DE2914050C2 - Verfahren und Konditioniermittel zur Gewinnung von Feinkohle - Google Patents
Verfahren und Konditioniermittel zur Gewinnung von FeinkohleInfo
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Description
konditioniert, wobei R eine lineare oder verzweigtkettige Alkylgruppe mit etwa 4 bis 20 Kohlenstoffatomen
und M ein Kation zur Bildung eines wasserlöslichen Salzes bedeuten, worauf man die konditionierte Aufschlämmung
zur Gewinnung eines Kohlekonzentrats einer Schaumflotation unterzieht
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Bis-(alkyl)-ester eines Sulfobernsteinsäuresalzes
den Bis-(isobutyl)-ester, den Bis-(amyl)-ester, den Bis-(hexyl)-ester, den Bis-(cyclohexyl)-ester,
den Bis-(2-äthylhexyl)-ester oder den Bis-(isodecyl)-ester von Natriumsulfosuccinat einsetzt.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zusätzlich zu dem
Bis-(ester) des Sulfobernsteinsäuresalzes eine wirksame Menge eines Schäumers einsetzt.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man als Schäumer ein Gemisch von
Gt—Cs-Alkoholen verwendet.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zusätzlich zu dem
Bis-(alkyl)-ester des Sulfobernsteinsäuresalzes und zusätzlich zu dem Schäumer eine wirksame Menge eines
Öls einsetzt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man. als Bis-(alkyl)-ester des Sulfobernsteinsäuresalzes
den Bis-(tridecyl)-ester von Natriumsulfosuccinat einsetzt, daß man als Schäumer ein Gemisch
von C4-C8-Alkoholen einsetzt, und daß man als öl ein Heizöl oder Brennöl Nr. 2 einsetzt.
7. Konditionierungsmittel für die Schaumflotation von Feinkohle, gekennzeichnet durch etwa 1 bis etwa 99
Gew.-% eines Schäumers und etwa 99 bis etwa 1 Gew.-% eines Bis-(alkyl)-est.ers eines Sulfobernsteinsäuresalzes
der folgenden allgemeinen Formel
0
Il
H2C-C-OR
MSO3HC-C-OR
MSO3HC-C-OR
wobei R eine lineare oder verzweigtkettige Alkylgruppe mit etwa 3 bis 20 Kohlenstoffatomen bedeutet und
wobei M ein Kation zur Bildung eines wasserlöslichen Salzes bedeutet. 8. Konditionierungsmittel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bis-(alkyl)-estei· eines SuIiO-
bernsteinsäuresalzes der Bis-(isobutyl)-ester, der Bis-(amyl)-ester, der Bis-(hexyl)-ester, der Bis-(cyclohcx-
yl)-ester, der Bis-(2-äthylhexyl)-ester oder der Bis-(isodecyl)-ester von Natriumsulfosuccinat ist.
9. Konditionierungsmittel nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schäumer
ein Gemisch aus C4-C8-Alkoholen ist.
10. Konditionierungsmittel nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen
10. Konditionierungsmittel nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen
Gehalt an einem Öl.
11. Konditionierungsmittel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Öl ein Heizöl ist.
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Schaumflotation von Feinkohle. Insbesondere betrifft
die Erfindung ein Verfahren dieser Art, bei dem man als Konditionierungsmittel einen Bis-(alkyl)-ester eines
Sulfobernsteinsäuresalzes einsetzt, und zwar mit oder ohne Schäumer. Mit diesem Schäumer erzielt man eine
hohe Ausbeute bei geringem Aschegehalt.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Feinkohle, welche im Kohlebergbau anfällt, hat eine Teilchengröße von etwa —28 Maschen/2,5 cm. Sie wird
üblicherweise zur Gewinnung und zur Schwefelbeseitigung einer Schaumflotation unterworfen. Bei dem herkömmlichen
Verfahren wird die Feinkohle unter Verwendung eines Schäumers oder unter Verwendung einer
Kombination eines Schäumers oder eines Öls schaumflotierL Man erzielt dabei bei optimaler Dosierung des
Schäumers eine hohe Kohleausbeute, jedoch ist der Ascheanfall bei der Verbrennung der isolierten Kohle höher
als erwünscht Dieser Aschegehalt verringert den BTU-Wert, d.h. den Heizwert, der Kohle und trägt zur
Luftverschmutzung bei.
Ziel der Erfindung
Es besteht daher ein erhebliches Bedürfnis nach verbesserten Schaumflotationsverfahren für Feinkohle mit
verringertem Aschegehalt, ohne daß hierdurch die Ausbeute der Kohleisolierung herabgesetzt wird.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Erfindungsgeniäß wird ein Verfahren zur Gewinnung von Feinkohle geschaffen, bei dem man eine wäßrige
Aufschlämmung der Feinkohle mit einer effektiven Menge eines Bis-(alkyl)-esters eines Sulfobernsteinsäuresalzes
der folgenden allgemeinen Strukturformel
H2C-C —OR
I
MSO3HC-C-OR
O
O
konditioniert, wobei R eine lineare oder verzweigtkettige Alkylgruppe mit etwa 3 bis 20 Kohlenstoffatomen ist
und wobei M ein Kation ist, welches zu einem wasserlöslichen Salz führt, worauf man die konditionierte
Aufschlämmung zur Gewinnung eines Kohlekonzentrats einer Schaumflotation unterwirft.
Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu einer hohen Ausbeute ap Kohlewerten und verringert überraschenderweise
den Aschegehalt der gewonnenen Kohle. Der Bis-(alkyl)-ester des Sulfobernsteinsäuresalzes
kann entweder allein verwendet werden oder in Kombination mit einem Schäumer oder einem Schäumer und
einem öl.
Erfindungsgemäß wird ferner ein Konditionierungsmittel für die Schaumflotation von Feinkohle geschaffen.
Dieses enthält etwa 1 bis etwa 99 Gew.-% eines Schäumers und etwa 99 bis etwa 1 Gew.-% eines Bis-(alkyl)-esters
eines Sulfobernsteinsäuresalzes der folgenden allgemeinen Strukturformel
H.'C —C-OR
MSO3HC-C-OR
MSO3HC-C-OR
wobei R eine lineare oder verzweigtkettige Alkylgruppe mit etwa 3 bis 20 Kohlenstoffatomen bedeutet und
wobei M ein Kation bedeutet, welches zu einem wasserlöslichen Salz führt.
Das erfindungsgemäße Konditionierungsmittel führt zu einer hohen Ausbeute an isolierter Kohle, und es
verringert überraschenderweise den Aschegehalt der gewonnenen Feinkohle. Ferner kann man bei Verwendung
dieses Mittels auf die Verwendung eines Öls als Extruder für den Schäumer verzichten, und ferner werden
hierdurch nachteilige Auswirkungen eines übermäßigen Öleinsatzes auf die Kohleisolierung ausgeglichen.
Das erfindungsgemäße Konditionierungsmittel umfaßt zwei wesentliche Komponenten, nämlich einen Schau- so
mer und einen Bis-(alkyl)-ester einer Sulfobernsteinsäure. Man kann jeden üblichen Schäumer verwenden,
welcher normalerweise zur Schaumflotation von Feinkohle verwendet wird. Solche Mittel umfassen z. B. Alkohole
mit etwa 4 bis 12 Kohlenstoffatomen oder Gemische derselben, Cresylsäuren und Polyoxyalkylenglykoltypen.
Vorzugsweise handelt es sich dabei um ein Gemisch von C4—Ce-Alkoholen.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Bis-(alkyl)-ester eines Sulfobernsteinsäuresalzes haben die folgende allgemeine
Strukturformel
C)
Il
II. C — C-OR
MSO1IIC-C-OR
wobei R eine gerade oder verzweigtkettige Alkylgruppe mit etwa 3 bis 20 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise
etwa 4 bis 13 Kohlenstoffatomen ist und wobei M ein Kation bedeutet, welches zu einem wasserlöslichen Salz
führt, vorzugsweise Natrium, Kalium oder Ammonium.
Das Konditioniermittel enthält etwa 1 bis 99 Gew.-% des Schäumers und vorzugsweise etwa 50 bis 75
Gew.-% desselben und entsprechend etwa 99 bis 1 Gew.-°/o des Bis-(alkyl)-esters des Sulfobernsteinsäuresalzes
und vorzugsweise etwa 50 bis 25 Gew.-°/o desselben, wobei die Gewichtsprozentangaben auf das Gesamtgewicht
des Schäumers und des Bis-(alkyl)-esters des Sulfobernsteinsäuresalzes bezogen sind. Falls erwünscht,
können in dem Konditioniermittel Wa:.ser und andere Verdünnungsstoffe enthalten sein.
Bei der Durchführung der Schaumflotaticn der Feinkohle wird eine wäßrige Aufschlämmung von feinen
Teilchen bei dem herkömmlichen Verfahren mit einer wirksamen Menge eines Schäumers und gegebenenfalls
eines Öls versetzt, und dann wird die Schaumflotation nach Standardverfahren durchgeführt. Bei der Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine wäßrige Aufschlämmung der Feinkohle mit finer effektiven
Menge des beschriebenen Konditioniermittels konditioniert und dann der Schaumflotation nach Standardverfahren
unterworfen. Die wirksame Menge variiert je nach der Art der Feinkohle und der Art der anderen
Faktoren. Im allgemeinen variiert die effektive Menge im Bereich von etwa 4,5 g bis 900 g/t Feinkohle und
vorzugsweise im Bereich von etwa 22.5 bis etwa 225 g/t Feinkohle. Normalerweise setzt man das Konditioniermittel
in einer Menge ein, welche im gleichen Bereich liegt wie bei der herkömmlichen Verwendung eines
Schäumers allein, öl ist im allgemeinen nicht im Schäumer der vorliegenden Erfindung erforderlich. Man kann
jedoch öl als zusätzlichen Extruder einsetzen. Der öleinsatz geschieht in üblicher Weise. Geeignete Öle sind
Mineralöle oder tierische oder pflanzliche öle, vorzugsweise handelt es sich um Brennöl oder Heizöl.
Die Feinkohle fällt im Bergbau in Form einer wäßrigen Aufschlämmung mit schwankendem Kohlegehalt,
gewöhnlich mit einem Kohlegehalt von etwa 2 bis 15 Gew.-%, an. Eine solche Aufschlämmung wird während
einer kurzen Zeitdauer mit dem Kondrtioniermittel oder einer Kombination desselben mit einem öl konditioniert.
Die Konditionierdauer kann wenige Sekunden bis wenige Minuten betragen und soll eine gleichförmige
Verteilung in der Aufschlämmung bewirken.
Nach der Konditionierung der Aufschlämmung wird diese dem üblichen Schaumflotationsverfahren unterzogen.
Hierzu werden Luftbläschen in die Aufschlämmung eingeführt, wobei ein dichter Schaum auf der Oberfläche
der Aufschlämmung gebildet wird. Die Luftbläschen hängen sich an die Kohleteilchen an und führen zu
einem Auftrieb dieser Kohleteilchen, und die Teilchen werden dem Schaum einverleibt, welcher kontinuierlich
von der Aufschlämmung abgestreift wird. Auf diese Weise werden die Kohleteilchen von den anderen Bestandteilen
der Aufschlämmung getrennt und isoliert Die gewonnene Kohle wird gewaschen, filtriert und getrocknet.
Man erhält ein brennbares Material mit einem stark verringerten Aschegehalt. Typischerweise enthalten die
unbehandelten Kohleteilchen 42% Asche, und dieser Aschegehalt wird dur-eh das erfindungsgemäße Schaumflotationsverfahren
wesentlich herabgesetzt.
Ausführungsbeispiele
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Alle Teilangaben und
Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, sofern nichts anderes angegeben wird.
Beispiele 1 bis 18
Es wird eine Reihe von Schaumflotationen mit Feinkohle eines führenden Herstellers durchgeführt. Die
kohleteilchen haben einen Durchmesser von —28 Maschen/2,5 cm. Man verwendet eine 8,0%ige wäßrige
Suspension der Rohkohle mit einem Aschegehalt von etwa 10%. Zum Vergleich (A) wird ein Gemisch von
C4-C8-Alkoholen als Schäumer verwendet. Ferner wird eine Anzahl von Bis-(alkyl)-estern von Natriumsulfosuccinat
in der gleichen Dosierung wie der obige Schäumer eingesetzt. Eine zusätzliche Anzahl von Versuchen
wird mit einer Kombination des herkömmlichen Schäumers und der Bis-(alkyl)-ester des Natriumsulfosuccinats
durchgeführt.
Die Ergebnisse und Einzelheiten der Versuche sind in Tabelle I zusammengestellt.
Die Ergebnisse zeigen, daß man mit dem erfindungsgemäßen Konditioniermittel einen verringerten Aschegchalt
erzielt und somit einen höheren Heizwert oder BTU-Wertder Kohle.
Schaumflotation von Feinkohle
| Beispiel | Schäumer | Menge1) | Eisester2) | Menge | Kohle | Asche im Kohle- |
| Nr. | ausbeute (%) | konzentrat(%) | ||||
| Vergleich | C4-C8-Alkohol | 0,2 | 0 | 98,06 | 7,12 | |
| 1 | — | 0 | Bis-(isobutyl) | 0,2 | 97,35 | 7,11 |
| 2 | C4-C8-Alkohol | 0,15 | Bis-(isobutyl) | 0,05 | 97,84 | 5,91 |
| 3 | C4-C8-Alkohol | 0,1 | Bis-(isobutyl) | 0,1 | 98,13 | 5,46 |
| 4 | — | 0 | Bis-(amyl) | 0,2 | 96,53 | 5,53 |
| 5 | C4-C8-Alkohol | 0,15 | Bis-(amyl) | 0,05 | 97,99 | 5,71 |
| 6 | C4-C8-AIkOhOl | 0,1 | Bis-(amyl) | 0,1 | 97,98 | 5,52 |
| 7 | — | 0 | Bis-(hexyl) | 0,2 | 97,10 | 4,97 |
| 8 | C4-C8-Alkohol | 0,15 | Bis-(hexyl) | 0,05 | 97,69 | 5,83 |
| 9 | C4-Cs-Alkohol | 0,1 | Bis-(hexyl) | 0,1 | 96,84 | 5,76 |
| 10 | — | 0 | Bis-(cyclohexyl) | 0,2 | 93,52 | 5,04 |
| 11 | C4-C8-Alkohol | 0,15 | Bis-(cyclohexyl) | 0,05 | 97,90 | 5,66 |
Tabelle 1 (Fortsetzung)
Beispie!
Nr.
Schäumer
Menge') Bisester2)
Menge
Kohleausbeute (%)
Asche im Kohlekonzentrat (%)
12 C4-C8-AIkOhOl 0,1 Bis-(cyclohexyl) 0,1 96,62 5,04
13 - 0 Bis-(2-äthylhexyl) 0,2 69,17 4,39
14 C4-C8-AIkOhOl 0,15 Bis-(2-äthylhexyl) 0,05 96,66 3,60
15 C4-C8-Alkohol 0,1 Bis-(2-äthylhexyI) 0,1 95,97 5,05
16 - 0 Bis-(isodecyl) 0,2 85,11 5,08
17 C4-C8-Alkohol 0,15 Bis-(isodecyl) 0,05 97,50 5,52
18 C4-C8-AIkOhOl 0,1 Bis-(isodecyl) 0,1 95,46 5,27
Bemerkungen: ') 450 g/t Kohle: 2) Bis-(ester) von Natriumsulfosuccinat
Eine weitere Reihe von Schaumflotationen wird durchgeführt, um zu zeigen, daß das erfindungsgemäße
Konditioniermittel bei herkömmlichen Schäumer-Öl-Kombinationen das Öl ersetzen kann. Dabei wird die zu
behandelnde Feinkohle von einer anderen Quelle bezogen. Man erhält eine Aufschlämmung mit einem Gehalt
von etwa 4,6% Rohkohle und etwa 42,0% Asche. In einem Vergleichsversuch (B) wird die Kohleaufschlämmung
lediglich unter Zusatz eines C4-C8-Alkoholgemisches schaumflotiert. Bei einem weiteren Vergleich (C) setzt
man ein Gemisch eines C4-Cs-Alkohol-Schäumers und eines Heizöls Nr. 2 ein. Bei den erfindungsgemäßen
Versuchen setzt man Natrium-bis-(tridecyl)-sulfosuccinat anstelle des Öls in Vergleichsversuch (C) ein. Die
Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt.
Beisp. Nr.
Schäumer') Dosis (450 g/t)
Heizöl Nr. 2 Dosis (450 g/t)
Bis-(tridecyl)-ester2)
Dosis (450 g/t)
Dosis (450 g/t)
Kohleausbeute (%)
Asche
Vgl. B
VgI-C
19
VgI-C
19
0,4 0,4 0,4
1,0 0
0 0 0,14
77,61
87,72
84,26
87,72
84,26
10,06
11,21
10,14
11,21
10,14
Bemerkungen: ') Gt-Ce-Alkoholgemisch; 2) Natrium-bis-ftridecyO-sulfosuccinat
Die Ergebnisse zeigen, daß man mit einer geringen Menge eines Bis-(alkyl)-esters eines Sulfobernsteinsäuresalzes
eine größere Menge Heizöl in wirksamer Weise ersetzen kann.
Es wird die gleiche Feinkohleaufschlämmung wie in Beispiel 19 verwendet. In einem Vergleichsversuch (D)
wird die Menge des Öls gegenüber dem Vergleichsversuch (C) erhöht. Ferner wird in einem weiteren Versuch
das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt, wobei eine geringe Menge des Bis-(alkyl)-esters des Beispiels 19
der Kombination des Schäumers und des Heizöls zugesetzt wird. Die Ergebnisse der Versuche sind in Tabelle III
zusammengestellt.
Beisp. Nr.
Schäumer1) Dosis (450 g/t)
Heizöl Nr. 2 Dosis (450 g/t)
Bis-(tridecyl)ester2)
Dosis (450 g/t)
Dosis (450 g/t)
Kohleausbeute (%)
Asche
Vgl. D
20
20
0,4 0,4
Bemerkungen: sieheTabelle II.
2,0 2,0
0 0,14
79,65
87,63
87,63
10,14
11,07
11,07
Die Ergebnisse zeigen, daß man durch Zusatz des Bis-(alkyl)-esters des Sulfobernsteinsäuresalzes die nachteiligen
Effekte eines Ölüberschusses auf die Kohlegewinnung kompensieren kann.
Claims (1)
1. Verfahren zur Gewinnung von Feinkohle, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige
Aufschlämmung von Feinkohle mit einer effektiven Menge eines Bis-(alkyl)-esters eines Sulfobernsteinsäu-
resalzes der folgenden allgemeinen Strukturformel
Il
H2C-C-OR
ίο I
ίο I
MSO3HC-C-OR
Il
ο
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|---|---|---|---|
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