DE2736801A1

DE2736801A1 - Verfahren zur gewinnung von kohle aus bergwerkrueckstaenden

Info

Publication number: DE2736801A1
Application number: DE19772736801
Authority: DE
Inventors: James Dennis Deimler; Thomas Alfred Vivian
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1976-08-16
Filing date: 1977-08-16
Publication date: 1978-02-23
Also published as: GB1584673A; IN147345B; FR2361940B1; CA1091622A; JPS5323803A; FR2361940A1; AU511234B2; AU2788477A

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. R. Weickmann, Dipl.-Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

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Case 18,104C-F 8 München 86, den

POSTFACH 860820

MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 98 39 21/22

THE DOW CHEMICAL COMPANY, Midland, Michigan, V.St.A. 2030 Abbott Road

Verfahren zur Gewinnung von Kohle aus BergwerksrUckständen

Die Kohleabbauindustrie wird seit kurzem von umweltbewußten Gemeinden unter Druck gesetzt. Sie soll die großen Mengen an Rückständen, die sich im Laufe der Jahre angesammelt haben, entfernen. Man nimmt weiterhin an, daß die Menge an Rückständen in der Zukunft schneller zunimmt, da Kohle mit erhöhter Rate abgebaut wird.

In der Kohleabbauindustrie hat man Trennverfahren unter Verwendung dichter Medien wie auch Schaumaufbereitungsverfahren in einigen Fällen in Reihen zur Verringerung der Eisenpyrite verwendet und verwendet sie auch noch heute. Die Eisenpyrite tragen zu der Asche in der Kohle bei wie auch zu Schwefelgasen, wenn Pyrite enthaltende Kohle verbrannt wird. Bei diesen Stufen wird die Qualität der Kohle ebenfalls verbessert, indem die Tone und die Schiefer, die die Kohle begleiten, entfernt werden. Beide Materialien tragen ebenfalls zu dem Hauptrückstand,der als Asche bekannt ist, bei der Verbrennung der Kohle bei. Diese Behandlungen, die auf diesem Gebiet als Konzentrierung (Anreicherung) bekannt sind, da die Ton- und Pyritgehalte verringert werden, ergeben eine sich abtrennende Flüssigkeit, normalerweise

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Wasser, die große Volumen an Kohlefeinstoffen und Tonfeinstoffen enthält, normalerweise kleiner als etwa 0,59 mm (28 mesh; Tyler Sieve Series). Dies gilt insbesondere bei der Behandlung der Kohle, die zerkleinert und klassifiziert wurde und bei von Heizern bedienten Boilern oder anderen wärmeerzeugenden Vorrichtungen verwendet wird und als "Dampfkohle" wie auch als metallurgische Kohle (d.h. Kokskohle) für die Erzeugung von Stahl und Gußeisen bekannt ist. Die Aufschlämmungen aus Feinstoffen, die bei diesen Behandlungen anfallen, werden in Haufen bzw. Meiler für den Rückstand oder in Teiche bzw. Tümpel gepumpt, wo das Wasser abläuft und in vielen Fällen gesammelt und wiederverwendet wird. Die Rückstände, die derzeit beseitigt werden, liegen in Form von Wasseraufschlämmungen vor, wobei die Feststoffe hauptsächlich Tone und Kohle mit geringen Mengen anderer Verunreinigungen, z.B. Pyrit, Quarz usw., sind, wovon 10 bis 60% Kohle sind. Man schätzt, daß mehrere Millionen Tonnen von Feststoffen so Jedes Jahr in der Landschaft abgelagert werden. Der Kohlegehalt wäre, sofern er gewinnbar wäre, eine wesentliche Ergänzung für die knappe Energie, die derzeit zur Verfügung steht.

Es besteht daher Bedarf nach einem Verfahren, mit dem die Kohle aus Tonen in Auf schlämmungen aus Bergbaurückständen abgetrennt werden kann.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Abtrennung von Kohle aus ihrer sie begleitenden Gangart, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man

eine wäßrige Aufschlämmung aus feinverteilter Gangart-Kohle mit einer organischen Flüssigkeit, die mit Wasser nicht mischbar ist und ein spezifisches Gewicht besitzt, das ausreichend größer ist als das von Wasser, so daß eine Phasentrennung des Wassers und der organischen Flüssigkeit möglich wird, vermischt,

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-Jf-

die Gangart mit dem Wasser und die Kohle als Aufschlämmung in der organischen Flüssigkeit entfernt bzw. trennt.

Als Wasser kann man das Wasser verwenden, das man zum Transport der Kohle bei Kohleerzeugungsverfahren verwendet. Man kann jedoch auch Wasser zugeben oder ablaufen lassen, so daß der Wassergehalt entsprechend dem Gehalt der Feststoffe und der zugegebenen organischen Flüssigkeit eingestellt werden kann.

Die organische Flüssigkeit besitzt ein spezifisches Gewicht, das größer ist als das von Wasser. Die Erscheinung, daß sich die Kohle und die Tone usw. abtrennen, ist ähnlich wie die Erscheinung, die man beim Auswaschen der Tone aus der Kohle beobachtet, verglichen mit einem Sink-Flotierverfahren oder einem Schaum-Flotationsverfahren bzw. Schaum-Aufbereitungsverfahren, wobei die letzteren Verfahren eine organische Flüssigkeit erfordern, die eine Dichte besitzt, die größer 1st als die der Kohle und geringer als die des Tone. Bei der vorliegenden Erfindung verbleibt die Kohle, die eine Dichte besitzt, die geringer ist als die der Tone, mit der organischen Flüssigkeit, und die Tone, die eine Dichte besitzen, die größer ist als die der Kohle, dispergieren sich in der Wasserphase. Diese selektive Extraktion ist eine Folge der Benetzbarkeitsunterschiede von Kohle und Ton mit der organischen Flüssigkeit und dem Wasser und steht in keinem Zusammenhang mit den Unterschieden in den spezifischen Gewichtsunterschieden der entsprechenden, festen Materialien. Diese Erscheinung ermöglicht die Erzeugung einer trockenen (bezogen auf Wasser) Kohle und eines in Wasser suspendierten Tons, der aus dem Wasser durch hochmolekulare, polymere Ausflockungsmittel oder kationische oberflächenaktive Mittel ausgefällt werden kann.

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- k-

Es kann von Vorteil sein, ein oberflächenaktives Mittel zu dem Gemisch aus Wasser und organischer Flüssigkeit zuzugeben. In einigen Fällen, wie bei diskontinuierlichen Verfahren, kann man oberflächenaktive Mittel bis zu dem Punkt zugeben, wo eine Emulsion gebildet wird. Bei kontinuierlichen Verfahren ist es jedoch bevorzugt, nur eine geringe Menge an oberflächenaktivem Mittel, d.h. 0,01 bis 0,05 g/J>2.0 ml Wasser und organischer Flüssigkeit, zu verwenden, z.B. wenn Octylphenoxy-polyäthoxyäthanol verwendet wird. Selbstverständlich körnen andere oberflächenaktive Mittel in größeren oder geringeren Mengen erforderlich sein, abhängig von der Stärke des oberflächenaktiven Mittels, das in der Formulierung verwendet wird, wie auch von der Klasse der oberflächenaktiven Mittel und ihrer Struktur. Unter den oberflächenaktiven Mitteln, die geeignet sind, d.h. die mit den erfindungsgemäßen flüssigen Systemen verträglich sind, sind z.B. nichtionische oberflächenaktive Mittel, wie Ν,Ν-Dimethyloleate, modifizierte oxyäthylierte geradkettige Alkohole, Propylenoxid-Äthylendiamin-Äthylenoxid-Kondensate mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von etwa 700, Polyäthoxyäther, Kondensate von Äthylenoxid und Propylenglykol, Polyäthylen-monolaurate, Octylphenoxy-polyäthoxyäthanol, ein Nonylphenol-Äthylenoxld-Addukt, das etwa 100 Mol Äthylenoxid enthält, und Alkalimetall-petroleumsulfonate; oder anionische oberflächenaktive Mittel, wie Alkylbenzolsulfonate, Tetraisopropylbenzolsulfonate und Dodecylbenzolsulfonat. Wenn diese oberflächenaktiven Mittel in größeren Mengen, d.h. von 0,15 g oder mehr, zugegeben werden, z.B. Octylphenoxy-polyäthoxyäthanol/320 ml Wasser oder organische Flüssigkeit, wird normalerweise eine Emulsion gebildet. Die genaue Menge an oberflächenaktivem Mittel, die zugegeben wird, variiert mit dem spezifischen oberflächenaktiven Mittel, und sie kann leicht festgestellt werden, indem man das oberflächenaktive Mittel zu proportional aufgeteilten Mengen des besonderen Gemisches aus Wasser und organischer Flüssigkeit zugibt und das entstehende Gemisch

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rührt, um festzustellen, ob eine Emulsion gebildet wird. Die obige Diskussion betraf Versuche für die Emulsion, wie zuvor angegeben. Es ist Jedoch bevorzugt, eine Menge an oberflächenaktivem Mittel zu verwenden, die geringer ist als die, die eine Emulsion bildet. 0,01 bis 0,05 g/320 ml Gemisch erscheinen ausreichend, und bei den untersuchten Fällen unter Verwendung der oben erwähnten oberflächenaktiven Mittel bilden sich bei den erfindungsgemäßen Rühr- und Trennbedingungen keine Emulsionen.

Man kann im wesentlichen irgendeine organische Flüssigkeit, die mit Wasser nicht mischbar ist und eine Dichte besitzt, die größer ist als die von Wasser, so daß eine Schweretrennung von Lösungsmittel und Wasser stattfinden kann, verwenden. Bei der vorliegenden Erfindung kann das Lösungsmittel irgendeine Dichte besitzen, die größer ist als die von Wasser, und das Lösungsmittel kann sich von Wasser durch Phasentrennung abtrennen. Die bevorzugten organischen Flüssigkeiten sind jedoch aus Sicherheitsgründen und ökologischen Überlegungen wie auch aus wirtschaftlichen Gründen halogen!erte C₁-C^ Kohlenwasserstoffe mit 2 bis 6 Halogenatomen und einem spezifischen Gewicht von mindestens 1,30. Die am meisten bevorzugten organischen Flüssigkeiten dieser Klasse sind Perchloräthylen-(Tetrachloräthylen), Methylenchlorid und 1,1,1-Trichloräthan, da sie spezifische Gewichte von etwa 1,6, 1,322 bzw. 1,33 besitzen, im wesentlichen mit Wasser nicht mischbar sind, durch Wasserkühlsysteme für die Wiederverwendung isoliert werden können, nicht mit der Kohle oder dem Ton reagieren, nach dem Tag Open Cup Flammability Test nicht entflammbar sind und niedrige Verdampfungswärmen besitzen, so daß sie leicht von der Kohle oder dem Wasser durch einfache Wasserseparatoren befreit werden können. Zusätzliche sind diese Lösungsmittel mit anderen Flüssigkeiten, die in der Kohleindustrie verwendet werden, verträglich, z.B. solchen, die für die Schaum-Flotation und die Pyritentfernung verwendet werden.

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Die Mengen an Wasser und organischer Flüssigkeit, die für die oben beschriebenen schnellen, kontinuierlichen Verfahren der Nicht-Emulsions-Art verwendbar sind, liegen im Bereich von k bis 6 zu 50 Gew.Teilen Wasser/Gew.Teil Feststoffe und 1 bis 70 Gew.Teilen organischer Flüssigkeit/Gew.Teil Feststoffe. Die bevorzugten Bereiche betragen 6 bis 20 Gew.Teile Wasser/Gew.Teil Feststoffe und 1 bis 5 Gew.Teile organische Flüssigkeit/Gew.Teil Feststoffe.

Bei einer einfachen Behandlung des Gemisches aus Kohle und Ton mit einem hohen Verhältnis von Wasser und organischer Flüssigkeit zu Feststoffgemisch unter Rühren wird nach dem Absitzen der Tongehalt der Kohle beachtlich, d.h. so viel wie um 40 bis 6056 des mit der Kohle assoziierten Tons, verringert und entfernt werden. Es kann Jedoch von Vorteil sein, die oben erwähnten Verhältnisse zu verwenden und mehrere solche Mischlings- und Absetzverfahren durchzuführen. Man hat beobachtet, daß der Tongehalt der Kohle mit Jeder folgenden Behandlung wesentlich verringert wird.

Ein anderes Verfahren für die Abtrennung der Kohleorganischen Phase von der Tonmaterial-Wasserphase ist das Zentrifugieren, z.B. in einem Zyklonseparator, d.h. einem Hydrozyklon. Obgleich eine übliche Zentrifuge verwendet werden kann, übersteigt die abgegebene Energie wesentlich die zum Betrieb eines Zyklons erforderliche Energie. Der Vorteil bei der Verwendung von einem oder mehreren Zyklonen ist die Leichtigkeit der Trennung, daß die Standardpumpen, die in der Kohleverarbeitungsindustrie bekannt sind, verwendet werden können, daß die Kraft- oder Energieerfordernisse in vernünftigen Grenzen liegen und daß die Strömungeeinstellung leicht erfolgen kann, so daß die Verteilung des Kohle-organischen Stroms geändert werden kann zu sehr niedrigen Tongehalten oder mäßigen Tongehalten.

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Erfindungsgemäß kann grobe Kohle sowohl von Schwefel als auch von Tonen (aschebildende Komponenten) befreit werden, indem man die Kohle mit einem Gemisch aus Wasser und einer organischen Flüssigkeit behandelt, die erfindungsgemäß eine Dichte besitzt, die gleich oder größer ist als die Dichte der Kohle. Das Wasser ist in Mengen von etwa 0,1 bis 4 bis 6 Gew.Teilen/Teil Feststoffe vorhanden, und die organische Flüssigkeit ist in einer Menge von mindestens 1 Gew.-Teil/Teil Feststoffe vorhanden. Die Kohle wird von dem tonhaltigen Material und den Schwefelverbindungen entweder unter Verwendung eines Hydrozyklons oder unter Verwendung von Absetzschaumlöffeln (settling-skimmers) oder durch eine Kombination, d.h. durch Schäumen der Unterströmung nach dem Absitzen, abgetrennt.

Fig. 1 ist ein Fließschema, in dem die erfindungsgemäße Ausführungsform erläutert wird, bei der ein hohes-Wasser, hohes-Lösungsmittel zu Feststoffe-Verhältnis verwendet wird;

Fig. 2 ist ein genaueres, modifiziertes, schematisches Fließschema, das sich auf Beispiel 5 bezieht;

Fig. 3 ist ein genaueres, modifiziertes, schematisches Fließschema, das sich auf Beispiel 6 bezieht;

Fig. 4 ist ein genaueres, modifiziertes, schematisches Fließschema, das sich auf Beispiel 7 bezieht;

Fig. 5 ist ein genaueres, modifiziertes, schematisches Fließschema, das sich auf Beispiel 8 bezieht.

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung. Beispiel 1

Eine wäßrige Aufschlämmung aus BergwerksrUckständen, die in einem Eindicker auf die Schaumbildungs-Flotationsbehandlung folgend erhalten wurde, wird zu einem Gemisch aus Perchloräthylen und Wasser gegeben. Man arbeitet so, daß man, bezogen auf das Gewicht der Feststoffe, 10 Teile Yasser und

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5 Teile Perchloräthylen für Jeden Teil der Rückstände verwendet. Das entstehende Gemisch wird heftig 15 bis 30 see gerührt bzw. bewegt. Nachdem Rühren bzw. Bewegen der Kohle beendigt wurde, setzt sich das Perchloräthylen schnell in 15 bis 30 see am Boden des Behälters ab. Nach dem Abdekantieren der Wasserschicht, die die Hauptmenge des Tons enthält, werden zwei zusätzliche, aliquote Wasserteile (etwa 10 Teile) mit dem Percfl. oräthylen geschüttelt und davon abdekantiert. Die Kohle wird von dem Perchloräthylen durch Abfiltrieren gewonnen. Die Analyse zeigt, daß mehr als 45# der ursprünglichen Rückstände als Kohleprodukt gewonnen werden. Der Aschegehalt dieser Probe beträgt 8,3796.

Andere Versuche werden, wie oben beschrieben, durchgeführt, wobei man unterschiedliche oberflächenaktive Mittel verwendet. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Oberflächenaktives Mittel Asche. %

1) keins 8,37

2) Propylenoxid-Äthylendiamin-Äthylenoxid-

Kondensat, Molekulargew.702, HLB 7,0 8,36

3) modifizierter, oxyäthylierter, geradkettiger

Alkohol, HLB 7,0 9,17

4) Kondensat aus Äthylenoxid und Propylenglykol,

HLB 27,5 10,9

5) Nonylphenol-Äthylenoxid-Addukt, enthaltend etwa

100 Mol Äthylenoxid, HLB 19,0 13,22

6) Ν,Ν'-Dimethyloleamid, HLB 7,0 9,42

7) Nonylphenoxy-poly-(äthylenoxy)-äthanol 9,19

8) Isopropylamin-dodecylbenzolsulfonat 12,1

Alle Kohleschnitte lassen sich leicht filtrieren.

Beispiel 2

Bei einem anderen Beispiel werden Bergwerksrückstände mit verschiedenen Verhältnissen an Wasser und Perchloräthylen vermischt, indem man 15 β Rückstände in dem ausgewähl-

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ten Wasser-Perchloräthylen-System bewegt bzw. rührt, die beiden Flüssigkeiten absitzen läßt und den Aschegehalt der Kohle mißt und analysiert. Die Lösungsmittelphase wird mit einem zweiten, aliquoten Wasserteil in allen außer einem Versuch gewaschen. Die Ergebnisse der verschiedenen Versuche werden in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Wasser	Perchlor-	Verhältnis	Perchlor- äthylen/ Feststoffe	Zyklen	% Asche in
g	äthylen, g	Wasser/ Festst.	2,66		der Kohle
75¹	40	5	2,66	2	22,6
150	40	10	2,66	1	21,6
100¹	40	6,66	2,66	2	15,6
150¹	40	10	2,66	2	16,39
150¹»^;	¹ 40	10	4,8	2	14,94
150	72	10		2	12,75
¹ pro 1	«Taschen

zum Vermischen wird eine Labormischvorrichtung verwendet.

Ein Fließschema des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der beigefügten Fig. 1 dargestellt. Als Beechickungsmaterial wird eine wäßrige Aufschlämmung und Kohle und Ton mit zusätzlichem Wasser vermischt, so daß der Wasser-zu-Feststoff-Gehalt im Bereich von 6 bis 50 Teilen Wasser/Teil Feststoff liegt. Es wird dann mit einem organischen Lösungsmittel vermischt, so daß der Lösungsmittel-zu-Feststoff-Gehalt im Bereich von 2 bis 70 Teilen Lösungsmittel/Teil Feststoff liegt. Das Nischen sollte unter ausreichender Bewegung bzw. Rühren erfolgen, so daß sichergestellt wird, daß das Wasser und das Lösungsmittel gut vermischt sind, und daß die Kohle und der Ton das Wasser und das Lösungsmittel berühren, so daß jedes Feststoffteilchen eine Chance hat, selektiv von Lösungsmittel oder Wasser benetzt zu werden. Die gut gemischte Aufschlämmung wird dann in einen Separator, z.B. einen Zyklonseparator , gegeben, worin sich das Wasser und das Lö-

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snngsmittel durch die spezifischen Gewichtsunterschiede und ihre gegenseitige Unmischbarkeit trennen. Die Kohle wird zum größeren Teil bei dem Lösungsmittel verbleiben, und der Ton wird bei dem Wasser verbleiben. Eine Schicht aus öl und Lösungsmittel und etwas Wasser, das von der Extraktion des Öls in der Kohle stammt, werden den oberen Teil der Wasserschicht bilden oder, im Falle eines Zyklons, mit dem Wasser gewonnen werden oder als getrennter Strom gewonnen. Das Abdekantieren oder die Trennung-in einem Zyklon der Schichten voneinander ergibt eine Ton-Wasser-Fraktlon, die nach dem Schäumen zur Entfernung des Öl-Lösungsmittel-Wasser-Schaums für die Entwässerung in einen Absetzteich gebracht werden kann. Die Kohle-Lösungsmittel-Fraktion kann leicht filtriert werden. Das Lösungsmittel wird zu einem Wasserseparator geleitet, dann gelagert und in das Verfahren zurückgeführt. Die Kohle kann von restlichem Lösungsmittel in einer Trockenvorrichtung befreit werden und die Lösungsmitteldämpfe können kondensiert werden und in den Wasserseparator geleitet werden. Das Lö» sungsmittel kann öl von der Kohle extrahieren, und wenn es dies tut, wird es von dem öl kontinuierlich oder semi-kontinulerlich befreit, indem man das Lösungsmittel in eine Destillationsanlage leitet, kondensiert und in den Lagerungstank zurückführt.

Die obige Beschreibung, die insbesondere im Zusammenhang mit einem Zyklonseparator erfolgte, ist derzeit eine Beschreibung für eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausführungsform.

Beispiel 3

Bei einem anderen Beispiel werden 10 g getrocknete Feststoffe aus Bergwerksrückständen, die etwa 50% Asche und 50% Kohle enthalten, mit Perchloräthylen und Wasser, das 0,01 g Detergens (HLB 18, hergestellt von Atlab Test Kit Modell HLB 1) enthält, vermischt. Das gerührte bzw. bewegte Gemisch

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kann sich in zwei Phasen trennen. Die Wasserphase wird abdekantiert und die Perchloräthylenphase wird filtriert. Der Filterkuchen wird getrocknet und analysiert. Die Ergebnisse zweier solcher Verfahren sind im folgenden aufgeführt.

Feststoffe Wasser Perchloräthylen % Kohle/Aschegehalt g g g_

	10	s pi	300	4	ca.	320	23
	10	400	ca.	160	25
B	e i	e 1

Bei einem weiteren Versuch werden verschiedene organische Flüssigkeiten auf folgende Weise verwendet.

In jedem einer Reihe von Versuchen werden 100 ml einer lOtfigen Aufschlämmung aus Bergwerksrückständen (50,6% Asche, 49,496 Kohle, Trockengewicht) mit 50 ecm eines Lösungsmittels vermischt. Die Phasen können sich abtrennen. Die Wasserphase wird abdekantiert und die Lösungsmittelphase wird zweimal mit etwa 200 ml Wasser erneut vermischt, geschüttelt und abdekantiert. Die entstehende Lösungsmittelphase wird filtriert und der Kuchen wird getrocknet. Der Aschegehalt wird analysiert. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle aufgeführt.

Lösungsmittel Aschegehalt. % 1,1,1-Trichloräthan 12,42

Methylenchlorid 7,56

Bromoform 8,0

Freon 113 9,95

Tetrachlorkohlenstoff 7,12 Beispiel 5

In Fig. 2 ist schematisch ein Fließdiagramm eines Kohlebehandlungsverfahrens dargestellt, bei dem ein Rückstand (Rückstände oder Gangart)von einem Hydrozyklontrennverfahren für die Naßkonzentration feiner Kohle verwendet wird. Ein An-

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satz von Bergbau(ROM)-Kohle mit einem Schwefelgehalt von 1,7496 und einem Aschegehalt von 19»696 wird zerkleinert und gesiebt. Die Kohle besitzt dann einen Schwefelgehalt von 1,7% und einen Aschegehalt von 17,2396. Diese 20 m χ 0 Kohle wird mit Wasser auf geschlämmt, in diesem Fall so, daß man 1096 Feststoffe in der Wasseraufschlämmung erhält. Die Aufschlämmung wird abdekantiert und das Dekantat (etwa 4596 der Kohle) wird in ein 7,62 cm Hydrozyklon in einer Rate von 755 l/h gepumpt. Das Zyklon ist so eingestellt, daß es etwa 4496 der Feststoffe als etwa 596ige Aufschlämmung in Wasser (Gangart, Rückstand oder Rückstände) oben abgibt oder etwa 5696 als Unterstrom oder Boden als verkaufbare Kohle , d.h. mit einem verringerten Aechegehalt, z.B. 16,1796 Asche. Der Schwefelgehalt dieser besonderen Kohle beträgt 2,2996.

Das Überkopfprodukt wird mit Perchloräthylen vermischt, so daß man etwa ein 4 zu 1 Verhältnis von Perchloräthylen als Gew.Teile Feststoffe erhält,und in das Hydrozyklon in einem Verhältnis von 755 1 eingeleitet. Das Hydrozyklon ist so eingestellt, daß es 5296 Feststoffe Überkopf (Ton und Wasser) und 4896 Feststoffe-Unterströmung (Boden), Kohle und Perchloräthylen, abgibt, wobei die Kohle einen Schwefelgehalt von 1,5396 und einen Aschegehalt von 5,696 besitzt.

Beispiel 6

In Fig. 3 wird die Behandlung von Kohle erläutert, die bei der Aufschlämmungsabdekantierung zurückbleibt, etwa 5596· In Fig. 3 wird ein anderes erfindungsgemäßen Verfahren erläutert. Die Kohle wird ablaufen gelassen und man stellt fest, daß sie 1,5996 Schwefel und 10,4796 Asche enthält. Diese Kohle wird mit Perchloräthylen in einem Verhältnis von etwa 4 Teilen Perchloräthylen/Teil Feststoffe aufgeschlämmt und in einem Hydrozyklon behandelt. Das Überkopf material, etwa 6496 der Feststoffe, besitzt einen Schwefelgehalt von 1,4196 und einen Aschegehalt von 6,7696. Die Unterströmung dieses Hydro-

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Zyklons, etwa 36% der Feststoffbeschickung, besitzt einen Schwefelgehalt von etwa 2,0796 und einen Aschegehalt von etwa 17,7296.

In diesem Beispiel wird die Vielseitigkeit des erfindungsgemäßen Verfahren für die Gewinnung wertvoller Kohle aus Rückständen von der Kohleherstellung (Gangart oder Rückstand) wie auch von Kohle mit niedrigem Schwefel- und niedrigem Aschegehalt aus bekannter, verkaufbarer Kohle, wie sie heute von der Industrie hergestellt wird, erläutert.

Beispiel 7

Bei einem weiteren, in Fig. 4 dargestellten Beispiel wird ROM-Kohle auf 8 m χ 0 zerkleinert und gesiebt, so daß man ein 20 m χ 0 gesiebtes Material und eine 8 m χ 28 m Größe erhält. Die 20 m χ 0 Größe wird mit Wasser in einem Hydrozyklon behandelt, so daß man einen 55- bis 6O96igen Überkopfrückstand (Gangart oder Rückstand) und 40 bis 4596 Unterströmungskohle mit einem Gehalt an Schwefel von 2,9796 und an Asche von 34,5496 erhält. Der Uberkopfstrom wird, wie in dem obigen Beispiel beschrieben, behandelt, indem man ihn mit etwa 4 Teilen Perchloräthylen/Teil Feststoffe vermischt und in einem Hydrozyklon behandelt, so daß man 5596 Uberkopfstrom (Ton und Wasser) und einen Unterstrom (Boden) von Kohle mit 1,4796 Schwefel und 4,3756 Asche erhält. Der Unterstrom von dem ersten Hydrozyklon wird ablaufen gelassen und mit etwa 4 Teilen Perchloräthylen/Teil Feststoffe vermischt und erneut im Hydrozyklon behandelt. Der Uberkopfstrom enthält 93,896 Feststoffe als Kohle mit einem Schwefelgehalt von 1,7196 und einem Aschegehalt von 9,5596. Als Bodenmaterial erhält man 6,296 mit einem Schwefelgehalt von 3,5296 und einem Aschegehalt von 38,696.

Beispiel 8

Das erfindungsgemäße Verfahren wird an einem weiteren, in Fig. 5 dargestellten Beispiel erläutert. Rückstände,

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die aus einem Bergwerk bei der Erzeugung von Kohle unter Verwendung von Hydrozyklonen anfallen, werden mit Perchloräthylen und Wasser vermischt, so daß man ein Verhältnis von Wasser zu Feststoffen und Perchloräthylen zu Feststoffen von 4:1 bzw. 1,3:1 erhält. Diese Aufschlämmung wird in einem ersten Hydrozyklon behandelt. Die Ton-Wasser-Fraktion wird am Kopf abgezogen, während die Kohle-Perchloräthylen-Fraktion am Boden angenommen wird. Man erhält eine verkaufbare Kohlequalität. Die Ton-Wasser-Fraktion wird mit weiterem Perchloräthylen behandelt und in ein zweites Hydrozyklon geleitet, das so eingestellt ist, daß oben etwa 55% des Feststoffgehalts abfließen. Dieser Abfluß ist eine 10,6%ige Festetoff(Ton)-Aufschlämmung in Wasser. Das Bodenmaterial aus diesem Zyklon, 4596 der Feststoffe, ist Kohle in Perchloräthylen, das in ein drittes Hydrozyklon geleitet wird. Man erhält einen Kopfausfluß von 6996 Feststoffen (Kohle, 3,4496 Schwefel, 6,3896 Asche) und als Bodenmaterial, 3196, die sich absetzen können und dann aufgeschäumt werden. 9396 der Bodenfeststoffe werden abgeschäumt. Dieser Schaum enthält 4,1196 Schwefel und 7,0796 Asche. Das abgesunkene Material enthält 18,1596 Schwefel und 40,596 Asche. In diesem Beispiel wird der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Entfernung von Schwefel zusätzlich zur Entfernung von Asche beschrieben. Die verschiedenen, beschriebenen Stufen können Je nach Bedarf aneinander angeglichen werden.

Der in der vorliegenden Anmeldung verwendete Ausdruck "Rückstände" soll auch "Waschabgänge, Waschverluste und

Il

Haldenabfall mitumfassen und entspricht dem engl. Wort "Tailings". ·

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Claims

273680Ί PatentansprUche

1. Verfahren zur Abtrennung von Kohle aus ihrer sie begleitenden Gangart, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Aufschlämmung aus feinverteilter Gangart-Kohle mit einer organischen Flüssigkeit, die mit Wasser nicht mischbar ist und ein spezifisches Gewicht besitzt, das ausreichend größer ist als das von Wasser, so daß eine Phasentrennung des Wassers und der organischen Flüssigkeit möglich wird, vermischt; und die Gangart mit dem Wasser und die Kohle als Aufschlämmung in der organischen Flüssigkeit entfernt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung aus organischer Flüssigkeit und Wasser ein oberflächenaktives Mittel enthält.

3. Verfahren zur Abtrennung von Kohle aus den sie begleitenden Tonen, Gangarten und Schwefelverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß man

(a) einen Phasenseparator mit Kohle mit einer Teilchengröße kleiner als 2,28 mm (8 mesh) zusammen mit mindestens 0,1 Gew.Teil Wasser und mindestens 1 Gew.Teil einer organischen Flüssigkeit, die eine Dichte besitzt, die größer ist als die von Wasser, in Form einer Aufschlämmung beschickt,

(b) trennt:

(1) das tonhaltige Material mit dem Wasser, wenn das Wasser-zu-Feststoff-Verhältnis über 4t1 liegt, und die Kohle mit vermindertem Aschegehalt mit der organischen Flüssigkeit, oder

(2) wenn das Wasser-zu-Feststoff-Verhältnis zwischen 0,1:4 bis 6 liegt, die Kohle mit verringertem Schwefel- und Aschegehalt Überkopf mit dem Wasser abnimmt und das organische Lösungsmittel und etwas Kohle mit dem überwiegenden Anteil an Schwefelverbindungen und Gangart als Unterströmung

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abnimmt, und die Behandlung der Franktion, die die Kohle enthält unter den angegebenen Bedingungen wiederholt, um die Kohle weiter zu konzentrieren und von dem tonhaltigen Material zu befreien.

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