DE2647554C3

DE2647554C3 - Verfahren zur Behandlung von Steinkohlenschlammen

Info

Publication number: DE2647554C3
Application number: DE2647554A
Authority: DE
Inventors: Wilhelm Dr.-Ing. Blankmeister; Bernd Dr.-Ing. Bogenschneider; Rolf Dr.-Ing. 4630 Bochum Koehling; Karl-Heinz Dr.-Ing. Kubitza; Dieter Dr.-Ing. Leininger
Original assignee: Bergwerksverband GmbH
Current assignee: Bergwerksverband GmbH
Priority date: 1976-10-21
Filing date: 1976-10-21
Publication date: 1980-06-19
Also published as: ZA776289B; GB1582178A; JPS6022977B2; DE2647554B2; JPS5391463A; AU515557B2; DE2647554A1; US4257879A; CA1102741A; AU2995077A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Steinkohlenschlämmen unter Anwendung einer selektiven Agglomeration durch Umbenetzung mittels flüssigen Kohlenwasserstoffen.

Durch die Mechanisierung bei der Gewinnung von Steinkohle und durch die heute gegenüber der Wagenförderung stärkere mechanische Beanspruchung der Kohle auf dem Weg zwischen Gewinnung und Aufbereitung ist in den letzten Jahren der Feinstkorngehalt und im Zusammenhang mit verstärkten Bemühungen zur nassen Niederschlagung des Flugstaubes der Wassergehalt der Rohrförderkohle ständig gestiegen. Das hat zwangsläufig zu einer Verschlechterung des Ergebnisses der ersten Trennverfahren in der Aufbereitung - der Vorklassierung und der Sichtung — geführt. Die Folge ist ein erheblicher Anstieg des Schlammanfalls in den Steinkohlenaufbereitungsanlagen und eine Überlastung der Einrichtungen für die Schlammaufbereitung. Demzufolge sind Erweiterungsbauten für die Klärung, die Sortierung (Flotation) und die Entwässerung (Vakuumfilterung) der Schlämme notwendig. Diese Maßnahmen sind sehr aufwendig und lassen sich wegen der hohen erforderlichen Investitionen nur über eine längere Zeit verwirklichen. Häufig sind sie auch wegen Raummangels gar nicht durchführbar. Dann muß in Kauf genommen werden, daß mehr Feststoff <0,5 mm in das für die Sortierung der gröberen Kohle erforderliche und im Kreislauf geführte Waschwasser eingebracht wird als abgeschieden werden kann, also eine Anreicherung des Feststoffes im Waschwasser erfolgt. Der Feststoff des Waschwassers durchläuft mehrmals alle naß arbeitenden Verfahrensstufen, bevor er abgeschieden wird. Durch die längere Verweildauer und mehrfache mechanische Beanspruchung tritt eine starke Zerkleinerung des Feststoffes ein, wodurch Trenneffekte und Belastbarkeit der Kläreindicker, Flotationsanlagen und Filter vermindert werden. Außerdem führen hohe Feststoffgehalte im umlaufenden Waschfässer zu Kohleverlusten in den Aufbereitungsabgängen.

Dem gestiegenen Schlammanfall muß durch geeignete Maßnahmen begegnet werden, um die Aufbereitungskosten zu verringern und die hohen Wassergehalte in den Verkaufssorten und die dadurch bedingten hohen Transportkosten ebenso zu vermeiden, wie die Erlöseinbußen.

Es ist bekannt, den Wassergehalt von Steinkohlenschlämmen durch thermische Trocknung zu senken. Dieses Verfahren ist jedoch das mit Abstand teuerste für die Abtrennung von Wasser.

Eine Senkung des Wassergehaltes in den Verkaufssorten ist auch dadurch möglich, daß die Verfahren und Einrichtungen zur Entwässerung der fein- und feinstkörnigen Sorten verbessert werden, um die Auswirkungen der verschlechterten Ruhstoffeigenschaften auszugleichen und die Anwendung der teureren thermischen Trocknung möglichst zu vermeiden. Die heute in den Aufbereitungen anfallenden Schlämme lassen sich jedoch, vor allem wegen der ungünstigen Korngrößenverteilung, nur sehr schwierig auf herkömm'iche Weise entwässern.

Es ist bereits ein Verfahren zur Behandlung von Steinkohlenschlämmen unter Anwendung einer selektiven Agglomeration durch Umbenetzung mittels flüssiger Kohlenwasserstoffe bekannt (Müschenborn, W.: Entwässerung von Steinkohlen mit Hilfe von ölen. Vortrag, gehalten auf der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Mineralölwissenschaft und Kohlechemie in Goslar, Oktober 1958). Dieses bekannte Verfahren beruht auf der Eigenart bestimmter flüssiger Kohlenwasserstoffe, Kohleteilchen bei der Konditionierung von Schlämmen in einem Mischreaktor selektiv zu benetzen und die dabei entstehenden Agglomerate in einem weiteren Verfahrensgang durch geeignete Trennmethoden sowohl von den in Suspension verbliebenen Mineralstoffteilchen als auch weitgehend vom Wasser zu trennen. Bei Anwendung des sogenannten »Convertol-Verfahrens« wurde Schlamm kollektiv einem Mischreaktor aufgegeben. Bei dieser kollektiven Aufgabe war der Ölverbrauch größer und die Selektivität (Trennschärfe) bei den gröberen Feststoffteilchen unzureichend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei dem eingangs genannten Verfahren zur Behandlung von Steinkohlenschlämmen unter Berücksichtigung der ungünstigen Korngrößenverteilung der aufzubereitenden Gesamtschlammenge, eine Verbesserung deren Selektivität zu erreichen und gleichzeitig zu einer Verfahrens- und/oder Produktoptimierung beizutragen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Gattung zur Behandlung von Steinkohlenschlämmen durch die Kombination der in Anspruch 1 bezeichneten Verfahrensschritte a) bis c).

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens ist im Unteranspruch 2 niedergelegt.

Durch die Regelung der Trennkorngröße beim Klassieren innerhalb eines vorgegebenen Bereiches unter Benutzung der Korngrößenverteilungder gröberen Schlammfraktion als Steuergröße in Abhängigkeit

von den Produkten der nachgeschalteten Aufbereitungsmaschinen (Flotation, Filter, etc.), wird eine Optimierung der nachgeschalteten Behandlungsstufen, d. h. eine qualitative Verbesserung der erzeugten Produkte sowie eine Minimierung der Menge der durch Agglomeration zu behandelnden feinen Schlammfraktion ermöglicht.

Die Minimierung der feinen Schlammfraktion führt zu einer Begrenzung der durch Umbenetzung una selektive Agglomeration zu behandelnden Schlammmenge und der hierfür benötigten Mengen an flüssigen Kohlenwasserstoffen. Insgesamt werden beträchtliche Kosteneinsparunger? und Mehrerlöse erzielt. Bei der Neuerrichtung von Aufbereitungsanlagen können zusätzlich Investitionsmittel für die erforderlichen konventionellen Sortier- und Entwässerungseinrichtungen eingespart werden. Bei Erweiterungen bestehender Aufbereitungsanlagen kann die Installation von Einrichtungen für die Klassierung des Schlammes, für die Umbenetzung und die Agglomeration wegen ihres geringen Raumbedarfs leichter als eine Erweiterung der vorhandenen Flotations- und Filteranlagen durchgeführt werden. Ähnliches gilt bei einer Gegenüberstellung der hier benötigten Einrichtungen mit den alternativ erforderlichen Einrichtungen von thermischen Trocknungsanlagen.

Außer zur Behandlung von Steinkohlenschlämmen, die in Aufbereitungsanlagen anfallen, kann das vorgeschlagene Verfahren auch zur Entwässerung von in Rohrleitungen als Suspension transportierten Steinkohlenschlämmen vorteilhaft angewendet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend in einem Beispiel anhand der Zeichnung näher erläutert:

In der Figur ist das Verfahren zur Behandlung von Steinkohlenschlämmen in einer schematischen Darstellung abgebildet.

Der Schlamm unter etwa 1 mm Korngröße wird in einem Klassierer 1 in eine feinstkornreiche Schlammfraktion A und in eine gröbere Schlammfraktion B getrennt. Dabei kann die Trennkorngröße d_T im Bereich zwischen 0,03 und 0,15 mm liegen. Der optimale Wert ist abhängig von den Produkten der nachgeschalteten Aufbereitungsmaschinen (Flotation, Filter, etc.). Eine Ermittlung kann auf verschiedene Weise erfolgen, beispielsweise durch eine (berührungsfreie) Abtastung der Kuchendicke, die erfahrungsgemäß eine Funktion der Korngrößenverteilung ist, wenn als nachgeschaltete Aufbereitungsmaschine ein Filter dient.

Die Schlammfraktion B wird in nachgeschalteten Verfahrensstufen 3 sortiert und entwässert. Gegebenenfalls kann jedoch die Sortierstufe'entfallen. Wird die Sortierung durch Flotation vorgenommen und die Entwässerung des Flotationskonzentrales mit Filtern durchgeführt, so kann eventuell auf eine Regelung der Trennkorngrößen d_r verzichtet und dafür von der feinstkornreichen Schlammfraktson A über einen Teiler 2 eine Teilmenge Al geregelt abgezweigt und der gröberen Schlammfraktion B zugegeben werden, um in dieser eine für die Weiterbehandlung durch FIotation und Filterung verfahrensoptimale Korngrößenverteilung einzustellen.

Bei Herd- oder anderer Grobschlammsortierung und anschließender Fliehkraftentwässerung wird jedoch zweckmäßigerweise der Feinstkornanteil — d_T in

ίο der Schlammfraktion B minimiert, d. h. die Trennung im Klassierer 1 möglichst trennscharf durchgeführt.

Es empfiehlt sich, den Trennschnitt bei der

Schlammklassierung je nach deren Trennschärfe auf dj = 0,03 bis 0,15 mm zu legen, so daß der Feinst-

kornanteil —0,1 mm - der meist weit über 40% beträgt - in der Schlammfraktion B auf einen Wert von 15 bis 30% reduziert wird.

Nur die feinstkornreiche Schlammfraktion A bzw. deren nach Abzug der Teilmenge Al verbleibende Restmenge wird einem Umbenetzer 4 aufgegeben und dort mit selektiv wirkendem Agglomerationsmittel, nämlich flüssigen Kohlenwasserstoffen, die dementsprechend nur in vergleichsweise geringen Mengen benötigt werden, behandelt. Die Agglomeration wirkt selektiv für Kohle und Bergekörner. Die gebildeten Kohleagglomerate sind größer als die Bergeteilchen und so stabil, daß sie in einem Trennapparat 5 sortiert und entwässert werden können. Die Trennung kann durch eine Klassicreinrichtung, z. B. auf einem Sieb,

jo vorgenommen werden. Der Austrag des Umbenetzers 4 kann aber auch einem Filter oder in einer Zentrifuge sortiert und entwässert werden. Bei zweistufiger Sortierung und Entwässerung besteht der Trennapparat 5 immer aus einer Klassiereinrichtung

y, (Sieb); die Nachbehandlung des Vorkonzentrats erfolgt dann in einem weiteren Trennapparat 8, beispielsweise auf einem Filter oder in einer Zentrifuge.

Der Austrag aus dem Trennapparat 5 oder auch bereits aus dem Umbenetzer 4 kann auch mit Grobschlamm von etwa 3 bis 0,5 mm in einem Mischer 70 gemischt und in einem Trennapparat 81, vorzugsweise in einer Zentrifuge, nachbehandelt werden. An die Stelle von Grobschlamm kann auch gewaschene Feinkohle von etwa 10 bis 0,5 mm treten. Auch diese Mischung kann in einem Mischer 7 vorgenommen und dann in einem Trennapparat 80, vorzugsweise in einer Zentrifuge, nachbehandelt werden. Schließlich können auch gewaschene Feinkohle und Grobschlamm sowie der Austrag aus dem Umbenetzer 4 oder dem Trennapparat 5 gemischt und gemeinsam nachbehandelt werden. Gleiches gilt für entwässertes Flotationskonzentrat oder entwässerten Rohschlamm, die aus der Schlammfraktion B gewonnen wurden und ebenfalls mit dem Austrag aus dem Umbenetzer 4 oder dem Trennapparat 5 gemischt und gemeinsam nachbehandelt werden können.

Ilicr/u I RIuIt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Behandlung von Steinkohlenschlamm unter Anwendung einer selektiven Agglomeration durch Umbenetzung mittels flüssigen Kohlenwasserstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß

a) der Schlamm im Bereich der Trenngröße (L₁. zwischen 0,03 und 0,15 mm klassiert wird, wobei die Regelung der Trennkorngröße d_T durch Ermittlung der Korngrößenverteilung der gröberen Schlammfraktion in den der Klassierung nachgeschalteten Behandlungsstufen als Steuergröße vorgenommen wird;

b) die feinstkornreiche Schlammfraktion aus der vorgeschalteten Klassierung umbenetzt wird, wonach

c) der umbenetzte und selektiv agglomerierte Feinstkornstrom mittels Siebentwässerung oder dergleichen von den ungeflockten aschereichen Bergeteilchen befreit und die Kohleagglomeration für sich allein oder gemeinsam mit gröberen Kornfraktionen nachentwässert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Klassierung in der gröberen Schlammfraktion ein Feinstkornanteil kleiner als 0,1 mm auf 15-30% eingestellt wird.