JPS58501183A - 石炭−水スラリ− - 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、乙３−ｇ３％の固体と分散剤とを含む石炭−水スラリ−１ならびに該 スラリーの製造方法およびポンプ輸送方法に関する。

背景技術 先行技術には、高密度石炭−水スラリーは高粘度を有し、かくして実質的にポン プ輸送不能だと記載されている。例えば、米国特許第グ、／θり、０３！；号に は、Ｓθチ以上の固体を含む石炭−水スラリーはポンプ輸送不能であると記載さ れている。

発明の要旨 Ａ左〜ｇＳ重量係の固体を含む、低粘度、高固体含量石炭−水スラリーが記載さ れる。該スラリーの製造方法、ならびにコθ〜９０″Ｃの温度に保ちながら、該 スラリーをポンプ輸送する工程を含む該スラリーの輸送方法も記載される。

図面の簡単な説明 本発明は、添付図面とともに下記の詳細な説明を読むことによってより完全に理 解されるであろう。添付図面中、類似の参考番号は類似の機素を示す。

第１図は、石炭−水スラリーの製造ならびに炉中でのそのスラリーの利用の一体 的方法を示すフローシートである。

第一図は、中で石炭−水スラリーを燃焼させることができる典型的なアトマイザ −またけ乱流バーナーの断面図である。

第３図は、脱灰分石炭−水スラリーの一体的製造方法を示すフローシートである 。

第７図は、脱灰分スラリーの製造に使用することができる電気泳動式クリーニン グセルの斜視図である。

第３図は、該クリーニングセルの平面図である。

発明の開示 本発明の石炭−水スラリーは、下記ＣＰＦＴ式に実質的に従う粒径分布を有する 微粉砕石炭粒子のコンパクト（ｃｏｍｐａｃｔ　）を含む。

ＣＰＦＴ＝着目粒径りの粒子より細かい粒子の乾量基準累積重量係、 Ｄ　−コン・やクト中の任意の粒子の直径、Ｄ、＝　コンパクト中の最大粒子の 直径であって、篩サイズまたはその等価サイズで約／θＯ〜約、２Ｓ０μであり 、 Ｄ５　−　コン・ぐクト中の最小粒子の直径で、約０．０／〜約θ、ｌｌμであ り、 ｎ　＝　指数で、ｎは約０．２〜約０．’１２であり、直径はすべてμｍで測ら れる。

本明細書中で用いる″コンシス）　（ｃｏｎｓｉｓｔ　）　”という用語は、石 炭−水スラリーの固体相の少なくともｇ５重量係の粒径分布を意味し、該固体相 の該ｇ３重量係を占める粒径の範囲を示す。該固体相の少なくとも０．に重量係 を示さない粒径は″コン７ス）　（ｃｏｎｓｉｓｔ　）″の定義中には反映され ない。°°約２３０μｍ、　Ｘ　Ｏ、０３ｔｔｒｎ”という用語は、石炭粒イの ０．Ｓ重量係未満がＯ，ＯＳμｍ未満の粒径を有し、石炭粒子の少なくとも８３ 重量係が０．０汐μｒｒＬ−２３０μｍの範囲の粒径を有する石炭コンシストを 意味する。

本明細書中で用いるＤ５”という用語は、コンシスト中の最小粒子の直径（走査 電子顕微鏡または等価手段で測定）を意味し、”ＤＬ”という用語は、コンシス ト中の最大粒子の直径（篩サイズまたはその等価サイズ）を意味する。例えば２ Ｓθμｒａ、ｘ　ｏ　、　ｏ　ｓμｍコンシストでは、Ｄ５　は０．０５μｍで あり、ＤＬ　は、２汐θμｍである。

Ｄ５　は、約０．０Ｓ〜約ｏ、ｙμｍであることが好ましく、より好捷しくは約 ０．０Ｓ〜約０．．２３μｍである。最も好ましい実施態様では、Ｄ５　は、約 Ｏ，ＯＳ〜約０．２θμｍである。

本明細書中で使用する場合、ＤＬ　はコンパクト中の最大粒子の直径（篩サイズ またはその等価サイズ）である。

ＤＬ　は、粒径分布の理論的な粒径値であり、ＣＰＦＴを粒径に対してプロット したとき、Ｄｌ　値はＣＰＦＴ／Ｄゾロノドの上部Ｘ軸（ｔｈｅ　ｕｐｐｅｒ　 Ｘ　ａｘｉｓ　）　上の交点として示される。しかし、当業者には明らかなよう に、粒径分布の粗大端の粉砕の差異（ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ　）　のため＼実際 の最高粒径は、例えば本明細書の場合の上記粒径方程式で得られるり、より常に 犬きく、かくしてり５粒径値２．２０　ｌ１１　ｍは、少なくとも９ｇ％粒子が 、２に０８ｍより小さい粒径分ＸＩＪ金生じる。従って、本発明の石炭−水スラ リーは、ＣＰＦＴ力程式に実質的に従う粒径分布を有する石炭コン・やクトを有 するが、実際の最高粒径がＤｌ　より大きいことによって生じる小さい偏差は本 発明の範囲および精神内にある。

本発明のスラリーの石炭コンシストでは、ＤＬ　とコンシストの実際の最高粒径 とはともに約７００〜約、２５０μ島である。

７つの好ましい実施態様に於ては、Ｄ、は約２２０μｍであり、コンシスト中の 石炭粒子の少なくとも約ｑｇ係が２５０μより小さい。

７つの好ましい実施態様では、本発明の石炭−水スラリーに用いられる石炭は“ 微粉砕される１゜本明細書中で用いる゛′微粉砕された石炭″°（または°”　 ｐ、ｃ、’　）とは、約’Ｉ　Ｏ）　ソンユ×０のコンシストに粉砕または摩砕 された石炭を意味する［　Ｈａｎｄｂｏｏｋ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　ａｎ ｄＰｈｙｓｉｃｓ　、第５７版、ＣＲＣｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ　Ｃｏ、、米国、 ｌ９７０−／９７／、Ｆ−１９９頁参照（この文献の記載は参照文として本明細 書に含まれるものとする）〕。

石炭粒子は、ボディー（ｂｏｄｙ　）（捷たけ最大の面−而厚さ）の不規則な形 を有しているので、サプンーブ粒径の個々の粒子は指定メツンユの篩を通過する 。個々の粒子の粒径は、球形直径で示すことができ、本明細書で用いる場合、石 灰剤たは石炭−水スラリーの試料からの石炭粒子が通過する、／乙ノノンユ〜タ ００メソ／ユ（３ｇμｍ）の米国篩サイズまたはその等価サイズ（μｎＬ）とし て定義される。、２００メッシュより細かい粒子に対しては、粒子の粒径ば、部 首たは沈降計または走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）で測定したμｍで表わされる。

従って、篩粒径およびＳＥＭ粒径またはその等価サイズ（但し、測定された）が 本発明の説明に用いられる。

先行技術から確かめられるように、所望の粒径のコンパクトおよびコンシストを 得るための石炭分画のボールミル粉砕およびローラーミル粉砕、ディスクグライ ンディング、篩分け、再循環、乾式（空気）および湿式（水）分離、およびブレ ンディングまたはその他の組合せを含む粉砕手段は公知である。

石炭粒子の粒径は、当業者に公知の方法で測定される。

下記の３種類の石炭粒子粒径測定方法が好ましい：／　７５μｍ以上の直径の粒 子については、米国シリーズ篩Ａ／乙、スθ、３０、ｌ１０、Ｓｅ、７０．１０ ０、／ｌｌＯ及び２００を用いて、（−）／／ｇθμＤ〜（−）７５μｍの範囲 で、各節を通過する石炭粒子の重量を測定することができる。

ユ　直径約／〜（）　７３７ｚ　ｒｒＬの粒子については、セデイグラフＳＳＯ θＬ　（Ｓｅｄｉｇｒａｐｈ　３３θｏＬ）（米国Ｍｉ　ｃｒｏｍｅｒ　ｉ　ｔ 　ｉ　ｃｓ　Ｃｏｍｐａｎｙ製）を用いて、石炭および石炭−水スラリーの粒子 の粒径および数を測定するこ七ができる。この装置は、ストークスの法則に従っ て沈降する分散粒子の吸光率（ｐｈｏｔｏ　−ｅｘｔｉｎｃｔｉｏｎ　）　を用 いて上記測定を行う。

３　直径約／μｍ未満の粒子については、７０１０００倍の走査電子顕微鏡を用 いることができる。測定は、石炭粒子の希薄懸濁液を調製することにより、ある いは分散石炭−水スラリーを石炭約７０重量％（溶液重量に対し）の濃度に希釈 することによって行うことができる。

希薄懸濁液を、２時間（例えば１００ｒｒｖの目盛付きシリンダー中で）沈降さ せ、懸濁液の頂部／ｍ／′から最も微細な粒径の試料を取る。この試料を、アル コールで、さらに０．”％未満の濃度に希釈し、この希釈懸濁液または分散液を 、銅条台上で、ＳＥＭを用い、公知の方法で測定してＤ５　をめる。

例として、但しこれに限定されるものではないが、下記の方法を用いて、粒径測 定用石炭試料を調製することができる。

（ａ）篩分析：　”　ローマ−（Ｌｏｍａｒ　）　Ｄ”界面活性剤／％（乾燥石 炭の重量に対して）を含有するキャリヤー水１１００ｒｎｅ中に、一定重量試料 、例えば３０ｇ乾量の石炭を入れ、このスラリーをハミルトンビーチ（Ｈａｍｉ ｌｔｏｎＢｅａｃｈ　）　ミキサーで７０分間混合する。この試料を、次に、グ 時間、または、好ましくは／晩中静置する。但し、スラリーを該界面活性剤と共 に粉砕する場合には、この工程を省くことができる。次に、試料を約２分間、ご く簡単に再混合し、最低３．２５メツ／ユまでの計１１を済み米国標準篩層上へ 徐々に注ぐ。次に、最上層の篩を通して流水で試料を慎重に洗い、最上層篩上の 篩通過可能物質の全部がこの篩を通って下層の筒中へ洗い込まれるまで残りの層 はそのま＼にしておく。次に最上層の篩を取り去り、層中の各節は、それが最上 層篩になったとき、各節が完全に洗いつくされるまで、次々に洗われかつ取り去 られる。次に、乾燥話中で、各節を湿式篩別で用いたのと同じ層順序で、１０Ｓ ℃に於て約６０〜９０分間乾燥する。乾燥後、層を、１５分間さらに、口・タッ ピング（Ｒｏ−ｔａｐｐｅｄ　）　Ｌ、各篩上の残留物を、既知の方法で秤量す る。最も細かい篩を通過した試料は、セディグラフ分析用容器中に希薄スラリー として集められる。

（ｂ＞　セデイグラフ分析：最小篩粒径より細かい試料を、蒸留水３０ｍｅでさ らに希釈し、この季釈試料に、°°ローマーＤ′グ滴を添加する。この試料を、 次に、マグネチソクスララーで約２時間攪拌した後、セディダラフ５Ｓθ０Ｌで 測定を行う。

篩分析およびセデイグラフ分析からのデータを、走査電子顕微鏡で得たＤ５　デ ータと組み合わせ、これらを用いてＣＰＦＴチャートを作成する。

本発明の石炭−水スラリーは、乾量基準で測定して約４Ｓ〜約ｇＳ重量係の固体 （スラリー重量に対し）を含む。本明細書中で用いる゛固体”とは、採掘された ま＼の石炭を含み、採掘された捷＼の石炭は、例えば石炭と灰分とを含むことが できる。採掘時、石炭中にはかなりの結合水がある。石炭中のこの水の重量は、 本発明のスラリー中の“′乾燥′°固体の重量％を計算するための固体用量には 含まれない。本明細書中で用いる″乾量基準″とは、キャリヤー水を実質的に含 捷ない石炭を意味する。

石炭は、少なくとも２／、／”ＣＣ７０Ｆ）の温度、左０チ未満の相対湿度に於 て、少なくとも２１１時間、空気に曝露されることによって風乾された後には乾 燥していると考えられる。

７つのより好ましい実施態様では、本発明の石炭−水スラリーは、乾燥基準で測 定して約７０〜約ｇ５係の固体を含む。

本発明の石炭−水スラリーは、スラリー重量の約１５〜約３Ｓ重量係のキャリヤ ー水を含む。

本明細書中に於て、本発明の石炭−水スラリー中の石炭およびキャリヤー水の濃 度は、乾燥石炭（７０°Ｃに於て、５θ係未満の相対湿度に於て、２４／時間風 乾したもの）の重量またはキャリヤー水の重量を計算し、それを乾燥石炭とキャ リヤー水との合計重量で割って算出される。本明細書中で用いるキャリヤー水と いう用語は、石炭粒子上の結合水に接して石炭粒子間に分散している・ぐルク水 すなわち自由水を意味する。本明細書中で用いる結合水とは、結合水層中に保持 されている水を意味し、粒子の表面に隣接した固定水層を含む。

本発明の石炭−水スラリー中に用いられる石炭コンブストは少なくとも約汐重量 係のコロイド状石炭粒子台・含む。本明細書中で用いるコロイドという用語は、 少々くとも／成分が、その寸法の少なくとも７つが７００八〜３μ島の範囲にあ るように物理的に細分された物質を意味する。公知のように、この限界は固定さ れているものでは々く、時には、より大きい粒子を含む系がコロイドとして分類 される。Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　、第２版、Ｃ １ａｒｋ他、Ｒｅ１ｎｈｏｌｄ　、／　ｑ４乙１．２０３頁参照。

本発明のスラリー中に用いられる石炭コン／ストに於て、石炭粒子の少なくとも Ｓ重量％は約３μｍより小さいことが好ましい。該石炭コンシスト中の石炭粒子 の約７〜約３６重量係が３μ亀より小さいことが好ましい。

１つの好ましい実施態様に於ては、該石炭コンシスト中の石炭粒子の約に〜約、 ２０重量％が３μｍより小さい。

もう７つの好ましい実施態様では、該石炭コンブスト中の石炭粒子の約７〜約３ 乙重量係が３μｍより小さい。

本発明の石炭−水スラリーでは、石炭濃度７５５重量％スラリーのゾルツクフィ ールド粘度は、包囲温度でかつ乙θｒｐｍＫ於て測定されるとき、約１ｌｏｏｏ センチポイズ未満であり、−粘度試験を行う前に、必要ならば、石炭濃度が７５ ５重量％なるまで、スラリーに水を加えるかあるいはスラリーから水を除去する がして、スラリーの石炭濃度を調節する。本明細書中で用いる″ブルックフィー ルド粘度”とは、ブルックフィールド・シンクローレクトリノク・ビスコシメー ター（ＢｒｏｏｋｆｉｅｌｄＳｙｎｃｒｏ　−Ｌｅｃｔｒｉｃ　Ｖｉｓｃｏｓｉ ｍｅｔｅｒ　）　（米国、Ｂｒｏｏｋｆ　ｉｅｌｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｌ ａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓ社製）による粘度測定に用いられる通常の方法で測定し た°°粘度”を意味する。本明細書中で−占うブルックフィールド粘度は、包囲 温度および包囲圧力に於て、乙０ｒｐｍで、センチポイズで測定される。

本発明の石炭−水スラリーのブルックフィールド粘度は、好ましくは、乙０ｒｐ ｍおよび７５係固体含量に於て約３０００センチポイズ未満である。かかる試験 条件下で、本発明の石炭−水スラリーのブルックフィールド粘度は、約３００〜 約、！１ｌｏｏセンチポイズであることが好ましい。例えば、乾量基準で７乙、 ７重量の石炭でつくった石炭−水スラリーは、粘度が約、２０００センチポイズ であった。

７つの実施態様に於て、本発明の石炭−水スラリーの粘度は、好ましくは、一定 の剪断速度に於て時間と共に減少し、剪断速度の増加によって減少しかつ温度上 昇によって減少する。これらの性質はそのポンプ輸送可能性を非常に増強する。

７つの好ましい実施態様に於て本発明の石炭−水スラリーは、降伏−擬塑性流体 である。本明細書中で用いる降伏擬塑性流体は、流体流動の分野で有する通常の 意味を有する。降伏擬塑性流体は、降伏応力を越えないと流動が始まらない流体 であ抄、剪断速度の増加と共に見掛は粘度が最終粘度にまで減少する流体である 。剪断応力〜剪断速度図に於て、降伏擬塑性流体の曲線は、剪断速度の直線的増 加に対し７でＩ’ＪＪ断応力が非直線的に増加する。

′純“擬塑性系では、降伏応力が無いので、曲線は原点を通る。しかし、はとん どの実在系では、幾らかの塑性を示す降伏応力がある。降伏擬塑性流体では、粘 度は、剪断速度の増加と共に減少する。

本発明の好ましい実施態様では、本発明の石炭−水スラリーば、チギソトロピー 性である。すなわち、その粘度が、−宝前断速度に於て、時間と共に減少する。

その上、この実施態様では、石炭−水スラリーは粘度の負の温度係数を有する。

すなわち粘度が温度の上昇と共に減少する。

本発明の石炭−水スラリーの降伏応力は、約θ、／〜約７０パスカルである。該 降伏応力は、約０．７Ｓ〜約７パスカルであることが好−ましく、約０．７Ｓ〜 約汐・やスカルであることが最も好捷しい。当業者には公知のように、降伏応力 は、流動が開始する前に越えねばならない応力である。降伏擬塑性流体すなわち ビンガム塑性流体の剪断応力−剪断速度図は、通常、流動開始時に、レオグラム 中に非直線的彎曲部を示す。曲線の比較的に直゛泉的部分を外挿して剪断応力軸 と交差した点が降伏応力を与える。例えば、Ｗ、　Ｌ、Ｗｉ　ｌ　ｋ　ｉ　ｎ５ ｏｎ著”Ｎｏｎ　−ＮｅｗｔｏｎｉａｎＦｌｕｉｄｓ、　Ｆｌｕｉｄ　Ｍｅｃｈ ａｎｉｃｓ、　Ｍｉｘｉｎｇ　ａｎｄ　Ｈｅａｔ　ＴｒａｎｓｆｅｒＩＩＰｅｒ ｇａｍｏｎ　Ｐｒｅｓｓ、　Ｎｅｗ　Ｙｏｒｋ、　／　９乙０、／−９頁を参照 されたい。この文献の記載は、参照文として本明細書に含捷れるものとする。Ｒ ｉｃｈａｒｄ　Ｗ、　Ｈａｎｋｓ　等著”５ｌｕｒｒｙＰｉｐｅｌｉｎｅ　Ｈｙ ｄｒａｕｌｉｃｓ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ”　’（Ｐｉｐｌｉｎｅ　Ｓｙｓｔｅ ｍｓＩｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ社、０ｒｉｎｄａ、　Ｃａ１ｉｆｏｒｎｉａ、／ 　ｑｇｏ）■−／〜■−７０頁をも参照されたい。この文献の記載も、参照文と して本明細書に含まれるものとする。

高固体含量および（または）高降伏応力を有する流体は、一般に高粘度である。

本出願人の石炭−水スラリ−ｄ１１固体含量と高降伏応力との両方を有するが、 予想外に低粘度である。その上、本発明の石炭−水スラリーは良好な安定性を有 する。

石炭粒子の少々くともｇ５重量係が２に０μｍ未満の粒径を有することが好捷し い。スラリー中の石炭粒子の少々くとも９０重量係が２３０μｍ未満の粒径を有 することがより好捷しい。最も好ましい実施態様に於ては、スラリー中の石炭粒 子の少なくとも９に重量係が２５０μｍ未満の粒径を有する。

石炭−水スラリー中のコロイド状粒径粒子は約１５〜約８５１１１４Ｖのゼータ 電位を有することが好捷しい。本明細書中で用いる°′ゼータ電位”とは、正味 の電位を意味し、電荷は正寸たは負である。かくして約１５．ｑ〜りＱ　、、： ｌ　ｍＶ　のゼータ電位は、約−１５，ｑ〜約−７０，２ｔｒ−■のゼータ電位 ならびに約十／汐、ｌｌ−〜約＋ｑｏ、、ｘｍＶのゼータ電位を含む。７つのよ り好捷しい実施態様では、該ゼータ電位は、約３θ〜７ｏｒｎｖである。

本明細書中で用る“′ゼータ電位”とは、コイイド化学の分野で与れられている 意味を有する。ゼータ電位の正確な議論および説明ならびにその測定方法は、多 くの文献中にあり、これらの文献には、／ｑ乙９年７月発行のＴ、Ｍ、Ｒｉ　ｄ ｄ　ｉ　ｃｋの米国特許第３．グ５　’ｌ　、　’ｌ　ｇ　７号；／９７４年ｇ 月２グ日発行のＤｏｕｇｌａｓらの米国特許第３．９７乙、３ｇ、２−号；　Ｅ ｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ　。

第２板、Ｃ１ａｒｋ等、Ｒｅ１ｎｈｏｌｄ　Ｐｕｂｌ、　Ｃｏｒｐ、、　／　９ 乙乙、２乙３−２６汐頁；　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　ａｎｄ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　Ｔｅ ｃｈｎｏｌｏｇｙＥｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ、主編集者り、Ｍ、Ｃｏｎｓｉｄｉ ｍｅ、　ＭｃＧｒａｗ　−Ｈｌｌｌ　Ｂｏｏｋ　Ｃｏ、、３ｇｇ−３θ９頁：　 ＣｈｅｍｉｃａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　：　Ａｎ　Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉｃ 　Ｔｒｅａｔｍｅｎｔ　Ｖｏｌ、■、２７−３．２頁；にｉｒｋ−Ｏｔｈｍｅｒ 　、　Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ　ｏｆＣｈｅｍｉｃａｌ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇ ｙ　、第２版、Ｖｏｌ、、２．２．９０−．９７頁：　Ｔ、Ｍ、Ｒｉｄｄｉｃｋ 　ＸＣｏｎｔｒｌ　ｏｆ　Ｃｏ１１ｏｉｄ　ＳｔａｂｉｌｉｔｙＴｈｒｏｕｇｈ 　Ｚｅｔａ　Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ　、Ｚａｔａ−Ｍｅｔｅｒ　ＸＩｎｃ、、　Ｎ ｅｗＹｏｒｋ　Ｃ１ｔｙが含まれる。

゛′セータ電位”は、例えばＰｏｔｔｅｒ著”　Ｅｌｅｃｔｒ。

Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ”、Ｃ１ｅａｖｅｒ　−Ｈｕｍｅ　Ｐｙｅｓｓ、　Ｌｔｄ、 、　Ｌｏｎｄｏｎ。

／ｑ乙／に記載されているような通常の方法および電気浸透装置で測定すること ができる。ゼータ電位は、また、市販の幾つかの装置のいずれかで電気泳動易動 度（ＥＰＭ）を測定することによってもめることができる。本発明では、本明細 書中の実施例中で、インーケムンステム３０００（Ｐｅｎ−にｅｍ　Ｓｙｓｔｅ ｍ　３θ０θ）（米国Ｐｅｎ−にｅｍＣｏ。

製）を用いてゼータ電位を測定した。この装置では、石炭粒子の試料を自動的に 取ってファスト・フーリエ・トランス−フォー　ムーアナリ　シｙ、（Ｆａｓｔ 　Ｆｏｕｒｉｅｒ　Ｔｒａｎｓ−ｆｒｏｍＡｎａｌｙｓｉＳ）　てＥ　Ｐ　Ｍ分 布をつくり、それから平均ゼータ電位（ｍＶ）を割算することができる。

ゼータ電位は、石炭−水スラリ〜の石炭コンｉｅクト中の１０μｍ未満の粒径の 石炭粒子の極めて希薄々試料を用いて測定される。

本発明のスラリーの石炭コンンスト中のコロイド状粒径石炭粒子のゼータ電位は 、電荷が負で、約−１５，４〜約−７０、，２ｍＶであることが好ましい。ゼー タ電位が約−３０〜約−７０ｍＶであることがより好ましい。

７つの好ましい実施態様に於て、石炭コンシスト中の該コロイド状粒径石炭粒子 の正味のゼータ電位は約−ｌ−／　５　、　’ｄ　〜約」−７θ、　、２ｍｖま たは約−／　’５　、　ｌＩ〜約−７０，２ｍＶであり、スラリー中の非石炭“ °灰分”のゼータ電位は、約θ〜約／３　、３ｍＶまたは約θ〜約−／３．３ｍ ｖである。この好ましい実施態様に於て、灰分およびコロイド状石炭粒子を、そ れぞれの指定ゼータ電位に帯電させた後、例えば、米国特許第グ、、２／７，１ ０９号およびＭｉ　ｌ　ｌｅｒ　らによるＢｕｒｅａｕ　ｏｆ　Ｍｉｎｅ’ｓ　 ＲｅｐｏｒｔｓＮｏ、Ｒ１／９乙０（／９７１Ｉ）およびＲ１７グ１１０（／ｑ ７０）（これらの文献の記載は参照文として本明細書に含まれるものとする）に 記載されているような通常の分離方法で、灰分をスラリーから分離する。

該コロイド状粒径石炭粒子のゼータ電位は、°′最高付近”であることが好まし い。本明細書中で用いる゛最高付近のゼータ電位゛とは、本明細書中のゼータ電 位を定義した部分で引用した参考文献中で定義されかつ論じられている最高ゼー タ電位以下で、一定の導電率で測定されたゼータ電位の値を想味する。ゼ〜り電 位はキャリヤー流体の導電率によって限定されるので、ゼータ電位をキャリヤー 流体の導電率に関して正規化しなければならない。最高付近のゼータ電位は、石 炭−水スラリー中の石炭粒子を分散させるのに十分な大きさの反発電荷を石炭粒 子に与えるのに十分なｍＶでなければならない。コロイド状石炭粒子のゼータ電 位は、最高ゼータ電位の約グθ〜約９０係であることが好ましい。コロイド状石 炭粒子のゼータ電位は、最高ゼータ電位の約ｌＩ−θ〜約ｇ。

係であることがより好ましい。

最高ゼータ電位は、柚々のゼータ電位に於てスラリーのブルックフィールド粒度 を測定することによって決定される。与えられた系に対して、スラリー中の界面 活性剤濃度をある値以上増加しても、もはやろＱ　ｒｐｍに於ける系のブルック フィールド粘度が減少しなくなったとき、最高ゼータ電位に達したことに々る。

ゼータ電位の１つの好ましい測定手段は、石炭試料を、実験室用磁製ゾールミル 中で、蒸留水中３０重量％固体で約２９時間、磁製ボールで粉砕するか、あるい は鋼製ボールミル中で、鋼製ボールで、３０重量％固体で／Ａ待時間あるいは石 炭の全粒子が１０μｍ未満の粒径になるまで粉砕することである。次に、この大 試料のうちの小試料を公知の方法でつくって、これを、石炭−水スラリー中のキ ャリヤーとしで用いられるべき水の試料と共に、攪拌機側き容器中に入れること ができる。次に、種々の酸性および塩基性塩を、量を袈えて添加してｐＨを液比 させ、同様に、種々の濃度の種々の候補分散剤有機界面活性剤を、単独で、また は２種以上を組み合わせて量を変えて（例えは、共に乾量基準で石炭／ｙ−につ き何２と）添加する。これらの試料を、次に、電気泳動易動度または電気浸透ま たは流動電位装置で試験して電気的データをめ、これらのデータから公知の方法 でゼータ電位を算出する。次に、ゼータ電位対ｐｎ対濃度のプロットをつくり、 グイラテンシー（ｄ　ｉ　ｌ　ａｔｅｎｃｙ）に達する量未満のキャリヤー水中 の石炭粒子の最適分散を生じるために使用されるべき候補界面活性剤−１：たは その組み合わせを示すことができる。上記の一１定には、ベンケム７ステム３０ ０θ（ＰｅｎＫｅｎ　Ｓｙｓｔｅｍ　３０００　）装置を用いることができる。

一般に、最も有効な分散剤の鍾類は、与えられた濃度に於て系に及ぼすゼータ電 位の影響′！ｉｌ−測定することによって決定することができる。すなわち、分 散剤の量を増加して滴定しながら、攪拌しつつある石炭−水スラリーの粘度対明 断速度を測定し、スラリー粘度が減少しなくなる点をみつける。かくして、例え ば、石炭試料を１、実験室用ボールミル中で、水中で５０重：け係固体に於て、 例えば、２夕時間、あるいに１石炭のすべての粒子が／　０ｔＩＩｎ未満の粒径 になる才で磁製ボールで粉砕することができる。次に、このスラリーの小試料（ 約３００ｍｅ）に、種々の量の分散剤を、乾いた捷メ、あるいは何重しくに溶液 で滴下で、添加し、混合物をおだやかに混合した後、ある一定の剪断速度で、例 えばブルックフィールドＬＶＴ粘度計を３０　ｒｐｍで用いて、粘度を測定する ことによって解膠させることができる。与えられた剪断速度および分散剤（７種 以上）濃度で、系に対して最低粘度を与えることがわかった分散剤（または分散 剤の組み合わせ）が、これらの条件に対して最も有効となる。

分散剤の使用量は、スラリー中の石炭の濃度、粒径および粒径分布、存在する灰 分鉱物（すなわち粘土およびその他の鉱物）、スラリーの温度、ｐｌｌ、粒子の 元のゼータ電位、特別な分散剤（７種以上）、例えば解膠剤、陰イオン性有機界 面活性剤、とその濃度のような種々の因子に依存している。一般に、分散剤、例 えば上記解膠剤は、乾燥石炭の重量に対して０．０７〜り、０重量係の量で、ス ラリー中に存在している。方法的には、特定の分散剤の所要量を決める場合、一 定量の石炭−水スラリーに対し７て特別な分散剤のある範囲の情を含む一連の石 炭−水スラリーについて粘度対剪断速度対ゼータ電位の一連の測定を行う。デー タを、プロットしかつ最高付近のゼータ電位を得るために使用すべきその分散剤 の最適量を指針として用いることができる。それ以上分散剤を添加することによ って粘度および（または）ゼータ電位があまり減少しなくなるチャートの座標を 置市ゼータ電位に於ける最適量を示すものとしてノγび、その螢をチャー１・の ベースラインから読む。滴定チャー１・からｍｌんた粘度および量を、次に、粘 度、量、最高ゼータ電位間の相関々係を示す等価チャートと比較する。次に、最 高付近のゼータ電位および選ばれた粘度とを与えるための電解質および（捷たは ）分散剤（７種または一種以上）の所要量を用いて石炭−水スラリーをつくる。

本発明によって作られる石炭コンシストに於ける最高付近のゼータ電位を与える ために所要な分散剤の型および量を選ぶための他の方法は、石炭−水スラリー業 界の当業者には明らかであろう。

本発明の石炭−水スラリ〜の石炭コンパクトに於て、該ｎは約０．．２０〜約ｏ 、ｉｉ、２であることが好ましい。

最も好ましい実施態様に於ては、ｎは約０．２０〜約０．３７である。

本発明の石炭−水スラリーの何重しい実施態様の７つに於て、該分散剤は陰イオ ン有機界面活性剤であり、スラリーのｐＨＩｉ約Ｓ〜約７．２．である。より好 ましい実施態様に於ては、スラリーのｐｌｌは約７〜約／／である。

本発明のもう７つの実施態様に於て、乾量基準で約乙３−ｇ３重量係の石炭を含 む新規の石炭−水スラ１１−は、 （１）分散剤（７種以上）の全量のうちの所定部分の存在下でかつ該石炭−水ス ラリーを・ぐイブライン中を輸送するために所要な全キャリヤー水の小部分量中 で、石炭の第１分画を微粉砕して、はとんど全部が約２３０　ｔｌｎ＞より細か い粒子を有する微粉砕分散石炭分画を製造する微粉砕工程と、 （１１）該全キャリヤー水の大部分量で、かつ該所定量の分散剤（７種以上）の 残りの部分の存在下に於て、該第１勢画の石炭粒子と混合して石炭コンパクトを 形成するとき、全混合物（ｔｏｔａｌ　ｂｌｅｎｄｅｄ　ｒｎａｓｓ　）　が、 正味で約１０重量係の粒径３μ簿未満の粒子を含むコン・ぐクトを形成するよう な細かさの石炭粒子を有する微粉砕分散石炭の第コ分画を与える工程と、 ω１）約、２Ｓ０μｒｎ×Ｑ、７μｍの範囲の粒径を有し、該粒子の少なくとも ７０重量係が３μｍ未満の粒径を有しかつ実質的に前記ＣＰＦＴ式に従って分布 している石炭粒子を有する石炭コン・セクトを有する石炭−水スラリーを与える のに十分々重量で、該第１分画と第λ分画とを混合する工程と を含む方法によって製造される。

７つのより好ましい実施態様に於て、上記の何重しい方法は、該受なくとも７種 の分散剤の該全量を、Ｇｖ）該石炭から７０重品未満に粉砕されかつ該キャリヤ ー水の試料中に分散された石炭粒子の試料のゼータ電位の電位と極性とを」］］ 定する工程と、（Ｖ）　工程Ｇｖ）の結果から、該キャリヤー水と混合されると き該石炭コン・ぐクトの少なくともコロイド粒子のゼータ電位を最高電位付近の 電位に調節するために所要なゼータ電位州側用分散剤（／秤取−１−）の型およ び量を決定する工程と に」：って予め決定するという改良をも含む。

ある実施態様に於ては、石炭寸たは石炭−水スラリーを、約に〜約３６重量％の コロイドを含むようになる寸で粉砕することが困難であるかもしれない。かかる 場合には、石炭または石炭−水スラリ〜を粉砕し、その後で、それをもう７つの 石炭捷たは石炭−水スラリーと混合して所定量のコロイド粒子を含む生成物を得 、その後で本発明の石炭−水スラリーを製造することができる。

本発明の石炭−水スラリーは、指定粒径分布をもつ粒子を含む石炭コンパクトか らなる。本明細書中で用いる゛′石炭コン・ぐクトパとは、上記ＣＰＦＴ式に実 質的に従って密に充填された微粉砕石炭粒子の塊（ｍａｓｓ　）　を意味する。

本発明の石炭−水スラリー中に用いられるコン・Ｑクトは、ＣＰＦＴ式に実質的 に従う粒径分布を有するが、該式によって作られる曲線に必ずしも完全に正確に 適合するものではない。ＣＰＦＴチャートライン曲線は、山や谷がなく、実質的 に非波形であることが何重しいが、理想的なＣＰＦＴ曲線からの小変化は許され 得る。与えられたｎ、　Ｄｌ、Ｄ５の値に対して、力えちれた粒径（ＤＬｌ）に 対する各ＣＦ）ＦＴ曲線が理想的ＣＰＦＴ値の±５％以内にある限り、スラリー は、ＣＰＦＴ式に“実質的に従う“ものであり、本発明の範囲内にある。かくし て、例えは、−ＩｊえられたｎＸ　Ｄｌ、Ｄ５に対して、Ｄに於てＣＰＦＴが３ ０％であるならば、これらのｎ、Ｄ、、Ｄ５値に対して２３ｅＩ）から３５係寸 でのＣＰＦＴ値は、本発明の範囲内に入る。

石炭粒子コンパクトに関して本明細書で用いる゛’ＣＰＦＴチャートライン”と い−う用語は、石炭コンパクトのコンンスト（すなわち粒径分布）を示す″粒径 分布線”を意味する。例えば、ＣＰＦＴ（例えば重量％で）を、１０ｇ−ｌｏｇ チャート上で、粒径（例えばμｍで）に対してプロットするとき、プロットの点 を連続線で結ぶと、何首しくはチャート上に滑らかな線が得られる。上記のよう に、ＣＰＦＴチャートラインは、７．０までの傾斜をもつことができるが、何重 しくに、本明細書中で゛変曲パまたは波形と呼んでいる山や谷が有ってはならな い。点り、（外挿ＣＰＦＴ曲線が上部Ｘ軸と交わる点）へのＣＰ　Ｆ　Ｔ／Ｄ曲 線の切線の傾斜はｎに等しい。

選ばれたり、およびり、値に於けるｎの各値に対して粒径３μｍ未満の粒子が少 なくとも３重量％に々る・ぐラメータ範囲内に於て、名目指数ｎ値の範囲に対し て、ＤからＤＬ　までの範囲の種々の着目粒子Ｄｕ　の粒径範囲にわたってＤｕ 　に対する一運のＣＰＦＴ値のコンピュータープリントアウトを作成するために 、上記ＣＰＦＴ式を用いることができる。

石炭コンパクト中およびスラリー中に存在する石炭粒子は、ＣＰＦＴ式にできる だけ近い粒径分布を有することが何重しい。７つの方法では、このことは、石炭 コン・Ｐりｌ・のための所望なｎの範囲で所望のＤｌ、Ｄ５およびアルフレンド （Ａｌｆｒｅｄ　）　粒径分布が得られるまで既知の方法で実施しかつ制御する ことができる粉砕条件下で石炭を粉砕することによって行われる。第λの方法で は、粉砕石炭粉末および（捷たけ）石炭−水スラリーの幾つかの粉砕物を混合し て混合物をつくり、上記の値で記述されるものと同様なコン・やクト中の粒径分 布を得て、最大の固体含量と最小の空隙容量とを得ることができる。

かくして、適当な工程の組み合わせを用いることによって、固体含量が乾量基準 でｇθ０重量％あり、乙Ｏｒｐｍに於けるブルックフィールド粘度がグ０００　 ｃｐｓ未満でありかつ短距離パイプラン中でのポンプ輸送に適当々スラリーを製 造することができる０ 本発明の石炭−水スラリーは、石炭の粒子をスラリーのキャリヤー水中に分散形 に保つためおよび約０．７〜約／θパスカルのスラリー中での降伏応力を生じる ため、およびスラリー中のコロイド状石炭粒子を約／Ｓ〜約ｇ５ｍＶの正味の電 位に帯電させるために有効な量の分散剤を含むことが何重しい。本発明の石炭− 水スラリーは、乾燥石炭の重量に対して約０．０７〜約ダ、θ係の分散剤を含む ことが好ましい。スラリーは、乾燥石炭の重量に対して約０．０３〜約／、ｇ％ の分散剤を含むことが、より好ましい。７つのさらにより好ましい実施態様では 、スラリーは、乾燥石炭の約０．θＳ〜約／、４重量係の分散剤を含む。最も何 重しい実施態様では、スラリーは、約０，１０〜約／、、２％の分散剤を含む。

水中に石炭粒子を分散させかつ指定の降伏応力およびゼータ電位値をスラリーに 与える分散剤であれば、どんな分散剤でも使用することができる。当業者には公 知のように、分散剤は無機でもよい。かくして、例えば、ある種の石炭には水酸 化ナトリウムを用いることができる。

分散剤は、有機でもよく、かつ好ましくは有機であり、すなわち炭素を含む。分 散剤は、好ましくは陰イオン有機界面活性剤である。

本明細書で用いる°゛安定性”という用語は、静的および動的安定性を含み、本 発明の石炭−水スラリーに適用する場合、例えば最高付近のゼータ電位に於て分 散された粒子を有するスラリーの生成からスラリーがそのレオロジー的性質を変 化する傾向になる時間までにわたる時間のような選ばれた時間にわたってその均 一性レベルを保つスラリーの能力を意味する。安定性という用語は、スラリーの 物理的状態が容易には変化しないかあるいはその使用を損なうような変動をしな いことを意味する。

例えば、安定性とは、粗大粒子が懸濁液から沈降しないことおよび粗大粒子の微 細粒子からの分離も石炭粒子の過１８−の凝集も起こらガいことを意味する。粒 子の分離は、粒子の充填効率を変化し、スラリーのレオロジー的性質に悪影響を 与える。

本発明の石炭−水スラリー中に用いられる分散剤は、同一分子中に一つの異なる 構造基、例えば水溶性部分と水不溶性部分とを含む一有機化合物であることが好 捷しい。

該分散剤は、界面活性剤であることが何重しい。先行技術で用いられる゛′界而 面性剤°゛という用語は、界面に於けるエネルギー関係を変化させる物質、特に 、界面活性を示す合成有機化合物を意味し、潤滑剤、洗剤、浸透剤、拡張剤、分 散剤、起泡剤などを含む（Ｃｏｎｃｉｓｅ　Ｃｈｅｍｉｃａｌａｎｄ　Ｔｅｃｈ ｎｉｃａｌ　Ｄｉｃｔｉｏｎａｒｙ、　）１．Ｂｅｎｎｅｔｔ、　Ｃｈｅｍｉｃ ａｌＰｕｂｌ、、　Ｉｎｃ、　Ｎ、Ｙ、、／　９６．２）。

本発明の石炭−水スラリー中に用いられる界面活性剤は、好ましくは、陰イオン 界面活性剤、陽イオン界面活性剤、両性界面活性剤からなる群から選ばれる有機 界面活性剤である。界面活性剤は、陰イオン界面活性剤中たけ陽イオン界面活性 剤のいずれかであることが好ましい。

はとんどの何重しい実施態様に於て、界面活性剤は陰イオン界面活性剤である。

本発明の石炭−水スラリー中に用いられる界面活性剤の分子量は、少なくとも２ ００であることが好ましい。

本明綽（書中で用いる″分子量パという用語は、分子中のすべての原子の原子量 の和を意味する。

７つの好捷しい実施態様に於て、界面活性剤は陰イオン活性剤であり、その水溶 性基（７個以上の）は、カルがン酸塩基、スルホン酸塩基、硫酸塩基、燐酸塩基 およびそれらの混合物からなる群から選ばれる。７例として、これらの何重しい 陰イオン界面活性剤の７つは、一般式（上記一般式中、ｎば、少なくとも３の整 数であす、Ｍは、水素、ナトリウム、カリウム、アンモニウムからなる群から選 ばれる） を有するポリアクリル酸塩である。

もう７つの何重しい実施態様では、界面活性剤は、陽イオン界面活性剤であり、 その水溶性基（７個以上の）は、第一アミン基、第三アミン基、第三アミン基、 第四アンモニウム基およびそれらの混合物からなる群から選ばれる。

さらにもう７つの実施態様に於ては、界面活性剤は両性活性剤である。この実施 態様では、界面活性剤は、カルボン酸塩基、スルホン酸塩基、硫酸塩基、燐酸塩 基およびそれらの混合物から力る群から選ばれる少なくとも７個の水溶性基を有 し、かつ第一アミン基、第三アミン基、第三アミン基、第四アンモニウム基およ びそれらの混合物からなる群から選ばれる少なくとも７個の水溶性基をも有する 。

より好ましい実施態様の７つに於ては、本発明の石炭−水スラリー中に用いられ る界面活性剤は、式〔上記式中、Ｒ１、Ｒ２、Ｘ２　、ａ　％　ｂ　ＸＣＨｄは 前に定義した辿りであり、×３　は、カルボン酸塩基、スルホン酸塩基、硫酸塩 基、燐酸塩基、ニトロ基、クロロ、ブロモ、フルオロ、ヨードからなる群から選 ばれる・・四基、−ＣＮ、／〜約４個の炭素原子を含むアルコキシ基、式〜Ｒ６ または−Ｒ４（ここでＲ３およびＲ４は、約／〜約３の炭素原子を含むプルキル である）の基からなる群から選ばれる〕の構造単位を少なくとも約ｇＳ重量係含 む。これらの界面活性剤の製造に用いられる出発原料は当業者には公知であり、 例えば、ナフタレン−αスルホン酸（，２水化物）、ナフタレン−β−スルホン 酸（／水化物）、α−ニトロナフタレン、β−ニトロナフタレン、α−ナフチル アミノ、β−ナフチルアミン、α−ナフトール、β−ナフトール、α−ナソトエ 酸、β−ナフトエ酸、α−クロロナフタレン、α−ブロモナフタレン、β−ブロ モナフタレン、β−クロロナフタレン、α−ナフトニトリル、β−ナノ）・ニト リル、／、５−ジニトロナフタレン、７１ｇ−ノニトロナフクレン、β−メチル ナフタレン、／−ニトロ−ニーメチルナフタレン、ニーメチルナフタレン−ろ− スルホン酸塩ノ、乙−ノメチルナフタレン、β−乙−メチルナフトイルグロピオ ン酸、／、乙−ノフ゛ロモーａ−ナフトール、乙−フ゛ロモーａ−ナフトール− ジブロモナフタレン、乙−ブロモ−Ω−ナノトール、／，乙−ノゾローモプーフ タレン、乙−ブロモーノーブ゛ノトール、／，ろ−ジブロモナフタレン、乙−ブ ロモー」ーナフトールなどを含む。再び、この界面活性剤中の原子の少なくとも ７個がすｌ・リウム、カリウム、アンモニウムおよびそれらの混合物から選ばれ るアルカリ金属であることが好ましい。この群からの最も好ましい界面活性剤の １つは、縮合モノナフタレンスルホン酸のアルカリ金属塩である。製法が米国特 許第３，０６７、、２ダ３号（この文献の記載は参照文として本明細書中に含ま れるものとする）に記載されているこの酸は、ナフタレンを硫酸でスルホン化し 、スルホン化ナフタレンをホルムアルデヒドと縮合した後、かくして得られた縮 合物を水酸化ナトリウムで中和することによって製造される。この縮合モノナフ タレンスルホン酸のアルカリ捷たＵ：　ＮＨ：金属塩は、少なくとも約ｇ汐重量 係の、式（上記式中、Ｍは、ナトリウム、カリウム、アンモニウムからなる群か ら選ばれるアルカリ金属であり、ａは／〜どの整数である） の反復構造４’＋位を含む。ナックレノ杉ではなくベンゼンを有する同様な化合 物も使用することができる。

イ］炭−水スラリ−１特に約乙汐〜ｇｋ重量係のウェストパーツニア（Ｗｅｓｔ 　ｖｉｒｇｉｎｉａ　）またげブランクメサ（Ｂｌａｃｋ　Ｍｅｓａ　）、　ア リシノー（Ａｒ１ｚｏｎａ　）石炭ヲ曾むスラリーに降伏擬塑性レオロジー的性 質を与えるために特に有オリであることかわかつ之階イオ／有銭界面活注剤の例 （弓１、 ”（ｉｌ　、２−エチルへキシルポリ燐酸エステル酸無水物およびそのカリウム 塩、 （１１）　錯体有機ポリ燐酸エステル酸無水物およびそのカリウム塩、 （川）縮合モノナフタレンスルホン酸およびそのナトリウム塩およびアンモニウ ム塩、及び （１ｖ）それらの混合物 からなる陰イオン有機界面活性剤の群から選ばれる。

縮合モノナフタレンスルホン酸のナトリウム塩まｆｔｎカリウム塩またはアンモ ニウム塩の使用が好ましいが、縮合モノナフタレ／スルホン酸を用い、ナトリウ ムまたはカリウムまたはアンモニウムアルカリを添加して、その場でその酸の対 応するアルカリ金員塩を生成させることができると理解されるべきである。

Ｎａ＋、Ｌ＋またにに４−のような大きい７価陽イオンの存在は、石炭−水スラ リー中のコロイド杓径粒子の解＆に促進する１…向があることがわかった。しか し、Ｃａ＋２、＋３ ＡｔＸＭｇ　のような高原子価陽イオンは、ある種の条件下で該石炭粒子を凝集 させる傾向がある。従って、石炭粒子を潤滑しかつ残留Ｎａ　および（または） におよびＬｌ　を含む有機陰イオノ界向活性剤に、本発明の石炭−水スラリーの 極めて有効な触り剤であることができる。

ある場合には、分散剤は、石炭−水スラリーのボンｆ輸送可能性を増強する。こ の作用は、分散イ１］が結合水層に対して対イオンとしての陽イオンを提供し、 それによって粒子塊（ｍａｓｓ　）　の降伏擬塑性指数（ｌｏｇ粘度対ｌｏｇ剪 断速度のゾロノドの傾斜）に影響を与えることによる結合または半剛性水層の増 強または抑制のために生ずるものと思われる。好ましくは、分散剤によって提供 される陽イオンは、ＮＨ４＋および（または）　Ｎａ＋および（または）Ｋ″− である。従って、アンモニウムまたはアルカリ金属塩基のような有利な電解質を 石炭−水スラリー中に添加してその降伏擬塑性を改良することが好ましい。しか し、スラリーは、解膠促進に実質的に無効であることを指摘しておかねばならな い。

本発明の石炭−水スラリー中に用いられる分散剤（７種以上の）ハ、石炭−水ス ラリ〜に７種以上のイオンを提供することが好ましい。本明細書中で用いる゛′ イオン″という用語は、荷電原子または荷電基または荷電分子を意味する。

７つの好ましい実施態様に於て、本発明のスラリー中に用いられる分散剤（７種 以上の）は、石炭粒子の表面の電荷と反対の電荷である７種以上の対イオンを提 供する。石炭粒子表面の電荷は、一般に負であり、従って、該対イオ／は、正電 荷を有することが好ましい。最も好ましい正荷電イオンは、ナトリウム陽イオン およびカリウム陽イオンである。

７つの実施態様に於て、本発明の石炭−水スラリー中に用いられる分散剤（７種 以上の）は、多価電解質であることが好ましく、好ましくは有機多価電解質であ る。

不明細書中で用いる″多価電解質”という用語に、長さに沿って多数の電荷を有 する分子に変わり得るポリマーを意味する。多価電解質は、水溶液にするとき電 荷を提供する少なくとも７個の部位を各反復構造単位上に有することが好ましく 、多価電解質ハ、／反復構造単位につき少なくとも２個のかかる暴を有すること が一層好ましい。７つの好ましハ実施態様に於て、該部位は、イオン化可能なカ ル目？ン酸塩基、スルホン酸塩基、硫酸塩基、燐酸塩基からなる群から選ばれる イオン化可能基を含む。

適当な多価電解質には、例えば、ポリアクリル酸のようなポリカルボン酸のアル カリ金属塩およびアンモニウム塩、縮合ナフタレ／スルホ／酸のナトリウム塩、 Ｉリアクリルアミドなどが含まれる。

７つの好ましい実施態様に於て、本発明の石炭−水スラリーニ、スラリー中の乾 燥石炭の約θ、Ｏｋ〜約０．に重量％の電解質（好ましくは無機の）を含む。本 明細書中で用いる°゛電解質″という用語は、水または他の極性溶媒中で、２種 以上のイオ／にある程度解離する物質を意味する。この物質は、例えば、酸また は塩基または塩であることができる。

当業者に公知のどんな無機室ｉＩＮ貿て゛も、本発明の石炭−水スラリー中に使 用することができる。かくして、例として、それに限足されるわけではないが、 アンモニアまたはアルカリ金属のへキサメタ燐酸塩、ピロ燐酸塩、硫酸塩、炭酸 塩、水酸化物、ハロゲン化物を使用することができる。アルカリ土類金槙の水酸 化物も使用することができる。当業者に公知の他の無機電解質も使用することが できる。

７つの好ましい実施態様に於て、無機電解質は、式％式％） （上記式中、Ｍ［リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビゾウム、セシウム、フ ランシウムからなる群から選ばれるアルカリ金属であり、ｂは金属Ｍの原子価で あり、ａは陰イオンＺの原子価であり、２はへキサメタ燐酸塩、−口燐酸塩、ケ イ酸塩、硫酸塩、炭酸塩、水酸化物、ハロゲン化物の隘イオンからなる群から選 ばれる隙イオンである。２に、炭酸塩、水酸化物、ケイ酸塩の隘イオンからなる 群から選ばれることが好ましい。最も好ましい電解質は、炭酸カリウム、水酸化 ナトリウム、Ｎａ２５ｉｎ３・９Ｈ２０からなる群から運ばれる。

本発明の石炭−水スラリー転該分散剤（１種以上の）と該無機電解質（７種以上 の）との両方を含み、かつスラリー中に分散剤（７種以上の）７重量部につき約 ０．０Ｓ〜約７０．Ｏｉ量部の無機電解質が存在することが好ましい。

分散剤（／秤取−Ｊ二）および（または）無機電解質の両方の全濃度に１．０． ０３〜１１．ｏ重量％であることが好ましい。

７つの好ましい実施態悸に於て、本発明の石炭−水スラリーは、分散剤（７種以 上）と無機電解質（７種以上）とを含み、分散剤は、水に溶解されたとき、スラ リーに荷電イオンのＳ′は、好ましくは、乾燥石炭に対して約０、／〜約コ、汐 重量係の範囲であり、最も好ましくは約０．Ｓ〜約ス、９重量％である。荷電イ オンの該濃度は、まず分散剤（７種以上）および電解質（７種以上）のおのおの 中のイオンの重量を計算し、該重量を加えて得た全イオン重量を乾燥石炭の重量 で割ることによって初出される。

不発明の実施に於て、電解質および（またに）界面活性剤あるいに他の分散剤の 添加な、次の２つの理由で、石炭コン・ぐクトの製造中に、粉砕用ミル祭加剤と して行うことがＨｆしい。

第１には、これら添加剤な、粉砕中、低スラリー粘度を保つ。第コには、これら 陰加剤は、石炭の粉砕中に生じた新しい表面に直ちに吸看するのに有効である。

従って、化学的イオン種による前回のその後の処理の必要を最少てしまたは無く シ、それによって時間、エネルギー、原料費の節約となる。

降伏擬塑性レオロジーを保持しながら石炭−水スラリーの固体合計を最高にする ためには、石炭コンノやクトの粒径分布のすべての部分（広く、粗大分画と微細 分画とを含む）が、非波形粒径分布を有えるように調節されなければならない。

ある場合には、石炭およびその固有の性質てよって、好ましくは所定量の電解質 および分散剤（７種以上）の存在下に於て、粉砕物の試験が、所望の粒径および 粒径分布が得られたことを示すまで、石炭を粉砕することによって所望のＤＬＸ 　Ｄ５および粒径分布を直接得ることができる。これは、例えば、次のようにし て行われる。

所望のＤＬ　を有する石炭粒子のミル粉砕物（ｍｉｌｌｇｒｉｎｄ　）からのコ ンパクトの試料中の粒子の粒径分布すなわちコンシストは、粒子の全範囲に対し て粉砕間隔（好ましくはμｍで）全おいて決定される。次に、両対数チャート上 に、粒径（μｍ）の対数に対するＣＰＦＴグロットヲ線プロットで図化する。次 に、このＣ’ＰＦＴチャート線を、好ましくｎｏ、２〜ｏ、グΩの範囲のｎを有 する選ばれた式ＣＰＦＴチャート線と比較する。

試料からの試訣結果が、好ましいＣＰＦＴコ／シスト式に従った所望の粒径範囲 および粒径分布が得られたことを示したときは、ミルを停止させ、その石炭コン パクトをキャリヤー水を象加して所望の濃度にすることによって、直接、石炭− 水スラリーの製造に使用することができる。

７つの好ましい実施態様に於ては、Ｃ，−）２３０μｍ（ｋ０メツシュ）が９９ ％でありかっＤ５　が約０．３１ｔ　７７２でかつ石炭粒子の約／／重量係が（ −）３μ７７１粒径であるコンシストを有する石炭コン・ぐクトを提供するため に、ＣＰＦＴチャート線のｎの値は約０．り０でなければならない。

一般に、粉砕物のコンシストの粗大端が粗いほど、流動性で最適てするためには より多量の微粉が所要となる。

逆に、粉砕物のコンシストの粗大端が細かい程、微粉の所要量はより少なくてす む。言い換えると、″粗い″コノ・セクトは、極めて広い粒径範囲を心安とする 。°゛細かイ”　コア　ｔ’タクト例工ば１Ｉｏｏメツシュ全通のコノ・シスト （ＤＬ−１１，０８ｍ）は、狭い粒径分布でよい。

通常、商業的に粉砕される微粉炭（ｐ、、ｃ、）は、本発明の石炭−水スラリー の製造て所望な特別のＤＬおよびＤ５に近い粒径分布をもつ石炭コン・やクトｌ 形成することが見いたされる可能性がある。しかし、微粉炭の石炭粒径分イｆｒ は、本発明の実施のために所要な、コロイド状粒径粒子の十分な量と石炭粒子の 実質除菌に非波形の粒径分布とをイＪ’　していない場合があり得る。かかる場 合には、十分な）ｊｉすなわち乾量基準で少なくとも５　Ｎ量係のコロイド状わ ”ｌ子が存在し、コンシスト式に従うコンシストが得もれるまで、微粉炭をさら に粉砕しなければならない。

また、かかる微粉炭を粗大分画として、多量の（−）３μｍ粒子を有する微粉分 画と混合して、混合物が所望の分布に近似する石炭コ／・セクトを製造すること がしばしばｂ］油であることもわかった。この場合、得られた混合物中の全粒子 の少なくとも５重量％か、コロイド状粒径、通常３μｍ未満（ＳＥＭ）でなけれ （−Ｊ゛ならない。混合物中のコロイド状ね径またげ（−）３μ？ｎ粒径の微粉 の全針が、乾蓋基準で約５〜２θ重宿係であることができ、好ましくは約７０重 奮係であるべきである。微粉炭分画に微粉を多量に加えずきると、粘度が増加し 、ＣＰＦＴチャート線のｎ値が減少する。

従って、もし、与えられた石炭が、７回の粉砕操作で、ＣＰＦＴチャート線に従 う粒度分布を得て、好ましくは０．２〜０．ｑノのｎ１ｉｆをもつように粉砕さ れない場合には、粗い粒径分布および細かい粒径分布を有する２種以上の粉砕物 をつくらねばならす、あるいにブランクメサ（Ｂｌａｃｋ　Ｍｅｓａ　）　スラ リー廃棄物を用いて、所望のｎ値に近似させかつ最終混合物中に最低に重量係の コロイド粒子をも保たねばならない。

また、喝゛別な石炭および（または）特別な粉砕施設のいずれかの粉砕特注の特 ｒＡ、性のため、粉砕施設がらの石炭コン・９クト中に過度に波形の粒径分布が 侍られる場合ＶＣに、分布の鼓形部分（７つ以」−）に於ける料径分荀を滑らか にし、スラリーのレオコノ−ぼり性質を改良するために、より粗い粒子−ｉ：た はより細かい粒子を与えるための工程をとることもできる。

７つの好ましい実施態様に於て、本発明の石炭−水スラ！Ｊ−１−１：部分的に 脱灰分される。本明細灯中で用いる″灰分″という用語は、無機硫黄、種々の金 属硫化物、および他の金属不純物ならびに土壌および粘土粒子のような非炭素質 不純物をＳ−む。石炭中の灰分の分画は、石炭中の全非炭系質物力のＭ量を石炭 の全重量で割ることによって算出される。一般″こ、この好ましい実施態様に於 ては、微粉炭の石炭含量を、公知の粘土および鉱物分離方法の使用によって濃縮 して、低灰分含量、例えば　重量％以下の石炭を得ることができる。しかし、石 炭の灰分含量は、本発明の利益を得ることを可能にしながら、３重量％より高く またはより低くすることができ、１り１１えば、０重量％から、２０重量％まで にすることができる。

所定の石炭および石炭濃度では、本発明の脱灰分石炭−水スラリーハ、比較でき る先行技術の石炭−水スラリーよりも低粘度でかつより清浄である。

本発明の脱灰分石炭−水スラリーは、第３図に示す方法で製造される。この方法 の出発原料は、灰分含量がどのくらいかには無関係に、とんな石炭でもよいが、 出発原料として用いられる石炭は、通常の方法で化学的にまたは法械的に清浄化 されていることが好ましい。７つの実施態様では、出発原料として用いられる石 炭の灰分含量は約２０重量％未満であることが好ましい。７つのより好ましい実 施態様に於てに、出発原本斗石炭の灰分含量は／り重量％以下である。最も好ま しい実施態様では、出発原料として用いられる石炭の灰分含量は１０重蛍係以下 である。

本発明の方法で汀、出発原料とし７て用いられる石炭をクラッシャー３０へ入れ る。イー１炭の破砕に有用て゛あることが当業者に知られているどんなクラッシ ャーでも使用することができる。かくして、例として、それらに限られるわけで はないが、例えばロッドミル、ソヤイラトリークラッシャー、ロールクラッシャ ー、ノヨークラツシャー、ケーノミルなどを用いることができる。石炭に、クラ ッシャー３０で、本発明の方法に用いられる微粉砕用ミルのサイズおよび型に適 当な供給物粒径に破砕される。

クラッシャー３０かもの破砕石炭を、次に、十分なキャリヤー水およびイオン性 界面活性剤と混合して、約乙θ〜約ｇ５重量裂の固体と石炭の乾燥重量に対して 約０．０７〜約２．’１１重量％界面活性剤とを含む石炭−水混合物をつくり、 この混合’Ｅｌ！！Ｉをミル３２（好ましくはポールミルノへ供給する。別の実 施態様では、破砕石炭と界面活性剤と水とを、別々にミル３２へ加え、ミル中で 混合する。７つの実施態様に於てに、石炭〜水スラリー中の灰分粒子のゼータ電 位が一／り〜十７５ｍＶになりかつ石炭−水スラリー中のコロイド状粒径石炭粒 子のゼータ電位が約−１００〜−／りｍＶまたは」−／夕〜十１００ｍＶになる ように、十分な量の有機または無機のイオン性界面活性剤を添加することが好ま しい。破砕石炭と水とイオン性界面活囲剤とは、約２０×０メツンユよりも大き くない石炭コン７ストが得られるまで粉砕される。

粉砕された石炭−水一界面活性剤混合物は、次に、攪拌磯８６が入っているゼー タ電位調節夕／り３４へ送られる。必要ならは、混合物の固体含量が約１０〜Ｉ ｊ７３重（Ｊ：％になるように、十分な量のキャリヤー水を添加する。必要なら ば、灰分粒子のゼータ電位が約−／Ｓ〜約十杓子５　ｍ　Ｖになりかつコロイド 状石炭粒子のゼータ電位が約−７００〜約−７３ｍ　Ｖ捷たは杓子／り〜杓子７ ００ｍＶになるように灰分粒子と石炭粒子とのゼータ電位を調節するために、十 分な量のイオン性界面活性剤を混合物へ添加する。この状態に於て添加す、る界 面活性剤は、ボールミル３２へ添加した界面活性剤と同じであっても異なってい てもよく、石炭の乾燥重量に対して約０．０７〜約、２．４重量％のイオン性界 面活性剤をこの段階で流力１１することができる。しかし、ボールミルータ電位 調節タンク３４へ姫加する界面活性剤の全量は、石炭の乾燥重量に対して約９． ０重量％を越えないことがＨ４しい。別法で、あるいは追カロとして、石炭の乾 燥重量に対して約０．０５〜約ａ．０重量％の、カルンウノ、、マクネ／ウム、 鉄、アルミニウムなどのような多価陽イオンの可溶性塩を添加することができる 。

ゼータ電位調節タンク８４からの石炭−水クラ１ノーは、次に、石炭−水スラリ −クリーニング装置３８中を、少なくとも７回通される。当業者に公知の石炭− 水スラリークリー二／グ装置は、どんな装置でも本発明の方法に使用することが できる。かくして、例として、但しそれに限られるわけてはないが、ミラーおよ びイーカーの（　Ｍｉｌｌｅｒ　ａｎｄ　Ｂａｋｅｒ’ｓ　）　Ｂｕｒｅａｗ　 ｏｆ　Ｍｉｎｅｓ　Ｒｅｐｏｒｔ　ｏｆＩｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ　７　９乙 ０（米国内務省、鉱山局、？？７’ｆ）（本文献の記載は、参照文として本明細 鼾に含まれるものとする）の３頁（第３図）に示された電気泳動式脱灰分セルを 用いることができる。かくして、該スラリーを沈降させるラメラフィルター（　 ｌａｍｅｌｌａ　ｆｉｌｔｅｒ　）　のような沈降装置へスラリーを送って該ス ラリーを清浄化することができる。かくして、スラリーの磁気的分離を行うこと ができ、かつ（あるいは）かかる磁気的分離を、前処理工程または後処理工程の 形で、沈降と組み合わせることができる。

ゼータ電位調節タンク３４からの石炭−水スラリ−は、電気泳動式脱灰分以外の 通常の清浄化方法で清浄化することができる。例として、該スラリーを、ラメラ フィルターのような沈降装置へ送り、そこでスラリーを沈降させることによって 、該スラリを清浄化することができる。

かくして、スラリーの磁気的分離を行うことができ、かつ（あるいに）かかる磁 気的分離を、前処理−■程または後処理工程の形で、沈降と組み合わせることが できる。

ゼータ電位調節夕／り３４からの石炭−水スラリ−を清浄化した後、スラリーは 、好ましくは、約０〜７３重量％（スラリー中の固体の乾燥重量に対して）の灰 分を含む。この時点で、スラリーは、約θ〜７０軍部係の灰分を含むことがより 好ましく、約θ〜５重量係の灰分を営むことが最も好ましい。

クリーニング装置３８からの灰分鉱物は凝集状態であり、この状態のために、投 棄のため、ライン４０を通って、灰分および鉱物スラッジタンク４２および（ま たに）池４４お工び（またに）圧力濾過器４６へ送ることができる。夕／り４２ からの廃棄物、水および（またに）スラッジは、ライン４８によって池４４へ直 接送ることができ、かつ（あるいに）＃水および（またｔｒｉ）スラッジの全部 または一部分を、ポンプ５０で圧力濾過器４６へ送ることができる。圧力濾過器 ４６からの廃棄物は、ライン５２でごみ捨て場５４へ送ることができる。

クリーニング装置３８かもの石炭は、分散状態であり、電気泳動式クリーニング のようなクリーニング操作を受けたとき、固体含量に、約７０〜約７９重量係で ある。

後述する３つの方法の組み合わせによって固体の濃度を上けることができる。

クリーニング装置３８からの清浄化された石炭−水スラリーの一部分は、ライン ５６で石炭−水スラリ−タンク５８へ送ることができる。タンク５８中の清浄化 された石炭−水混合物は、例えは、混合物へ非イオン有機界面活性剤のお５加に よって、あるいは凝集が起こるまで混合物のｐＨｔ下けることによって、あるい に無機酸または無機酸塩を凝集剤として添加することによって、あるいは轟業者 に公知の他の手段によって、凝集させることができる。得られた凝集石炭に、ラ イノロ０およびポンプ。

６２で圧力フィルタールレス６４へ送られ、約７０重量％の内体を有するケーキ が得られる。このケーキを、次に１、ボールミル６６中で、クリーニング装置Ｋ ＋：　３８からライノロ０で送られて釆る脱灰分された石炭−水スラＩＪ−の一 部分と混合することができ、かつ（あるい６ま）杉ケーキを、ライン７２でボー ルミル６６へ送られて米る。

クラッシャー３０かもの比較的乾いた石炭の少量と混合することができる。十分 な量の該ケーキおよび（あるいは）クリーニング装置３４からの該脱灰分石炭− 水スラリーおよび（あるいは）クラッシャー３０からの該破砕石炭および必要で あれば追加のキャリヤー水および分散剤をボールミル６６へ添加して、粉砕され るべき石炭−水混合物が、約乙θ〜約ｇり重量係の固体と、石炭の乾燥重量に対 して約θ、０／〜約グ、０重量％の分散剤と、約／タ〜約３タ重量％のキャリヤ ー水とを含むようにする。次に、この石炭−水スラリーを、該スラリーが、本明 細書中で示したＣＰＦＴ式に実質的に従う粒径分布を有するようになるまで、ボ ールミル６６中で粉砕する。

ボールミル６６中で製造された石炭−水スラリーハ、ライン７２で貯蔵タンク７ ４へ送られる。タック７４へ次々に送られて来るスラリ〜は、好ましくは、タン ク７・１の底部からタック７４の頂部へ通じる再循環・ぐイブライ７７６を通し てスラリーを連続的にポンプ輸送することにより、あるいは攪拌法７５によって 、タンク７４中で絶えず混合され、かくしてスラリーの均一性が保たれる。

７１？−ルミル６６の底部から再循環ライン７８を通して、Ｉ、−−−ルミル６ ６の頂部へ石炭−水スラリーの一部分を再循環させて、ボルルミル６６中の粒径 分布の調節を助けることができる。

第７図は、本発明に用いることができる電気泳動式脱灰分セル１００の１つの好 ましい実施態様を示す。しかし、上述したように、別法では、任意の通常の脱灰 分セルを用いることができる。セル１００は、通路１２４を包囲する導管１０２ と、／対の電極１０６および１０８と、導管１０２の下流端にあるスプリッター １１０とを含む。セル１００には、導管の上流端にホラ・ｅ−ｔ１２がアリ、ホ ラ７４′−１１２には、ホツノ９−へ送られて来る石炭−水スラリーヲ混合する ための攪拌法１１４と、石炭粒子と灰分鉱物粒子との向流を助けるための圧力・ ぐルス発生装置１１６とが付いている。重力が流速および電極間滞留時間を変化 させつるように導管１０２を上下させるために脚１１８金用いることができる。

電極は、好ましくは平板電極であり、好ましくは、過当な材料製、好ましくは電 気絶縁材料製であることができる導管１０２から絶縁されている。電源１２０は 、通してほぼ垂直に配向した電場を生じるように重砲１ｊ４１に接続されている 。好ましくは、電４ｆ１．はり、Ｃ，電源でル、す、頂部電極１０６（は正端子 に接続し、底部電極１０８は負端子に接続している。石炭粒子と鉱物粒子とが共 に負に帯電している場合には、両粒子ともに正端子へ引きつけられるが、凝集し ている重密度鉱物ては重力が大きな力を作用するので鉱物は電場の影響て抗して 通路の下部へ向かって落下するので、石炭粒子だけが上昇する。

もう７つの実施態様では、灰分鉱物粒子を約θ〜杓子／りｍＶに帯電させ、石炭 粒子を約−／タ〜−／ｇ夕ｍ　Ｖ　Ｖ、帯電させる。この実施態様では、灰分鉱 物に底部電極１０８に引きつけられ、頂部電極１０６から反発されるので、重力 による石炭粒子と灰分粒子との分離を助ける。

図に示スように、スプリッター１１０は、好ましくは、３つの別々の放出用開口 を含む。すなわち石炭および水用の上部開口１２２、水用の中間開口１２４、鉱 物（灰分）および水用の下部開口１２６である。所望ならば、中間開口１２４Ｕ 、省くことができる。スラリーの型および粘度、導管の傾斜、専管中を通る流速 により、また前の電圧差によって得られた脱灰分の性能に応じて、適当な手段で 電圧を変えることができる。

両電極間の典型的な電圧差は、好ましくは、約夕〜約１０θＶの範囲である。両 極間距離な、好ましくは、約２〜約’ｌ　ｃｍの範囲である。流速は、好ましく は約０．７〜約１０ｃｍ／秒、最も好ましくは約０．７〜約３ｃｍ／秒の範囲で ある。

本発明の７つの面に於て、約６り〜約９５亜量係の固体を含む石炭−水スラリー 重、少なくとも夕重量％（スラリー重ｈ４：に対して）のコロイド状石炭を含む スラリーが得られるまで粉砕する。本出願人に、この粉砕工程の後でクリーニン グ工程を行うとき、与えられた石炭および石炭濃度に対して、より清浄でかつよ り低粘度の脱灰分石炭が得られることを発見した。より低粘度の生成物が得られ るという事実ハ予想外のことである。というのに、コロイド状粒子の多い（従っ て表面積の多い）石炭は同数位のコロイド状粒子をもたない石炭よりも高粘度に なるべきであることが期待されるからである。

本発明に於てに、約乙Ｓ〜約ｇり重量係の石炭と、約７５〜約３５重量係のキャ リヤー水と、約０．０７〜約２、’１重量係の分散剤とを含む石炭−水スラリー を、少なくとも約夕重景チのコロイド状粒子が存在するようになるまで粉砕する 。一般に、正しい濃度のコロイド状石炭分画を得るためには、混合物中の石炭の 少なくとも約９５亜量係が３００μｍ未満の粒径を有するようになるまでスラリ ーを粉砕しなければならない。

スラリーの粉砕な、スラリー中の石炭コンパクトの粒径分布が実質的に上記ＣＰ ＦＴ式に従うようになるまで、／工程の粉砕操作で行うことができる。別法では 、第１石炭−水スラリーを、例えばスラリーが少なくとも１０重量係のコロイド 状石炭粒子を含むまで粉砕し、その後で、ＣＰＦＴ式に実質的に従う、スラリー 中の石炭コンパクトを得るのに上方な量の石炭および（または）石炭−水スラリ ーの１つ以上の追加分画と混合することができる。さらにもう７つの実施態様に 於ては、石炭−水スラリーおよび（またげ）石炭の〆つｕ−ｈの追加分画を微粉 砕石炭−水スラリーへ添加し、この宙１合物を、次て、約乙夕〜約ｇり重量製固 体の固体含量で、該式に実質的に従う石炭コノ・ぐクトが得られるま′ｔ：＠砕 する。何れにしても、追加分画を微粉砕石炭−水スラリーと混合するだけかある いは該分画を微粉砕石炭−水スラリーと混合した後、得られた混合物を再度粉砕 するかには関係なく所要ならば、十分な水および分散剤を混合物に添加して、最 終濃度を、６夕〜ｇり重量係の固体含量、／夕〜３り重量裂の水分含量および約 ０．０り〜約ダ、０重量％の分散剤含量にしなければならない。所要ならば、こ れらの成分を、好ましくは、最終混合および（あるいは）粉砕工程前に添加する 。

本発明の実施態様の７つに於てに、スラリー中の灰分粒子および石炭粒子の電荷 を、スラリーをクリーニングする前に変化させる。この実施例では、種々の方法 で、灰分粒子および石炭粒子に異なる電荷を与えることができる。かくして、お のおのが灰分粒子および石炭粒子の表面に異なる親和性を刹しかつ（あるいは） 灰分粒子および石炭粒子の表面の電荷に異なる影響を有する２秤取」−の化学薬 品を系へ添加することができ、例えは灰分粒子に対して７つのイオン性界面活性 剤を添加しかつ石炭粒子に７・］シて別のイオン性界面活性剤を添加することが できる。かくして、異なる電荷を与えるために、当業者に公知の純粋に電気的な 帯電方法を用いることができる。

石炭粒子と灰分粒子とは化学的および物理的回置が異なるので、該粒子の■１荷 に異なる影響を不する化学薬品を系へ添加することができる。

７つの好ましい実施態様でに、炭素質物質および非炭素質物質を指定のゼータ電 位に帯電させる能力のあるイオン性分散剤を用いる。もう７つの好ましい実施態 様では、おのおのが炭素質石炭粒子および（または）灰分粒子を指定レベルに選 択的に帯電させる２種以上のイオン性分散剤を用いる。

本発明の石炭−水スラリー中のキャリヤー水として用いる水の種類は、結合水層 とキャリヤー水との界面の電気化学を本発明によって調節することができかつ粉 砕施設、・ぐイブライン、炉の腐食を最少にしかつ調節可能にするような、十分 に低い無機塩含量を有する鉱山水またに、井戸水またに河川水または湖水なとの どんな入手可能な水てあってもよい。

本発明の実施に用いる石炭の種類は、臨界的でにない。

米ニーｏ　＃石炭、相″にウェストパーツニアからの低揮発注歴青炭、あるいに ケノタノキー、オノ・イオ、アリシナからの高伸発惟歴青炭、あるいはモンタナ 炭田からの亜歴青炭が用いられた。しかし、無煙炭、半無煙炭、中押発性および 高揮発性歴青炭、亜歴青炭、褐炭ば、すべて、本発明の実施に有利に使用するこ とができる。

本明細書で用いる°“キャリヤー水″という用語（ハ、石炭粒子間に分散されか つ石炭粒子上の結合水層と接しているバルク水または自由水を意味する。

本発明の方法に用いるための７」炭に、乾燥形または湿悄形で得ることができか つ水と混合して石炭−水スラリーを生成することができる。好ましくは、微粒子 粒径分画製造用石炭は、本発明に従って水に分散剤（７種以上の）を附加しなが ら、ダストおよび爆発の危険を防ぐため、公知の方法で湿式粉砕される。この湿 式粉砕石炭分画け、全部の水と共に粉砕し、あるいに十分な追加水と混合して、 さらに、より粗い粒径の微粉炭分画と混合して本発明の石炭−水スラリーヲ製造 するとき、パイプライン中で容易にポンプ輸送可能なスラリーを得ることができ る。

本発明のもう７つの実施態様に於てば、ポツプ輸送されるスラリーの粘度が、− 足前断速度に於て時間と共に、かつ剪断速度の増加により、かつ温度上昇によっ て減少する、本発明の石炭−水スラリーのボンｆ＠送方法を提供する。この実施 態様では、本発明の石炭−水スラリーば、ポンｆ　１ｍ送送中約２０〜約９００ の温度に保たれる。

ボン７″輛送中、スラリーヲ約３り〜ｇ０ｃの温度に保つことが好ましく、ポン プ輸送中、スラリーを約り０〜約ｇθＣの温度に保つことがさらに好ましい。ス ラリーをパイプライブ輸送のためにポンゾ輸送するとき、スラリーの剪断速度は 、約２θ〜約、２００ｓｅｃ’でなければならない。スラリーを噴霧のためにボ ンｆ＠送するとき、剪断速度は、約５０〜約９０．０００ｓｅｃ’でなけれはな らない。

以下、実施例によって本発明を説明するが、これらの実施例汀、本発明を限定す るためのものでにない。特に断らない限り、部は、すべて重量部であり、温度は 、すべてＣである。

実施例／−バイモーダル（ＢＩＭＯＤＡＬ　）　’ｍ合７５重ｆ１１゛％石本実 施例の７５重量％石炭−水スラリーは、ブランクメザ（Ｂｌａｃｋ　Ｍｅｓａ　 ）　鉱山からの石炭を用いて、下記のようにして製造される。３部部の水と約２ ２．５部の微粉炭（、ｐ、ｃ、　）　と４・７］？−ルミルに加え、さらに、１ 「１、解Ｔ」および分ｉ段斉１；として、０．０７汐音すの陰−丁オンＷ　ｉｆ ＋ｉ　ｌ占１ノ［斉腰好１しくはローマ−Ｄと０．０７汐預３のＮａＯＨとを加 えて微粉砕（Ｆ、Ｇ、　）　分画を調製する。この混合Ｖ／Ｊを、３μｍ未満が 約９５重量％の粒径分布になる寸でボールミル粉砕する。また、約３２．３部の 乾燥微粉炭（ｐ、ｃ、）を、上で定義したように、ＤＬ　−７５ｏμｍ（７００ メツンユ）、Ｄ５　、＜、０．７μｍＸ　ｎ＝０．ｇである、ｃＰＦＴ式に従う 粒径分布を有する寸で粉砕して、最終的に（−）７９μｍが７に重量％である微 粉炭（ｐ、ｃ、）分画を得る。

次に、十分な量（７７，３３部）のｐ、ｃ、分画を微粉砕石炭分画に添加して、 に）３μｍが約７７．３重量％で、７５０μｍ　×Ｑ、２μｍのアルフレッド式 コンンスト（Ａｌｆｒｅｃｌ　ｆｏｒｍｕｌａ　ｃｏｎｓｉｓｔ　）　を有する 最終的な７５車量％石炭−水スラリーを製造する。奄解貿および分散剤（１種以 上の）の全１更用量は、本明細書中で説明するように、実験室試験によって予め 決定される。このことは、微粉炭粒子の全コン・ぐクトヲ取高付近のゼータ電位 にするために有効であり、パ・イグラインポンブ輌送中、貯蔵中、および石炭ス ラリーバーナーの７トマイザーまたは仲の使用手段へ醪ンプ＠ｌｌ込中、スラリ ーのキャリヤー水中に粒子を分散形または解膠形で保つためにも有効である。

上記の方法は、モノモーダル（ｍｏｎｏｍｏｄａｌ　）　寸ｆｃＩｄ　マルチモ ーダル（ｍｕｌｔｉｍｏｄａｌ　）　粒径分布を用いて、容易に実施するととか できる。モノモーダル分布のためには、好才しくは、市解質および分散剤をキャ リヤー水に冷加した後、これを石炭と共に彷砕用ミル中へ送り込む。次に、石炭 を・、これらの象加剤の存在下で粉砕する。マルチモーダル分布のためには、解 膠性分散剤を、好１しくけ、微細分画の粉砕中に、上記のように水中に添加し、 粗い微粉炭（ｐ、ｃ、）分画へは分散剤を添加する必要がない。次に、上で説明 したように、粗い乾％、Ｐ、Ｃ，分画を、Ｍ膠Ｆ、Ｇ、分画へ添加することがで きる。

本発明の方法に、同体回収のためのフィルタープレスの使用を含む石炭クリーニ ング方法を組み入れる場合には、アルフレッド式コンパクトの製造に適した在人 分画コンシストヲまずクリーニングし、次に、適当な数条用薬品を用いてずに果 させた後、ツーイルタープレスにかけて石炭を回収し、該楽品を除去する。適当 な百分率のＰ、Ｃ。

フ・イルターケーキを、次に、必要に応じて添加された解膠剤の存在下で９粉砕 してＦ、Ｇ、分画を得る。得られた倣粉砕再子バリスラリーを、次に、ファイン ブランツヤ−（ｆｉｎｅ　ｂｌｕｎｇｅｒ　）　中または混合タンク中で、適当 な百分率のｐ、ｃ、フィルターケーキと共に混合して、・ぐイブライン中ポング 輸送用捷たは「ｉ蔵用せたは燃焼用またはその他の石炭−水スラリーの用途用に すぐ用いられるＣＰＦＴ式石炭−水スラリーを得る。

ウエストパーノーア（Ｗｅｓｔ　Ｖｉｒｇｉｎｉａ）石炭の脱灰分を含む工驕規 侯作久の一体的力θ二での本発明ｃ”実施を・、第１図および第２図（（ついて 収明する。

採掘、洗浄しただけの灰分約２１％を含むウェスト・ぐ−ノニア産歴青炭を、ク ラン７ヤー１中へ導入し、粒径約ｓｏ、ｇ箭（２″）　以下に破砕する。本明細 書中で用いる“灰分”という用語は、粘土や種々の鉱物のような、石炭の不燃性 含量を意味する。この破砕石炭を、ミル（好ましくはボールミル）２中へ入れ、 −，２００メソシ（−７５μｍ　）が約７０％で、−３μｍが約７％の粒径に湿 式粉砕し、本明細書中で後述するようにして製造される微粉砕部分と混合すると き、ＤＬ−２５０μｍ　Ｘ、Ｄ５＝＜／　、０μｍ、ｎ＝０−５に有するアルフ レノドコンンスト式（Ａｌｆｒｅｄ　ｃｏｎｓｉｓｔ　ｆｏｒｍｕｌａ　）　に 従う石炭コン７ストの製造に適した粗大石炭粒子分画を与える。

この粗大粉砕（ｃｏａｒｓｅ　ｍ１ｌｌｅｄ　）石炭の粒子を、次に、約７０東 量％の固体含量を保つのに十分な幇のキャリヤー水が入っているスラリータンク ３へ入れる。ＮａＯＨ浴液の添加によって、タンク３内のスラリーのｐＨを７０ 以上に保って、解膠および灰分の分離を起こさせる。タンり３は、すべての粒子 の分散を起こさせるために、高強度榎拌磯手を備えている。約２０分攪拌後、ス ラリーを、ポンプ３　ａによって、ライン７を辿して液体サイクロン５を辿し、 そこからタンク３へ戻す。液体す・ｆクロン５は、高比寸鉱物（好ましくは凝集 高此重鉱物）ｆ：除去し、こｉｌｆ：廃棄捷たけ再処坤するために送る。適当な 時間、液体ザーイクロンを通してスジＩＪ−を循珍させて灰分除去をノ浸高にし た後、弁８ｂを閉じ、フーイルターゾレス６一の弁３ｃを開いてタンク３からの パッチを濾過する。フィルターブレス６からのＰ液はタンク３へ送り返される。

この水のｐＨを、苛性ソーダ（ＮａＯＨ）　？６敵の添加によって調節する。か くして得られた部分的に脱灰分された石炭は、約０．３〜７０重量％の灰分を含 む。しかし、タンク３内での石炭の処理は、石炭の灰分含量の少なくとも大体の 量全除去し、それによって石炭−水スラリーの正味のＢｔｕ値を増加するのに便 利である。

沖過された石炭と約２５重量％の水とを含む、フィルターブレス６からのフィル ターケーキの小部分分画ｋｍノスラリータンク８へ送り、タンク８内で、水が必 要ならば、ライン８ａからの水でケーキを希釈することができ、タンク３中のよ うに作動される低速攪拌ｍ９ａで攪拌する。このフィルターケーキを、第ｌ所定 量の解膠剤を加えたイダ、後に約７５重量％の固体の最終石炭−水スラリーを％ 　ｉｉするために存在する十分な水で、タンク８中に分散し、この小部分分画の 石炭をさらに粉砕して微粉砕物とＬｌそれを、第３スラリータンク１４中で、フ ィルターブレス６がらの濾過石炭の大部分分画と汁１合する。タンク８中の石炭 −水スラリーは、ライン１５を通ってタンク８から出てライン１６をノ用り、う ・ｆン１７および１８を地ってボールミル１９および２ｏへ送られる。

通常、全ｈ；か約０　、７　ｆｉｉ量％のローソーＤと。、７Ｍ１−右：−％の ＮａＯＨになるようにし、かつ粒子のゼータ電位をＪ′反高付近のゼータ電位に 調Ｔｈ？＋　シかつ粒子を分散するのに通常十分な、タンク１４中で作られるべ き微細石炭−水スラリー中の乾燥石炭の全量に対して、最終所定量の混合解膠剤 溶液を、ボールミル１９および２ｏ中で、石炭−水スラリーへ添加する。ボール ミルは、好ましくは鋼製であり、鋼製ボールを入れである。石炭は、−ダ。μｍ が約９５重量％で、−３μｍが約ｌｏＮ量％の微粉砕物に粉砕される。この微粉 砕石炭を、ライン２４および２５を通してボールミル１９および２ｏがらタンク １４中へ送り、そこで、攪拌機９によって、フィルターブレス６からの脱灰分石 炭の大部分分画と混合しかつ攪拌する。粗粉砕石炭と微粉砕石炭とは、混合物が 乾量水準で７５重量％の石炭を有し、かつ石炭粒子が、−３μｍの石炭粒子約７ ６′重量％を有する、実質的に非波形のアルフレッド式石炭コンシストヲ治しか つ粒子が約２３ＣＮｘｒ×０．７μｍの粒径範囲を有するような比率で混合され る。得られた最終石炭−水スラリー生成′１２！Ｉは、・ぐイブライン中ポンプ 輸送可能な、７３Ｍ量％固体含拓の、低粘度アルフレッド式石炭−水スラリーで あり、通ち、乙０ｒｐｍに於て約７０００〜２０００ｃｐｓのブルックフィール ド粘度を有する。

ＭＩ！された降伏擬塑性石炭−水スラリーハ、タンクＪΦから、貯蔵タンク］Ｏ へ排出される。次々に排出されるスラリーＣＩ、打型しくはタンク１ｏの底部か ら頂部へ辿じる円循珍用・ぐイグラ・イン中を連続的にポンプ輸送することによ って、タンク１０中で連移二的に混合される。

かくして、スラリーの均一性が保持され、はぼ均一なりｔｕ含量のスラリーが得 られる。混合されたアルフレッド式石炭−水スラリーは、貯蔵タンク１０からパ イプライン２７（このパイプラインは短距離パイグラインでも長距離パイグライ ンでもよい）を通って炉１８のアトマイザ−バーナー１２中へ供給され、スチー ムがイラー中の水の加熱用の熱エネルギーの発生のために用いられる。

石炭−水一陰イオン有機昇面活性剤を燃焼させるための典型的なアトマイザ−バ ーナーの詳ＭＩば、第１図に示しである。

脱灰分、解膠、鎖線のための石炭の水性処理は、脱仙ｉのための適当な手段をも 与える。アルフレッド式コンシストを用いる本発明の便オリとオリ益とを得るた めに用いられねばならない、陰イオン有機界面活性剤およびＮａＯＨのような、 解、１１ヅ剤または解膝剤混合物のんば、実施例／〜３中に記載した方法によっ て、容易に予め決定することかできる。

実施例３−混合は含むが脱灰分は含量ない一体的方法、本実施例では、ブランク メサ、アリシナ（ＢｌａｃｋＭｅｓａ、Ａ１１ｚｏｎａ　）　石炭を用い、工場 規模作業のための、脱灰分を含量ない一体的方法での本発明の実りな・、さらに 第１図および第１図について部間する。

採掘したたけあるいは洗浄しただけの、平均灰分含量９、ｇ型針％（範囲乙、Ｓ 〜７７％）を含むブラックメサ（Ｂｌａｃｋ　Ｍｅｓａ　）　炭田の亜、埜青炭 をクラソンヤー１ｔ＼導入し、３０．ｇｔｔｒｍ（２“）以下の粒徒に破砕する 。この破砕炭を約ｌＯ重量％のキャリヤー水中で６１枠して、実質的に全部が７ １Ｉμｍ未詣であるり０〜７０重量％の微粉炭（ｐ、ｃ、）粒子であって、本明 細書中の１友述の方法て製造される微粉砕分画と混合するとき、Ｄ、−２３０μ ｍＸＤ　−く／、０μｍ　、　ｎ−約０　、　’＋、５−を有するアルフレッド 式に従う石炭コンシスト（ｃｃａｌ　ｃｏｎｓｉｓｔ）の製造のために適した微 粉炭（ｐ、ｃ、）粒子を得る。微粉炭（ｐ、ｃ、）は、ラインｌ　６　’ｆｒ： 　１ｌｉｉってミル２がら排出される。

ブラックメサ炭は灰分含量が低いので、通常、脱灰分か不必要であるか、あるい は所望でない。

粉砕（ｐ、ｃ、）炭の小部分分画は、ライン１６からライン１７およびＪ８を辿 ってボールミル１９および２０へ送られる。ボールミル１９および２０へは、ｙ ＋−ｆ肢剤の所定量の−「１分の浴へをω＼加し、かつ各ミルへ、例えはう・イ ン８８ｋ　拙して、タンク８から、ソーイノ１５ならひにライン１７および］８ をヤれそれ通って追加のキャリヤー水全添加する。水の添加年は、ボールミル２ が１の微粉炭中にイＩ召する水の量に依存する。微粉炭の大部分分画け、ライン １６．１７．１８．２５．２６を通ってタンク１４へ送らねる。微粉炭の小部分 分画と大部分分画との全：１ニーは、ホ゛−ルミル］、　９．１１；・よひ２、 （）へ添加される水て希〕り・ζされたとき７Ｓ電５：上％までの石炭−水スラ リーをイ４ｉる最終石炭量になり、容易に計算される。石炭−水スラリー中のコ ロイド状石炭粒子に最高ゼータ電位付近のゼータ電位を与えるために所要な解膠 剤の所定量の残りをボールミル１９および２０へ添加して、タンク１手中で完成 されるべき最終石炭−水スラリー中の全乾燥石炭量に対して、７．０重量％のス トロデノクスＶｇ（Ｓｔ−ｒｏｄｅｘ　Ｖ　ｇ　）および／、０重量％のＮａＯ Ｈを与える。所要な量の水も、ミル１９および２０へ添加される。ミルは、乙０ ｒｐｍで３０時間運転するか、あるいは−１０μｍが９９重量％でかつ一３μｍ が約グ乙重量％である、ブラックメザ炭の微粉砕物が得られるまで運転される。

得られた微粉砕石炭−水スラリーを、次に、タンク１４中へ排出し、そこで、混 合物か乾量基準で７５重量％の石炭を有し、かつ石炭粒子が、ｎ−約θ、’１３ と一３μｍの石炭粒子か約７重量％の粒径とを有する、上で定義したアルフレン ド式に従う？［的に非波形の石炭コン／ストを有するような比率で、微粉炭の大 部分分画と混合する。得られたアルフレッド式石炭−水スラリーは、通常、乙Ｑ ｒｐｍに於て、約’ｌ０００ｃｐｓのプルツクフィール粘度を有する。

解膠された、降伏擬塑性、７ｓ止搦％石炭−水スラリーは、タンク１０中へ排出 され、そこで、実施例２記載と同様に混合され、短距離または長距離パイノ°ラ インで使用場所ヘポング輸送され、火がｑ例ス記載のように７トマイザーバーナ ー中で炊、・珍占される。

実施例スおよび３に記載した方法とほぼ同じ方法音用いて、ウェストパーツニア （Ｗｅｓｔ　Ｖｉｒｇｉｎｉａ　）炭才たはイースタンケンタラキー（Ｅａｓｔ ｅｒｎ　Ｋｅｎｔｕｃｋｙ　）　炭を、キャリヤー水中で粉砕、分散して、約６ ５〜７７重量％の石炭とＤＬ−１００μｍＸＤ５−く１６ｏμｍＸ　ｎ−０，２ 〜０１ｇとを有し、−３μｍの粒子が約乙、乙〜、２９．３重量％である、パイ グラインポン：７’　＠送可能な、アルフレッド式石炭〜水スラリーを製造する ことかできる。このスラリーは、通常、３００〜２　ｙ、００　ｃｐｓの乙０ｒ ｐｍに於けるプルックフ・ｆ−ルド粘度を有する。

ウェストパーツニア炭は、粉砕して、直接、アルフレッド式石炭コンノｅクトを 製造することができるという発見から考えて、とのイ］炭を粉砕して、笑施例グ でなされるような粗大分画と微細分画との混合物を作ることを必要とせすに石炭 −水スラリー製造に使用することかできる。

第１図を参照して、Ｄ、＝２ＳＯμｍ　ＸＤ５−（／、Ｑμｍ、ｎ−＝０．２〜 ０．乙を不するアルフレッド式コン／ストを有する７５重量％アルフレッド式石 炭−水スラリーを、−Ｆ記のようにして製造することができる。

破６′１された石炭をミル２中へ送り、湿式粉ｖ１’　Ｌ−て、−，２００ツノ ’／ユ（−７５μｍ　）が約３−０重量％ノ８１力径にする。この粗大粉砕物を 、ライン１６を通してボールミル１９または２０へ、所望に応じて、交互に、ま たは同時に送る。各ミル■９および（または）２０さ、駆りに応−じて、解膠剤 タンク２１から、全所定量の電解質および（捷たは）分散剤（７種以上）、例え ば／、Ｑ重量％のローマ−Ｄおよび／、０重量％のＮ　ａＯＨを添加する。

この石炭を、次に、上掲のＤＬ１Ｄ５、ｎ値が得られかつ一３μｍの粒子か少な くともＳ重量％存在することを試料が示すまで、ミル１９および（または）２０ 中で粉砕する。通算−３μ粒子の量は、ｎ−０，２に於ける約２０．５重ζ１％ からｎ−０，乙に於ける約５．０重量％１でである。このろ炭−水スラリーを、 ゼータ電位が最高月近のゼータ電位（例えは約−３０ｒｎＶ）でありかつブルッ クフィールド粘度か約１０００〜／３００ｃｐｓであること’（ｆ　ｆｆＴｈか めるため（（試験する。このスラリーを、次に、タンク１４中へ排出してパッチ の混合を行う。スラリーは、タンク１４中に貯蔵することができ、かつそこから アトマ、イザーバーナー中へ送って燃焼させることができる。

ウェストパージニア炭を月牙灰分形で使用しようとする場合には、上記の方法を 変形し、ミル２がらの一２００メツ／ユがり０重量％の石炭を、実施例］に１ｙ ］シて実質的に説明した脱灰分を行うためタンク８中へ４，１１出させる。

フィルターケーキ６からの脱灰分されたフィルターケーキを、次に、タンク８へ 送ってキャリヤー水で希釈し、上述したようにミル１９および（または）２０へ 送ってさらに粉砕しかつ解膠し−で、上述した性質を有するＣＰＦＴ式石炭−水 スラリーを製造することができる。

実施例７ 乾量基準で７ｇ重量％のアッパーフリーポート（ｕｐｐ−ｅｒ　Ｆｒｅｅｐｏｒ ｔ）　炭と、石炭の乾燥重量に対して／、０重量％のローマ−Ｄと、０、ユ重量 ％の水酸化ナトリウムと、２／、３重量％のキャリヤー水とを含む石炭−水混合 物を、０．９７３ｍ×７．５；１３ｍ（３Ｎｘ３　ｆｔ）直径のボールミル中で 粉砕して、７５軍置火の固体とｔ７．９３Ｍ量先（全固体重量に対して）の灰分 とを含む石炭−水スラリーを製造した。このスラリー〇粒径分布は、０８１１式 に実質的に従っており、ｎ二約０．３　’Ｉ−，ＤＬ−約２５０μｍＸＤ５−約 ０−２　μｍであった。このスラリー中の石炭粒子の少なくとも９９重量％が２ ５０μｍ未満であった。

このスラリーに、十分な量の水を加えて、固体含量を６０重量％に訓ｊ節した。

その後で、このスラリーに、θ、０グＮ水酸化カルシウム水溶液７３．７μ沼を 加え、その後で、十分な量の水酸化ナトリウムをスラリーに加えて、ｐｌ＋を７ ．３に肖節した。

このスラリーを、」−・のおのか乙’１３．／乙＋ｒｒ＋ｙ２（／　ｉ　ｎ２） の表面積を有し、−画板が互いに他からコ、２３ａｍ隔置されている２枚の垂直 な平行板を含む昂気泳動用セルに入れた。両方の板は、室温および常圧の開放容 器中に入っていた。画板および石炭−水スラリ−０間に、電流が約７３０ｍＡ　 に達するまで直流電圧をかけた。該電流に達するには、約９．４Ｖが所要であっ た。約７０〜約ｌＳ分間、電気泳動が起こり、陰極上にケーキ状皮膜が付合した 。次に、石炭−水スラリーをセルを入れた容器から取り出した。

石炭−水スラリーを追加しながら、上記の処理を約７５回繰返して、陰極上に、 よシ多量の生成物を生成させた。陰極付合物はそのままにしておき、残りのスラ リーを捨てた。

陰極伺看物の固体含量および灰分含量を試験したところ、’／３．Ｏｇ重量％の 固体と７３．３３重量％の灰分とを含んでいた。

コノ陰極性ｓ物と十分な箱のキャリヤー水と水酸化ナトリウムとを混合して、６ ０重量％の１体を含み、９．３のｐＨを有する石炭−水スラリーを製造した。

以上の説明ならびに実旗例）″ｉ説明のためのみのものであり、かつ以下の請求 の範囲中で示す本発明の範ａｈ力・ら逸脱することなく、成分およびその比率、 および処理工程の順序および組み合わせならびに本発明のイ也の面に於ける変化 がなされ得ることは言うまでもない。

補正書の翻訳文提出書 昭和　年　月　日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １特許出願の表示　ＰＣＴ／ＬＪＳ８２１０１０１２２、発明の名称　石炭−水 スラリ− ３、特許出願人 ４、代理人 ５、補正書の提出年月日　昭和５７年１１月２９日ａ肖求の範囲 ／（ａ）約乙ｓ〜約ｇ５重量％の石炭と、約ｔり〜約３５重量％の水と、乾燥石 炭の重量の約３００〜約り、０重量％の分散剤とを含む、ｐｌ＋約５〜約１２の 石炭−水混合物を用意する工程、及び （ｂ）　該イコ炭−水混合物を、下記の石炭−水スラリーが得られる寸で粉砕す る工程 （１）該スラリーか、約Ｓ〜約１２のｐＨｉ有し、かつ約６５〜約ｇ５重量％の 石炭と、約７５〜約３５重量％の水と、乾燥石炭の約０．０７〜約り、０重量％ の分散剤とを含み、 （２）　該スラリー中の石炭の少なくとも約３３７４量％が、２５０μｍ未満の 粒径を有し、 （３）　該スラリー中の石炭粒子の約Ｓ〜約３乙重量％が、コロイド状でありか つ３μｍ未満の粒径を翁し、 （４）　該スラリー中のコロイド状石炭粒子の正味のゼータ電位か、約／Ｓ〜約 ｇ　５　ｍＶであり、かつ（５）　該石炭−水スラリーが、約０．／〜約ｌＯ・ ぐスカルの降伏応力を有すること、 を含む、石炭−水スラリーの製造方法。

２、　７３Ｍ量％の石炭濃度に於ける石炭−水スラリーのゾルツクフィールド粘 度か、包囲温度および乙Ｑ　ｒｐｍに於て測定されるとき、約ダ、θ００　ｃｐ ｓ禾満である、請求の範囲第１項記載の方法。

３　スラリーが、水中に分散された微ｙ′Ｊ鉾石炭粒子のコン・やクトを゛含み 、かつ該コンパクトか、次式ＣＰＦＴ　−光・目粒仔りの粒子」＝り細かい粒子 の乾ｉｏ基準累債重せ％、 Ｄ　−コン・Ｑクト中の任意の粒子の内径、Ｄｌ　−コンパクト中の最大粒子の 直径で、篩サイズまたはその等価サイズで、約７００〜約２３０μｍであシ、 Ｄ　−コンパクト中の最小粒子の直径で、約θ、０／〜約０．グμｍであり、 ｎ　−指数であり、ｎは約０．２０〜約０．’１２であり、 直径はすべてμｍで沖１られる） に火質的に従う粒径分布を有する、 請求の範囲第１項記載の方法。

グ　スラリーのプルノクフーで一ルド粘度が、７５東量％の石炭、包囲温度、ろ ０「ｐｍに於て測定されるとき、約３００　Ｑ　ｃｐｓ未何である、請求の範囲 第１項記載の方法。

左　スラリーのゾルツクフィールド粘度が、７５　ｎｆｆ１蓋％の石炭、包囲温 度、乙０ｒｐｍに於て測定されるとき、約３００〜約２　’ｌ　００　ｃｐｓで ある、ａ青水の範囲第り項記載の方法。

４　石炭−水混合物のｐＨが、約７〜約／／である、請求の範囲第１項記載の方 法。

７　スラリー中のコロイド状石炭粒子のゼータ電位が、約−／Ｓ、グル杓−７０ ，２ｍＶ　である、請求の範囲第１項記載の方法。

ｇ　スラリー中のコロイ）″状粒子の正味のゼータ電位が約−３０〜約−７０ｍ Ｖである、請求の範囲第７項記載の方法。

９　石炭−水混合物が、乾燥石炭の約０．０３〜約／０ｇ重址％の陰イオン有機 界面活性剤を含む、請求の範囲第１項記載の方法。

７０石炭−水混合物が、乾燥石炭の約０．０５〜約／、４重量％の陰イオン有機 界面活性剤を含む、請求の範囲第９項記載の方法。

／／　石炭−水混合物が、乾燥石炭の約０．７〜約７．２重量％の陰・イオン有 機界面活性剤を含む、請求の範囲第１０項記載の方法。

７．２　石炭−水スラリーが、約０．７Ｓ〜約７パスカルの降伏応力を有する、 請求の範囲第１項記載の方法。

／３１石炭−水スラリーが、約０．７５〜約５パスカルの！坤伏応力を有する、 言責求の範囲第７２項記載の方法。

／グ　石炭−水混合物を、スラリー中の石炭粒子の少なくとも約７０重量％が２ 汐０μｍ未満の粒径を有するまで粉砕する、請求の範囲第１項記載の方法。

１５　石炭−水混合物を、スラリー中の石炭粒子の少なくとも９５重針％が、２ ＳＯμｍ未諦の粒径を有する１で粉砕する、請求の約囲第７４を頂記載の方法。

／乙　スラリーか、水中に分散された微粉砕石炭粒子のコンパクトを含み、かつ 該コンパクトが、次式ＣＰＦＴ　−着目粒径りの粒子よシ細かい粒子の乾覇基準 室積重量百分率、 Ｄ　＝コンパクト中の任意の粒子の直径、ＤＬ＝コンパクト中の最大粒子の直径 で、篩サイズまたはその等価サイズであり、かつ約７００〜約２３０μｍであり 、 Ｄ５　−コンパクト中の最小粒子の直径で、約０．Ｏ７〜約０．ダμｍであり、 ｎ　−指数で、ｎは約０．２０〜約０．ダスであり、かつすべての直径は、μｍ でＬｊ＋１られる）Ｋ実質的に従う粒径分布を有する、 請求の範囲第２項記載の方法。

／７（ａ）スラリーのブルックフィールド粘度が、７５ｕｍ％の石炭、包囲温度 、乙Ｑ　ｒｐｍに於て泗］定されるとき、約３０　Ｑ　Ｑ　ｃｐｓ木渦であり、 （ｂ）石炭−水混合物のｐａ＋か約７〜約／／であシ、（ｃ）　該スラリー中の コロ−イド状石炭粒子のゼータ電位が約３０〜約７　Ｑ　ｒｎＶ　であり、かつ （ｄ）　ｕｆｆ石炭−水混合物が、乾燥石炭の約。、０３〜約／１ｇ重量係の陰 イオン有機界面活性剤を含む、請求の範囲第１乙項記載の方法。

７ｇ、　（ａｌスラリーのブルックフィールド粘度が、７５重量係の石炭、包囲 温度、乙θｒｐｍＫ於て測定されるとき、約３００〜約２ダ００　ｃｐｓであり 、（ｂ）石炭−水混合物が、乾燥石炭の約。、ｏ５〜約／、’ｌ＠量係の陰イオ ン有機界面活性剤を含み、（Ｃ）該石炭−水スラリーが、約０．７５〜約７ノや スカルの降伏応力全１し、がっ （ｄｌスラリー中の石炭粒子の少なくとも約９゜重量％が２３０μｍ未満の粒径 を有するまで、該石炭−水混合物を粉砕する、 Ｈ青水の範囲第７７項記載の方法。

国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　スラリーの約乙Ｓ〜約ｇｓ重知％の固体と、スラリーの約／３〜約３３重量 ％のキャリヤー水と、乾燥石炭の約０．θ／〜約グ、０ル童％の分散剤と、固体 の約Ｓ重部゛％未朶１・の灰分とを含み、約Ｓ〜約ｔ２のｐＨを有する、脱灰分 、チキント［Ｊビー性、降伏擬塑性石炭−水スラリーであって、 （ａ）　該石炭−水スラリーか、７ｓ重量％のに１体含量、包囲ｎ４度、乙Ｑｒ ｐｍに於て試験されるとき、ｉｉ、ｏｏ。 ｃｐｓ未満のブルックフィールド粘度を有し、（ｂ）　該石炭−水スラリーの粘 度が温度の増加と共に減少し、 （ｃ）　該石炭−水スラリーが約０．／〜約１０・ぐスカルの降伏応力を有し、 （ｄ）　該石炭−水スラリーが、該キャリヤー水中に分散された微粉砕石炭粒子 のコンパクトを含み、（ｅ）　ｆｉｌスラリー中の石炭粒子の約Ｓ〜約３６Ｍ量 ％が、約３μｍ未満のコロイド状粒径であり、かつ該コロ・イド状粒径石炭粒子 か、該石炭−水スラリー中で、約７５〜約３３ｍＶの正味のゼータ電位を有し、 かつ （ス）該微粉砕石炭粒子コンパクトが、次式〔上記式中、 ＣＰＦＴ　−着目粒径りの粒子より細かい粒子の乾量基準累積重量杓分率、 Ｄ　−コン・ぞり１・中の任意の粒子の直径、Ｄｌ　−コンパクト中の最大粒子 の直径（篩サイズまたはその等価ヤイズであり、約／θ０〜約２５０μｍである ）、 Ｄ５　−コンパクト中の最小粒子のｉｏ仔（約０．０／〜約ｏ、ｌＩμｍである ）、 ｎ　−指数（ｎは約０．２０〜約０．１１．２である）であシ、直径はすべてμ ｍで測られる〕に実質的に従う粒径分布を有する、 （ｂ）　該スラリーがスラリーの約７θ〜約３５重量％の固体と、乾燥石炭の約 ０．０Ｓ〜約１０ｇ重量％の有機界面活性剤とを含み、 （Ｃ）該石炭−水スラリーが、７５重量％の一体含量、包囲温度、乙θｒｐｍに 於て試験されるとさ、３，０θ０ｃｐｓ未勇のプルックフーｆ−ルド粘度を有し 、かつ（ｄ）　該石炭−水スラリーが約０．７５〜杓７．０・母スカルの降伏応 力を肩する、 請求の範囲第１項記載の石炭−水スラリ−０３（ａ）　スラリーが、スラリー中 の乾燥石炭のｆＩｏ、０３〜ｆＪ／、４重重％の京イオン有慎界面活性剤と、ス ラリー中の乾燥石炭の約０．０Ｓ〜約０　、５４ｉｆｔ％の無機電解質とを含み 、 （ｂ）　該スラリーが、７５重搦、Ｘの固体含量、包囲温度、乙Ｏｒｐｍに於て 試験されるとき、約３００〜約２１１００　ｃｐｓのブルックフィールド粘度を 有シ、（Ｃ）　彰スラリーが、杓。、７３〜約Ｓ、θパスカルの１重Ｍ伏応力を 有し、 （ｄ）Ｄｓ　が約ｏ、ｏｓ〜約％、０ｔｔｒｎテアリ、かつ（ｅ）　ｎが約０． ２０〜約。、３７である、請求の範囲第２項記載の石炭−水スラリ−０１１、順 次に、 （ａ）？ラリーの約６Ｓ〜約ｇｈ重量九の固体と、スラリーの約／り〜約３ＳＮ 量％のキャリヤー水と、乾燥石炭の約０．θ／〜約グ、ｏ重量％の分散剤と、固 体の約５．０重量％未満の灰分とを含む石炭−水スラリーを用意する工程と、 （ｂ）　脱灰分、チキントロピー性、降伏擬塑性石炭−水スラリーが得られる葦 で石炭−水混合物を粉砕する工程であって、 （１１該スラリーが、スラリーの約乙ｓ−、Ｆ１ｇ３ｚ量％の一体を含み、 （２）　該石炭−水スラリーが、７！；ｇ量％の固体含量、包囲温度、乙Ｑ　ｒ ｐｍに於て試、験されるとき、’Ｉ＋０００ｃｐｓ未幽のブルックフィールド粘 度ヲ有し、 （３１該石炭−水スラリーの粘度が、温度の上昇と共に減少し、 （４）　該石炭−水スラリーが、約０．／〜約ｌＯ・ξスカルの降伏応力を有し 、 （５）　該石炭−水スラリーか、該キャリヤー水中に分散された微粉砕石炭粒子 のコンパクトを含み、（６）　該スラリー中の石炭粒子の約Ｓ〜約３６重ｈ）％ が、約３μｍ未θ、であるコロイド状釈ｌ径であり、かつ該コロイド状粒径石炭 粒子が、該石炭−水スラリー中で、約／Ｓ〜約ｇ　３　ｍＶの正味のゼータ電位 を有し、 （７）　該微粉砕石炭粒子コンパクトが、請求の範囲第１項（ｆ）記載のＣＰＦ Ｔ式に実質的に従う粒径分布を有し、かつ （８）　該スラリーが、約Ｓ〜約７２のｐＨを有する、粉砕工程と、 を含む、脱灰分石炭−水スラリーの製造方法。 ５（ａ）石炭−水混合物が、スラリーの約７０〜ｇ３Ｎ’Ｍｔ％の固体と、乾燥 石炭の約０．０３〜ＦＪ／−ｇＭ量％の有機界面、古性剤とヲ含み、かつ （ｂ）　該石炭−水混合換金粉砕することによって得られる石炭−水スラリーか 、 （１１杓７〜約ｌ／のｐＨを有し、 （２＋’ｌＳＭ量％の固体含量、包囲温度、乙Ｏｒｐｍに於て試験されるとき、 ３，０００Ｃｐｓ未満のブルックフィールド粘１１に有し、かつ （３１約０．７５〜約７．Ｑパスカルの降伏応力を有する、 Ｂ／１求の範囲第ダ項記載の方法。 乙（ａ）　石炭〜水混合物が、スラリー中の乾燥石炭の約０．０５〜約／、ｑ１ 幇％の陰イオン有機界面活性剤と、スラリー中の乾燥石炭の約０．θＳ〜約。、 ５重）Ｉニー％の夕、Ｉ１１機ル解質とを含み、がっ（ｂ）　杉石炭−水混合物 を粉砕することによって得られる石炭−水スラリーが、 （ｌ（７汐重量％の固体含量、包囲温度、乙。ｒｐｍに於て試験されるとき、約 ３００〜約２グ。Ｑ　ｃｐｓのブルックフィールド粘度を有し、 （２）　約０．７５〜約ｓ、ｏ−やスカルの降伏応力を有し、かつ （３）Ｄ５　が約３００〜約０　、　’ｌ　μｍでありかッｎが約０．３３〜約 ０．３７である、ＣＰＦＴ式に実質的に従う粒径分布を有する、 Ｍ求の範囲第汐項記載の方法。 ？　順次に、 （ａ）　約乙Ｓ〜約ｇ　５　ｉｆ量％の固体と、約７５〜約３ｓ乗量％のキャリ ヤー水と、約０．θｌ〜約ダ、ｏ１ｈ１９６の分散剤とを含む石炭−水混合物を 用意する工程と、 （ｂ）　チキソトロピー性、降伏擬塑性、石炭−水スラリーか（４）られるまで 、該石炭−水混合物を粉砕する工程てあって、 （］）　該スラリーか、スラリーの約乙Ｓ〜約ｇ　３　ｊ（１，’、　ｆｊ’Ｈ ％の固体を含み、 （２１該石炭−水スラリーが、７に重量％の固体金９、秒−・囲温度、乙Ｑｒｐ ｍＶＣ於て試験されるとき、ダ、θθＱ　ｃｐｓ未欲１のブルックフィールド粘 度を有し、 （３）　該石炭−水スラリーの粘度が、温度の上昇と共に減少し、 （４：　該石炭−水スラリーが、釣０　、　／〜約１０・ぞスカルの降伏応力を 有し、 （５１該石炭−水スラリーか、該キャリヤー水中に分散された微粉砕石炭粒子の コンパクトを含み、（６）　該スラリー中の石炭粒子の約Ｓ〜約３６重量％が、 約３μｍ未満であるコロイド状粒径であり、かつ該コロイド状粒径石炭粒子が、 該石炭−水スラリー中で、約／汐〜約ｇ５ｍＶの正味のゼータ電位を有し、 （７）　該微粉砕石炭粒子コンパクトか、請求の範囲第１ＩＭ（ｆ）記載のＣＰ ＦＴ式に来Ｔ１的に従う粒度分布を有し、かつ （８）　該スラリーが、約Ｓ−杓７２のｐＨ４を廟する、粉砕工性と、 （Ｃ）　その後で、該石炭−水スラリーが固体の約Ｓ市量％禾猶の灰分を含むよ うになる寸で該石炭−水スラリーをクリーニングする工程と、 を含む、脱灰分石炭−水スラリーの製造方法。 ざ　順次に、 （ａ）　石炭粒子の少なくとも約９　！；　Ｍ　ｆ’ｆ−％が、３００μｍ未藩 の粒子′Ｉ−をイ〕する１で、石炭の第１分画を粉砕するエイ“、゛と、 （ｂ）　石炭の第氾分１１ｉｊを一１該第、：２石炭分画が該第１石炭分画と６ ．１′、合されるとき、粒径が３μｍ朱煮であるコロイド状粒子を約ｓ〜約３乙 重童％含む石炭コンパクトを生じるような細かさに粉砕する工程と、（Ｃ）　約 θ、０〆〜約’１．ＯＮ量％（乾燥石炭の）の分散剤と十分なキャリヤー水との 存在下に於て、該第１石炭分画と該第ス石炭分画とを混合して石炭−水スラリー を得る混合工程であって、 （］１　該スラリーが、スラリーの約６Ｓ〜約ｇｓＨ昂％の固体を含み、 （２）　該石炭−水スラリーが、７５Ｍ量％の固体含量、包囲温度、乙Ｑ　ｒｐ ｍに於て試験されるとき、ダ、０００ｃｐｓ未渦のブルックフィールド粘度を有 し、 （３）　該石炭−水スラリーの粘度が、温度の上昇とともに該少し、 （４）　該ろ災−水スラリーか、約０．／〜約１０−ぐスカルの降伏応力を有し 、 （５）　該イ」炭−水スラリーが、該キャリヤー水中に分散された微粉砕石炭粒 子のコンパクトを含み、（６）該スラリー中の石炭粒子の約Ｓ〜約３乙重量％が 、約３μｍ未舶であるコロイド状粒径てあり、かつ該コロイド状粒径石炭粒子が 、該石炭−水スラリー中で、約７５〜約ｇ、Ｓｍｖの正味のゼーク７１光イ）ン 　る千イー　し、 （７）　、７微粉砕石炭粒子コン・セクトか、Ｍ４木の範す１１第１項（ｆ）記 載のＣＰＦＴ式に実質的に辺−う粒径分布を有し、かつ （８）　該スラリーか、約Ｓ〜約７２のｐＨを有する、混合工程と、 を含む、石炭−水スラリーの製造方法。 ９（ａ）　スラリーが約７〜約／／のｐＨを治し、（ｂ）　該スラリーが、スラ リーのＷノア０ル約ｇ５重量％の固体と、乾燥石炭の約０．０３〜約／−ｇＭ量 ％の有機界面活性剤とを含み、 （Ｃ）　該石炭−水スラリーが、７５Ｍ量％の固体含量、包囲温度、乙Ｑ　ｒｐ ｍ　ＶＣ於て試験されるとき、３．０００ｃｐｓ未滴のブルックフィールド粘度 ヲ不し、かつ（ｄｌ　形石炭−水スラリーが、約０．７Ｓ〜約７．０パスカルの 降伏応力を有する、 請求の範囲第ｇ項記載の方法。 ／（１）、、（ａ）スラリーかスラリー中の乾燥石炭の約Ｏ，ＯＳ〜杓／、４’ Ｎ量％の陰イオンａｈ界面ｊ古性剤と、スラリー中の乾燥石炭の約０、θＳ〜約 ０．５血量先の無機７Ｌ納貿とを含み、 （ｂ＋　ｓシスラリ−が、７汐重量％の固体含量、包囲温度、乙Ｑｒｐｍに於て 試験されるとき、約３００〜約２グθＱ　ｃｐｓのブルックフィールド粘度を有 し、（ｃ）　ｉＨスラリーか、約０．７５〜約に、θ・ぐスカルのｉイ伏応力を イｊし、かつ （ｄ）　Ｄ５　か１ｊＯ１０５〜約０−　’Ｉ　μｍである、ｎｒＩ求の範囲第 ワ狛ａｄ載の方法。 ／ｉ　（ａ）　請求の範囲第１項記戦の石腕−水スラ１、−を用意する工程と、 （ｂ）該スラリーを約、２０〜約ｑθ℃の温度に保ちながら、該スラリーをパイ プランを通してボンｆ輸送する工程と、 を含む、石炭−水スラリーのポンプ輸送方法。 ／２　スラリーを、約２０〜約２００ＳｅＣ−１の剪断速度でボンｆ輸送する、 請求の範囲第１／項記載の方法。 速度でチン・ゾ輸送する、藷Ｘの範囲第１２項記載の方法。 ／ゲスラリーを、約３５〜約ｇθ℃の温度に保ちながらパイグライン中をｆ？ｙ ボンｆ輸送、請求の範囲第７２項記載の方法。 ／タスラリーを、約ｌｌＯ〜杓ｇθ℃の温度に保ちながら・ぐイブライン中をボ ンｆ輸送する、請求の範囲第１１１８Ｊ記載の方法。 ／乙（ａ）中を通って伸びる通路を有する細長い導％・と、（ｂ）該通路を通し て石炭−水スラリーを流すための手段と、 （ｃ）該導繁に隣接し、該通路を辿しかつ通路中にある石炭−水スラリーを通し てαｊ娑、を与えるためのｌ対の隔置電極と、 （ｄ）該電極のあのおのに異なる電位を印力１．シて該電場を与えるための手段 と、 （ｅ）該導管の下流端から、該通路中を流れる石炭−水スラリーの異なる部分を 別々に＃出させるための手段と、 を含む、石炭スラリーから灰分を除去するための電気泳動式脱灰分セル。 ／’Ｚ（ａ）ＭＷ求の範囲第１項（ｆ）記載のＣＰＦＴ式に実質的に従う粒径分 布分有する微粉砕石炭粒子コン・（クトを用意する工程と、 （ｂ）約乙Ｓ〜約ｇＳＭ量部の該石炭コンパクトを、約７５〜約３５重量部のキ ャリヤー水および約０．０／〜約グ、ＯＭＮ部（乾燥石炭の）の分散剤と、請求 の範囲第グ虫（ａ）記載の性質を有する石炭−水スラリーが得られるまで混合す る工程と、 を含む、石炭−水スラリーの製造方法。 〆ｇ石炭の第を分画を湿式粉砕しかつ石炭の第λ分画を湿式粉砕し、かつ該湿式 粉砕画分を混合することによってコンパクトを特徴する請求の範囲第７７項記載 の方法。 ／９　第１石炭分画を乾式粉砕しかつ第コ石炭分画を乾式粉砕し、かっ両該石炭 分画を混合することによってコンパクトを特徴する請求の範囲第７７項記載の方 法。 ２０　第１石炭分画を浮式粉砕しかつ第２石炭分画を乾式粉砕し、かつ該第１石 炭分画と第２石炭分画とを混合することによって、コンノやクトを特徴とする請 求の範囲第１７項記載の方法。