DE2706536A1 - Aufreinigung von kohle - Google Patents

Aufreinigung von kohle

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DE2706536A1 DE19772706536 DE2706536A DE2706536A1 DE 2706536 A1 DE2706536 A1 DE 2706536A1 DE 19772706536 DE19772706536 DE 19772706536 DE 2706536 A DE2706536 A DE 2706536A DE 2706536 A1 DE2706536 A1 DE 2706536A1
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Description

1 BERLIN 33 * H.
Dr. RUSCHKE Λ PARTNER PATENTANWÄLTE
T..fon:030/ JgJJJ? BERLIN - MÖNCHEN """»!,!SS Tclagrumn-Adra·«·: Quadratur Bertin Quadratur MOnchen TELEX: 1β37ββ 9 7(16436 TELEX:5227«7
Aluminum Company of America, Pittsburgh, Pennsylvania, U.St.A.
Aufreinigung von Hohle
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-*-_ 2706b36
Die Erfindung bezieht sich auf die Aufreinigung von Kohle und im spezielleren auf ein Verfahren zur Aufreinigung von Kohle für die Verwendung in Kohleelektroden.
In Zellen zur Gewinnunq von Aluminium, wie z.B. in einer Hall-Zelle, bisher benutzte Kohleelektroden sind aus Petroleumkoks oder aus Koks, der aus überreiner Kohle gewonnen worden ist, gebildet worden, weil dein derartiger Koks relativ frei von Verunreinigungen ist und daher eine geringe oder keine Aufreinigung erfordert. Wegen der zunehmenden Sorge über die ansteigenden Kosten und eine Verfügbarkeit von Petroleumkoks und zur Verringerung der Abhängigkeit von Petroleumkoks, sind verstärkte Anstrengungen unternommen worden, um andere Quellen für Elektrodenkohle zu erschließen. Wegen der großen vorhandenen Kohlemengen, wird Kohle als die naheliegende alternative Quelle angesehen. In den meisten Kohlesorten sind jedoch Verunreinigungen vorhanden, und daher stehen Verfahren zur Gewinnung einer solchen Kohle in sehr aufgereinigter Form, die für Kohleelektroden geeignet ist, praktisch nicht zur Verfügung, oder sind derartige Vert-
fahren so kompliziert, daß sie z.B. für eine Verwendung bei der Aluminiumgewin-j
i nunq unwirtschaftlich sind.
Bezüglich der Konzentration von Verunreinigungen gibt Campbell u.a. in Bureau of Mines Report of Investigations 5191 mit der Bezeichnung "Coal as a Source ofl Electrode Carbon in Aluminum Production" (Februar 1956), auf Seite 2, in der Ta)-
■ j belle 1 an, daß für die Aluminiumgewinnung die folgenden Konzentration en geeigfnet sind: Asche maximal 1,o 56, vorzugsweise o,5 56; Eisen maximal 0,06, vorzugsweise o,o2 %; Silicium maximal ο,οΒ %, vorzugsweise a,ak 96; Calcium maxiaml o,12 %, vorzugsweise o,12 56; Natrium maximal α,12 %; Schwefel maximal 2,o %i vorzugsweise 1,o %. Die für den Fachmann ersichtlich iat, dürfen nur derartige Konzentrationen vorhanden sein, weil Verunreinigungen, wie metallische Elemente
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Legierungen bilden, die eine Einstellung der Aluminiumzusammensetzung schmierig uerden lassen. IJeil Kahle, wie z.B. Steinkahle, in der unaufgereinigten Farm einen Gehalt an Ascheverunreinigungen, einschließlich hoher Konzentrationen von Aluminiumoxid, Kieselsäure und Eisenoxid, in der Nähe von 12 % haben kann, ist die Schwierigkeit, diesen strengen Anforderungen gerecht zu uerden, leicht erkennbar.
Campbell u.a. geben in ihrem Artikel an, daß ihr uirksamstes Auslaugmittel ein Gemisch von Chlorwasserstoffsäure und Fluorwasserstoffsäure ist, Sie geben ausserdem an, daß der Mineralgehalt von Kohle der unteren Klasse, wie z.B. Lignit, etwas stärker verringert wird, wenn eine kaustische Auslaugestufe außer diesem Säuregemisch angewendet wird. Außerdem führen sie an, daß die Verwendung von Salpetersäure zu einem etwas geringeren Endgehalt an Asche führt als dieses Säuregemisch (Chlorwasserstoffsäure/Fluorwasserstoffsäure), daß aber Salpetersäure wegen seiner nachteiligen Wirkung auf die Verkokungsfähigkeit von Kohle als unerwünscht angesehen wurde. Hinsichtlich der oben angegebenen Konzentrationen von Verunreinigungen besagt der Artikel von Campbell u.a., daß nur zwei von den ι
KDhlesarten, die mit einem Gemisch von Chlorwasserstoffsäure/Fluorwasserstoffsäure ausgelaugt worden sind, den maximalen Verunreinigungsgraden genügen, auch wenn der Ausgangsaschegehalt nicht größer als 2,3 % war. Keine der Kohlesorten, die unter Verwendung des dortigen Gemische von Chlorwasserstoffsäure/Fluorwasserstoffsäure ausgelaugt worden waren, entsprechen allen bevorzugten Konzentra-i tionen für die Verunreinigung.
j Ein anderes Beispiel für das Auslaugen von Kohle wird in der US-Patentschrift 3 393 978 beschrieben, die lehrt, daß aechebildend« Verunreinigungen in kohlenstoffhaltigen Materialien, wie z.B. Kohle, durch Behandeln eines eolchen kohlen+ stoffhaltigen Materials mit einer Lösung einer wasserlöslichen anorganischen
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Λ-
Säure, wie z.B. HIMO,, HF oder HCl, und Bildung wasserlöslicher Salze von den Verunreinigungen entfernt werden können. Das dortige Beispiel zeigt jedoch,daß Holzkohle, die auf dieae Ueise behandelt morden ist, ihren Aschegehalt nur von 11,2 % auf 1o% verringert hatte. Eine kaustische Behandlung vor der Säurebehandlung führte zu einer weiteren Verringerung dea Aechegehalte.
Außerdem beschreiben Reggel u.a. in dem Artikel mit der Bezeichnung "Prepare- < tion of Ash-Free, Pyrite-Free Coal by Mild Chemical Treatments", ACS, Division j of Fuel Preprints, Volumen 17 (1), 1972, daß der Aachgehalt von Kohle bis zu | einer geringen Konzentration in einem Zueistufenverfahren verringert uarden kann, bei dem die Kohle einem Aufschluß mit kaustischen Mitteln und dann einer Säurebehandlung unterworfen uird. Außerdem wird von Campbell und in der US-Patentschrift 3 393 978 angegeben, daß es erforderlich sei, zwei Stufen anzuwenden &das Auslaugen mit kaustischen Mitteln vor der Säurebehandlung), um die Verunreinigungen auf ein angemessenes Maß zu senken.
Völlig überraschend ist nun ein sehr wirtschaftliches Einstufenauslaugverfahren zum Aufreinigen von stark verunreinigter Kohle gefunden warden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird bei dem Verfahren ein Qxidans in einer wässrigen Lösung von Salpetersäure und Fluorwasserstoffsäure benutzt. Dieses Verfahren führt zu einer aufgereinigten Kohle mit einem sehr geringen Aschegehalt, sowie Eisen- und Siliciumgehalt, die für die Verwendung in Kohleelektroden sehr geeignet ist.
Ziel der Erfindung ist somit die Schaffung eines wirtschaftlichen Verfahrens zur Aufreinigung von Kohle und verkokter Kohle (coal char).
Diese und weitere Ziele der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen zu entnehmen.
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Gemäß der Erfindung uiird ein Verfahren zur Entfernung von Verunreinigungen aua Kohle vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man
(a) eine wäßrige Auslaugelösung herstellt, die mindestens ein Oxidationsmittel, das aus HND,, HLü_ oder Fe„(SO,), besteht, und o,5 bis, 1o Geuu-% Fluorwasserstoffsäure oder o,5 bis 15 Gew.-% Fluorwasserstoffsäure, wenn das Oxidationsmittel H-O2 oder HIMO, und H_02 ist, und als Rest um wesentlichen Wasser enthält,
(b) die hohle mit dieser Lösung bei einer Temperatur in dem Bereich von 2o bis 1oo C unter Bildung einer Aufschlämmung kontaktiert, die ein Lösung-zu-Koh-i le-V/erhältnis in dem Bereich von 5:1 bis 2o:1 hat, wobei die Kontaktierungädauer in dem Bereich von 15 bis 12o Minuten liegt,
(c) diese Aufschlämmung vermischt,
(d) die Kohle von der Lösung trennt und
Ce) die Kohle mit Wasser wäscht unter Erhalt aufgereinigter Kohle.
Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zur Gewinnung
i hochreiner Kahle, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man eine wäßrige Auiauge-j lösung herstellt, die Salpetersäure und Fluorwassersäure enthält, die unreine Kohle mit dieser Lösung unter Bildung einer Aufschlämmung kontaktiert und während des Kontaktierens ein gasförmiges Oxidans dadurch bläst, um das Auslaugen zu verstärken und ein Durchmischen innerhalb der Aufschlämmung zu erzielen. Danach wird die Säure abgezogen und die Kohle mit blasser gewaschen.
In der nachfolgenden Beschreibung wird auf die einzige Figur in der Zeichnung Bezug genommen, die ein Fließschema darstellt, welches ein Verfahren zur Aufrei ηigung von Kohle gemäß der Erfindung erläutert.
In der Zeichnung wird ein Verfahren zur Bildung aufgereinigter Kohle, die für
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die Verwendung in Kohleelektroden geeignet ist, schematiach dargestellt. Nach der allgemeineren Ausführungsform der Erfindung wird Hohle, die zu entfernende Verunreinigungen enthält, mit einer wäßrigen Auslaugelösung küntaktiert, die Fluorwasserstoffsäure und mindestens ein Oxidationsmittel, bestehend aus HND,, H,pCL oder FE-CSO,),, enthält, um eine Aufschlämmung zu bilden. Ein gasförmiges Oxidans, wie z.B. Luft oder Sauerstoff, kann durch die Aufschlämmung geblasen werden, um ein Durchmischen der Aufschlämmung zu erzielen und ein weiteres Oxi-· dationsmittel zur Verfügung stellen. Nach einer geeigneten Kontaktierungsdauer wird die Lösung abgezogen und die Kohle mit wasser gewaschen. Vorzugsweise wirtj die Kohle, bevor sie der chemischen Behandlungsstufe unterworfen wird, einer Anfangsaufbereitung oder mechanischen Trennung unterworfen, wie z.B. einem FIo-+ tationsprozeß Dder einem Sinkscheideprazeß oder einem magnetischen Abtrennungs-t
prozeß, wie es auf diesem Gebiet bekannt ist, um die Verunreinigungen in der '
Kohle bis auf einen Aschegehalt von etwa 5% herabzusetzen. !
Ein für die Verwendung bei der Erfindung geeignetes Kohleausgangsmaterial ist
Anthrazit, Steinkohle, Lignit oder Braunkohle oder dergleichen. Derartige Kohle, auch mit einem hohen Gehalt uon Verunreinigungen, wie z.B. mit 12% Asche, ergibt bei dem Verfahren, der Erfindung keine Probleme. Die Verunreinigungen von solcher Kohle können gut unter den oben für die Verwendung in Elektroden angegebenen Grad verringert werden. Vorzugsweise hat eine aolche gemäß der Erfindung zu behandelnde Kohle eine Teilchengröße von nicht über 2,362 mm und noch vorteilhafter beträgt die Größe nicht mehr ala 1,16B mm und am vorteilhaftesten nicht mehr ala o,295 mm.
Bezüglich der wäßrigen Aualaugeläaung ist festzustellen, daß eine bevorzugte Kombination Salpetersäure und Fluorwasserstoffsäure enthalt. Die Kombination kann 2 bis 25 Gew.-% Salpetersäure enthalten, unbei ein bevorzugter Anteil 6
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bis 2o Gew.-% entspricht. Der Anteil der Fluorwasserstoffsäure in der Kombination kann o,5 bis 1o Gew.-% betragen, uobei 2 bis 7 Gew.-% bevorzugt sind. Bei diesen Anteilen von Fluorwasserstoffsäure kann die Lösung 2 bis 25 Gew.-% Eisen-III-sulfat/FE2(SG^)3/ anstelle der Salpetersäure enthalten.
Bei einer Variation der Auslaugelösung kann Wasserstoffperoxid anstelle der Salpetersäure oder zusätzlich zu der Salpetersäure verwendet werden. Ulenn Wasserstoffperoxid anstelle von Salpetersäure verwendet wird, kann die wäßrige Lösung 1,o bis 25,of Gew.-% HLCL und o,5 bis 15,0 Gew.-% HF enthalten, wobei der Rest im wesentlichen aus Wasser besteht. Vorzugsweise beträgt die Konzentration H„0 ■ 1o,o bis 2o,o Gew.-% und von HF 3,o bis 8,0 Gew.-%. Wenn die Lösung HNO3, H3O3 und HF enthält, kann die HNCL-Konzentration in dem Bereich von 1,o bis 25,ο Ge-, w.-%, die H„D -Konzentration in dem Bereich von 1,o bis 25, ο Gew.-% und die
i
HF-Konzentration in dem Bereich von o,5 bis 15,ο Gew.-% liegen, wobei der Rest ■ ι im wesentlichen aus Wasser besteht. Vorzugsweise ist HNG3 in einer Konzentra- ! \ tion in dem Bereich von k,o bis 18,ο Gew.-% H2CL in einer Konzentration in dem ' Bereich von B,o bis 18,ο Gew.-% und HF in einer Konzentration in dem Bereich vor!) 2,o bis θ,α Gew.-% vorhanden.
Bei Durchführung der Erfindung soll das Verhältnis von dem Volumen der Auslauge-·
lösung in ml zu dem Gewicht der trockenen Kohle in g etwa 5:1 bis 2o:1 betragen. Vorzugsweise soll dieses Verhältnis in dem Bereich von 1o:1 bis 15:1 liegen, um die Verunreinigungen wirksam auslaugen zu können.
Bezüglich der Kontaktierungedauer und -temperatur der Kohle mit der Lösung ist festzustellen, daß die Dauer von 15 bis 12o Minuten bei einem Temperaturbereich von 2o bis 1oo°C und höher in einem Druckbehälter reichen kann. Vorzugsweise liegt die Kontaktierungadauer in dem Bereich von k3 bia 9o Minuten bei einer bei
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vorzugten Temperatur in dem Bereich von 60 bis 95 C.
Innerhalb der oben angegebenen Konzentrations-, Dauer-, Temperatur- und Verhält· ■ nisgrenzen beim Kontaktieren der Kohle mit der Auslaugelösung gibt es Verfahrens«· merkmale, die von Bedeutung sein können, um ein kohlenstoffhaltiges Material ho·· her Reinheit zu erhalten. Z.B. ist es vorteilhaft, eine Mischuirkung zu erreichen, um das Auslaugen von Verunreinigungen aus der Kohle zu unterstützen. Die
i Mischuirkung kann durch ein Flügelrad oder durch Rrellplatten eraielt werden, das bzw. die au9 einem gegenüber der Auslaugelösung resistenten Material, wie z.B. Kunststoff, besteht bzw. bestehen.
Obtüohl jedoch die Salpetersäure-Fluorwasserstoffeäure-Lösung stark unreine Kohle (12 %) so auslaugen kann, daß der Reinheitsgrad gut unterhalb des für Elektroden erforderlichen Reinheitsgrads liegt, ist jedoch z.B. gefunden worden, dali das Auslaugen von Verunreinigungen durch Verwendung eines gasförmigen Oxidans zusätzlich zu der Salpetersäure erleichtert werden kann. So ist festgestellt woi den, daß die Verringerung des Verunreinigungsgrades durch Blasen eines Sauerstoff liefernden Mittels durch die Aufschlämmung von AuslaugelBaung und Kohle sehr gesteigert werden kann und außerdem das Vermischen oder Vermengen der Aufschlämmung erreicht wird. Ein sehr geeignetes Mittel als weiteres Oxidans ist Luft, doch übt auch Sauerstoffgas ebenfalls einen sehr vorteilhaften Effekt aus. Bezüglich des Vermischens ist festzustellen, daß inerte Gase, uie z.B. I\L und dergleichen, einen vorteilhaften Effekt ausüben können, doch sind sie, wie nachfolgend aufgezeigt wird, nicht so wirksam wie Luft oder Sauerstoff oder dergleichen. Außer diesen Gasen können verdampfte Flüssigkeiten ufe z.B. Wasserdampf geeignet sein. Ein solcher Dampf kann während des Auslaugens autogen gebildet werden.
Nach diesen Behandlungen wird die Kohle von der Auslaugelösung z.B. durch Filtrieren abgetrennt und dann mit Wasser gewaschen,. Im Hinblick auf die Grenzwer-
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te für Eisenund Silicium und auch für Calcium und dergleichen, Die sie üben an- : gegeben sind, ist das Wasser vorzugsweise praktisch frei von diesen Materialien. Es kann daher vorteilhaft sein, mit deionisiertem Wasser zu waschen. Außerdem kann auch destilliertes oder demineralisiertea WaaBer geeignet sein. IMarmaleruieise kann Wasser mit Raumtemperatur benutzt werden, doch kann Wasser mit Tempe*· raturen über der Raumtemperatur vorteilhafter sein, obujohl die Temperatur in den meisten Fällen nicht über 1ooDC liegen wird.
Zur Entfernung flüchtiger Bestandteile wird die ausgelaugte Kohle normalerweise' ! bei einer Temperatur in dem Bereich von 5oo bis 13oo C für eine Dauer von einer [ halben Stunde bis 2o Stunden kalziniert. Normalerweise soll die reine oder auf-ι gereinigte Kohle für Elektrodenanwendungen z.B. mit einer Geschwindigkeit carbo-
niBiert werden, die langsam genug iat, um dichte Kohlenstoffteilchen zu ergeben^ Schnelle Erwärmungsgeschwindigkeiten können ein Ausdehnen der Kohleteilchen for!·
! I
' dem, wodurch ein unerwünschtes Produkt mit einer geringeren Dichte erhalten j wird, als sie normalerweise für Elektroden erwünscht ist.
Obwohl angegeben worden ist, daB die Kohle dem AufreinigungBverfahren der Erfinj dung vor dem Karbonisieren und Kalzinieren unterworfen werden kann, ist es im ί
Rahmen der Erfindung möglich, eine Kohle aufzureinigen, die zunächst kalziniert] worden ist. D.h., das Aufreinigungssystem der Erfindung ist zur Entfernung von j
Verunreinigungen aus Kohle, die wie oben angegeben ist, z.B. zur Entfernung flüchtiger Materialien kalziniert worden ist, geeignet. Der Kalzinierungs- oder Carbjjnisierungsgrad vor dem Aufreinigen gemäß der Erfindung kann eingestellt werden, und zwar größtenteils je nachden Anteilen der zu entfernenden flüchtigen Materialien. Obwohl es in bestimmten Fällen erwünscht sein kann, die Kohle vor dem Auftragen nur teilweise zu kalzinieren, kann die Kohle iaher auch vollständig kalziniert werden, um ein Verkokunga- oder Koksprodukt zu erhalten.
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Zur Bildung von Elektroden für eine Aluminiumgewinnungszelle kann dae aufgerei-i
nigte kalzinierte Hohleprodukt mit einem geeigneten Bindemittel, wie z.B. Pech, vermischt und dann in einer Form erwärmt werden, so daß die gewünschte Konfigu-* ration erhalten uird. Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das aufgerei- ; nigte Produkt der Erfindung mit einer Quelle für kohlenstoffhaltiges Material mit einer Teilchengröße größer als die des aufgereiniqten Produkts vermischt uierden. Denn z.B. das aufgereiniqte Produkt eine Teilchengröße nicht über 1,16QJ
mm hat, sdII das kohlenstoffhaltige Material eine Teilchengröße über 1,168 mm haben, und vorzugsweise ist die Teilchengröße eines solchen kohlenstoffhaltigen Materials größer als o,295 mm.
Ein geeignetes Gemenge von Materialien zur Verwendung als Elektrode kann 25 bis U5 Gew.-% kohlenstoffhaltiges Material, wie z.B. Petroleumkoks, und 55 bis 75 Gew.-% aufgereinigte kalzinierte Kohle gemäß der Erfindung enthalten. Dieses Ge|- menge kann zu Elektroden geformt uerden, indem ein Gemisch von dem Gemenge und Pech gebildet wird, so daß das Gemisch etwa 1o bis 3o Geu.-% Pech enthält. Die Elektrode kann durch Erwärmen des Gemische in einer geeigneten Form und nachfol gendes Konditionieren für die Verwendung durch Erwärmen z.B. in einem Ringofen ausgebildet sein.
Die nachfolgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
Beispiel 1
Eine Probe von Indiana-Nr.6-Kohle, die vorher bis zu einem Verunreinigungsgrad, gemessen durch den Aschgehalt, von etwa k,3 % aufbereitet worden war, wurde bis zu einer Teilchengröße unter α,295 mm (-48 meah nach der Tyler-Siebtabelle) zerkleinert und für 6o Minuten mit einer Lösung bei 8o° C ausgelaugt, die 18 Gew.-
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% Salpetersäure und 7 Geui.-% Fluorwasserstoffsäure enthielt und als Rest aus , deionisiertem Wasser bestand. Das Verhältnis von Lösung in ml zu trockener Hon-j
I Ie betrug 15:1. Während der Dauer des Aualaugens uurde Luft durch die Aufschläm+
mung geblasen. Dann uurde die ausgelaugte Ko* abfiltriert, mit deionisiertem >
j Wasser mit Raumtemperatur geuaechen und getrocknet. Die erhaltene aufgereinigte Hohle uurde auf den Mineralgehalt hin analysiert, und es uurde festgestellt,daß sie o,o12 Geuu-% Eisen, o,oo2 Geuu-% Silicium, o,o18 Geui.-56 Calcium und o,o1 Gew.-% Natrium enthielt. Außerdem war der Aluminiumgehalt auf o,o13 Geui.-% verringert morden. Der Aschegehalt der Kohle betrug o,17 Gew.-96.
Beispiel 2 Eine Probe von Indiana-Nr.6-Kohle uurde zunächst bis zu einem Verunreinigungs-
grad von 2,6 Gew.-56 aufbereitet und dann uiie in dem Beispiel 1 behandelt mit de]*
Ausnahme jedoch, daß die Auslaugelösung 1Θ Geui.-% Wasserstoffperoxid und 6 Gem.-· j % Fluorwasserstoffsäure enthielt, wobei der Rest aus deionisiertem Wasser bestand. Die eraltene aufgereinigte Kohle uurde auf ihren Mineralgehalt hin unter+ sucht, und es uurde festgestellt, daß sie o,o17 Geui.-% Eisen und σ,οοΐ» Geu.-% Silicium enthielt. Der Ascheanteil der Kohle betrug o,22 Geui.-%.
Beispiel 3
Vier Proben von Indiana-i\lr.6-Hohle, die zuvor bis zu einem Verunreinigungsgrad von 2,6 Geuu-% Asche aufbereitet und bis zu einer Teilchengröße unter o,295 mm (-48 mesh nach der Tyler-Siebtabelle) zerkleinert worden waren, wurden für U5 Minuten mit einer Lösung bei 550C ausgelaugt, die 16 Gew.-% Wasserstoffperoxid und 6 Geuu-% Fluorwasserstoffsaure enthielt, wobei der Rest aus deionisiertem Wasser bestand. Obb Verhältnis von Aualaugelöeung in ml zu Hohle in g betrug 15:1. Während des Auslaugana hürde Saueratoff durch die erste Probe, Luft durch
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die zweite Probe und Stickstoff durch die dritte Probe geblasen· Durch die vier-j te Probe wurden keine Gase geblasen. Danach wurden die ausgelaugten Kohleproben abfiltriert, in deionosiertem LJasBer mit Raumtemperatur gewaschen und getrackrd; Die Analyse der erhaltenen aufgereinigten Hohle dieser Testreihe auf den Gehalt an Asche, Eisen und Silicium hin, ergab die nachfolgend angegebenen Werte.
Gas Asche
(Geuu-ft)
Sauerstoff o,31
Luft o,31
Stickstoff o,V7
keines 0,51
Eisen
Silicium (Geiu.-%)
o,o19
o,o27 0,03*« o,o55 o,o57
Obwohl die Ergebnisse dieser Tests weitgehend im Hinblick auf den Gehalt an A-sche, Eisen und Silicium demonstriert werden, ist davon auszugehen, daß der Gehalt an anderen Verunreinigungen, wie z.B. an Schwefel, Calcium, Natrium, Magne sium, Titan und Aluminium, wirksam verringert worden ist, ao daß eine breite Verjwendungsmöglichkeit für das aufgereinigte Produkt gegeben iat.
Diesen Tests kann entnommen werden, daß eine der wirksamsten Auslaugelösungen Salpetersäure gemeinsam mit Fluorwasserstoffsäure enthält. Eb kann außerdem ersehen werden, daß wasserstoffperoxid und Fluorwasserstoffsäure zu einem wirksamen Auslaugen von Verunreinigungen führen und daß ein Mischen mit Sauerstoff, Luft und Stickstoff in weiterer wirksamer Weise den Grad der Verunreinigungen verringert.
Obwohl die Erfindung anhand der Gewinnung aufgereinigter Kohle oder aufgereinigten kohlenstoffhaltigen Materials beschrieben worden ist, die bzu. das für die Verwendung bei der Aluminiumgewinnung, z.B. als Anoden, geeignet ist, sind die
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Anwendungsgebiete für eine solche Kohle nicht darauf beschränkt. Z.B. kann auf- !gereinigte Kohle der Erfindung für Lichtbogenelektroofen-Elektroden oder bei der Stahlerzeugung Verwendung finden. Wegen des erzielten hohen Reinheitsgrades kann die aufgereinigte Kohle der Erfindung außerdem auf den meisten Gebieten verwendet werden, auf denen vom Petroleum herstammender Koks, Kohlenstoff oder Graphit normalerweise verwendet werden. Andere Verwendungen sind für den Fachmann ersichtlich.
Die Erfindung ist anhand bevorzugter Ausführungsformen beschrieben worden. Die dazugehörigen Patentansprüche erfassen alle weiteren Auaführungsformen der Erfindung.
Dr.Ue/ho
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1. Verfahren zur Entfernung von l/erunreiniqunnen aus Kühle durch Auslaugen derselben mit anorganischen Säuren, dadurch gekennzeichnet, daß man
    (a) eine uäßrige Lösung herstellt, die mindestens ein Oxidationsmittel, das aus HPJCL, H-Op oder Fe„(SO, ), besteht, und o,5 bis 1o Gew.-'/ό Fluorwasserstoffsäure oder o,5 bis 15 Gew.-% Fluoruasserstoffsäure, wenn das Oxidationsmittel H„0 oder HiJD3 und HO ist, und als Rest im wesentlichen Wasser enthält,
    (b) die Kühle mit dieser Lösung bei einer Temperatur von 2d bis loo C, vorzugsweise von Go bis [)5DC unter Bildung einer Aufschlämmung kontaktiert, die ein Lösunn-zu-Kohle-Verhältnis in dem Bereich von 5:1 bis 2o:2, vorzugsweise von 1o:1 bis 15:1 hat, uobei die Kontaktierungsdauer in dem Bereich von 15 bis 12o Minuten, vorzugsweise von k5 bis 9o Minuten liegt,
    (c) diese Aufschlämmung vermischt,
    (d) die Kohle von der Lösung trennt und
    (e) die Kühle mit Wasser wäscht unter Erhalt aufgereinigter Kohle.
    2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidationsmittel Salpetersäure und Wasserstoffperoxid sind.
    3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidationsmittel Salpetersäure ist und die Lösung vorzugsweise 6 bis 2o Gew.-% Salpetersäure und 2 bis 7 Gbw.-5j Fluorwasserstoffsäure enthält.
    k. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Oxidationsmittel | Wasserstoffperoxid ist.
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    5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet, daß man das Mischen unter Anwendung eines gasförmigen Mediums durchführt, das vorzugsweise aus Luft, Bauerstoff oder Stickstoff, und davon am meisten bevorzugt aus Luft besteht.
    6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Waschen der Hohle mit demineralisiertem Wasser vornimmt.
    7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kohle, die mit der Auslaugelösung kontaktiert werden soll, eine Teilchengröße nicht über 1,1GB mm hat.
    Θ. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kohle vor dem Kontaktieren kalziniert.
    1J. Verfahren zur Bildung von Kohleelektroden aus Kohle, die nach dem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufgereinigt worden ist, dadurch qekennzeichnet, daß man die aufgereinigte Kohle zur Entfernung von flüchtigen Materialien kalziniert, die kalzinierte Kohle mit kohlenstoffhaltigem Material vermengt, das eine Teilchengröße über der der Kohle hat, dieses Gemenge von kalzinierter Kohle und kohlenstoffhaltigem Material mit Pech vermischt und das so erhaltene Gemisch durch Erwärmen in einer Form in eine Elektrodenform bringt.
    10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemenge 25 bis tf5 Gew.-96 kohlenatoffhaltigee Material und 55 bis 75 Gbüj.-% aufgereinigte Kohle enthält.
    11. Verfahren nach Anspruch 1o, dadurch gekennzeichnet, daß das kohlenstoffhal-
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    — 3 — tine Material Petroleumkoks ist.
    12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch 1n bis 3d Geu.-/o Pech enthält.
    13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß man die aufqereinigte Kohle bei einer Temperatur van 5od bis 13oa C für eine Dauer von einer halben Stunde bis zu 2o Stunden kalziniert.
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