JPH0365398B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕 本発明は亜炭及び褐炭の成形法に関し、更に詳
しくはセメントをバインダーとする亜炭及び褐炭
の成形法に関する。 〔従来技術〕 亜炭及び褐炭はその組織の大部分がフミン酸及
びフミンであり、揮発性成分及び水分を多く含ん
だ低品位の石炭である。これらの石炭は揮発分が
多いこと、水分が多いこと、酸素を吸収して自然
発火しやすいこと、発熱量が低いこと、炭質がも
ろいこと等の物理化学的性状から、従来は利用で
きる範囲が極めて狭く限定されていた。しかるに
このような亜炭及び褐炭でも、成形品とすること
で取扱いが容易となり、その結果利用可能範囲も
広がるとの考えに基いて、従来からその成形法が
種々検討されてきた。 一般に、石炭を成形する方法として、粉炭を結
合させるに必要な適当量のバインダーを用いる方
法が知られている。このような成形法では粉炭粒
子は薄いバインダー膜を隔てて相互に接触して固
着するという機構で成形される。通常バインダー
に要求される性質は、粉炭になじみ固める性質が
あること、臭気や発煙がないこと、燃焼生成する
硫黄酸化物を吸収すること、石炭本来の燃焼性を
損なわないこと、経時により成形品が脆弱になら
ないこと等である。そこで無煙炭のバインダーと
して従来から知られているパルプ廃液、廃糖みつ
及び澱粉等によつて亜炭及び褐炭の成形が試みら
れた。しかるに亜炭及び褐炭の粉末は無煙炭と異
なりバインダーに対してなじみのないことおよび
製品乾燥時の成形品の収縮に起因する粒子とバイ
ンダー間のはく離、または粒子の破壊等（バイン
ダーが水溶性であることに由来する）により、搬
送に耐えられる強度をもつた亜炭または褐炭の成
形品となし得なかつた。 また、別異の亜炭、褐炭の成形技術として木粉
を混合させて高圧（１〜3t／cm²）にて成形する技
術が知られている。この方法での成形品はある程
度の強度をもつたものであつた。しかるに木粉を
経済的に入手しうる地域は限られていることから
該方法は利用方法及び成形場所が限定されるとい
う欠点を有するものであつた。 さらに、石炭を蒸発脱水、または非蒸発脱水法
により乾燥したのち圧縮成形する技術がある。し
かるに該技術は確立されてはいるが、熱的に不経
済か、または工程が複雑であるという問題点を有
し、かつ乾燥炭の取扱い中における発火、爆発等
の危険も多く、保安上未解決の問題も残されてい
るのが現状であつた。 〔発明が解決しようとする問題点〕 そこで本発明は、無煙炭と比較すると成形困難
である亜炭及び褐炭をバインダーを用いて成形す
る新規の方法を提供することを目的とするもので
ある。さらに本発明は、乾燥工程が不要な安全性
及び経済性に優れた成形方法を提供することをも
目的とするものである。また、本発明は、成形品
の燃焼時に発生する硫黄酸化物の除去効率（脱硫
効果）の高い亜炭、褐炭成形品を提供し得る方法
を提供することを目的とするものである。 〔発明の構成〕 すなわち本発明は、平均粒子径が0.1〜２mmの
亜炭、褐炭またはそれらの混合物とセメントとを
３〜10分間ねつ和混合し成形し養生することを含
む石炭成形品の製造法に関する。 本発明において「亜炭」とは、一般に亜炭と呼
称されあるいは亜炭として用いられているものと
異なるものではない。亜炭は、褐炭より石炭化度
が低く、フミン酸を含み、アルカリ水溶液可溶分
が多く、粘結性を有さず、炭素含量が約64〜70％
（無水無灰基）である等の組織上及び性状上の特
徴を有するものである。本発明における亜炭は木
質亜炭及び炭質亜炭のいずれも含むものである。 本発明において「褐炭」とは一般に褐炭と呼称
されあるいは褐炭として用いられているものと異
なるものではなく、亜炭よりは石炭化度が高くフ
ミン酸を含み、粘結性がなく、無水無灰基におけ
る炭素含量が約70〜80％である等の組成上及び性
状の特徴を有するものである。 本発明において「セメント」としては、市販さ
れ容易に入手できるいずれのものも支障なく使用
することができ、特にその種類を限定する意図は
ない。ただし価格的な理由から、ポルトランドセ
メント及び高炉セメント等が特に好ましい。 以下に本発明の成形法について説明する。 まず第一に亜炭または褐炭とセメントとを混練
する。混練比は、亜炭または褐炭97〜85重量％に
対してセメント３〜15重量％とすることが好まし
い。セメントが３重量％を下回ると接着力が不足
して成形品がこわれやすくなる傾向があり、他方
セメントが15重量％以下で十分な強度のセメント
を得ることができ15重量％を越えると燃焼性が低
下し、灰分が増大するからである。また亜炭また
は褐炭の均粒径は、成形性を考慮すると0.1〜２
mmとする。亜炭等はエツジランナーミル等で粉砕
することによつて該粒径とすることができる。 本発明における亜炭等とセメントは、当業者に
公知の一般的混練機例えばインテンシブミキサ
ー、エツジランナーミル及びミツクスマーラー等
で約３〜10分間十分にねつ和混合される。 混練の際には必要により水を添加することがで
きる。水の添加量は、養生前の成形品中の水分が
約20〜30重量％となるようにすることが好まし
い。 またバインダーとしてのセメント以外に、アル
カリ金属またはアルカリ土類金属の酸化物または
水酸化物、炭酸塩等、例えば石灰、酸化マグネシ
ウム、水酸化マグネシウムを亜炭または褐炭に添
加することができ、その添加量は亜炭等に含まれ
るイオウの量に応じて成形品重量の0.5〜５重量
％とすることが好ましい。石灰等の成形品への添
加は、成形品燃焼時に発生する硫黄酸化物除去を
増進することから硫黄分の多い亜炭、褐炭におい
ては特に好ましい。 混練によつて得られた亜炭または褐炭とセメン
ト等の混合物は次いで成形する。成形は、例えば
ダブルロール型ブリケツトマシーン等の成形機に
よつて実施することができ、成形品の形状は、そ
のの用途に応じて種々変化させることができる。 成形された混合物は、次いで養生される。養生
は、約１〜４日間自然放置することによつて実施
例するかまたは約50〜150℃の比較的低温で約１
〜３時間加熱した後に約１〜４日間自然放置する
ことによつて実施できる。特に加熱養生は短時間
に成形品の強度度が増し、その後の取扱いが容易
となることから好ましいことがある。 以下本発明を実施例によりさらに詳細に説明す
る。 実施例 １ 発熱量5400Kcal／Kgの褐炭10Kgをエツジラン
ナーミルに直接投入して５mm径以下になるまで粉
砕した。ここに添加率7.0重量％となるように普
通ポルトランドセメントを添加して５分間混練し
た。混練した混合物をエツジランナーミルより取
出し、ダブルロール型ブリケツトマシーン〔成形
品形状：マセツク形、寸法48×48×36（高）mm〕
にて80Kg／cm²の圧力で成形した。得られた成形品
は70℃で２時間及び室温で２日間自然放置するこ
とによつて養生して成形品を得た。 得られた成形品の物性は表１に示す。 実施例 ２ 普通ポルトランドセメントの添加率を5.5重量
％となるようにした以外は実施例１と同様の操作
によつて成形品を得た。 実施例 ３ 成形品形状をピロー形にし、寸法を70×37×27
（高）mmとし、かつ室温で４日間自然放置するこ
とによつて養生したことを除き、実施例１の操作
を繰り返して成形品を得た。 実施例 ４ 発熱量5400Kcal／Kgの褐炭10Kgをエツジラン
ナーミルに直接投入して５mm径以下になるまで粉
砕した。ここに添加率がそれぞれ7.0重量％及び
5.0重量％となるように普通ポルトランドセメン
ト及び消石灰を添加して５分間混練した。混練し
た混合物をエツジランナーミルより取出し、ダブ
ルロール型ブリケツトマシーン〔成形品形状：ピ
ロー形、寸法70×37×27（高）mm〕にて80Kg／cm²
の圧力で成形した。得られた成形品は室温で４日
間自然放置することによつて養生して成形品を得
た。 比較例 １ 普通ポルトランドセメントに代えて8.0重量％
になるように石灰と20重量％になるようにでんぷ
ん糊とを用い、100〜110℃で３時間養生した以外
は実施例１の操作を繰り返して成形品を得た。

【表】 分析、測定法 (1) 工業分析（水分、灰分、揮発分、固定炭素）
はJIS Ｍ−8812による。 (2) 発熱量はJIS Ｍ−8814による。 (3) 硫黄分分析はJIS Ｍ−8813による。 (4) 圧壊強度： 手動式てこにより測定した。即ち、簡易重量
計（ヘルスメーター）に平鉄板を置き、その上
に試料を載せる。試料にてこに取り付けられて
いる平板により圧を掛けていき、試料が圧壊し
たときの重量を重量計の目盛から読み取りこの
値を圧壊強度とした。 (5) 硫黄吸収率： 成形品中に含まれる硫黄重量をＡとし、成形
品燃焼後の灰中に含まれる硫黄重量をＢとして
硫黄吸収率（％）を（Ｂ／Ａ）×100の式から算
出した。 成形品の燃焼は、成形品７個を「豆炭火おこ
し」に入れ、ガスレンジに15分間かけて着火さ
せた後にこれを「豆炭コンロ（七輪）」に移し
て燃焼させることにより実施した。 実施例 ５ 発熱量5460kcal／Kgの褐炭（平均粒子径0.2mm）
10Kgをエツジランナーミルに投入し、さらに添加
率が7.0重量％となるように普通ポルトランドセ
メントを添加して５分間ねつ和混合した。得られ
た混合物をエツジランナーミルより取出してダブ
ルロール型ブリケツトマシーン〔成形形状：マセ
ツク形、寸法48×48×36（高）mm〕にて80Kg／cm²
の圧力で成形した。得られた成形品は60℃で３時
間及び室温で４日間自然放置することによつて養
生して成形品を得た（成形品重量：52〜53ｇ／１
ケ）。 得られた成形品について圧壊強度を測定した
（表２）。 比較例 ２ 実施例５と同様にして、但し表２に示すように
条件（平均粒子径及びねつ和混合時間）を変化さ
せて褐炭または無煙炭（発熱量6800kcal／Kg）の
成形品を得た。 得られた成形品について圧壊強度を測定した
（表２）。

〔発明の効果〕

以上説明した本発明の成形法は、着火温度が低
く水分含量の高い亜炭及び褐炭を主成分とする成
形品の高温乾燥（水溶性バインダー使用時には不
可欠）が不要な方法である。これは、バインダー
として使用したセメントの養生に水分の除去が必
須でないことに起因するものであり、そのため本
方法は製造時の揮発分の揮発を抑制でき、成形品
発火による火災の危険を回避できさらに乾燥用燃
料も削減できる優れた特長を有するものである。 さらに本発明の成形法によつて得られた成形品
は (1) 圧壊強度が約60Kg以上であり、通常のまめ炭
（50Kg）よりも強度的に優れ、 (2) 成形品燃焼時に生じる硫黄酸化物を効率良く
除去することができ、 (3) 雨等に濡れても崩壊することがなく、再乾燥
によつて強度は回復する等の優れた性能を有す
るものである。 ちなみに圧壊強度が約60Kg以上であればシヨベ
ルローダーやダンプカー等でバラで扱つてもほと
んど壊れることがなく実用上有利である。また亜
炭及び褐炭は一般に硫黄含有量が多いことから、
バインダー（セメント）自身に脱硫効果があるこ
とは好ましく、脱硫効果は石灰等の添加によつて
さらに増進される。 本発明の成形法によつて得られた成形品は、通
常の成形品の有している(1)自然発火しにくく、(2)
ダストの発生が少なく、(3)燃焼ガス中の媒塵が少
なく、(4)燃焼の管理が容易であり、燃焼性が向上
する等の性質も併せ持つている。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 平均粒子径が0.1〜２mmの亜炭、褐炭または
   それらの混合物とセメントとを３〜10分間ねつ和
   混合し成形し養生することを含む石炭成形品の製
   造法。 ２ 亜炭、褐炭またはそれらの混合物とセメント
   とのねつ和混合を水をさらに添加して実施する特
   許請求の範囲第１項記載の製造法。 ３ 養生を成形品を室温に放置することにより実
   施する特許請求の範囲第１項記載の製造法。 ４ 養生を成形品を50〜150℃の温度範囲で加熱
   し、次いで室温に放置することにより実施する特
   許請求の範囲第１項記載の製造法。 ５ 97〜85重量％の亜炭、褐炭またはそれらの混
   合物に対して３〜15重量％のセメントを混合する
   特許請求の範囲第１項記載の製造法。 ６ セメントとしてポルトランドセメントまたは
   高炉セメントを用いる特許請求の範囲第１項記載
   の製造法。 ７ 亜炭、褐炭またはそれらの混合物とセメント
   に加えて石灰を混合する特許請求の範囲第１項記
   載の製造法。