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PROCEDE DE PREPARATION DE COMBUSTIBLES 'DE QUALITE, A PARTIR D'UN PRODUIT -BRUT CONTENANT 'DU CHARBON OU 'DU 'LIGNITE.
La présente invention est relative à un procédé d'obtention de produits de haute qualité, notamment de combustibles, à partir d'une ma- tière première contenant-dû, charbon du du'lignite et se présentant.sous la forme de grains fins ou très fins, ou portée au degré de finesse correspon- dant. '
Elle a pour but de parvenir.à un procédé'.qui permette de pré- parer, par voie-humide, avec élimination simultanée de l'eau et en grand, par utilisation d'installations mécaniques de-type connu dans leur principe, et à partir, par exemple, de produits intermédiaires'ou de fin d'un traite- ment normal, comme les schlamms, les poussières et produits 'analogues, et d'autre part des fractions'les plus, fines du charbon tout venant, et,des charbons tout venant non triés quelconques,
après leur avpir fait subir un ., concassage correspondant et des opérations analogues, des produits purs dont la teneur en cendres peut être réglée à volonté entre des limites étendues.
Bien que ,1 '.on considère de nombreux procédés- spéciaux de trai- tement des produits fins et très fins -'Contenant .'-du 'charbon et que ces pro- cédés aient été mis en oeuvre pratiquement, dans 'la majorité des cas on re- - - nonce encore à.traiter et à mettre en valeur, dans'les lavoirs à charbon par exemple,-les schamms, comme, d'une façon générale',.les produits'les plus fins, parce que les procédés connus 'sont relativement' compliqués et par con- séquent'coûteux, qu'ils .séparent les différentes qualités de -produits avec une netteté très médiocre et que, 'de, --plus;
ils-ne conviennent pas, le plus souvent, pour l'exploitation en grand, et d'autre part parce-que, avec ces procédés, les'produits purs se présentent-aussi, à cause de leur teneur éle- vée en eau, sous une forme qui convient mal à leur mise en valeur ultérieure.
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Il en est ainsi, par exemple, aussi pour le procédé de traitement par flot- tation avec écume ainsi que pour d'autres procédés connus dans lesquels on met à profit pour la séparation la différence d'aptitude au mouillage par l'huile et par l'eau des particules de charbon et dés particules de stériles contenues dans les produits mis en oeuvre.
-Les inconvénients d'ordre économique qui résultent des difficul- tés précitées qui s'opposent au traitement des produits les plus fins s'ag- gravent de plus en plus avec la mécanisation de plus en plus poussée de l'ex- traction du charbon, laquelle a pour effet que le charbon tout venant est davantage brisé-en petits morceaux. La teneur élevée du produit en grains très fins dont la séparation préalable par pré-dépoussiérage n'est possible que d'une manière imparfaite à cause de la teneur en humidité du charbon tout venant qui résulte de la pulvérisation d'eau effectuée sur les chan- tiers d'abatage pour lutter contre le danger présenté par les poussières, ,rend en particulier difficile le traitement dans les lavoirs habituels.
Il s'y ajoute encore qu'il se présente rarement des possibilités d'utilisa- tion suffisantes d'un poussier à teneur élevée en cendres tel qu'on l'ob- tient dans le cas du dépoussiérage préalable.
Le procédé selon la présente invention supprime ces difficul- tés. Il utilise, comme certains procédés connus, la différence d'aptitude au Mouillage par l'huile et l'eau des particules de charbon et des parti- cules de stériles pour assurer la séparation, mais, par différence avec ces procédés connus, non pas en faisant flotter à la surface les particu- les mouillées par l'huile, comme par exemple dans le procédé de traitement par flottation avec écume, ou bien, comme dans d'autres procédés, par ex- pulsion sous pression des particules contenant des stériles en combinaison avec l'eau hors d'une"pâte préparée à partir de la matière première:
avec addition d'huile et d'eau, deux manières de procéder qu'il est difficile de réaliser en grand et dont l'effet est imparfait, mais au contraire par un traitement d'un nouveau genre appliqué à une masse préparée par mélange intime du produit brut, broyé au préalable le cas échéant, et de substance contenant de l'huile, comme l'huile même, le goudron, des substances bitu- mineuses et analogues, dans des mécanismes de pétrissage, des pompes de pé- trissage etc..
Ce traitement consiste en ce que les matières solides d'un tel mélange sont soumises, après un traitement par l'huile, à une dispersion dans un liquide, de préférence dans l'huile, et sont amenées par ce moyen dans un état qui permet, dans une phase ultérieure du procédé, de séparer cette dispersion par voie mécanique, de préférence par centrifugation avec séparation simultanée d'eau d'avec le concentré de charbon, en le concen- tré de charbon et en la portion constituée par les particules de stériles en suspension dans l'eau.
La dispersion, particulièrement importante pour l'effet de ce procédé, de la masse constituée par du charbon, de l'huile, des stériles et de l'eau se fait avec avantage dans un broyeur désintégrateur ou centri- fuge dans lequel on ajoute le liquide de dispersion (eau). Elle peut consti- tuer une phase s.péciale du procédé, qui fait suite au traitement'par l'hui- le, et on règle alors la consistance de la masse lors du traitement par l'hui- le par exemple de telle sorte qu'elle se présente sous une forme relative- ment sèche formant des grumeaux.
Toutefois, on combine de préférence la dis- persion directement avec le traitement par l'huile, c'est-à-dire qu'on la combine avec cette dernière en une phase de traitement qui ne se prête plus à une décomposition en phases élémentaires se produisant à des instants, dif- férents, autrement dit l'opération du traitement par l'huile s'effectue en présence de la quantité d'eau nécessaire pour la dispersion et en même temps que cette dispersion.
L'eau peut provenir, dans ce traitement, de la matière première même,' par exemple lorsque cette dernière se présente sous la forme de schlamms, ou bien, dans le cas d'une matière première sèche ou insuffisam- ment humide, on peut ajouter l'eau spécialement, de telle sorte donc que l'on soumet au traitement par l'huile et à la dispersion simultanée un pro- duit d'une constitution pâteuse ou déjà à même de couler..L'avantage de l'exé-
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cution simultanée du traitement par 1'nulle et de la dispersion, c'est-à-di- re du mode opératoire décrit en dernier lieu, consiste non seulement en une réduction du temps nécessaire à l'exécution du procédé dans son ensemble, et en sa simplification, mais aussi et surtout en ce que, par ce moyen, le.
pro- cédé est rendu dans une large mesure indépendant de la teneur en eau des ma- tières premières et devient de ce fait applicable directement par exemple à une matière première qui a par elle-même une teneur élevée en eau avec u- ne grosseur de grain correspondante, comme les schlamms, les déchets de flottation, les produits intermédiaires etc..
L'action d'influence sur les surfaces au moyen d'huiles et de réactifs est particulièrement favorisée si on refoule, projette ou aspire à travers des conduits de section réduite, comme des buses, des fentes et des dispositifs analogues, les masses à traiter, en particulier lorsque,- ,les teneurs en eau sont relativement élevées. On peut obtenir ce résultat d'aune manière avantageuse, par exemple avec des moulins pulvérisateurs à plateaux tournant à grande vitesse à sortie en forme de fente, ou bien avec des pom- pes à vitesse de rotation élevée ou à pression de refoulement'élevée débi- tant sur des buses ou des tubes de Venturi, et avec des dispositifs analogues.
Il est en même temps avantageux d'exercer dans chaque cas sur le liquide une pression relativement élevée adaptée à la matière'première et aux huiles et réactifs ajoutés. Dans le cas de substances difficiles à traiter, il est re- commandé de répéter l'opération de traitement, ce qui peut se faire de fa- gon simple par montage l'une à la suite de l'autre des machines utilisées pour le traitement. -,..'
Pour là séparation consécutive dé la dispersion formée, on uti-. lise avec avantage une centrifugeuse effectuant un'tamisage, où un disposi- tif analogue, à l'aide duquel on chasse par centrifugation le trouble con- tenant les stériles, tandis que le charbon pur contenant de l'huile se pré- sente sous une forme.relativement sèche.
Les stériles en suspension dans l'eau chassée par centrifugation peuvent, après avoir été éventuellement débarrassés d'eau,être utilisés comme matière première de valeur pourd'au- tres applications, par exemple pour la fabrication du ciment,' de la porce- laine ou des matériaux de construction, comme charges, etc.
L'effet avantageux du procédé qui fait l'objet de la présente invention est basé sur le fait que le mélange d'huile, de charbon, d'eau et de stériles à séparer se présente, après le traitement par'dispersion effec- tué à l'aide d'eau dans des appareils appropriés, sous la forme de particu- les de charbon humectées d'huiles séparées des particules de stériles en sus- pension. On a observé que la séparation de la masse dispersée de cette façon dans l'eau, en concentré de charbon contenant de l'huile mais peu d'eau et en un trouble de stériles, se fait sans difficulté, la grosseur des trous dans les tamis utilisés à cet effet dans la centrifugeuse pouvant être sen- siblement plus grande que la grosseur des grains de la masse du charbon à traiter.
Cette opération de séparation peut être effectuée avec des centri- fugeuses des-types les plus différents en une seule phase, et cela aussi bien d'une manière continue que d'une manière discontinue. En dehors des cen- trifugeuses à dispositif dé tamisage, on peut aussi utiliser à cet effet des filtres, des séparateurs et d'autres appareillages appropriés ayant un mode d'action analogue dans son principe et d'une construction connue en elle-même.
Le résultat du procédé est ,constitué par un produit annôbli à base de charbon contenant de l'huilé, convenant comme combustible et pour 'd'autres applications, à faible teneur en eau, qui se'présente sous la forme d'une matière meuble, capable de ruisseler et par conséquent de bien se mé- langer avec d'autres substances, par exemple avec des fines de charbon rela- tivement grosses. La possibilité d'appliquer le procédé est, dans une large mesure, indépendante de la teneur en cendres de la matière première, autre- ment dit le procédé peut également être utilisé avec avantage avec 'une ma- tière première à teneur élevée en cendres; d'autre part, il est également indépendant de la teneur du charbon initial en matières volatiles ainsi que de son degré de carbonisation.
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Pour la préparation de la masse dont on part, on utilise avec un avantage particulier des huiles de valeur inférieure, des goudrons, ou d'autres substances bitumineuses qui ne trouvent pas d'autres applications ou qui n'en trouvent pas facilement, et le cas échéant également des matiè- res qui se présentent déjà sous la forme d'une émulsion d'eau et d'huile, comme des produits goudronneux contenant de l'eau, des goudrons de gazogène, des huiles de pergage et des huiles brutes, c'est-à-dire des substances qui contiennent en général également d'autres matières solides et qui autrement sont pratiquement sans valeur. On peut également se servir de matières con- tenant de l'huile qui, à la température normale, ne se présentent pas sous une forme liquide, si on maintient une température correspondante.
La quantité d'huile à utiliser dépend de la dimension de la surface de la particule de charbon à humecter. Il faut adopter, de préfé- rence, une quantité d'huile telle que la totalité de la surface libre de toutes les particules de charbon soit humectée. Si on utilise, par exem- ple, comme constituant humectant, une huile impure contenant de l'eau et des matières solides, ou une huile analogue, l'indication de quantité se rapporte à la fraction d'huile véritable contenue dans l'huile dite brute.
En revanche, il ne faut pas que la quantité d'huile soit trop grande, si- non il se forme un produit intermédiaire ou final qu'on ne peut manipuler que difficilement, à cause de son état physique défavorable.
On a trouvé, en outre, que l'opération d'humectation ainsi que celle de la séparation des particules humectées d'avec les déchets peuvent être influencées d'une manière favorable par modification de là valeur du pH dans chaque phase du procédé. On accélère, en particulier, par ce moyen, la sédimentation des stériles contenus dans l'eau. Il faut, par conséquent, déterminer par des essais, et avec avantage pour chaque charbon, les valeurs optima du pH, lesquelles dépendent à leur tour de la nature du charbon, de la nature des produits ajoutés, du constituant formé par l'huile, etc.. Dans de nombreux cas, on a observé qu'il était avanta- geux de régler le pH du trouble de façon qu'il atteigne une valeur à la- quelle on obtient facilement la séparation des pyrites contenues dans le produit.
Par l'addition de réactifs régulateurs lors du traitement du trou- ble, on peut exercer une influence favorable sur la manière dont le procé- dé se déroule.
Dans la mesure où c'est nécessaire, on peut aussi régler la teneur en eau à sa valeur la plus favorable pour chacune des phases du pro- cédé par addition ou bien, le cas échéant, par élimination d'eau. Même une teneur en eau élevée dans la matière première, comme c'est le cas des schlamms de charbons dont on a extrait peu d'eau, est inoffensive pour la phase consistant dans le traitement par l'huile et la dispersion; toutefois elle est éventuellement nuisible pour le traitement consécutif de sépara- tion. Dans ce cas, on peut régler la teneur à la valeur voulue, dans le produit de la dispersion à soumettre au traitement de séparation, par addi- tion de charbon sec, par exemple de poussier de tamisage ou de fines de char- bon.
Ce dernier mode opératoire est particulièrement avantageux, par exemple, lors de l'application du procédé au traitement des schlamms provenant du fonctionnement ordinaire et régulier des lavoirs à charbons, étant donné qu'on ajoute aux schlamms qui ont été soumis au traitement par l'huile et à la dispersion, avant la séparation, les fines de charbon lavées dans le processus normal de lavage, et que, de cette façon, on combine avec la sé- paration ultérieure des schlamms en particules de charbon et particules de stériles, avec élimination simultanée de l'eau, l'élimination, également, de l'eau contenue dans les fines de charbon lavées.
Lorsqu'on dispose déjà de centrifugeuses normales servant à é- liminer l'eau pour procéder à eette élimination de l'eau des fines, on peut utiliser ces centrifugeuses également pour l'opération de séparation, ce qui présente l'avantage supplémentaire que, pendant l'opération de centri- fugation, les particules lesplus petites des fines de charbon sont retenues par les particules très fines de charbon humectées ,d'huile et sont mises à l'abri de l'expulsion, par centrifugation, à travers la corbeille.
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Un autre avantage de cette manière d'opérer consiste en 'ce que, durant le traitement par centrifugation, les particules très fines de char- bon qui proviennent des schlamms traités et qui contiennent de l'huile sont en même temps mélangées intimement avec les fins de charbon et qu'il est su- perflu de prévoir une opération ultérieure spéciale de mélangeage, par exem- ple dans le cas de l'utilisation comme charbon à coke..
En général, avec le nouveau procédé, on obtient déjà avec .une seule opération une réduction suffisante de la teneur en cendres, notamment quand on attaque la matière première par un broyage préalable dans une me- sure telle que les constituants différents.qui secompénètrent dans la ma- tière première soient séparés les uns des' autres. Si l'on doit réduire enco- re-davantage la teneur en cendres, on peut y parvenir en répétant l'une 'des opérations décrites ou toutes ces opérations, éventuellement en procédant, par une opération intermédiaire, à un broyage de la matière avant la répéti- tion ou avant l'addition de nouvelles quantités d'huile.
Par suite de la possibilité qu'offre le nouveau procédé de traiter de grandes quantités de produits avec un appareillage relativement simple, on peut, d'une manière qui est avantageuse'pour l'opération normale de lavage d'un lavoir à charbon, soumettre à ce procédé la totalité de la fraction la plus fine des fines de charbon brutes que l'on séparait précé- demment pour obtenir ce fonctionnement normal du lavoir à charbon.
L'indépendance entière, due à la présente invention, du nou- veau procédé à l'égard de la teneur en eau des matières premières simpli- fie également la répétition éventuellement nécessaire ou désirée du trai- tement soit des concentrés, soit des stériles. Elle permet, en outre, de très avantageuses combinaisons-du nouveau procédé avéc d'autres procédés' , quelconques de traitement qui, à eux seuls, ne conduiraient pas à des pro- duits définitifs de la qualité voulue, ou n'y conduiraient que par des voies compliquées.
C'est ainsi qu'un charbon tout.venant'se présentant par exemple sous la forme de fines du calibre le plus petit, ou broyé de façon à se présenter sous cette forme, peut être soumis tout d'abord à un traite- ment par flottation, à l'aide de cyclones de lavage ou par le procédé de flottation avec écume ou par d'autres procédés opérant suivant des princi- pes analogues , dans le but de.séparer les stériles du calibre le plus gros, à la suite de quoi on traite le produit intermédiaire, tel qu'il se présen- te, par-le nouveau procédé.
L'une des possibilités d'application particulièrement avanta-' geuse du nouveau procédé est celle qui sert à.la fabrication de produits charbonniers à teneur en cendres particulièrement faible, à savoir ce qu'on appelle du charbon épuré ou pur qui, par combinaison du nouveau procédé a- vec des procédés de traitement en eux-mêmes connus qui tendent à fournir du charbon de très grande pureté, permet la-fabrication de produits char- bonniers très purs à teneur en cendres réduite comme cela-est demandé, et cela pratiquement sans pertes.
Tous les procédés connus de préparation de charbon de très grande pureté, c'est-à-dire de séparation, d'avec la matière première, des fractions les plus pauvres en cendres, constituées essentiellement par les vitrites et par les clarites pauvres en spores comme les procédés de flotta- tion avec répétition sur les concentrés et traitement intermédiaire, c'est- à-dire broyage intermédiaire et élimination intermédiaire de l'eau opérée par échelons sur les produits de concentration préalable,- les combinaisons de procédés de flottation avec d'autres procédés de traitement, par exemple les procédés mécaniques par voie humide, les procédés utilisant un liquide dense ou le traitement électrostatique, lesquels opèrent tous avec'broyage ' très fin de la matière épurée au préalable, ont tous l'inconvénient que,
- en dehors des quantités relativement faibles en concentrés formés de char- bon de très grande pureté, il se forme dans un trouble des résidus en sus- pension qui sont riches en charbon'et ont ,une teneur élevée .en stériles, qui se présentent sous une forme,fine et sous une forme dé grande finesse et qui ne peuvent souvent être mis en valeur que difficilement, si tant est
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que cela soit seulement possible.
Le nouveau procédé est alors utilisé, en combinaison avec des procédés de ce genre, pour décomposer les résidus à teneur élevée en cendres fournie par l'opération d'enrichissement du charbon le plus pur, en un con- centré de charbon chargé d'huile à teneur en cendres du type commercial et en stériles purs, et cela par traitement de ces résidus simultanément par l'huile et par dispersion de la manière qui a été décrite, à la suite de quoi on sépare la dispersion formée, à l'aide d'une centrifugeuse de tamisage ou d'un dispositif analogue.
Il se produit, par ce moyen, une extraction pratiquement complè- te des ,particules de charbon contenues dans les résidus, et cela sous une forme utilisable, c'est-à-dire qu'on évite dans une large mesure'toutes les pertes de charbon, de sorte qu'il devient en même temps possible, dans la première phase qui tend à l'obtention de charbon de très grande pureté dans un tel procédé combiné, d'éliminer d'une manière économique des concentrés à teneur en cendres réduite autant qu'on le veut, sans qu'il soit nécessai- re de tenir compte de pertes de charbon dans les produits intermédiaires ni de la nécessité d'obtenir l'extraction optimum du charbon de grande pu- reté.
Dans le but d'améliorer encore davantage le charbon de très grande pureté, on peut également soumettre le cas échéant au procédé de sé- paration par l'huile, de la même façon que les déchets, le produit concen- tré fourni par une opération antérieure de préparation de charbon pur ou très pur.
Suivant une autre caractéristique du principe de la dernière forme de réalisation de l'invention, il est également possible d'appliquer pour la séparation du charbon de très grande pureté, c'est-à-dire la pre- mière phase de l'ensemble du procédé, le même procédé de séparation par l'huile qui ne demande, dans ce cas, qu'une modification de peu d'importan- ce.
On a observé que si, lors du traitement par l'huile d'une ma- tière première contenant du charbon, on n'opère qu'avec de très faibles quantités d'huile et-de réactifs, il se produit un effet sélectif sur les particules de charbon à faible teneur en cendres et sur celles à teneur élevée en cendres, étant donné que seules les particules les plus pures, constituées par des vitrites et par des clarites pauvres en spores, vien- nent au contact de l'huile et peuvent ainsi être séparées au cours dé l'o- pération suivante de séparation sous la forme d'un concentré de charbon à l'huile pauvre en cendres d'une fagon correspondante, en même temps qu'il se forme un produit intermédiaire qui contient les particules de charbon non huilées, à teneur plus élevée en cendres, les stériles et la masse d'eau.
Eventuellement, on peut aussi procéder à cette occasion à un traite- ment ultérieur du concentré, après un broyage intermédiaire dans la mesure où cela est nécessaire, et par application du même procédé.
On soumet alors les résidus de la première phase du traite- ment comme cela a été décrit ci-dessus, à l'opération de séparation par l'huile avec utilisation de quantités d'huile suffisantes pour l'humecta- tion par l'huile de toutes les particules de charbon, et on les sépare par ce moyen en un concentré. de charbon contenant de l'huile ayant la te- neur en cendres usuelle pour les qualités commerciales, et en stériles à teneur élevée en cendres.'Dans le cas d'une répétition du traitement du concentré de charbon très pur, on réunit avec avantage les résidus de ce traitement à ceux de la première phase et on les soumet ensemble à une nouvelle séparation. Pour ce procédé répété de séparation par l'huile en vue de l'obtention de charbon de très grande pureté, il faut broyer le produit très finement.
Une autre application possible et particulièrement avantageu- se du principe de la présente invention consiste dans la combinaison du procédé de séparation par l'huile avec des procédés connus par flottation
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et par sédimentation pour le traitement, du charbon à l'aide d'un liquide dense.
On sait que l'application de ce principe de séparation ast limitée aux matières premières d'une grosseur de grains supérieure à une certaine limite, tandis que les grosseurs de grains les plus fines ne se laissent pas traiter à l'aide 'd'un liquide dense.. C'est pour cette raison,:', qu'il était nécessaire jusqu'ici de séparer ces grosseurs d'avec-le produit . à traiter, avant son introduction dans le liquide dense, ce qui n'était pos- sible à l'aide de classeurs à vent,que dans le cas d'un charbon relativemènt sec, et conduit, dans le cas de tamisage d'un produit humidé, à'la produc- tion d'une grande quantité de schlamms de valeur inférieure, et dans les - deux cas à des produits qu'il n'était possible de traiter qu'au prix de dif- ficultés considérables.
Par l'application de la présente invention, il devient possi- ble de procéder au traitement à l'aide d'un liquide dense indépendamment) de la grosseur des grains, c'est-à-dire sans séparation préalable du pro- duit le plus fin, et d'obtenir en même temps par ce moyen, quant au résul- tat, une décomposition pratiquement sans pertes du produit initial en char- bon ayant la teneur en cendres faible'désirée et en stériles à teneur éle- vée en cendres.
Conformément à cette forme d'exécution du nouveau procédé,-on soumet le charbon brut d'une grosseur de grain quelconque tel, par exemple, qu'on le dirige habituellement vers le lavoir à charbon, à une séparation, sans élimination préalable des constituants les plus fins, dans un trouble formant liquide dense, à la suite de quoi on sépare d'avec le produit qui '' flotte, ainsi que d'avec celui qui se -dépose par sédimentation, par exem- ple par arrosage, les éléments formés par les grains les plus fins qu'on soumet ensemble ou séparément au traitement selon le procédé ci-dessus dé- fini, en les 'décomposant de cette façon en charbon pur huileux relative- ment sec et en eaux résiduaires contenant.des stériles.
Les particules de stériles obtenues sous une forme très fine - dans le trouble chargé de stériles qui se forme constituent un produit ex- cellent pour accroître la densité du liquide de séparation. Suivant une au- tre caractéristique de la présente invention, on utilise, par conséquent, comme liquide dense ce trouble chargé de stériles, éventuellement après une concentration correspondante, de sorte qu'il devient superflu entièrement ou en partie d,'utiliser d'autres moyens d'accroître la densité du trouble..
Il peut être avantageux de ne soumettre au traitement décrit par le procédé de séparation à l'huile que les grains les plus fins sépa- rés du produit soumis à la flottation et dont la teneur en charbon est re- lativement élevée, et d'utiliser en revanche directement et de nouveau comme substance dense les grains les plus fins, séparés des constituants plus gros, du produit soumis à la sédimentation.
Il va de soi qu'il faut, toutefois, dans ce cas, régénérer d'u- ne façon continue au moins un courant partiel du trouble dense qui s'enri- chit progressivement de débris de manutentation riches en charbon au fur et à mesure de l'avancement du traitement.' ¯Suivant une autre caractéristique de la présente invention, on y procède en soumettant le trouble, si c'est nécessaire après concentration, extraction de liquide ou adjonction, par mélange, de charbon à grain fin ou très fin et sec, à son tour au procédé de séparation à l'huile, de telle sqr- te que,le charbon qui ést contenu soit séparé et que le trouble dense régé- néré ou une partie de ce dernier soit réintroduite dans le circuit.
On peut, le cas échéant, diriger vers une autre utilisation la partie du trouble char- gé de stériles qu'il faut évacuer d'une manière continue ou périodique pour maintenir le trouble au poids spécifique nécessaire.
Si le produit soumis à la sédimentation qui provient,du traite- ment proprement dit par un liquide dense contient encore une quantité nota- ble de constituants contenant du charbon, on le soumet, éventuellement après
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un broyage intermédiaire, encore une l'ois à un traitement, que ce soit à l'aide d'un liquide dense ou par flottation, ou encore par le procédé de sé- paration à l'huile.
L'application de cette forme d'exécution du procédé, qui conduit à un grand nombre de combinaisons possibles dont la complète énumération et description ne sont guère possibles, peut être envisagée. par principe dans tous les cas où il s'agit du traitement, par un liquide dense, d'un produit qui contient des constituants qu'il n'est pas possible, parce que leur grain est fin ou très fin, de séparer par le procédé de flottation et le procédé de sédimentation-en soi, ou qu'il n'est possible de séparer par ces procé- dés qu'avec difficulté. Il est sans importance à cet égard que le produit soit séparé dans-le cours du traitement, ou qu'il représente le résultat ' d'un broyage intermédiaire de constituants plus gros.
Les avantages essentiels du nouveau procédé consistent, ainsi que cela a été indiqué au début, en ce qu'on peut traiter le charbon tout venant dans l'état où il se présente, car il ne faut plus aucun classement par tamisage mécanique ou tamisage au vent, ni non plus, en conséquence, tenir compte de la teneur en humidité de la matière première.
L'invention n'est nullement limitée, en ce qui concerne la ca- ractéristique de la régénération du liquide dense altéré par la présence de débris provenant de la manipulation du produit,- au traitement correspon- dant des troubles qui se produisent dans l'application d'un procédé utili- sant un liquide dense du type ci-dessus décrit, ou d'une manière générale de troubles chargés de stériles utilisés comme liquide dense; elle est, au contraire, applicable à cet égard à la régénération de tous les liquides denses formés de matières denses quelconques et utilisés de façon habituel- le.
Le nouveau procédé de séparation à l'huile peut également être combiné d'une façon correspondante avec d'autres procédés usuels de traite- ment du charbon, ayant ainsi pour résultat que, pour ces procédés égale- ment , comme, par exemple, le travail de classement, le laveur à cyclone etc.. la séparation, indispensable jusqu'à présent, du charbon brut le plus fin avant le chargement, que ce soit par tamisage mécanique ou tamisage au vent, devient superflue.
Ci-après vont être décrits des exemples des diverses applica- tions possibles, sus-décrites, du nouveau procédé auxquelles ses possibili- tés d'application ne se limitent toutefois nullement, comme cela va de soi.
A. PROCEDE FONDAMENTAL.
I.
Un charbon flambant pour usiner à gaz, dont la composition gra- nulométrique était telle que 90 % environ de ce charbon traversait un tamis à 10.000 mailles au centimètre carré, et qui contenait 20 % d'eau et 22 % de cendres, a été dirigé avec 8 % (par rapport à ce même charbon parfaite- ment sec) d'un résidu d'huiles minérales qui contenait de l'eau et des con- stituants minéraux, et après avoir été mélangé brièvement au préalable dans un mélangeur à vis sans fin, vers une pompe de pétrissage fonctionnant d'u- ne façon continue.
Le mélange obtenu à partir de ces produits a été chargé avec de l'eau, pour la dispersion, dans un moulin à croisillon percuteur, et la dispersion obtenue a été soumise à une séparation dans un tamis cen- trifuge en une fraction constituée par le charbon à teneur en cendres ré- duite, et en une fraction constituée par les stériles et l'eau. La fraction constituée par le charbon avait une teneur en cendres de 4 % (à l'état sec) et une teneur en eau de 14 %. La teneur en cendres des stériles éliminés en même temps était de 80 %. Le diamètre des trous du tamis utilisé était de 0, 2 mm.
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II.
Un charbon gras, dont la composition granulométrique était tel- le que 50 % de ce charbon passait à travers un tamis à 10.000 mailles au centimètre carré, contenant 25 % d'eau et 30 % de cendres, a été briève- ment mélangé au préalable, dans un mélangeur, avec 18 % d'un goudron obtenu au cours de la distillation à basse température de lignite, puis envoyé ensuite à travers une pompe de pétrissage. Ensuite, le produit mélangé a été dirigé avec de l'eau vers un désintégrateur.et finalement il a été sé- paré dans une centrifugeuse en charbon à teneur en cendres réduite et en une fraction formée de stériles et d'eau. Le concentré de charbon avait une teneur en eau'de 12 % et une teneur -en cendres de 7 % (évalué par rap- port à du charbon sec). Les stériles contenaient 75 % de cendres.
Cette - fois-ci, la taille des.trous du tamis à fentes'était de 0,25 à 4,0 mm.
III.
Traitement d'un schlamm de charbon gras à forte teneur en eau d'une composition granulométrique telle que 50 % des grains de ce charbon étaient inférieurs à 0,06 mm, 19 % de cendres et 400 grammes de matières solides par litre.
Après addition de réactifs et d'environ 4 % d'huile, par rap- port à la matière sèche, le schlamm a été soumis à un mélange énergique, en même temps qu'on obtenait-que l'huile et les réactifs exercent leur in- fluence sur les particules et que la distribution la plus fine des matières solides dans le trouble se maintienne. Le produit concentré formé de char- bon et d'huile, séparé ensuite au moyen d'une centrifugeuse, avait une te- neur en cendres de 8 % et une teneur en eau de 14 %. La teneur en cendres des stériles éliminés était de 79 %.
IV.
Traitement d'un charbon gras d'une grosseur de grain inférieure à 1 mm, à 23,6 % de cendres, par séparation à l'aide d'huile, selon le pro- cédé décrit, en combinaison avec une concentration préalable par flottation.
Le tableau suivant donne les proportions en poids des différen- tes catégories de grosseur des grains et leur teneur en cendres dans les différentes phases du procédé de flottation ainsi que de la séparation con- sécutive à l'huile.
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EMI10.1
-------------------------------------------------------------------------
EMI10.2
<tb> Flottation <SEP> Séparation <SEP> à <SEP> l'huile
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Consommation d'huile dans la flottation : 1,2 kg/tonne Addition d'huile pour la séparation par l'huile à 50,0 kg/tonne.
V.
Des schlamms de charbons pour usines à gaz, à 23 % de cendres, ont été soumis auprocédé de séparation à l'huile. Les schlamms traités au préalable par des huiles et des réactis et dispersés en même temps dans un moulin pulvérisateur à plateaux avec roue de centrifugation et extraction à travers une fente ont été soumis à la-séparation et à l'élimination de l'eau dans un filtre à cellules à aspiration avec lavage à deux reprises.
Les gâteaux recueillis sur le filtre avaient une teneur en eau de 16,7 % et une teneur en cendres de 8,6 %. Les stériles éliminés avaient une teneur en cendres de 84 %. On s'est servi d'un tissu à filtrer de perlon à mailles de 0,25 mm d'ouverture.
B. APPLICATION. A LA PREPARATION DE CHARBON DE TRES GRANDE PU-
RETE.
I.
Du charbon d'une grosseur de 1 à 0 mm contenant 11,7 % de cen- dres a été traité, en vue de l'obtention de charbon de très grande pureté, par le procédé de la flottation par échelons. Tout d'abord, on a extrait par flottation de la matière première brute un charbon concentré à 1,2 % de cendres. Le rendement était de 31 %. Les déchets (69 % du poids) conte- naient 16,4 % de cendres. Après un broyage intermédiaire du produit concen- tré à un calibre inférieur à 0,2 mm, on a obtenu dans le second échelon de flottation un charbon de très grande pureté contenant 0,42 % de cendres avec un rendement global de 19 % par rapport au charbon tout venant initial. Les résidus du second échelon (12 % en poids par rapport au charbon brut ini- tial) contenaient 2,4 % de cendres.
Le mélange des résidus (69 + 12 = 81 % en poids du produit brut initial) a été soumis dans 'son ensemble à l'opé- ration de séparation par l'huile. Lors de la séparation sur un tamis cen- trifugeur, on a obtenu un produit formé de charbon à l'huile concentré
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contenant 6,5 % de cendres avec un rendement de 73 % (compté sans l'huile).
La quantité de stériles éliminés par la centrifugation était de 8 % (calcul lée par rapport au charbon brut initial) et ils contenaient 82 % de cendres.
II.
Traitement d'un schlamm de charbon de forge à 18,4 % de cen- dres et d'un calibre inférieur à 0,2 mm. .
La matière première a été traitée, par le procédé de sépara- tion à l'huile avec utilisation d'une quantité d'huile très faible seule- ment,-en vue de l'obtention d'un charbon de très grande pureté..'
On a obtenu 18 parties de charbon de très grande pureté(cal-' culées sans huile) contenant 0,6 % de cendres et 82 parties de produit in- termédiaire à 23,2 % de cendres. Le produit intermédiaire a été soumis à nouveau au procédé de séparation à 1 .'huile et on a obtenu 64 parties de - . : charbon contenant de l'huile (calculées sans huile) contenant 6,7 % de cen- dres et 18 parties de stériles à 78% de cendres.
La matière première a été décomposée en conséquence'en 18 par- ties de charbon de très grande pureté contenant 0,6 % de cendres, 64 par- ties de charbon pur à 6,7 % de cendres et 18 parties de stériles à 78 % de ' cendres.
III.
Traitement d'un schlamm de charbon maigre à. 25 % de cendres. composé de grains inférieurs à 0,75 mm.
La matière première a été soumise au procédé de séparation à l'huile par utilisation de quantités d'huile réduites, et on a obtenu 30 parties d'un premier produit concentré à 2,5 % de cendres et 70 parties.de résidusà 34,8 % de cendres. ' @
Le produit de la concentration préalable a été soumis à 'nouveau à l'opération de concentration à l'huile;et on a obtenu 21 parties de char bon de très grande pureté à 0,7 % de cendres et 9 parties de résidus de cen- ,trifugation à 6,7 % de cendres.
Le résidu de centrifugation a été soumis, en même temps que les résidus de la phase préalable, à nouveau au procédé de séparation à l'huile, par conséquent ce sont au total 79 parties du produit initial qu'on a soumis à nouveau à ce procédé de séparation à l'huile. On a obtenu 54 parties de. charbon contenant de l'huile (calculées sans huile) à 8,6 %, de cendres et
25 parties de stériles à 81 % de cendres'.
Le produit initial a donc été décomposé en 21 parties de char- bon de très grande pureté à 0,7 % de cendres, 54 parties de charbon pur à
8,6 % de cendres et 25 parties de stériles à 81 % de cendres.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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PROCESS FOR PREPARING 'QUALITY FUEL, FROM A CRUDE PRODUCT CONTAINING' COAL OR 'LIGNITE.
The present invention relates to a process for obtaining high quality products, in particular fuels, from a raw material containing-due, carbon du'lignite and being in the form of fine grains or very fine, or brought to the corresponding degree of fineness. '
Its aim is to achieve a process which makes it possible to prepare, by wet process, with simultaneous elimination of water and in large measure, by using mechanical installations of a type known in principle, and from, for example, intermediate products or end of normal processing, such as slurries, dusts and similar products, and on the other hand from the more fine fractions of common coal, and , any unsorted off-grade coals,
after their avpir subjected to a., corresponding crushing and similar operations, pure products whose ash content can be regulated at will between extended limits.
Although many special processes are considered for the treatment of fine and very fine products -containing carbon and these processes have been practically practiced, in the majority of countries. case we still denounce to.treat and enhance, in 'coal washhouses for example, -schamms, as, in general',. the finest products, because the Known processes are relatively complicated and therefore expensive, that they separate the different qualities of -products with very poor clarity and that, more;
they are not suitable, most often, for large-scale exploitation, and on the other hand because, with these processes, the 'pure products are also present, because of their high water content, in a form which is ill-suited to their subsequent development.
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This is the case, for example, also with the treatment process by flotation with scum as well as with other known processes in which advantage is taken for the separation of the difference in wettability by oil and by water. water from the carbon particles and from the waste rock particles contained in the products used.
-The disadvantages of an economic nature which result from the aforementioned difficulties which oppose the treatment of the finest products are increasingly aggravated with the increasing mechanization of coal mining , which causes the coarse coal to be further broken into smaller pieces. The high content of the product in very fine grains, the prior separation of which by pre-dusting is only imperfectly possible because of the moisture content of the fresh coal which results from the spraying of water carried out on the channels. - third party slaughtering to combat the danger presented by dust,, in particular makes treatment difficult in the usual washhouses.
In addition, there are seldom sufficient possibilities of using a dust with a high ash content as obtained in the case of pre-dedusting.
The process according to the present invention overcomes these difficulties. It uses, like some known methods, the difference in wettability by oil and water of the carbon particles and the waste rock particles to ensure separation, but, unlike these known methods, not by floating oil-wetted particles to the surface, as in the scum flotation treatment process, for example, or, as in other processes, by pressurizing particles containing waste rock in combination with water out of a "paste prepared from the raw material:
with the addition of oil and water, two ways of proceeding that are difficult to achieve on a large scale and whose effect is imperfect, but on the contrary by a treatment of a new kind applied to a mass prepared by intimate mixing raw product, pre-ground if necessary, and oil-containing substance, such as oil itself, tar, bituminous substances and the like, in kneading mechanisms, kneading pumps etc. ..
This treatment consists in that the solids of such a mixture are subjected, after treatment with oil, to a dispersion in a liquid, preferably in oil, and are brought by this means into a state which allows , in a subsequent phase of the process, to separate this dispersion mechanically, preferably by centrifugation with simultaneous separation of water from the carbon concentrate, into the carbon concentrate and the portion consisting of the carbon particles. sterile suspended in water.
The dispersion, particularly important for the effect of this process, of the mass consisting of coal, oil, waste rock and water is carried out with advantage in a disintegrating or centrifugal mill in which is added the dispersion liquid (water). It can constitute a special phase of the process, which follows the treatment with the oil, and the consistency of the mass is then adjusted during the treatment with the oil, for example, so that it occurs in a relatively dry form forming lumps.
However, the dispersion is preferably combined directly with the oil treatment, that is to say it is combined with the latter in a treatment phase which no longer lends itself to decomposition into elementary phases. occurring at different times, in other words the operation of the treatment with oil is carried out in the presence of the quantity of water necessary for the dispersion and at the same time as this dispersion.
The water may originate, in this treatment, from the raw material itself, for example when the latter is in the form of slurries, or alternatively, in the case of a dry or insufficiently moist raw material, it is possible. add the water especially, so that the oil treatment and the simultaneous dispersion are subjected to a product of a pasty constitution or already capable of flowing. -
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The simultaneous execution of the null treatment and of the dispersion, that is to say of the procedure described last, consists not only of a reduction in the time necessary for the execution of the process as a whole, and in its simplification, but also and above all in that, by this means, the.
This process is made to a large extent independent of the water content of the raw materials and therefore becomes directly applicable, for example, to a raw material which has by itself a high water content with a size of corresponding grain, such as slurries, flotation waste, intermediate products etc.
The action of influence on the surfaces by means of oils and reagents is particularly favored if the masses to be treated are discharged, projected or sucked through ducts of reduced section, such as nozzles, slots and similar devices. , in particular when, -, the water contents are relatively high. This can be achieved in an advantageous manner, for example with high speed rotating platen spray mills with a slit outlet, or with pumps at high rotational speed or with high discharge pressure. - both on nozzles or Venturi tubes, and with similar devices.
At the same time it is advantageous in each case to exert on the liquid a relatively high pressure suitable for the raw material and the oils and reagents added. In the case of substances which are difficult to treat, it is recommended to repeat the treatment operation, which can be done simply by mounting the machines used for the treatment one after the other. . -, .. '
For the subsequent separation of the dispersion formed, use is made of. Read with advantage a centrifuge carrying out a sieving, where a similar device, by means of which one removes by centrifugation the cloudy containing the waste rock, while the pure carbon containing oil is present under a relatively dry.
The waste rock suspended in the water removed by centrifugation can, after having been optionally freed of water, be used as a valuable raw material for other applications, for example in the manufacture of cement, pork. or building materials, as fillers, etc.
The advantageous effect of the process which is the object of the present invention is based on the fact that the mixture of oil, coal, water and waste rock to be separated occurs, after the dispersion treatment carried out. with the aid of water in suitable apparatus, in the form of charcoal particles moistened with oils separated from the suspended waste particles. It has been observed that the separation of the mass dispersed in this way in water, into a charcoal concentrate containing oil but little water and into a haze of waste rock, is done without difficulty, the size of the holes in the sieves used for this purpose in the centrifuge which may be appreciably larger than the grain size of the mass of the coal to be treated.
This separation operation can be carried out with centrifuges of the most different types in a single phase, and this either continuously or discontinuously. Apart from centrifuges with a sieving device, it is also possible to use for this purpose filters, separators and other suitable apparatus having a mode of action similar in principle and of a construction known per se.
The result of the process is a carbon-based annealed product containing oil, suitable as fuel and for other applications, with low water content, which is in the form of a loose material. , able to run off and therefore mix well with other substances, for example with relatively coarse charcoal fines. The possibility of applying the process is to a large extent independent of the ash content of the raw material, in other words the process can also be used with advantage with a raw material having a high ash content; on the other hand, it is also independent of the content of the initial coal in volatile matter as well as of its degree of carbonization.
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For the preparation of the mass from which one starts, one uses with particular advantage oils of lower value, tars, or other bituminous substances which do not find other applications or which do not easily find them, and the where appropriate also materials which are already in the form of a water-oil emulsion, such as tarry products containing water, gasifier tars, pergage oils and crude oils, that is, substances which generally also contain other solids and which are otherwise practically worthless. Materials containing oil can also be used which, at normal temperature, are not in liquid form, if a corresponding temperature is maintained.
The amount of oil to be used depends on the size of the surface of the carbon particle to be wetted. It is preferable to adopt an amount of oil such that the whole of the surface free of all the carbon particles is wetted. If, for example, an impure oil containing water and solids or the like is used as the humectant component, or the like, the quantity indication refers to the actual oil fraction contained in the oil. called raw.
On the other hand, the quantity of oil must not be too large, otherwise an intermediate or final product is formed which can only be handled with difficulty, because of its unfavorable physical state.
It has further been found that the wetting operation as well as that of separating the wetted particles from the waste can be favorably influenced by changing the pH value in each step of the process. In particular, by this means, the sedimentation of the waste rock contained in the water is accelerated. It is therefore necessary to determine by tests, and with advantage for each carbon, the optimum pH values, which in turn depend on the nature of the carbon, the nature of the added products, the constituent formed by the oil, etc. In many cases, it has been observed to be advantageous to adjust the pH of the cloud so that it reaches a value at which the separation of the pyrites contained in the product is easily obtained.
By the addition of regulatory reagents during the treatment of the disorder, one can exert a favorable influence on the way in which the process takes place.
Insofar as this is necessary, the water content can also be adjusted to its most favorable value for each of the stages of the process by addition or, where appropriate, by elimination of water. Even a high water content in the raw material, as in the case of coal slurries from which little water has been extracted, is harmless for the phase consisting of the oil treatment and the dispersion; however, it is possibly harmful for the subsequent separation treatment. In this case, the content of the dispersion to be subjected to the separation treatment can be adjusted to the desired value by adding dry carbon, for example sieving dust or carbon fines.
The latter procedure is particularly advantageous, for example, when applying the process to the treatment of slurries originating from the ordinary and regular operation of the coal washers, since it is added to the slimes which have been subjected to the treatment with the coal. oil and dispersion, before separation, the coal fines washed in the normal washing process, and that, in this way, is combined with the subsequent separation of the slurries into coal particles and waste rock particles, with removal simultaneous removal of water, also the elimination of the water contained in the washed coal fines.
Where normal centrifuges are already available for removing water for this removal of water from fines, these centrifuges can also be used for the separation operation, which has the additional advantage that, during the centrifugation operation, the smallest particles of the charcoal fines are retained by the very fine particles of wet charcoal, oil and are protected from being expelled, by centrifugation, through the basket .
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Another advantage of this way of operating is that during the centrifugation treatment the very fine carbon particles which come from the treated slurries and which contain oil are at the same time intimately mixed with the fines. of coal and that it is superfluous to provide for a subsequent special mixing operation, for example in the case of use as coking coal.
In general, with the new process, a sufficient reduction in the ash content is already obtained with a single operation, in particular when the raw material is attacked by preliminary grinding to such an extent that the different constituents which are combined in each other. the raw material are separated from each other. If the ash content is to be reduced still further, this can be achieved by repeating one or all of the described operations, optionally by proceeding, as an intermediate operation, to grinding the material beforehand. repetition or before adding new amounts of oil.
Owing to the possibility offered by the new process of treating large quantities of products with relatively simple equipment, it is possible, in a manner which is advantageous for the normal operation of washing a coal-washing machine, to submit in this process all of the finer fraction of the crude coal fines which were previously separated to achieve this normal operation of the coal washer.
The complete independence due to the present invention of the new process with regard to the water content of the raw materials also simplifies any repetition which may be necessary or desired in the treatment of either the concentrates or the waste rock. It also allows very advantageous combinations of the new process with other processes, any treatment which, on their own, would not lead to final products of the desired quality, or would only lead to them. through complicated routes.
Thus, a ready-made coal, for example in the form of fines of the smallest caliber, or crushed so as to appear in this form, may first be subjected to a treatment. by flotation, with the aid of washing cyclones or by the scum flotation process or by other processes operating according to similar principles, with the aim of separating the waste rock of the largest size, following whereby the intermediate product, as it is, is treated by the new process.
One of the particularly advantageous application possibilities of the new process is that which serves the manufacture of coal products with a particularly low ash content, namely so-called clean or pure coal which, by combination of the new process, together with treatment processes known per se which tend to provide very high purity charcoal, allows the manufacture of very pure charcoal products with reduced ash content as required, and this virtually lossless.
All the known processes for the preparation of very high purity charcoal, that is to say for the separation, from the raw material, of the fractions with the lowest ash content, consisting essentially of the vitrites and of the clarites poor in spores such as flotation processes with repetition on the concentrates and intermediate treatment, that is to say intermediate grinding and intermediate elimination of the water carried out in stages on the products of prior concentration, - combinations of flotation processes with other treatment processes, for example mechanical wet processes, dense liquid processes or electrostatic treatment, which all operate with very fine 'grinding' of the pre-purified material, all have the disadvantage that,
- apart from the relatively small amounts of concentrates formed from very high purity charcoal, suspended residues are formed in a haze which are rich in charcoal and have a high content of waste rock. in a form, fine and in a form of great finesse and which can often only be developed with difficulty, if at all
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that this is only possible.
The new process is then used, in combination with processes of this kind, to decompose the high ash tailings provided by the operation of enriching the purest coal into an oil laden coal concentrate. with ash content of the commercial type and pure waste rock, and this by treating these residues simultaneously with oil and by dispersion in the manner which has been described, following which the dispersion formed is separated using a sieving centrifuge or similar device.
By this means there is practically complete extraction of the carbon particles contained in the tailings, and this in a usable form, that is to say that all losses are avoided to a large extent. of coal, so that it becomes at the same time possible, in the first phase which tends to obtain coal of very high purity in such a combined process, to remove in an economical manner concentrates with ash content reduced as much as desired, without taking into account the loss of coal in intermediate products or the need to obtain optimum extraction of high purity coal.
In order to further improve the very high purity coal, it is also possible, if necessary, to subject to the oil separation process, in the same way as the waste, the concentrated product supplied by an operation. previous preparation of pure or very pure carbon.
According to another characteristic of the principle of the last embodiment of the invention, it is also possible to apply for the separation of very high purity carbon, that is to say the first phase of the whole. of the process, the same oil separation process which in this case requires only a minor modification.
It has been observed that if, during the treatment with oil of a raw material containing carbon, only very small quantities of oil and reagents are carried out, a selective effect occurs on carbon particles with a low ash content and those with a high ash content, given that only the purest particles, consisting of vitrites and of clarites poor in spores, come into contact with the oil and can thus be separated in the next separation operation in the form of a coal concentrate in low ash oil in a corresponding way, together with the formation of an intermediate product which contains unoiled coal particles, higher ash content, waste rock and water mass.
Optionally, it is also possible on this occasion to carry out a subsequent treatment of the concentrate, after intermediate grinding if necessary, and by application of the same process.
The residues of the first phase of the treatment, as described above, are then subjected to the oil separation operation using sufficient quantities of oil for wetting by the oil. of all the coal particles, and by this means they are separated into a concentrate. coal containing oil having the ash content customary for commercial grades, and waste rock with a high ash content. 'In the case of repeating the treatment of the very pure coal concentrate, it is advantageous to combine the residues of this treatment to those of the first phase and they are subjected together to a new separation. For this repeated process of oil separation to obtain very high purity carbon, the product must be ground very finely.
Another possible and particularly advantageous application of the principle of the present invention consists in the combination of the oil separation process with known processes by flotation.
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and by sedimentation for the treatment, coal using a dense liquid.
It is known that the application of this principle of separation is limited to raw materials with a grain size greater than a certain limit, while the finest grain sizes cannot be treated with a dense liquid .. It is for this reason ,: ', that it was necessary until now to separate these sizes from the product. to be treated, before its introduction into the dense liquid, which was only possible with the aid of wind classifiers, only in the case of a relatively dry carbon, and conducted, in the case of sieving of a wet product, to the production of a large quantity of inferior slime, and in both cases to products which could only be processed at the cost of considerable difficulty.
By the application of the present invention it becomes possible to carry out the treatment with the aid of a dense liquid irrespective of the grain size, that is to say without prior separation of the product. finer, and thereby obtain at the same time, as to the result, a practically loss-free decomposition of the initial product into coal having the desired low ash content and waste rock with a high ash content. .
In accordance with this embodiment of the new process, the raw coal of any grain size such as, for example, that it is usually directed to the coal washing machine, is subjected to separation, without prior removal of the constituents. the finest, in a cloudy forming a dense liquid, following which the elements which float, as well as those which settle by sedimentation, for example by sprinkling, are separated formed by the finest grains which together or separately are subjected to treatment according to the above-defined process, thereby decomposing them into relatively dry oily pure charcoal and waste water containing steriles.
The waste rock particles obtained in a very fine form - in the waste rock laden cloud that forms are an excellent product for increasing the density of the separation liquid. According to a further feature of the present invention, therefore, this sterile laden cloud is used as dense liquid, possibly after a corresponding concentration, so that it becomes entirely or in part superfluous to use other. means of increasing the density of the haze.
It may be advantageous to subject to the treatment described by the oil separation process only the finest grains separated from the product subjected to flotation and of which the carbon content is relatively high, and to use on the other hand, directly and again as a dense substance the finer grains, separated from the larger constituents, of the product subjected to sedimentation.
It goes without saying that in this case, however, it is necessary to continuously regenerate at least a partial stream of the dense haze which is progressively enriched with carbon-rich handling debris as it goes along. the progress of the treatment. ' ¯ According to another characteristic of the present invention, this is done by subjecting the haze, if necessary after concentration, extraction of liquid or addition, by mixing, of fine or very fine and dry coal, in turn to the oil separation process, such that the carbon which is contained is separated and the regenerated dense haze or a part of it is reintroduced into the circuit.
The portion of the waste rock loaded cloudiness which must be removed continuously or periodically to maintain the cloudiness at the necessary specific weight can be directed to another use, if desired.
If the product subjected to sedimentation which results from the actual treatment with a dense liquid still contains a significant quantity of constituents containing charcoal, it is subjected, possibly after
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intermediate grinding, again with treatment, whether using a dense liquid or by flotation, or even by the oil separation process.
The application of this embodiment of the method, which leads to a large number of possible combinations, the complete enumeration and description of which are hardly possible, can be envisaged. in principle in all cases where it involves the treatment, by a dense liquid, of a product which contains constituents which it is not possible, because their grain is fine or very fine, to separate by the flotation process and the sedimentation process per se, or which can only be separated by these processes with difficulty. It is irrelevant in this regard whether the product is separated in the course of processing, or whether it represents the result of intermediate grinding of larger constituents.
The essential advantages of the new process consist, as was indicated at the beginning, in that the coal can be processed as it is, as it is no longer necessary to classify by mechanical sieving or sieving. wind, nor either, accordingly, take into account the moisture content of the raw material.
The invention is in no way limited, as regards the characteristic of regeneration of the dense liquid altered by the presence of debris resulting from the handling of the product, - to the corresponding treatment of the disorders which occur in the liquid. application of a process using a dense liquid of the type described above, or in general of troubles laden with steriles used as dense liquid; on the contrary, it is applicable in this respect to the regeneration of all dense liquids formed from any dense matter and used in the usual way.
The new oil separation process can also be combined in a corresponding way with other customary coal treatment processes, thus having the result that for these processes also, such as, for example, the grading work, cyclone scrubber etc. the separation, essential until now, of the finest raw coal before loading, whether by mechanical sieving or wind sieving, becomes superfluous.
Examples of the various possible applications, described above, of the new process to which its possibilities of application are not limited, however, as goes without saying, will be described below.
A. FUNDAMENTAL PROCESS.
I.
A flaming carbon for gas-machining, of which the granulometric composition was such that about 90% of this carbon passed through a sieve at 10,000 meshes per square centimeter, and which contained 20% water and 22% ash, was directed with 8% (based on the same perfectly dry coal) of a mineral oil residue which contained water and mineral constituents, and after having been mixed briefly beforehand in a screw mixer without end, to a kneading pump operating continuously.
The mixture obtained from these products was charged with water, for the dispersion, in a cross-pin mill, and the dispersion obtained was subjected to separation in a centrifugal sieve into a fraction consisting of the coal with reduced ash content, and a fraction consisting of waste rock and water. The carbon fraction had an ash content of 4% (dry) and a water content of 14%. The ash content of the waste rock disposed of at the same time was 80%. The diameter of the holes of the sieve used was 0.2 mm.
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II.
A fatty charcoal, the granulometric composition of which was such that 50% of this charcoal passed through a sieve at 10,000 meshes per square centimeter, containing 25% water and 30% ash, was briefly mixed beforehand. , in a mixer, with 18% of a tar obtained during the low-temperature distillation of lignite, and then sent through a kneading pump. Then the mixed product was directed with water to a disintegrator, and finally it was separated in a charcoal centrifuge with reduced ash content and a fraction formed of waste rock and water. The coal concentrate had a water content of 12% and an ash content of 7% (assessed relative to dry coal). The waste rock contained 75% ash.
This time the size of the slit sieve holes was 0.25 to 4.0 mm.
III.
Treatment of a slurry of fatty coal with a high water content of a particle size composition such that 50% of the grains of this coal were less than 0.06 mm, 19% ash and 400 grams of solids per liter.
After addition of reagents and about 4% oil, based on the dry matter, the slurry was subjected to vigorous mixing, at the same time that the oil and the reagents were obtained. influence the particles and that the finest distribution of solids in the cloud is maintained. The concentrated product formed of coal and oil, then separated by means of a centrifuge, had an ash content of 8% and a water content of 14%. The ash content of the waste rock disposed of was 79%.
IV.
Treatment of fatty coal with a grain size of less than 1 mm, 23.6% ash, by separation with oil, according to the process described, in combination with a prior concentration by flotation .
The following table gives the proportions by weight of the various grain size categories and their ash content in the various phases of the flotation process as well as of the subsequent oil separation.
<Desc / Clms Page number 10>
EMI10.1
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EMI10.2
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Oil consumption in the flotation: 1.2 kg / tonne Addition of oil for oil separation at 50.0 kg / tonne.
V.
Gas plant coal slurries, 23% ash, were subjected to the oil separation process. The slurries pretreated with oils and reagents and dispersed at the same time in a tray pulverizer with centrifuge wheel and extraction through a slit were subjected to the separation and removal of water in a suction cell filter with washing twice.
The cakes collected on the filter had a water content of 16.7% and an ash content of 8.6%. The waste rock disposed of had an ash content of 84%. A 0.25 mm mesh size perlon filter cloth was used.
B. APPLICATION. FOR THE PREPARATION OF VERY LARGE COAL
RETE.
I.
Coal 1 to 0 mm in size containing 11.7% ash has been treated to obtain very high purity coal by the step flotation process. First, a concentrated coal containing 1.2% ash was extracted by flotation from the raw material. The yield was 31%. The waste (69% by weight) contained 16.4% ash. After an intermediate grinding of the concentrated product to a size of less than 0.2 mm, a very high purity carbon was obtained in the second stage of flotation, containing 0.42% of ash with an overall yield of 19% relative to all-coming coal initial. The second stage tailings (12% by weight based on the original raw coal) contained 2.4% ash.
The residue mixture (69 + 12 = 81% by weight of the initial crude product) was subjected as a whole to the oil separation process. During separation on a centrifuge screen, a product formed of concentrated oil charcoal was obtained.
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containing 6.5% ash with a yield of 73% (counted without oil).
The quantity of waste rock removed by centrifugation was 8% (calculated based on the initial raw coal) and it contained 82% ash.
II.
Treatment of a slurry of forge coal containing 18.4% ash and a caliber less than 0.2 mm. .
The raw material was treated, by the oil separation process using only a very small amount of oil, in order to obtain a very high purity carbon. '
18 parts of very high purity coal (calculated without oil) containing 0.6% ash and 82 parts of intermediate 23.2% ash were obtained. The intermediate product was subjected to the oil separation process again and 64 parts of - were obtained. : coal containing oil (calculated without oil) containing 6.7% ash and 18 parts waste rock with 78% ash.
The raw material was accordingly decomposed into 18 parts of very high purity coal containing 0.6% ash, 64 parts of pure coal with 6.7% ash and 18 parts of waste rock at 78%. of 'ashes.
III.
Treating a lean coal slam to. 25% ash. composed of grains less than 0.75 mm.
The raw material was subjected to the oil separation process using reduced amounts of oil, and 30 parts of a first product concentrated to 2.5% ash and 70 parts residue to 34 were obtained. 8% ash. '@
The product of the pre-concentration was subjected to the oil concentration operation again, and 21 parts of very high purity good char with 0.7% ash and 9 parts of ash residue were obtained. -, 6.7% ash trifugation.
The centrifugation residue was subjected, together with the residues from the previous phase, to the oil separation process again, therefore a total of 79 parts of the initial product were subjected to this again. oil separation process. We got 54 parts of. coal containing 8.6% oil (calculated without oil), ash and
25 parts of waste rock containing 81% ash '.
The initial product was therefore decomposed into 21 parts of very high purity coal at 0.7% ash, 54 parts of pure coal at
8.6% ash and 25 parts waste rock at 81% ash.
CLAIMS.
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