DE3206562A1 - Verfahren zum gewinnen von kohle aus einem teilchen-komposit - Google Patents
Verfahren zum gewinnen von kohle aus einem teilchen-kompositInfo
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Description
Dipl.-Phys. Heinrich Seids. Patentanwalt ■ Bierstadler Höhe IS · Postfach 5105 ■ 6200 Wiesbaden 1 ■ ® (0 6121) 56 2022
Die Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Gewinnung von Kohle in einer kommerziell wertvollen Weise. Sie bezieht
sich speziell auf neuartige verbesserte Verfahren dieser Art, bei welchen ein die Agglomeration beschleunigender
Zusatz (oder Agglomeriermittel) in Verbindung mit mechanischer Einwirkung benutzt wird, um die Trennung
von Kohleteilchen von damit vereinigten Mineralteilchen in einem Schlamm zu bewirken und darauf folgend diese
Teilchen in Flocken oder Agglomeraten zusammenzuballen, die aus dem Schlamm gewonnen werden können.
Gewisse, in diesem Zusammenhang benutzte Bezeichnungen
werden wie folgt definiert:
Rohkohle — Ein Komposit von Kohle und Gestein, das das
Rohmaterial für ein Verfahren bildet, das zum Entfernen des Gesteines ausgebildet ist. Die Rohkohle, die mit dem
im folgenden beschriebenen Verfahren angereichert werden soll, findet sich in dem schwarzen Wasser einer mit Flüssigkeit
arbeitenden Anreicherungsanlage, in der Feinkohle aus einem Schlammteich oder anderem Material mit geringer
20 Teilchengröße.
Produktkohle — Die kohlenstoffhaltige Kohlenphase, die
in einem besonderen Reinigungsprozeß erzeugt und gewonnen wird.
Γ . ♦
Verfahren der oben beschriebenen Art, bei denen flüssige Kohlenwasserstoffe als die Agglomeration beschleunigende
Zusätze benutzt werden, sind schon seit mindestens 60 Jahren verfügbar. Solche Verfahren werden beispielsweise von
Brisse u.a. in "Convertol Process", MINING ENGINEERING, Februar 1958, Seiten 258-261; AGGLOMERATION 77, Band 2,
K.V.S. Sastry, Ed., American Institute of Mining, Metallurigcal & Petroleum Engineers, Inc.New York,
New York 1977, Kapitel 54-56, Seiten 910-951 beschrieben. Ferner findet sich Offenbarung über solche Verfahren in
den USA-Patentschriften 2,744,626, 2,769,537 2,769,538, 2,781,904, 2,842,319, 3,045,818, 3,637,464 und 4,033,729.
Ein Nachteil dieser bekannten Verfahren besteht darin, daß die Rückgewinnung auch nur eines Teiles des die Agglomeration
beschleunigenden Zusatzes erforderlich macht, daß die Produktkohle-Agglomerate auf eine Temperatur von 250
bis 350 C erhitzt wird. Dies ist ökonomisch unattraktiv.
Darüberhinaus können Temperaturen der infragestehenden Höhe unerwünschte Änderungen in der Zusammensetzung der
20 Produktkohle hervorrufen.
Wegen der Kosten für die herkömmliche Art der Rückgewinnung der die Agglomeration beschleunigenden Zusätze und
der dabei auftretenden Probleme hat man bisher offensichtlich meistens einfach die die Agglomeration beschleunigenden
1 · Ώ£Γ(Ο6121) 56 20 22
Dipl.-Phy«. Heinrich Selds · I'alenlanwalt - lliw.raih.-r ι Irthc 15 · Cosllad;. 5105 . i.200 Wiesbaden 1 · ίδΓ(061 21)
Zusätze in dar Produkt kohle belassen und sie für das Verfahren
verloren. Bei den derzeitigen erhöhten Preisen für die als Agglomeriermittel benutzten Kohlenwasserstoffe
kann dies die oben beschriebenen Kohlereinigungsverfahren ökonomisch unattraktiv machen. Gemäß der Erfindung wurde
nun gefunden, daß die Nachteile der bisher vorgeschlagenen Agglomerations-Kohloroinicjunysverfahreii dadurch überwunden
werden können, daß gewisse fluorierte Derivate von Methan und Äthan, d.h. chemische Verbindungen der
Gruppe, die im folgenden als "Stoffe auf Fluorcarbon-Basis" bezeichnet werden, als die Agglomeration beschleunigende
Zusätze benutzt werden. Hierfür besonders nützliche Stoffe auf Fluorcarbon-Basis schließen ein:
l-Chlor-2,2,2-trifluoräthan
15 l,l-Dichlor-2,2,2-trifluoräthan
Die hlor fluorine Lh an
1,-Chlor-2-fluoräthan 1,1,2-Trichlor-l,2,2-trifluoräthan 1,1-Dichlor-l,2,2,2-tetrafluoräthan 20 Trichlorfluormethan
1,-Chlor-2-fluoräthan 1,1,2-Trichlor-l,2,2-trifluoräthan 1,1-Dichlor-l,2,2,2-tetrafluoräthan 20 Trichlorfluormethan
und Gemische der oben genannten chemischen Verbindunge.
Von den oben angeführten Verbindungen sind alle, außer den letzten drei, gegenwärtig vielleicht zu teuer, um nach
ökonomischen Gesichtspunkten in der Praxis eingesetzt zu werden. Von den letzteren 1,1,2-Trichlor-l,2,2-trifluoräthan
und Trichlorfluormethan zu bevorzugen, wegen ihrer
— 7 —
optimalen physikalischen Eigenschaften, chemischen Inaktivität
und relativ geringen Kosten. Die Siedepunkte der im Rahmen der Erfindung benutzten Stoffe auf Fluorcarbon-Basis
sind relativ niedrig. Deswegen und wegen ihrer geringen Verdampfungswärme können sie mit geringsten Kosten
von den Produktkohle-Agglomeraten getrennt werden. Rückgewinnungs-Wirkungsgrade nahe 1OO Prozent sind leicht
erreichbar.
Die im Rahmen der Erfindung benutzten Stoffe auf Fluorcarbon-Basis
bilden mit der mit der Produktkohle vereinigten Feuchtigkeit auch nicht Azeotrope in kommerziell
nennenswertem Umfang. Dies ist wichtig, weil Azeotrope nur mit relativ hohen Kosten in ihre Bestandteile getrennt
werden können.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht
darin, daß es bei Umgebungstemperatur und Umgebungsdruck oder bei in deren Nähe liegenden Temperaturen und
Drucken durchgeführt werden können.
Ein weiterer wichtiger Vorteil der Erfindung ist es, daß die benutzten Stoffe auf Fluorcarbon-Basis unter den
benutzten Verfahrensbedingungen nicht mit der Kohle chemisch reagieren. Dies ist wichtig, weil verunreinigte
Kohle unerwünscht ist. Im Fall von für Dampferzeugung
benutzter Kohle können chemische Verunreinigungen Korrosion im Kessel hervorrufen. Verunreinigte Kohle zum
Verkoken kann die Chemie der Verkokungsreaktionen, in welchen sie benutzt wird, in unerwünschten Richtungen verändern.
Chemische Verunreinigung kann auch notwendig machen, daß der SLoIi auf Kluorearbonbnsiu gereinigt wird, bevor er
in das Verfahren zurückgeführt werden kann. Dies würde potentiell die gesamte Verfahrensökonomie unattraktiv
machen.
Da ferner die gemäß der Erfindung benutzten Stoffe auf Fluorcarbonbasis unter den Verfahrensbedingungen chemisch
inert sind, kann das Verfahren ohne Erzeugung von Verurireinigungsstoffen
ausgeführt werden, wie sie vielen Kohlereinigungsverfahren
anhaften.
Andere Kohleaufbereitungsverfahren, die Stoffe auf Fluorcarbonbasis
benutzen, sind bereits in US-PS 4,173,530 und einer Reihe von Ausscheidungspatenten der gleichen Offenbarung
beschrieben.
Speziell ist in US-PS 4,173,530 ein Verfahren für die Schwerkrafttrennung oder Sinkflotation beschrieben, in
welchem ein Stoff auf Fluorcarbonbasis als Trenn- bzw.
Schwerkraft-Absetzflüssigkeit benutzt wird. Bei der Schworkrafttrennung wird das Archimedes-Prinzip benutzt,
um die Rohkohle in Produktkohle und Gesteinsteilchen aufzutrennen. Bei Agglomerierverfahren, zu denen das erfindungsgemäße
Verfahren gehört, wird eine völlig andere physikalische Erscheinung benutzt.
Aus alle dem ist ersichtlich, daß es sich bei der Erfindung darum handelt, neuartige verbesserte Methoden zum Trennen
von Kohle von dem mit ihr vereinten Gestein zu schaffen.
Ein anderer wichtiger und speziellerer Gesichtspunkt der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens der
beschriebenen Art, in welchem ein Zusatz in einen wässrigen Schlamm aus Rohkohle eingeführt wird, um die Trennung der
Kohleteilchen von den mit ihnen vereinten Mineral teilchen zu beschleunigen und die Kohleteilchen in Agglomerate
zusammenwachsen zu lassen, wobei Vorsorge für die darauf folgende Rückgewinnung des die Agglomeration beschleunigenden
Zusatzes aus den Produktkohle-Agglomeraten getroffen wird.
Andere wichtige und noch mehr spezielle Gesichtspunkte der Erfindung bestehen in der Schaffung von Verfahren dieser
Art, bei welchen:
der die Agglomeration beschleunigende Zusatz von den Produktkohle-Agglomeraten mit nur einem bescheidenen,
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kommerziell vertretbaren Aufwand an Energie rückgewonnen werden kann;
der die Agglomeration beschleunigende Zusatz von den Produktkohle-Agglomeraten ohne Erzeugung von ökologisch
unerwünschten Abfällen zurückgewonnen werden kann; der die Agglomeration beschleunigende Zusatz von der
Produktkohle unter Bedingungen zurückgewonnen werden kann, die don Umgobuncjsbodincjungen nahe kommen und dadurch
Sicherheitsprobleme und andere sich aus der Benutzung hoher Temperaturen und Drucke ergebenden Probleme ausschließen.
Andere wichtige Gesichtspunkte, Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen, den
obigen Erläuterungen und der folgenden Bespielsbeschreibung anhand der Zeichnung. In der Zeichnung sind:
Fig. 1 ein SLrömungsdiagramm eines Kohleaufbereitungsverfahrens
gemäß der Erfindung und Fig. 2 ein Graph der die Wirkung der wichtigen Verfahrensparameter auf den Aschegehalt
der Produktkohle wiedergibt.
Gemäß Figur 1 werden die Trennung der Kohle von dem mit ihr vcro i π t.<;n Gc.m l.e i η , die d.irriui I ο l.qende Afj<j 1 omoration
der Kohlete ilcheri und das Abstoßen eier Gesteinsteilchen
- 11 -
und des Wassers von den Agglomeraten in einem Agglomerator
10 ausgeführt, der beispielsweise ein aus US-PS 2,744,626 und US-PS 3,471,267 ansich bekannter Homogenisator sein
kann. Wie in der Zeichnung dargestellt, kann jedoch der Agglomerator auch einfach ein Gehäuse 12 mit propellerartigen
Rührwerkzeugen 14 sein, die durch einen Antrieb 16 herkömmlicher Art rotiert werden. Diese Anordnung bewegt
die Rohkohle längs des Gehäuses 12, während die Trennung und die Agglomeration der Produktkohle und das Abstoßen
des Wassers und der Mineralteilchen von den Agglomeraten B Lut L ί j |](J<: t .
Im Agglomerator 13 werden mechanische Kräfte ausgeübt,
die die Kohleteilchen in der Rohkohle in Agglomerate von gewünschtem Charakter überführen und dabei die Gesteinsteilchen
und das Wasser von den Agglomeraten entfernen. Zusätzlich werden im Agglomerator 10 Kräfte ausgeübt, die
die Agglomerate kneten und bearbeiten, um zusätzlich Gesteinsteilchen und Wasser von diesen auszutreiben.
Die Trennung kann bei Umgebungstemperatur und Umgebungsdruck
ausgeführt werden.
Die Rohkohle und der ausgewählte, die Agglomeration beschleunigende
Zusatz, werden mittels Überführungseinrichtungen in den Agglomerator 10 eingeführt, wie sie in
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der Zeichnung generell bei 18 und 20 angedeutet sind. Solches Wasser, das zur Bildung eines Schlammes mit geeigneten
Eigenschaften erforderlich ist, wird durch eine (nicht gezeigte) getrennte Leitung zugeführt oder je nach
Art des Agglomerators vorher der Kohle beigemischt.
Für das wirksame Durchführen des Verfahrens sollte die Teilchenzusammensetzung der Kohle nicht über O,6 mm hinausgehen, d.h. es ist wirksam für Kohlen mit Teilchenzusammensetzung
bis zu 0,6 mm χ O. Andererseits können Kohlen mit Teilchenzusammensetzung von 0,02 mm χ O (und so-gar
kleiner) leicht in diesem Verfahren gereinigt werden.
Die Mindestmenge von zu benutzendem Zusatz ist diejenige, die für die Erzielung einer wirksamen Agglomeration der
Produktkohleteilchen notwendig ist. 3 bis 10 Gew.% von Zusatz bezogen auf das flüssige Träger-Rohkohle-Zusätze-System
sind hierfür geeignet.
Typischerweise wird nichts dadurch gewonnen, daß mehr als 225 kg Agglomeriermittel pro Tonne Kohle benutzt werden. "
Jedoch beginnt die Wirksamkeit des Verfahrens abzunehmen und der Aschegehalt der Produktkohle größer zu werden,
wenn die Menge an Agglomeriermittel unter diesen Pegel abgesenkt wird.
! .ϊ,;1ίΛ^;Ιν,ίϊι: ^-
- 13 -
In dem Agglomerator 10 wird ein Mindestgehalt an Wasser von 70%, bezogen auf das Rohkohle-Zusätze-Flüssigkeitssystem,
aufrecht erhalten. Geringere Wassermengen lassen nicht einen ausreichend breiten Flüssigkeitskörper entstehen,
um die Gesteinsteilchen in Suspension bzw. Dispersion im wässrigen Träger zu halten.
Der maximale Gehalt an Wasser und die Agglomeration beschleunigendem
Zusatz, der im Agcj lomerat or 10 zugelassen
werden kann, hängt von der Art der benutzten Vorrichtung ab und kann bis zu 98% Wasser mit Zusatz reichen, bezogen
auf das Gewicht der Rohkohle.
Typischerweise liegt der Feststoffteilchen-Gehalt des
Rohkohle-AgylomeriermitLcl-Wasaorsystems im Bereich von
5 bis 10 Gew.%.
Die Zeitdauer, über die die Agglomeration ausgeführt wird, ist für die erfolgreiche Durchführung des Verfahrens ebenfalls
wichtig.
Im typischen Fall wird eine Agglomerationszeit oder Durchsatzzei
t von etwa 1 Minute benutzt. Reduktionen aul kürzere
Zeitdauer führen zu höherem Aschegehalt in der Produktkohle, während längere Zeitdauer erhöhten Energiebedarf
und erhöhten Verschleiß an den Vorrichtungsteilen ver-
- I Λ -
ursacht, ohne irgendwelche beträchtliche zusätzliche Verminderung des Aschegehaltes in der Produktkohle zu erreichen.
Ein strikt wahlweiser Schritt in dem so weit beschriebenen Verfahren ist es, die Kohleteilchen vor der Agglomeration
einer Verkleinerung der Teilchengröße zu unterwerfen. Die.sο Arbei !.«weise kann bcnuLzl werden, um den
Schwefelgehalt der Produktkohle und/oder deren Mineralstoffgehalt zu vermindern. Die Teilchengrößereduktion
kann in einer Kugelmühle vorgenommen werden, wie sie beispielsweise in Figur 1 bei 21 gezeigt ist.
Die obige Arbeitsweise ist leicht von derjenigen zu unterscheiden,
wie sie in US-PS 4,186,887 beschrieben ist. Bei dem aus dieser Vorveröffentlichung bekannten Verfahren
wird das Mahlen in den Agglomerationsvorgang einbezogen, um den Mineralstoffgehalt der zu reinigenden Kohle auf
ein absolutes Minimum abzusenken.
Figur 2 zeigt die durch tatsächliche Versuche festgestellte
Wirkung der wichtigeren Verfahrensparameter auf den Aschegehalt der Produktkohle. Jeder dieser Parameter würde ,
untersucht, während die anderen Parameter optimal gehalten wurden. Generell erhöht sich der Aschegehalt in
der Produktkohle mit. Zunahme des Feststoffteilchen-Prozent-
- 15 -
satzes in dem Wasser-Agglomeriermittel-Rohkohle-System.
Agglomerierzeiten, die kürzer als 1 Minute waren, hatten erhöhten Aschegehalt zur Folge. Agglomeriermittelkonzentrationen
von weniger als 0,3 gpro Gramm Kohle führten ebenfallfä
zur 1'H-IiOIiUn(J den Aachogi'hui Los.
In vielen Fällen ist es erwünscht, Kalziumoxid entweder in hydrierter oder anhydrierter Form während des Agglomeriervorganges
dem Schlamm zuzuführen, um die Abtrennung von kritischem Schwefel aus der Produktkohle zu beschleunigen.
Durch Benutzung dieser Arbeitsweise wurden Gehalte an pyritischem Schwefel von nur einem Bruchteil eines
Prozentes durchgehend erreicht. Das Kalziumoxid wird auch während der Agglomeration in einer Weise mit der Produktkohle
vereint, die die Hydrovergasungs- und Dampfvergasungs-Reaktivität
der Kohle erhöht, was ein anderer Vorteil beträchtlicher ökonomischer Wichtigkeit ist.
Weiterhin reagieren die Kalziumionen beim Verbrennen von in der beschriebenen Weise mit Kalziumoxid verfestigter
Kohle mit dem in der Kohle verbliebenen Schwefel unter Bildung eines Niederschlages, der leicht aus den Verbrennungsprodukten entfernt werden kann. Auf diese Weise erleichtert
die Gegenwart von Kaliumionen in der im vorliegenden Verfahren erzeugten Kohle beträchtlich die Entfernung von
Verunreinigungen aus den Verbrennunqsprodukten.
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Bei Benutzung von Kalziumoxid wird dieses durch die Überführungsvorrichtung
22 in den Agglomerator IO eingeführt. Es werden zwischen 0,15 und 0,53% Kalziumoxid (berechnet
als CaO) bezogen auf das Gewicht des Wassers im Agglomerator benutzt. Bevorzugt wird das Kalziumoxid dem Agglomerator
über die Zeitdauer für die Abtrennung der Kohleteilchen und Agglomeration zudosiert oder zugemessen, da dies
sehr viel wirksamer das Abstoßen des pyritischen Schwefels von den l'roduk I koh l.e-Aijqlomc>raten beschleunigt, als es
1Ü mit: tfuyabo i ii einer Meriqt; von ZoJ L zu Zeit, erreichbar ist.
Die Produktkohle-Agglomerate, der wässrige Träger und das
Gestein werden durch einen herkömmlichen Siebkrümmer oder ein "Vor"-Sieb 26 ausgetragen, in welchem das Gestein und
das Wasser von den Produktkohle-Agglomeraten getrennt werden. Das Wasser und Gestein werden wahlweise zu einem
herkömmlichen Skrubber 26 geführt, um das mit dem Wasser und dem Mineralbestandteil aus dem Agglomerator 10 mitgenommenen,
die Agglomeration beschleunigenden Zusatz wiederzugewinnen (im typischen Fall etwa 200 Teile pro
Million) und dann zu einem Eindicker 28. Geeignete Eindicker sind in Taggart, HANDBOOK OF MINERAL DRESSING,
John Wiley and Sons, Inc., New York, New York 1927, Seiten 15-04 bis 15-26, beschrieben. Das im Eindicker anfallende
Gesteinsmaterial kann auf eine Deponie oder Auffüllstellen im Gelände gebracht werden, während das
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Wasser in das Verfahren zurückgeführt werden kann. Die
Produktkohle-Agglomerate mit den sie begleitenden Teilen von die Agglomeration beschleunigenden Zusatz und Feuchtigkeit
werden in einen Verdampfer 30 geführt, in welchem zumindest der die Agglomeration beschleunigende Zusatz
von den Agglomeraten abgezogen wird. Die an die Agglomerate gebundene Feuchtigkeit kann ebenfalls im Verdampfer 30
abgezogen werden. Es ist jedoch nicht in jedem Fall notwendig,
daß alle oder jegliche Feuchtigkeit entfernt wird.
Es ist ein wesentliches Merkmal des erfindungsgemäßen
Verfahrens, daß eine im wesentlichen quantitative (oberhalb 99%) Rückgewinnung des die Agglomeration beschleunigenden
Zusatzes ohne Entfernen des Wassers vorgenommen werden kann. Geeignete Verdampfereinrichtungen sind in
15 US-PS 4,173,530 beschrieben.
Die aus dem Verdampfer 30 kommenden, getrockneten Agglomerate sind fertig zur Benutzung.
Die wässrige Phase wird wie oben beschrieben behandelt.
Es ist. ein Merkmal der Erfindung, daß das Verdampfen des
Fluorcarbon-Zusatzes, wie oben beschrieben, mit ausreichender Geschwindigkeit ausgeführt werden kann, um den Dampfdruck
wf.si-nlr.l i cn herabzusetzen und demzufolge auch die
Kosten für die Rückgewinnung von Feuchtigkeit aus der Kohle,
- 18 -
Dies wurde durch das Abdampfen von 15 Gew.% von Trichlorfluormethan
von einer Lage feiner Kohle mit 6 Gew.% Feuchtigkeit bei einer Temperatur von nur 6° C oberhalb
des bei 24 C liegenden Siedepunktes dieser chemischen Verbindung bewiesen. In weniger als 10 Minuten wurde der
Feuchtigkeitsgehalt der Kohle um ca. 2% vermindert. Bei der gleichen Temperatur würde es mehrere Stunden gedauert
haben, um die gleiche Feuchtigkeitsmenge abzuziehen, ohne den mit dem Abziehen des Stoffes auf Fluorcarbon-Basis
erzielten Codestillationseffekt.
Andere im ort"indungsyemäßen Verfahren zu benutzende Agglomeriermittel,
insbesondere 1,1,2-Trichlor-l,2,2-trifluoräthan,
entwickeln diese neuartige Codestillationseigenschaft in noch größerem Maße und daher mit noch größerem
Nutzen.
In Verbindung mit dem Verdampfer 30 kann auch mechanische Entfernung von Flüssigkeit zu dessen Entlastung und zur
Kostensenkung für seinen Betrieb benutzt werden. Die von dem Siebkrümmer 2 4 kommende Produktkohle hat im typischen
Fall einen Wassergehalt von etwa 40 Gew.%. Einfach durch Hindurchführen der im typischen Fall anfallenden Agglomerate
durch den Spalt zwischen zwei herkömmlichen Wringwalzen, wie dies in der Zeichnung schaubildlich bei 32 angedeutet
ist, kann der Feuchtigkeitsgehalt der Agglomerate
Dipl.-Phys. Heinrich Seids . Patentanwalt · ßirrstadtcr Höhe 15 · Postfach 5105 · 6200 Wicbbaden 1 · ® (0 6121) 56 20
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in die Größe von etwa 8 Gew.% gesenkt werden.
Der im Evaporator zurückgewonnene Stoff auf Fluorcarbon-Basis, der als die Agglomeration beschleunigende Zusatz
benutzt, wird, und jegLiehe dabei ebenfalls abgezogene
Feuchtigkeit werden in eine Fluorcarbon-Rückgewinnungseinheit 34 überführt, wie sie beispielsweise aus US-PS
4,173,5 30 bekannt ist, ebenso wie der in dem Skubber gewonnene Fluorcarbondampf. Das Wasser und der Zusatz
werden gemeinsam kondensiert und können dann wegen ihrer praktisch vollständigen Unmischbarkeit leicht voneinander
getrennt werden.
Der Fluorcarbon-Zusatz wird dann von nicht kondensierbaren Gasen gereinigt und über einen Agglomerierungsmittel-Vorratstank
36 ins Verfahren zurückgeführt werden. Ebenso kann das Wasser zurückgeführt werden. Die folgenden Beispiele
beschreiben repräsentative Versuche, die verschiedene Zeiten des neuartigen Kohlereinigungsverfahrens
erkennen lassen. In jedem Durchlauf wurden etwa lOÜ g
Kohle in wässrigem Schlamm zusammen mit die Agglomeration beschleunigendem Zusatz in einem herkömmlichen Küchenmischer
2 Minuten lang gerührt.
Die Agglomerate wurden von der die Mineralteilchen des
Schlammes enthaltenden wässriqen Phase mittels eines Sieb-
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krümmers (6" auf 2" gebogen) abgetrennt und dann zwischen
zwei Stahlwalzen ausgedrückt, wodurch der Feuchtigkeitsgehalt der Agglomerate von etwa 40 auf weniger als 10 Gew.%
herabgesetzt wurde. Die so getrockneten Agglomerate wurden gewonnen und einer kurzen Analyse unterzogen. Alle Daten
beziehen sich auf Trockenbasis und alle Prozentangaben, mit Ausnahme der Energieausbeute, sind auf Gewicht bezogen.
Bei. μ pi. ei ]
Schlamm von dem Eindicker einer bestehenden Hydroaufbereitungsanlage,
der ca. 10 Gew.% Feststoffteilchen enthielt, wurde einer Agglomerationsaufbereitung unterworfen,
bei der das Verfahren und die Einrichtung, wie oben erläutert, benutzt wurden. Dabei wurde 1,1,2-Trichlor-1,2,2-trifluoräthan
als Agqlomeriermittel benutzt.
15 Die Ergebnisse sind unten tabelliert:
- 21 Kohle: vorwiegend "Upper Freeport"
Rohkohle
Produktkohle
Größenverteilung
**** 60m χ 0
wie erzielt
| Asche - % kg/GJ * |
22.65 8.14 |
10.92 3.38 |
| % Vermg***/GJ | - | 58.40 |
| Gesamtschwefel % 1 | .09-0.04 | 1.21^0.00 |
| kg/GJ* o/TT *** /GJ %Vermg |
0.91 | 0.37 4.40 |
| Pyritischer Schwefel % | 0,81 | 0.77 |
| kg/GJ* | Of29 | 0,24 |
| %Verma*** | _ | 19.10 |
| Organischer Schwefel % kg/GJ* |
0,24 0.08 |
0.44 0.14 |
| Sulfat-Schwefel | 0.017 | 0.00 |
| kJ/kg | 27.812 | 32.322 |
| kJ/kg (MAF)** | 35.955 | 36.283 |
| Gew.-Ausbeute '/, | 81. 3O | |
| BTU-Ausbeute % | 94,50 |
GJ = 109 J = 10 kJ
MAF = frei von Feuchtigkeit und Asche *** Vermg = Verminderung
**** Tyler Maschenzahl
**** Tyler Maschenzahl
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Schlämme (40% Feststoffteilchen) von "Upper Freeport"-Kohle
wurden von dem gleichen Eindickerkreis entnommen und in ähnlicher Weise aufbereitet. Die "Bestablauf"-Resultate
folgen:
Probe Proben Gew.% Nummer Beschreibunq Asche
Gew.% Gesamt-Schwefel kJ/kg
■5'
1TJ
kg Schwefel/ Gew.% Gew.% Enerj§ GJ Ausbeute gieausbeutj
Rohkohle-5
Schlamm
22.65
l.O9±O.O4 27.812 0,39
CL
Produktkohle-5
Schlamm
6.27
0.76-0.03 34.052
0.22
77.1
87.1
Rohkohle 7
Rohkohle-8
Produktkohle-8
Schlamm
Schlamm
Schlamm
22.03
1.15-0.03 27.847
0.41
24.92
1.52±O.O4 26,665 0,72
4.92
1.02-0.05 34,569* 0.30
62.0
80.4
If*
| Schlamm | 8 | .14 | 1. | 31-0. | 03 | 33. | 371 | 0. | 39 | 89. | 3 | 99 | .5 | OSt | |
| Produkt- | fad | ||||||||||||||
| kohle-7 | |||||||||||||||
Ui ) ■ »
ar * *
* Berechneter kJ/kg-Wert aus der Asche - kJ/kg Beziehung:
kJ/kg =2,326(- 167.6 (Gew.% Asche)
+ 15,687)
| 63 | CD |
| 'S | CO |
|
0\
M |
CTl |
|
Nl
M |
co |
|
(η
o\ |
NJ |
| M | |
| O | |
|
Kl
to |
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BEISPIEL III
Zum Beweis, daß das erfindungsgemäße Verfahren geeignet
ist, Agglomerate mit hohem Grad an Strukturfestigkeit zu erzeugen, sowie die Kohle wirksam von dem mit ihr vereinten
Gestein zu trennen, wurde die Großenzusammensetzung vor und nach der Aufbereitung durch Analysen an einem
Schlamm festgestellt, der wiederum von dem gleichen Eindicker abgenommen wurde. Die Ergebnisse sind wie folgt:
| Größenfraktion | Rohkohle naß gesiebt |
Produkt-Kohle trocken gesiebt |
| + 9m* | - | 17.2 |
| 9m χ 16m | - | 43.6 |
| 16m χ 28m | 1.5 | 23.1 |
| 28m χ 60m | 5.5 | 11.7 |
| 60m χ 100m | 6.6 | 1.5 |
| lOOm χ 200m | 14.1 | 0.7 |
| 200m χ 325m | 9.4 | 0. 7 |
| 325m χ 400m | 6.0 | 0.4 |
| 400m χ 0 | 57.0 | 1.1 |
| Total | 100. 1 | 100.0 |
* m = Tyler Maschenzahl
Die höhere Großenzusammensetzung der Produktkohle ist
- 25 -
auf die Festteilchenadhäsion zurückzuführen. Es ist ersichtlich, daß diese Agglomerate beträchtliche Festigkeit
haben, da sie erhebliche mechanischen Beanspruchungen auf den Siebeinrichtungen und Vibration über die Siebfläche
und durch die jeweiligen Siebe unterworfen wurden.
Sieben Agglomerations-Aufbereitungen, wie in Beispiel I beschrieben, wurden an "Upper Freeport-grab"-Proben
mit folgender Teilchengrößen-Zusammensetzung ausgeführt:
| Tabelle 4 | Teilchen | Gewichts |
| größe | prozent | |
| + 60m* | ||
| 60m χ 100m | 8.9 | |
| lOOm χ 200m | 21.0 | |
| 200m χ 325m | 12.4 | |
| 325m χ 400m | 5.0 | |
| 400m χ 0 | 52.4 | |
* m = Tyler Maschenzahl DieEr.gebnisse sind unten tabelliert:
| Rohkohle | B | 45 | C | 01 | D | Produktkohle | F | G | 08 | H | |
| 7. | 06 | 4. | 77 | 6.03 | E | 5.65 | 4. | 5.36 | |||
| Asche | 18.17 | 1. | 60 | 0. | 50* | 1.03 | 3.93 | 1.06 | - | .20 | 1.06 |
| Gesamt- Schwefel |
1.24 | 85. | 61. | 86.60 | 0.77 | 84.40 | 72 | 83. 90 | |||
| Gewichts- Ausbeute |
- | 74.60* | |||||||||
mittlere Ausbeute
Dipl.-Phys. Heinrich Seids . Patentanwalt · Bierstadter Höhe IS . Postfach 5105 · 6200 Wiesbaden 1 · & (0 61 21) 56 20
- 27 -
BEISPIEL; V
Zum Beweis, daß das neuartige Verfahren auch mit gleicher Wirksamkeit zum Reinigen anderer Kohlesorten herangezogen
werden kann, wurde eine große Anzahl von Versuchen mit Kohlen der Tyler-Maschengröße 60m χ Ο in gleicher
Weise wie der Versuch gemäß Beispiel I durchgeführt. Die Ergebnisse der repräsentativen Versuche dieser Reihe
sind unten tabelliert.
Rohkohle
Produkt-Kohli
| Kohlen- Lagerstätte |
LJcj/. irk | /\s ehe | kj/ktj | Iwd ie | KJ/ ky |
| Pittsburgh* | Washington, PA | 31.32 | 21.976 | 5.45 | 32.434 |
| Lower Kittanning* | Washington, PA | 24.87 | 25.642 | 5.74 | 33.336 |
| Ridge Mountain** | Campbell, TN | 8.52 | 30.996 | 3.59 | 32.855 |
| Hazard** | Perry, KY | 7.48 | 31.431 | 3.53 | 32.804 |
| Illinois No. 6** | Franklin, IL | 7.68 | 31.141 | 3.13 | 32.766 |
| Peerless | Fayette, WV | 14.88 | 30.199 | 2.60 | 34.192 |
| Olio No. 9 | Morgan, OH | 23.25 | 24.888 | 7.70 | 30.703 |
* Feinkohle aus Schlammteich ** gewaschene Kohle
Die Erfindung läßt Abwandlungen in ihren Ausführungsbeispielen zu,
- 28 -
ohne von dom Krfindungsgedanken abzuweichen. Es sind daher
alle in der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen wiedergegebenen Merkmale als für die Erfindung
wesentlich anzusehen.
206562
PATENTANWALT DIPL-PHYSY HEINRICH SEIDS
6200 Wiesbaden 1 · Bierstadter Höhe 15 · Postfach 5105 · Telefon (o 6121) 56 20 22
Postscheck Frankfurl/Main 181008-602 · Bank Deutsche Bank 306571 · Nass. Sparkasse 120040995
Wiesbaden, den 18. Februar 1982 O 114 VNR: 107565 S/ha
OTISCA INDUSTRIES LIMITED Syracuse, New York, U.S.A.
Verfahren zum Gewinnen von Kohle aus einem TeLlchon-KomposiL·
Priorität: USA-Patentanmeldung
! Nr. 247,065 vom 24. März 1981
Bezugszeichen liste
10 Agglomerator
12 Gehäuse
13 Agglomerator
14 Rührwerkzeug 16 Antrieb
18 Überführungseinrichtung
20 Überführungseinrichtung
21 Kugelmühle
22 Überführungseinrichtung 2 4 Siebkrümmer
26 Skrubber
Dipl.-Phys. Heinrich Scids . Patentanwalt · Bicrslatllcr Höhe 15 ■ I'osliach 5105 -6200 Wiesbaden 1 ■ ®? (0 6121) 56 20 22
-Jt-
28 Eindicker
30 Verdampfer
32 Wringwalzen
34 Fluorcarbon-Rückgewinnungseinheit
36 Aqcj 1 omericrunq.sm.i ttel-Vorratstank
Leerseite
Claims (5)
1) Verfahren zum Gewinnen von Kohle aus einem Teilchen-Komposit mit einer oberen Teilchengröße von'ca. 0,6 mm,
in welchem die Kohle mit Gestein vereinigt ist, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:
- Rühren des Komposits in einem wässrigen Träger, der einen die Agglomeration beschleunigenden Zusatz
enthält, bezüglich sich die Kohle hydrbphobisch verhält, um ein Zusammenwachsen der Kohleteilchen zu
Produktkohle-Agglomeraten hervorzurufen und die Gesteinsteilchen in Dispersion im wässrigen Träger
zu bringen,
Dipl.-Phys. Heinrich Seids ■ Patentanwalt · Biersladler Höhe 15 . Postfach 5105 · 6200 Wiesbaden 1 · ®" (061 21) 56 2022
- Gewinnung der Produktkohle-Aggloitterate aus dem
wässrigen Träger,
- wobei der die Agglomeration beschleunigende Zusatz ein Stoff auf Fluorcarbon-Basis ist.
2) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Stoff auf Fluorcarbon-Basis aus der Gruppe der folgenden Stoffe gewählt ist:
Dichlorfluormethan
Trichlorfluorrviethan
Dichlorfluormethan
Trichlorfluorrviethan
10 1,1,2,2-Tetrachlor-l,2-difluoräthan
1,1,2-Trichlor-l,2,2-trifluoräthan
1,1-Dichlor-l,2,2,2-tetrafluoräthan
l-Chlor-2,2,2-trifluoräthan
1,l-Dichlor-2,2,2-trifluoräthan
15 l-Chlor-2-fluoräthan
und deren Gemische.
3) Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet, durch die Schritte:
- Abtrennen des Stoffes auf Fluorcarbonbasis von den Produktkohle-Agglomeraten und dann
- Zurückgewinnen und Zurückführen dieses Stoffes auf Fluorcarbonbasis.
tÄä^tiÄÄ/äl·^^
. 4 ns.«
Dipl.-Phys. Heinrich Seids · Patentanwalt - Bierstadtcr Höhe· 15 · Postfach 5105 . 6200 Wiesbaden 1 · ®" (06121) 56 20
4) Verfahren nach Anspruch I1 gekennzeichnet durch Ausführung
bei Umgebungstemperatur und Umgebungsdruck.
5) Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verminderung der in den Produktkohle-Agglomeraten
mit den Kohleteilchen vereinigten Menge an Schwefel und/oder anderem Gestein das Komposit vor dem Herausgewinnen
der Kohle zerkleinert wird.
Ί "Ί-liliii ΙΠΠΤΜΠΙ mi;»ι»ΙΠΐ ΤίιΐΡίΒίϋιίΜΙ
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US24706581A | 1981-03-24 | 1981-03-24 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE3206562A1 true DE3206562A1 (de) | 1982-11-04 |
| DE3206562C2 DE3206562C2 (de) | 1986-04-30 |
Family
ID=22933411
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19823206562 Expired DE3206562C2 (de) | 1981-03-24 | 1982-02-24 | Verfahren zum Abtrennen von Kohle aus einem Composit |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| AU (1) | AU533050B2 (de) |
| CA (1) | CA1198704A (de) |
| DE (1) | DE3206562C2 (de) |
| GB (1) | GB2095284B (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3244898A1 (de) * | 1982-12-04 | 1984-06-07 | Chemische Fabrik Stockhausen GmbH, 4150 Krefeld | Verfahren zur abtrennung von mineralischem ultrafeinen korn aus waschwaessern der kohleaufbereitung bzw. aus kohleschlaemmen |
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| GB2136015A (en) * | 1983-03-11 | 1984-09-12 | Sentrachem Ltd | Collector for flotation of coal and other carbonaceous material |
| US5238629A (en) * | 1991-08-09 | 1993-08-24 | Adtech, Inc. Of Illinois | Process of coal agglomeration |
| US9518241B2 (en) | 2010-02-01 | 2016-12-13 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Method of separating and de-watering fine particles |
| WO2011094680A2 (en) | 2010-02-01 | 2011-08-04 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Cleaning and dewatering fine coal |
| US11331676B2 (en) | 2010-02-01 | 2022-05-17 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Cleaning and dewatering fine coal |
| AU2013274408B2 (en) | 2012-06-11 | 2017-12-21 | Virginia Tech Intellectual Properties, Inc. | Methods for separating and dewatering fine particles |
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| DE2612441A1 (de) * | 1975-03-24 | 1976-10-14 | Otisca Ind Ltd | Verfahren und vorrichtung zum behandeln von kohle |
| US4089776A (en) * | 1976-01-21 | 1978-05-16 | Mcmurray Russell L | Process for the separation of agglomerated carbonaceous particles from associated inorganic materials |
| DE2647554B2 (de) * | 1976-10-21 | 1979-10-04 | Bergwerksverband Gmbh, 4300 Essen | Verfahren zur Behandlung von Steinkohlenschlämmen |
-
1982
- 1982-01-11 CA CA000393881A patent/CA1198704A/en not_active Expired
- 1982-01-12 AU AU79440/82A patent/AU533050B2/en not_active Ceased
- 1982-01-22 GB GB8201922A patent/GB2095284B/en not_active Expired
- 1982-02-24 DE DE19823206562 patent/DE3206562C2/de not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2095284B (en) | 1985-01-23 |
| GB2095284A (en) | 1982-09-29 |
| DE3206562C2 (de) | 1986-04-30 |
| AU533050B2 (en) | 1983-10-27 |
| CA1198704A (en) | 1985-12-31 |
| AU7944082A (en) | 1982-09-30 |
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