトモできる。こ
のような油類が添加凝集した炭素分を湿式分級する工程
において、最も好適な方法は篩分級法である。篩分縁に
よって所期の良質炭（例えば石炭中の灰分重量比が乾炭
ベースで１０ｗｔ％以下の灰分含有量）が得られない場
合、２段の篩分縁を採用することが望ましい。

第２図はこのような２段分級を採用した本発明の一例を
示すフロー図である。

第２図において、石炭１は粉砕機２に供給され、ここで
石炭は所定の粒径に粉砕される。粉砕された石炭は攪拌
槽３に供給される。また攪拌槽３には水タンク４及び油
タンク５からそれぞれ水ポンプ６及び油ポンプ７を介し
て水及び油が供給される。攪拌槽３で粉砕された石炭と
、水及び油とからなるスラリか得られる。このスラリは
スクリーン（篩）８に供給され、ここで湿式分級される
。

スクリーン８上に残った粉砕物（凝集物）は良質石炭１
０として回収される。スクリーン８を通過したスラリは
攪拌槽９に供給され、この攪拌槽９には油ポンプ７を介
して油ポンプ５から油が供給され、この油によって炭素
分が凝集した状態のスラリか、スクリーン８に供給され
る。次いでスクリーン８上に残った凝集物が良質石炭１
０として回収され、スクリーン８を通過したスラリは灰
分スラリ１１として回収される。

第３図は石炭の粉砕工程に一定の粒度分布を有する石炭
粉砕物を３つの粒径範囲に分割して良質石炭を回収する
方法を示すフロー図である。

第３図に２いて、石炭１２は粉砕機１３に供給され、一
定の粒度分布をＭする粉砕物とされる。

次いで粉砕された石炭は攪拌５．ｔ７１４に供給され、
また攪拌槽１４には水ポンプ１６を介して水タンク１５
から水が供給されスラリとなる。このスラリはスクリー
ン１７に供給される。ここでスクリーンの篩の目開きを
変えることによって粗粒炭１８、中粒炭１９及び微粒炭
２０に分割される。

粗粒炭１８は再度粉砕機１３に供給され、更に細かい粒
径の石炭粒となるまで粉砕される。中粒炭１９は通常原
炭の灰分重量比よりも低いのでそのまま良質石炭２１と
して回収される。

微粒炭２０は、粗粒炭１８を再度粉砕して得られた粉砕
物と混合され、攪拌４１７２４に供給される。

この攪拌槽２４に油ポンプ２３を介して油ポンプ２２か
ら油が供給され、ここで炭素分が凝集される。このよう
にして得られる凝集物を含むスラリかスクリーン２５に
供給され、スクリーン２５上に残った粉砕物は良質石炭
２１として回収され、スクリーン２５を通過したスラリ
は灰分スラリとして回収される。

〔発明の実施例〕

実施例１ オーストラリア産Ｗ炭を用い、第４図に示すような粒径
分布を有する粉砕炭を製造し、この粉砕炭と水とを混合
して石炭重量濃度ＩＱｗｔ％のスラリとした。該スラリ
に灯油を石炭重量に対して１ｏｏｏｐ添加したものと、
これとは別に灯油を石　・炭重量に対して１％添加した
ものの２つのスラリをつ＜シ、それぞれをミキサーで攪
拌したのち３７μｍの篩で湿式分級した。分級後に篩の
上に残った粉砕物スラリを乾燥したのち、この乾燥炭の
重量Ｗ１及び灰分含有比Ａ！をめた。脱灰前の石炭の仕
込み址をＷｏ１灰分含有比をＡｏとすると炭質分画収率
と脱灰率を次式の様に定義して計算によりめた。

この結果を第５図に示す。灯油が１ｏｏｏｐの場合、炭
質分画収率７５％、脱灰率４５％であシ炭質分回収率が
低い。しかし灯油を１％添加すると回収率９０％、脱灰
率５５％となｐ脱灰性能が向上する。

ここで灯油を１００ＯＩＩＦ添加した場合の回収率（７
５％）を向上させるため、第２図に示す２段湿式分級脱
灰法を行った。

即ち、３７μｍの篩を通過したスラリを回収して、これ
にさらに灯油をスラリ中の固体重量に対して１％添加し
てしかるのちミキサーで攪拌した。

このとき灯油をバインダーとして炭質外が凝集して３７
μｍ以上の大きさとなるので、該スラリを再度３７μｍ
の篩で分級すると篩の上に炭質外の多い良質炭が残留し
た。この良質炭を回収して重量と灰分含有比をめた。

第６図に第１段と第２段の総括回収率と脱灰率を示す。

第２段湿式分級脱灰法では回収率９６％、脱灰率５５％
と高い脱灰性能を示した。

実施例２ オーストラリア炭Ｗ炭を用い、第４図に示すような粒径
分布を有する粉砕炭を製造し、これを水と混合して石炭
重量濃度ＩＱｗｔ％のスラリとした。該スラリを３７μ
ｍの篩で湿式分級したのち該篩の上に残留した粉砕物ス
ラリの回収率と脱灰率をめて第７図に示した。回収率は
６５％、脱灰率４８％であシ回収率が低い。

そこで脱灰性能を向上させるため第２図に示す２段湿式
分級脱灰法を行った。

即ち、湿式分級で篩を通過したスラリを回収し、該スラ
リ中の固体に対して１％の灯油を添加してしかるのちミ
キサーで攪拌した。該スラリを再度３７μｍの篩で分級
すると篩の上に炭質外の多い良質炭が残留したのでこれ
を回収した。第１段と第２段の総括回収率と脱灰率を第
７図に示す。２段の湿式分級脱灰法では回収率９５％、
脱灰率５５％と高い脱灰性能を示した。

実施例３ オーストラリア産Ｗ炭を用い、４３図に示すフローに基
づいて脱灰処理を行った。ますオーストラリア産Ｗ炭を
５μｍ以下に粉砕したのちこの粉砕炭を水と混ぜて石炭
濃度１０ｗｔ％のスラリとして、これを２３８０μｍと
２５０μｍの篩で分級して２３８０μｍ以上の粒子と２
５０〜２３８０μｍの範囲の粒子と、２５０μｒ−’に
以下の粒子との３つに分割した。

上記３刺の各粉砕炭の灰分重量比を測定すると２５０〜
３８０μｍの粉砕炭のみ脱灰前の原炭の灰分重量比より
も低いことが認められたのでこれを脱灰炭として回収し
た。このときの脱灰特性は第８図の（１）に示すように
回収率４５％、脱灰率４０％であった。

次に２３８０μｍ以上の粉砕炭を３００μｍ以下に粉砕
したのち、先の２５０μｍ以下の粉砕炭と混合してこれ
を水と混合して石炭濃度１０ｗｔ％の水スラリとした。

このスラリを３７μｍのｉｍ［で湿式分級して篩上に残
留したものを回収して総括的回収率と脱灰率をめた。第
８図の（２）に示す如く回収率８０％、脱灰率５０％と
なった。

さらに上記分級操作において３７μｍの篩を通過したス
ラリに灯油をスラリ中固体重量に対して１％添加したの
ち攪拌器で攪拌して３７μｍの篩で分級し、この篩上に
残留した粉砕物を回収して脱灰特性をめた。第８図の（
３）に示す如く総括回収率９５％、脱灰率５５％となシ
高い脱灰性能を得ることができた。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば油の使用量が他の脱灰法に
比較して低いので本発明により得た良質石炭は凝集性が
なく、また気泡浮上法で得られた良質石炭スラリのよう
にｐＨが低く酸性であることもないため、脱灰して得ら
れた良質石炭スラリは高濃度水スラリ化が容易である。

また脱灰操作は湿式分級のみであるからプロセスが簡単
であシ、分級操作によっては微粒炭のスラリにのみ価格
の安い油を添加すればよく、石炭処理量に対する油の添
加量が少ないので大巾なコストダウンを図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はスラリｐＨがスラリ粘度とゼータ電位に及ぼす
影響を示す図、第２図は本発明の一実施例を示すフロー
図、第３図は本光明の他の実施例を示すフロー図、第４
図は実施夕０で用いた粉砕炭の粒径分布図、第５図は１
段湿式分級後における脱灰性能を示す図、第６図は実施
例１における脱灰性能を示す図、第７図は実施例２にお
ける脱灰性能を示す図、第８図は実施例３における各段
階毎の脱灰性能を示す図である。 １．１．２・・・石炭、２，１３・・・粉砕機、３，９
゜１４．２４・・・攪拌槽、４．１５・・・水タンク、
５゜２２・・・油タンク、６．１６・・・水ポンプ、７
．２３・・・油ポンプ、８，１７，２５・・・スクリー
ン（篩い）、１０．２１・・・良質石炭、１１．２６・
・・灰分スラリ、１８・・・粗粒炭、１９・・・中粒炭
、２０・・・微粒炭。 代理人　弁理士　鵜沼辰之 茅５　口 １丁　１由　李　ｈｒＪ　量　（Ｆ’Ｆ仏ジ第　ム　ロ 第１段　盈Ｚ没 め７０ 第Ｓ囚 ＜１）　（Ｚ）　’３）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、石炭の粉砕工程と、粉砕した石炭と水とを混合して
   スラリとし、このスラリに石炭中の灰分以外の炭素分と
   親和性の高い油類を添加して石灰中の灰分以外の炭素分
   を凝集させる工程と、凝集した炭素分を湿式分級する工
   程と、を有することを特徴とする石炭の脱灰法。 ２、特許請求の範囲第１項に２いて、前記湿式分級する
   工程が、篩上に残る粉砕物を良質炭スラリとして回収し
   、篩を通過した粉砕物スラリを残渣として除去すること
   を特徴とする石炭の脱灰法。 ３、特許請求の範囲第１項において、前記石炭の粉砕工
   程が、石炭を３００μｍ以下に粉砕する工程からなるこ
   とを特徴とする石炭の脱灰法。 ４、％許請求の範囲第１項において、前記油類が灯油で
   あることを特徴とする石炭の脱灰法。 ５、特許請求の範囲第２項において、前記篩を通、過し
   た粉砕物スラリに石炭以外の炭素分に親和性の高い油類
   を添加し、次いで篩にょシ湿式分級し、竿上に残る粉砕
   物を良質炭素スラリとして回収することを特徴とする石
   炭の脱灰法。