JPH11226447A - 石炭の脱硫方法および装置 - Google Patents

石炭の脱硫方法および装置

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JPH11226447A
JPH11226447A JP10029658A JP2965898A JPH11226447A JP H11226447 A JPH11226447 A JP H11226447A JP 10029658 A JP10029658 A JP 10029658A JP 2965898 A JP2965898 A JP 2965898A JP H11226447 A JPH11226447 A JP H11226447A
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JP
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coal
iron oxide
pyrite
pyrotite
fes
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JP10029658A
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Mitsuyoshi Inobe
三嘉 射延
Hiroyuki Iwabuchi
宏之 岩渕
Hiroshi Shimizu
博司 清水
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高い変換率でパイライト(FeS2 )をピロ
タイト(FeS)に変換して、ピロタイトを磁気分離に
よって回収することができ、かつ、ガス状硫黄(Sn
が生成することのない石炭の脱硫方法を提供する。 【解決手段】 パイライトを含有する石炭を、酸化鉄の
共存下で、還元雰囲気中で加熱処理し、該石炭中のパイ
ライトをピロタイトに変換する工程と、該ピロタイトを
磁気分離によって石炭から除去する工程とを含む石炭の
脱硫方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、石炭炭坑等の石炭
出荷場所において、石炭の品質向上のために、石炭中の
パイライト(FeS2 )を除去する脱硫方法および装置
に関する。パイライトを除去した石炭は、石炭焚きボイ
ラー等の燃料として用いられる。
【0002】
【従来の技術】従来、石炭からパイライト(FeS2
を除去する方法として、加熱によって石炭中のパイライ
ト(FeS2 )をピロタイト(FeS)に変換し、生成
した磁化率の高いピロタイト(FeS)を磁気分離する
方法が採用されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の方
法によると、パイライト(FeS2 )の加熱時に次式
(1)
【化1】 によって、ガス状硫黄(Sn )が生成する。したがっ
て、この生成したガス状硫黄(Sn )を別途、処理する
必要がある。また、上記従来の方法によると、上記式
(1)の反応を完全に進めることが困難である。すなわ
ち、パイライト(FeS2 )のピロタイト(FeS)へ
の変換率は、200℃で30分間保持した場合、数パー
セント程度であり、大部分のパイライトは、未反応のま
ま残される。
【0004】このように、従来の方法は、ガス状硫黄が
生成するという問題点と、パイライトのピロタイトへの
変換率が小さいという問題点を有する。したがって、本
発明の目的は、高い変換率でパイライトをピロタイトに
変換し、生成したピロタイトを磁気分離によって回収し
て脱硫することができ、しかも、ガス状硫黄(Sn )が
生成しない石炭の脱硫方法及び装置を提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の石炭の脱硫方法
は、パイライトを含有する石炭を、酸化鉄の共存下で、
還元雰囲気中で加熱処理し、該石炭中のパイライトをピ
ロタイトに変換する工程と、該ピロタイトを磁気分離に
よって石炭から除去する工程とを含むことを特徴とする
(請求項1)。本発明の石炭の脱硫方法において、上記
酸化鉄として、マグネタイト、酸化鉄(II)、マグヘマ
イトから選ばれる少なくとも一種の強磁性体酸化鉄を用
いることができる(請求項2)。
【0006】本発明の石炭の脱硫方法において、パイラ
イトをピロタイトに変換するのに必要な量よりも多く、
上記酸化鉄を用いると共に、上記パイライトのピロタイ
トへの変換の工程の後に、未反応の酸化鉄を回収する工
程を含むことができる(請求項3)。本発明の石炭の脱
硫装置は、パイライトを含有する石炭と酸化鉄との混合
物を、還元雰囲気中で加熱処理して、該石炭中のパイラ
イトをピロタイトに変換する装置と、該ピロタイトを磁
気分離して除去する装置とを含むことを特徴とする(請
求項4)。本発明の石炭の脱硫装置は、未反応の酸化鉄
を回収する装置をさらに含むことができる(請求項
5)。
【0007】
【発明の実施の形態】石炭中のパイライト(FeS2
の含有量は、通常、0.1〜1重量%程度である。パイ
ライト(FeS2 )と反応させる酸化鉄の量は、パイラ
イトと完全に反応するのに十分な量とすることが好まし
い。例えば、酸化鉄としてマグネタイト(Fe3 4
を用いる場合には、パイライト(FeS2 )3モルに対
し、マグネタイト(Fe3 4 )1モル以上とするのが
好ましい。
【0008】酸化鉄として、例えば、マグネタイト(F
3 4 )、酸化鉄(II)(FeO)、マグヘマイト
(γ−Fe2 3 )等から選ばれる少なくとも一種の強
磁性体酸化鉄が好ましく用いられる。これらの強磁性体
酸化鉄は、各々単独で用いても、2種以上を併用しても
よく、いずれにしても、同様の効果を得ることができ
る。酸化鉄として強磁性体酸化鉄を用いることによっ
て、過剰の酸化鉄を添加した場合であっても、後の工程
で磁気分離して回収することが可能となる。回収された
酸化鉄は、再利用することができる。
【0009】パイライト(FeS2 )と酸化鉄との混合
物は、還元雰囲気下に加熱される。還元雰囲気は、例え
ば、該混合物を入れた容器内を窒素、アルゴン、ヘリウ
ム等のガスで満たすことによって形成することができ
る。加熱は、例えば、電熱炉内に対象物を配し、ヒータ
からの輻射伝熱による。加熱温度は、150〜600
℃、好ましくは180〜300℃、特に好ましくは19
0〜210℃である。加熱温度が150℃未満である
と、目的とする反応を発現させることができなくなり、
600℃を越えると、酸化鉄が鉄と酸素に分解し、反応
に寄与しなくなる。
【0010】パイライト(FeS2 )と酸化鉄(FeO
x )は、次のように反応する。
【化2】 ピロタイト(FeS)、及び未反応で残った酸化鉄は、
各々、次のようにして磁気分離される。ピロタイト、酸
化鉄及び微粉炭は、磁石により形成される磁場傾配の存
在する空間中を落下する。この際、まず、強磁性体であ
る酸化鉄は、磁石に付着する形で除去され、常磁性体で
あるピロタイトと、反磁性体である微粉炭は、磁場傾配
中をそのまま落下し続ける。常磁性体と反磁性体とで
は、逆方向の力が加わるため、ピロタイトと微粉炭は、
分離して回収することができる。以上のようなプロセス
で、ピロタイト及び酸化鉄を磁気分離することによっ
て、脱硫された石炭を得ることができる。
【0011】図1に、本発明の石炭の脱硫装置を示す。
図1において、原炭チップ1をミル2に供給し、ミル2
にて原炭チップ1を微粉化する。その後、酸化鉄添加装
置3によって、酸化鉄4を添加し、加熱チャンバー5に
移送する。ここで、酸化鉄添加装置3は、ミル2から加
熱チャンバー5に搬送される微粉炭中のパイライト(F
eS2 )の量に対して、十分多い量の酸化鉄を添加する
ように制御された装置である。また、加熱チャンバー5
は、酸化鉄を添加した微粉炭を、該加熱チャンバー5内
に搬入した後、該加熱チャンバー5内を還元雰囲気にし
て加熱処理を行ない、加熱後に微粉炭を外部に搬出でき
る構造を有する装置である。
【0012】チャンバー内ガス置換装置6によって、加
熱チャンバー5内のガスを窒素ガス(N2 )に置換した
後、加熱処理を行い、石炭中のパイライト(FeS2
をピロタイト(FeS)に変換する。ここで、チャンバ
ー内ガス置換装置6は、加熱チャンバー5内の大気を排
出し、窒素ガス(N2 )を入れる操作を、1回または必
要であれば複数回行い、加熱チャンバー内の大気を窒素
ガスで置換する装置である。加熱チャンバー5内の雰囲
気を大気条件に戻し、磁気分離装置8によってピロタイ
ト(FeS)の分離及び回収を行う。酸化鉄4は、磁石
に吸着する形で分離された後、酸化鉄返送装置7によっ
て酸化鉄添加装置3に返送され、再利用される。
【0013】ここで、磁気分離装置8は、該装置内に粉
体を落下させる垂直方向に配置された通路を有し、磁石
または電磁石によって、通路内に磁場を発生させること
が可能であり、通路を落下する2種の粉体の磁化率に差
がある場合、粉体に対する力の作用にも差が生じること
を利用して、2種の粉体を分離する装置である。また、
酸化鉄返送装置9は、磁気分離装置8内の磁場印加部
(磁石または電磁石)に付着した強磁性体酸化鉄を回収
し、酸化鉄添加装置に返送する装置である。
【0014】
【実施例】実施例1 パイライト(FeS2 )を含有する石炭に、パイライト
1モルに対し0.4モルの量のマグネタイト(Fe3
4 )を添加し、得られた混合物を還元雰囲気中(窒素ガ
ス(N2 )中)で200℃で加熱した。図2は、この混
合物の加熱前後のX線回折スペクトルを表す。図2中、
(a)は、加熱前のX線回折スペクトルであり、(b)
は、加熱後のX線回折スペクトルである。(a)では、
パイライト(FeS2 )の信号21とマグネタイト(F
3 4 )の信号22が認められる。(b)では、ピロ
タイト(FeS)の信号23のみが認められる。このよ
うに、石炭中のパイライト(FeS2 )に対し、Fe原
子で等モル当量以上のマグネタイト(Fe3 4 )を共
存させた場合には、FeS2 (パイライト)をほぼ10
0%、ピロタイト(FeS)に変換することができる。
【0015】比較例1 図3は、酸化鉄を共存させずに、還元雰囲気中(窒素ガ
ス中)で200℃でパイライト(FeS2 )を含有する
石炭を加熱した場合のX線回折スペクトルを表す。図3
中の(a)は、加熱前のスペクトルを表す。スペクトル
中、パイライト(FeS2 )の信号31のみが認められ
る。図3中の(b)は、加熱後のスペクトルを表す。そ
こでのパイライトの信号32は、(a)と比べて信号の
強度が減少しており、また、生成したピロタイトの信号
33がわずかに認められる。このように、酸化鉄を共存
させないと、パイライト(FeS2 )のピロタイト(F
eS)への変換率が小さいことがわかる。
【0016】
【発明の効果】本発明によれば、パイライト(Fe
2 )を含有する石炭の脱硫において、ガス状硫黄(S
n )の発生を抑制しつつ、パイライト(FeS2 )を高
変換率でピロタイト(FeS)に変換し、ピロタイト
(FeS)を磁気分離することができ、効率的にパイラ
イト(FeS2 )を除去することができる。また、添加
する酸化鉄として強磁性体酸化鉄を用いることによっ
て、反応に用いられなかった余剰の酸化鉄を、磁気印加
装置によって回収し、再利用することができ、酸化鉄の
使用量を最小限に留めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の脱硫装置の概略図である。
【図2】本発明の方法における加熱前後の石炭のX線回
折スペクトルである。
【図3】従来方法における加熱前後の石炭のX線回折ス
ペクトルである。
【符号の説明】
1 原炭チップ 2 ミル 3 酸化鉄添加装置 4 酸化鉄 5 加熱チャンバー 6 チャンバー内ガス置換装置 7 酸化鉄返送装置 8 磁気分離装置 9 硫化鉄除去炭 10 硫化鉄 21 パイライト 22 マグネタイト 23 ピロタイト 31 パイライト 32 パイライト 33 ピロタイト

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パイライトを含有する石炭を、酸化鉄の
    共存下で、還元雰囲気中で加熱処理し、該石炭中のパイ
    ライトをピロタイトに変換する工程と、該ピロタイトを
    磁気分離によって石炭から除去する工程とを含む石炭の
    脱硫方法。
  2. 【請求項2】 上記酸化鉄として、マグネタイト、酸化
    鉄(II)、マグヘマイトから選ばれる少なくとも一種の
    強磁性体酸化鉄を用いる請求項1記載の石炭の脱硫方
    法。
  3. 【請求項3】 上記酸化鉄の添加量が、パイライトをピ
    ロタイトに変換するのに必要な量よりも多く、かつ、上
    記パイライトのピロタイトへの変換の工程の後に、未反
    応の酸化鉄を回収する工程を含む請求項1または2記載
    の石炭の脱硫方法。
  4. 【請求項4】 パイライトを含有する石炭と酸化鉄との
    混合物を、還元雰囲気中で加熱処理して、該石炭中のパ
    イライトをピロタイトに変換する装置と、該ピロタイト
    を磁気分離して除去する装置とを含む石炭の脱硫装置。
  5. 【請求項5】 未反応の酸化鉄を回収する装置をさらに
    含む請求項4記載の石炭の脱硫装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006522201A (ja) * 2003-03-31 2006-09-28 カウンシル オブ サイエンティフィク アンド インダストリアル リサーチ 高硫黄炭から有機硫黄を除去する方法及びその装置
CN105734268A (zh) * 2014-09-05 2016-07-06 合肥工业大学 一种黄铁矿和褐铁矿混合焙烧制备多孔结构材料的方法
CN105734267A (zh) * 2014-09-05 2016-07-06 合肥工业大学 一种通过混合焙烧制备多孔结构材料的方法
CN105734269A (zh) * 2014-09-05 2016-07-06 合肥工业大学 一种制备以磁黄铁矿为主要物相的多孔结构材料的方法

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CN105734267B (zh) * 2014-09-05 2017-12-26 合肥工业大学 一种通过混合焙烧制备多孔结构材料的方法

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