JPS58142986A - 石炭の品質改良方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は微粉状の石炭のスラリーより石炭粒子を選択的
に凝集させて回収し、灰分を減らす石炭の脱灰方法およ
び該方法に用いる新規な凝集剤に関する。

従来石油は安価なこと、発熱量が大きいこと、液体であ
るため輸送等の取扱いが容易なこと等の理由でエネルギ
ー源として最も多く使用されて来た。しかしながら近時
石油価格の高騰と資源の枯渇化により石炭が代替エネル
ギー源として再び注目されるようになった。

しかしながら石炭は周知のように炭素質の他に、シリカ
とアルミナを主成分とする多量の粘土灰分、および微量
の種々の金属酸化物、硫化物からなる灰分を通常５〜２
５％含有する。これら不純物は燃焼時残渣として残るこ
とや、燃焼時瑠境に排出すると有害な物質を発生する等
の問題を生じ、石炭の燃料としての利用価値を著しく損
うものである。従って石炭の品質を向上させるため、一
般に石炭中に含有する灰分を可能な限り除去するための
脱灰操作が採られている。

現在まで良く知られている脱灰法としては、重液選炭法
、浮遊選炭法、オイルアグロメレーション（Ｏｉ　Ｉ　
ＡｇｇＪｃｍｅｒａｔｉｏｎ　）法、磁力による選別法
等が挙げられるが、いずれも満足な脱灰方法とはいえな
い。このうち比較的有望視されているのはオイルアグロ
メレーシミン法で、この方法は微粉炭の水性スラリーに
、バインダーとして油分を加え、石炭のみを選択的に凝
集させ、ペレット化させるものである。しかしながら該
方法はなお（１１無視し得ない量の油分の添加を必要と
する、（２）ペレタイズ時相当量のかくはんエネルギー
が必要である、（３）脱灰効果は一般に５０〜６０％で
あり、満足ではない、（４）得られる脱灰炭は油分との
混合物であり、再び水性スラリーとして輸送、燃焼に供
することはできない、等の欠点を有する。

これら欠点を解消するため、乳化剤を併用する方法、油
分を乳化して添加する方法、油分を二段階で添加する方
法、無機電解質を併用する方法、油溶性ポリマーを併用
する方法、これら各種方法の組合せ等が各方面で盛んに
検討されているが、未だ満足な成果を挙げていない。

上記方法のほかに、より直接的な方法として、特開昭５
４−１６５１１に提案されているように、微粉炭の水性
スラリーにポリアクリル醗塩、ポリリン酸塩の如き分散
剤を添加し、灰分を選択的に沈降除去する方法も試みら
れたが、この方法は沈降速度のコントロールが困難であ
るため所期の目的を達成し難く、満足な方法とはいえな
い。

さらに別の方法として、石炭に不飽和単量体を化学的に
グラフト重合し、石炭を親油性物質として回収すること
が特開昭５６−１１１０６２に提案されているが、新た
な付加的原料を必要とし、かつ操作が煩雑な割には満足
な成果を挙げ得ない。

近年疎水性基を有する水溶性ポリマーが疎水性の石炭粒
子を選択的に凝集する凝集剤として注目されており、具
体的には分子量５０万のポリエチレンオキシド、アクリ
ルアミド／アクリル酸メチル共重合体を使用する報告が
あるが、これら凝集剤の具備すべき基本的特性について
未だ充分に解明されていない。

本発明は上述のような従来法の欠点を持たない、安価で
、簡単な操作で、高い脱灰率を達成することができ°る
石炭の脱灰方法および該方法に使用する凝集剤を提供す
ることを目的とする。

本発明は、微粉状の石炭の水性スラリーに水溶性または
水分散性高分子凝集剤を添加し、石炭を選択的に凝集せ
しめて回収する石炭の脱灰方法に関する。微粉状の石炭
の水性スラリーは分散剤を含んでいてもよい。

前記凝集剤は、構成単位が 囚　２０℃における水に対する溶解度が１５重社％以上
の後記Ａ群から選ばれた不飽和親水性単置体の少なくと
も１種と、 β）　２０℃における水に対する溶解度が１０重量％以
下の後記Ｂ群から選ばれた不飽和疎水性単量体の少なく
とも１種 から構成され、ＡとＢの比率がＡ／Ｂ＝９９／１〜２０
／８．ｆｆ（重量比）である分子量ｌＯ万ないし３００
０万、好ましくは５０万ないし２０００万の水溶性また
は水分散性高分子を成分とするものである。

以上のような本発明によれば、油分を全く使用すること
なく、大きなエネルギーを使用することなく、容易に、
高効率で脱灰を行うことができる。

例えば、一般的な石炭回収率９０ないし１００％程度の
条件下において、従来技術の脱灰率が５０ないし６０％
程度であるのに比し、本発明では７０％以上の高い率で
脱灰できる。石炭回収率を低くすると回収された石炭の
脱灰率が大きくなるのが一般的傾向であるが、本発明で
は石炭回収率を９０％より低くすると、従来技術では困
難であった９０％以上の脱灰率を達成することができる
。

回収された石炭は油分を含まないため、輸送および燃焼
に便利な水性スラリーに再び調製することができる。

前記ＡおよびＢの構成単量体を以下に示す。これらの構
成成分はＡ群およびＢ群の単量体を前記の比率で直接常
法により共重合させて得られる水溶性高分子の形のほか
１１重合後例えば加水分解、４級化等の化学１反応によ
って該当する構成成分を含む水溶性高分子へ変換された
場合を含む。

Ａ群（親水性単量体） （１）　　７リル化合物類、例えばアリルアルコール、
メタアリルスルホン酸およびその塩、アリルスルホン醗
およびその塩、ジアリルアミン等（２）　　重合性不飽
和ジカルボン酸およびその塩類、例えばマレイン酸、フ
マル酸、無水マレイン酸、イタコン酸およびそれらの塩
類 （３）　　ビニルアルコール （４）　　ビニルスルホン酸およびその塩類（５）　　
スチレンスルホン酸およびその塩類、例えばｐ−スチレ
ンスルホン拳およびその塩等Ｂ群（疎水性単量体） （１１スチレン類、例えばスチレン、メチルスチレン等 （２）　　重合性ハロゲン化オレフィン類、例えば塩化
ビニル、臭化ビニル、塩化ビニリデン、臭化ビニリデン
、フッ化ビニリデン等 （３）脂肪酸ビニルエステル類、例えば酢酸ビニル、プ
ロピオン酸ビニル、カプリル酸ビニル、オレイン酸ビニ
ル等 （４１重合性オレフィン類、例えばエチレン、プロピレ
ン、ｌ−ブテン等 （５）　　ビニルピリジン類、例えば２−メチルビニル
ピリジン等 前記のように、Ａ群の親水性単量体とＢ群の疎水性単量
体の比率（Ａ／Ｂ　）は、重量比でＡ／Ｂ＝９９／１〜
２０／８０であるが、より好ましいのはＡ／Ｂ＝９７／
３〜４０／６０である。ＡおよびＢの配列はランダム、
ブロックのいずれでもよい。

Ｂの比率が１％以下ではもはや本発明の効果は期待でき
ないし、Ｂの比率が８０％以上では有効な水溶性または
水分散性が得られない。

水溶性高分予め分子量はｌＯ万ないし３０００万、好ま
しくは５０万ないし２０００万であり、この範囲のもの
が良好な効果を示す。

水溶性高分子の添加量は必要とする石炭の回収率および
脱灰率に応じて変動するが、通常微粉状の石炭の水性ス
ラリーに対し、０．ｌｐｐｍないし１重量％、好ましく
はｌｐｐｍないし０．５重量％である。０．１　ｐｐｍ
を上廻る場合は凝集効果が発現しないし、また１重量−
を１廻る場合はそれに比例した効果の上昇が見られない
ので不経済である。

本発明の実施に際し、必須ではないが水性スラリーは分
散剤を含むことができる。分散剤を含むことにより水性
スラリーは均質化され、また灰分がより長時間サスペン
ション中にとどまるのでより効果的な脱灰が行われる。

この目的に対し任意の分散剤が使用できるが、例えばヘ
キサメタリン酸ナトリウムなどの縮合リン酸塩系、ケイ
酸ナトリウム等のシリケート系、ポリアクリル酸ナトリ
ラム等のアクリレート系、ナフタレンスルホン酸ナトリ
ウム／ホルムアルデヒド縮合物等が使用し得る。分散剤
の添加量は、水性スラリーに対し５０００　ｐｐｍ以下
、好ましくは５０ないし２０００ｐｐｍが適当である。

過剰に添加すると凝集効果を阻害する傾向がある。

脱灰は石炭を微粉状に粉砕し、水性スラリーの形として
実施する。

本発明を適用し得る石炭には、亜炭、褐炭、亜瀝青炭、
瀝青炭、半無煙炭および無煙炭を含む。

また石炭鉱山から排出される石炭を含む洗浄廃水も石炭
源として利用できる。

本発明に使用される微粉状石炭は、適当な粉砕機によっ
て乾式粉砕しても得られるが、炭塵爆発を避けるためよ
り安全には水中で、湿式粉砕し、スラリーを形成するの
が好ましい。

石炭の粒度は微細なほど脱灰効果が良く、１５０声以下
、好ましくは１００／’以下とすることにより満足な脱
灰率が得られる。

石炭微粉の水性スラリー中の固形分濃度（粉砕前の石炭
基準）は、通常６０％以下、好ましくは２ないし３０％
であり、スラリー濃度が高い程処理能力は増大するが、
脱灰効率が低下する。６０％以上の高濃度ではもはや本
発明の効果は期待できない。水性スラリーのｐＨは３な
いし１２．より好ましくは弱アルカリ性の７ないし１１
が適当である。

本発明による脱灰方法は以下のように行うのが好ましい
。すなわち湿式粉砕により得られた微粉炭の水性スラリ
ーを所定の固形分濃度に調整した後、分散剤を加える。

分散剤は湿式粉砕時に添加してもよい。ｐＨを調整した
後前記した水溶性高分子を添加するが、その際水溶性高
分子はあらかじめ０．５％ないし５％程度のストック水
溶液として用意しておくのがよい。水溶性高分子を原体
のま−で添加すると完全に溶解するまで時間がか＼るか
らである。

水溶性高分子を添加する際およびその後比較的ゆるやか
なかくはんが必要で、・通常添加終了後数分以内に石炭
粒子が凝集するので、静置後、例えば傾しゃ法により水
切りし、脱灰炭を回収する。

脱灰炭は必要に応じ例えば遠心分離機を用いてさらに脱
水し、水分量を減らすこともでき、また反対に比較的多
量の分散剤を用いて再度流動性水スラリーとすることも
できる。

一方灰分は少量の未回収石炭と共に懸濁液中に残留する
が、石炭の回収率を上げるため必要があれば本発明の操
作を再度この懸濁液に適用してもよい。この場合連続化
の方法を採ることもできる。

以下に本発明の実施例を示す。実施例中の比率および％
はすぺで重量による。

実施例に使用した石炭の分析値を第１表に示す。

分析法はＪＩＳ　Ｍ　８８１１〜８８１３による。

（以下余白） 第　　　１　　　表 第１表の石炭をボールミルにて水と共に湿式粉砕して微
粒状の石炭水性スラリーを得た。微粒子の粒度は第１表
に示す如く殆んど大部分が４６）を以下であり、少なく
とも全部が１０５．ｕ以下であった。

実施例 第１表の石炭含有水性スラリー（固形分濃度ｌＯ％）ｌ
ｌを、６枚羽根のかくはん機と４枚のバッフルを備えた
容器に採取した。水酸化ナトリウムと硝酸を用いてｐＨ
を１１．０に調節した後、ヘキサメタリン酸ナトリウム
を３００　ｐｐｍの濃度に添加し、３０００ｒｐｍで２
分間かくはんし、均一なスラリーを得た。

次に第２表記載の水溶性高分子の０．５％水溶液（あら
かじめ調製）を固形分換算で所定の濃度に１５秒間を要
して添加した。添加終了後３０００ｒｐｍで１分間、１
１０００ｒｐで２分間かくはんを続けた後かくはんを止
め、静置した。

凝集した石炭微粒子をデカンテーションにより水切りし
、さらに遠心分拳機中１１０００ｒｐで３分間脱水した
。得られた結果を第２表に示す。

（以下余白） 特許出願人　　第−工業製薬株式会社

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　微粉状の石炭の水性スラリーに、構成単位が
   （３）アリル化合物類、重合性不飽和ジカルボン酸オヨ
   ヒソの塩類、ビニルアルコール、ビニルスルホン酸およ
   びその塩類、スチレンスルホン酸およびその塩類よシ選
   ばれ、２０℃における水に対する溶解度が１５重量−以
   上である親水性単量体の少なくとも１種と 但）　スチレン類、重合性ニトリル類、重合性ハロゲン
   化オレフィン類、脂肪酸ビ、ニルエステル類、重合性オ
   レフィン類、ビニルピリジン類より選ばれ、２０℃にお
   ける水に対する溶解度が１０重量％以下である疎水性単
   量体の少なくとも１種、とから構成され、前記ＡとＢの
   比率が重量比でＡ／Ｂ＝９９／１ないし２０／８０であ
   る分子量ｌＯ万ないし３０００万の水溶性または水分散
   性高分子を添加して石炭を選択的に凝集せしめ、凝集し
   た石炭を母液から分離し回収することを特徴とする石炭
   の脱灰方法。
2. （２）　　微粉状石炭の水性スラリーが分散剤を含んで
   いる特許請求の範囲第１項の方法・
3. （３）水性スラリー中の固形分濃度が６０重量％以下で
   ある特許請求の範囲第１項または第２項の方法。
4. （４）水溶性または水分散性高分子の添加量が水性スラ
   リーに対し０．１　ｐｐｍないし１重置％である特許請
   求の範囲第１項、第３項または第４項の方法。
5. （５）構成単位が （イ）アリル化合物類、重合性不飽和ジカルボン酸およ
   びその塩類、ビニルアルコール、ビニルスルホン酸およ
   びその塩類、スチレンスルホン厳およびその塩類よシ選
   ばれ、２０℃における水に対する溶解度が１５重量％以
   上である親水性単量体の少なくとも１種と、 （Ｂ）スチにン類、重合性ニトリル類、重合性ハロゲン
   化オレフィン類、脂肪酸ビニルエステル類、重合性オレ
   フィン類、ビニルピリジン類より選ばれ、２０℃におけ
   る水に対する溶解度が１０重置％以下である疎水性単量
   体の少なくとも１種、とから構成され、前記ＡとＢの比
   率が重量比でＡ／Ｂ＝９９／ｌないし２０／８０である
   分子量１０万ないし３０００万の水溶性または水分散性
   高分子を成分とする脱灰のための微粉状石炭の水性スラ
   リーへ添加される石炭の選択的凝集剤。