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Verfahren zur Gewinnung hochwertiger Brennstoffe aus Stein- oder Braunkohle
enthaltendem Rohgut Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von hochwertigen
Erzeugnissen, insbesondere Brennstoffen, aus Stein- oder Braunkohle enthaltendem,
in fein- oder feinstkärniger Form vorliegendem oder auf die entsprechende Feinheit
gebrachtem Rohgut.
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Sie bezweckt, ein Verfahren zu schaffen, welches es ermöglicht, im
Großbetrieb, unter Verwendung maschineller Anlagen von grundsätzlich bekannter Bauart,
beispielsweise Zwischen- und Endprodukte der normalen Aufbereitung, wie Schlämme,
Stäube u. dgl., ferner die feinsten Fraktionen der Roh-Rohkohle od. dgl. auf nassem
Wege unter gleichzeitiger Entwässerung auf Reinprodukte, deren Aschegehalt innerhalb
weiter Grenzen beliebig ein-,gestellt werden kann, zu verarbeiten.
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Obwohl zahlreiche Spezialverfahren zur Aufbereitung von feinem und
feinstem kohlehaltigen Gut bekannt und auch in die Praxis umgesetzt worden sind,
wird überwiegend z. B. in Kohlenwäschen noch auf eine Aufbereitung und Verwertung
z. B. der Schlämme, wie überhaupt des feinsten Gutes verzichtet, weil die bekannten
Verfahren zur Aufbereitung von solchen vergleichsweise kompliziert
und
demgemäß teuer sind, eine sehr schlechte Trennschärfe besitzen und zudem sich meist
für den Großbetrieb nicht eignen, ferner auch bei ihnen die Reinprodukte wegen ihres
hohen Wassergehaltes in einer für ihre Weiterverwendung wenig geeigneten Form anfallen.
Dies trifft z. B. auch auf die Schaumschwimmaufbereitung sowie auf andere bekannte
Verfahren zu, bei denen die unterschiedliche Benetzbarkeit der Kohle-,und Bergebestandteile
dies Aufgabegutes gegenüber Öl und Wasser für die Trennung ausgenutzt wird.
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Die wirtschaftlichen Nachteile, die sich auf den erwähnten, der Aufbereitung
des feinsten Gutes entgegenstehenden Schwierigkeiten ergeben, nehmen mit der fortschreitenden
Mechanisierung der Kohlengewinnung, die zu einer stärkeren Zerkleinerung der Rohkohle
führt, immer mehr zu. Insbesondere erschwert der hohe Gehalt des Gutes an Feinstkorn,
dessenvorherigeAbscheidwng durchVoreutstaubung wegen des Feuchtigkeitsgehaltes der
Rohkohle, der sich als Folge der in dien Betriebspunkten zur Bekämpfung der Staubgefahr
durchgeführten Berieselung ergibt, nur :unvollkommen möglich ist, die Aufbereitung
in den üblichen Wäschen. Hinzu kommt noch, .daß hinreichende Verwertungsmöglichkeiten
für einen im Falle der Vorentstauhung anfallenden hochaschehaltigen Staub häufig
nicht vorliegen.
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Das Verfahren nach der Erfindung beseitigt diese Schwierigkeiten.
Es nutzt, wie bekannte Verfahren, dieunterschiedliche Benetzbarkeit der Kohle- und
Bergebestandteile gegenüber Öl und Wasser für die Trennung aus.
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Von den bekannten, diese Tatsache ausnutzenden Verfahren arbeitet
die Schaumschwim,maufbereitung nach dem Prinzip der Erzeugung von luftgefüllten
Ölblasen, an die sich die Kohleteilchen ansetzen, um durch dLn Auftrieb aufzuschwimmen.
Bei einem weiteren bekannten Verfahren wird aus der Kohle und zugemischtem Öleine
Paste erzeugt und diese .unter Zusatz einer geringen Menge an Spülwasser kontinuierlich
durchgeknetet, mit dem -nur unvollkommen erreichten-Ziele, das feinste Bergegut
mit dem Wasser auszupressen.
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Auch bei einem weiteren, als »Trent-Verfahren« bekannten Verfahren
werden zunächst durch Zusammenrühren von Öl und Feins.tkohle in flüssiger Phase
die Kohleteilchen an Öltröpfchen angelagert und bilden mit :diesen Konkretionen,
die dann auf Sieben von dem Wasser getrennt werden, wobei in besonders für den Aschengehalt
der Endprodukte und dien erzielbaren Entwässerungsgrad nachteiliger Weise in diesen
Konkretionen von verhältni smäßiger Größe Be rgeteilchen und Wasser verbleib-en.
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Bei allen diesen Fällen, mit Ausnahme der Flotation, handelt es sich,
wie dargelegt, um unvollkommene Verfahren, die sich in Großbetrieben nur schwierig
durchführen lassen.
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Das Verfahren ,gemäß der Erfindung besteht demgegenüber darin, d'aß
eine aus dem feinstkörnigen kohlehaltigen Rohgut durch Vermischen desselben mit
Öl, Teer, bituminösen Stoffen od. dgl. hergestellte Masse in einer Flüssigkeit,
vorzugsweise Wasser dispergiert und diese Dispersion auf mechanischem Wege, beispielsweise
mittels einer Siebschleuder unter gleichzeitiger Entwässerung des ölhaltigen Kohlekonzentrates
in dieses und in Berge .enthaltendes Abwasser getrennt wird.
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Die für die Wirkung dieses Verfahrens besonders wesentliche Dispergierung
der aus Kohle, Öl, Bergen und Wasser bestehenden Masse erfolgt zweckmäßig in einer
Schlag- oder Schleudermühle, in welche die Dispersionsflüssigkeit (Wasser) eingeführt
wird. Für die anschließende Trennung wird mit Vorteil eine Siebschleuder od. dgl.
verwendet, mittels welcher die bergehaltige Trübe aus-,geschleudert wird, während
die ölhaltige Rei.nkohle in -einer vergleichsweise trockenen Form anfällt. Die in
.dem ausgeschleuderten Wasser suspendierten Berge können, gegebenenfalls nach Entwässerung,
als wertvolles Ausgangsmaterial für andere Zwecke verwendet werden, z. B. für die
Zement-, Porzellan-oder Baustoffherstellung als Füllstoffe usw.
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Die vorzügliche Wirkung des neuen Verfahrens beruht darauf, daß das
zu trennende Gemisch von Öl, Kohle, Wasser und Bergen nach der in geeigneten Apparaturen
mit Hilfe von Wasser erfolgenden dispergierenden Behandlung in Form ölbenetzter
Kohleteilchen und in Wasser suspendierter Bergeteilchen aufgeteilt vorliegt. Es
hat sich gezeigt, d'aß die so in Wasser dispergierte Masse sich in bekannten Trennvorrichtungen,
z. B. Siebschleudern, in wenig Wasser enthaltendes Kohlekonzentrat, das das Öl enthält,
und in ausgeschleudertes Wasser, das die Masse der Berge enthält, trennen läßt,
obwohl die Korngröße :der Masse der zu gewinnenden Kohle wesentlich kleiner ist
als die Lochweite der Schleudersiebe. Dieser Trennvorgang kann auf Schleudern verschiedenster
Bauart in einem einzigen Arbeitsgang, und zwar kont.inuierlich wie diskontinuierlich
durchgeführt werden. Außer Siebschleudern können für diesen Zweck auch Bandfilter.
Separatoren und andere geeignete Apparaturen von grundsätzlich ähnlicher Wirkungsweise
und an sich bekannter Bauart verwendet werden.
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Das Ergebnis des Verfahrens ist .ein veredeltes, als Brennstoff und
für andere Verwendungszwecke, für die ein entsprechender Aschegehalt erforderlich
ist, geeignetes ölhaltiges Kohleprodukt mit geringem Wassergehalt, das in lockerer,
rieselfähiger Beschaffenheit anfällt und sich deshalb gut mit anderen Stoffen, z.
B. gröberer Feinkohle, mischen läßt. Die Anwendbarkeit des Verfahrens ist vom Aschegehalt
des Ausgangsgutes weitgehend unabhängig, d. h. das Verfahren ist auch für hochaschehaltiges
Ausgangsgut mit Vorteil brauchbar, ferner auch unabhängig von dem Gehalt der Ausgangskohle
an flüchtigen Bestandteilen sowie ihrem Inkohlungsgrad.
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Für die Herstellung der Ausgangsmasse werden mit besonderem Vorteil
geringwertige Öle, Teere oder sonstige bituminöse Stoffe verwendet, :die sonst nicht
oder nur schwierig mit Nutzen zu verwerten sind, und von diesen wieder vorzugsweise
solche, die bereits in Form einer Wasser-Ö1-Emulsion vorliegen, wie Wasser enthaltende
Teerprodukte, Generatorteere, Bohröle und Rohöle, d. h. Stoffe, die in der Regel
auch andere Feststoffe enthalten und
sonst praktisch wertlos sind.
Auch ölhaltige Stoffe, die bei normaler Temperatur nicht in flüssiger Form vorliegen,
sind verwendbar, wenn in diesem Falle eine entsprechende Arbeitstemperatur eingehalten
wird.
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Die anzuwendende Ölmenge richtet sich nach der Größe der Oberfläche
des zu benetzenden Anteils. Die Ölmenge i,st vorzugsweise so groß zu wählen, daß
die gesamte freie Oberfläche- aller Koh.leteilchen, die mit Öl zu überziehen sind,
von diesem benetzt wird. Wird z. B. ein mit Wasser und Feststoffen verunreinigtes
Öl od. dgl. als benetzende Komponente angewandt, so bezieht sich die Mengenangabe
auf den wahren Ölanteil in dem benutzten »Rohöl«. Sie darf andererseits jedoch nicht
zu hoch werden, da sonst ein Zwischen- bzw. Endprodukt entsteht, das infolge seines
ungünstigen physikalischen Zustandes nur schwierig zu handhaben ist.
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Es wurde außerdem gefunden, d-aß der Benetzungsvorgang sowie die Trennung
der benetzten Teilchen von den Abgängen durch Veränderung des PH-Wertes in der jeweiligen
Verfahrensstufe günstig beeinflußt werden kann. Insbesondere wird dadurch die Sedimentatio.n
im Wasseranteil beschleunigt. Es müssen daher zweckmäßig für jede Kohle die optimalen
pH-Werte durch Versuche ermittelt werden; die ihrerseits von der Natur der Kohle,
der Art der Beimengungen, der Ölkomponente usw. abhängig sind.
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In der Regel wird durch das neue Verfahren schon in, einem Arbeitsgang
eine hinreichende Herabsetzung des Aschegehaltes erzielt, insbesondere wenn das
Ausgangsgut durch Vorzerkleinerung so weit aufgeschossen wird, daß die verwachsenen
Bestandteile voneinander getrennt werden. Soll der Aschegehalt noch weiter reduziert
werden, so kann dies durch Wiederholung eines oder aller der beschriebenen Arbeitsgänge
erzielt werden., gegebenenfalls unter Zwischenzerkleinerung des Gutes vor der Repetition
bzw. der etwaigen Zugabe weiterer Ölmengen.
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Infolge der durch das neue Verfahren gegebenen Möglichkeit, mit vergleichsweise
einfachen Apparaturen große Mengen zu verarbeiten, kann ihm in für den normalen
Waschvorgang einer Kohlenwäsche vorteilhafter Weise der gesamte zu diesem Zweck
vorher abgeschiedene Feinstkohlenanteil der Rohfeinkohle .unterzogen werden.
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Nachstehend werden Ausführungsbeispiele, des neuen Verfahrens gegeben.
I. Eine Gasflammkohle von einer Körnung von etwa go0/0unter io ooo Maschen/cm2 mit
20% Wasser sowie 22% Asche wurde mit 8%, (bezogen auf trockene Kohlensubstanz) eines
Erdölrückstandes, der Wasser- und Mineralbestandteile enthielt, nach kurzem Vormischen
in einer Paddelschnecke einer kontinuierlich arbeitenden Knetpumpe zugeführt. Das
daraus erhaltene Mischgut wurde mit Wasser durch eine Teutoniamühle geschickt und
die erhaltene Dispersion in einer Siebschleuder in entaschten Kohleanteil und Berge-Wasser-Anteil
getrennt. Der Ko:hleanteil wies einen Asche gehalt von 40/0 (wasserfrei) und einen
Wassergehalt von 14% auf. Der Aschegehalt der gleichzeitig ausgetragenen Berge betrug
8o %. Der Sieblochdurchmesser des angewandten Siebes betrug o,2 mm.
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II. Eine Fettkohle von einer Körnung von 50°/o unter io ooo Maschen/cm2
mit 25% Wasser sowie 30% Asche wurde mit 18% (bezogen auf trockene Kohlensubstanz)
Braunko ilenschweltcer in einem We,rner-&-Pfleiderer-Mischer kurz vorgemischt
und dann durch :eine Knetpumpe geschickt. Anschließend wurde das Mischgut mit Wasser
:einem Des.integrator zugeführt, und schließlich in einer Schleuder in entaschte
Kohlesubstanz und den Berge-Wasser-Anteil getrennt. Das Kohlekonzentrat hatte einen
Wassergehalt von 12% und einen Aschegehalt von 7% (wasserfrei). Die Berge enthielten
75°/o Asche. Diesmal betrug die Sieblo,chgröße 0,25 . 4. mm.