JPS5912992A - 脱灰高濃度石炭スラリ−の製造方法 - 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】 本発明は灰分含有量の少ない輸送容易な脱灰高濃度石炭
スラリーの製造方法に関する。

石炭から灰分を分離し、灰分含有量の少ない脱灰炭を得
る方法として、油滴浮上法や浮選法が知られている。こ
れらめ脱灰方法は石炭内に含有される微小な無機物質粒
子を炭質分から分離することをその原理としているだめ
、石炭を出来るだけ小粒径の粒子に粉砕してから上記の
脱灰操作を行うことによシ、より筒い脱灰性能が得られ
る。一方、高濃度スラリーの製造技術においては、石炭
を高濃度に含有し、なおかつ低い粘性を有する石炭スラ
リーを製造するためには、例えば、米国特許第３，７６
２，８８７号明細書に示されるごとく使用する石炭の粒
径分布を広くシ、出来るだけ小粒径のものから大粒径の
ものを含有することが必要である。上記２つの技術は、
本質的に相反する条件を要求しているだめ、従来脱灰し
た石炭を用いて高濃度石炭スラリーを製造する技術につ
いて、開示された例はない。しかし、脱灰して灰分含有
量の少なくなった石炭を用いて高濃度石炭スラリーを製
造し輸送に供すれば灰分減少量だけスラリー輸送の効率
が同上し、輸送コストの低減を図ることが出来るためそ
の効果は太きい。

本発明は上記事情に鑑みなされたもので、その目的とす
るところは、灰分含有量の少ない流体として輸送可能な
高濃度石炭スラリーを製造し、そのスラリー輸送コスト
の低減を図ることにめる。

即ち、本発明の特徴とする脱灰高濃度石炭スラリーの製
造方法は、粉砕した石炭を２種類以上の粒径に分級し、
この分級した粒径の異なる石炭を空隙率が４０チ以下と
なるように混合し、しかる後石炭に溶媒を添加してスジ
リー化すると共に脱灰操作し、脱灰されたスラリー中の
石炭濃度を５５恵量％〜７５重ｋｑｂにしてなることに
ある。

以下本発明を図面によって説明する。第１区は各粒径に
粉砕した石炭の内、炭質分生に残存する灰分の含有量を
示したものである。この結果は以下に述べるようにして
求めた。石炭を粉砕した後粒径別に分級を行う。分級し
た各粒径の粒子は炭質分の粒子と、粉砕により遊離した
灰分粒子の混合物となっているが、このようにして得だ
各粒径の粒子を、比重１．４の四塩化炭素中に浸漬し比
重差分別を行うと、炭質分と灰分の比重差により炭質分
は浮上し、灰分は沈降りる。このようにして得た炭質分
生になお残存する灰分を測定（，７、各粒径毎に示した
ものが第１図である。第１図から、冒い脱灰性能を得る
だめには石炭を出来る限り微小粒子に粉砕する必要があ
ることがわかる。しかし、第１図は粉砕した石炭の粒径
がおる程度大きく庁っても、上記のようにして得た炭質
分生の灰分は原炭のものよりも少なく、粉砕粒径を５０
０μｍ８度としても、得られた炭質分生の灰分は９．４
％であり、原炭に比べ約２３チ灰分が減少しており、脱
灰が可能であることを示している。

一方、高濃度スラリーの製造においては前記したように
石炭粒子の粒径分布を広く取り、既に特願昭５６−１０
７０７０で提案したようにその空隙率を出来る限シ小さ
くすることによｐ１高濃度でしかも粘性の低いスラリー
を製造することが出来る。

高濃度スラリーを工業的に製造する場合、異なる条件で
石炭を粉砕し異なる粒径分布を廟する粉状石炭を製造テ
、これらを混合することによｐ粒径分布を調整して空隙
率の小さい粉砕石炭を製造することになる。このように
石炭粒子の粒径分布を調整するに当り、粒径の累積重量
分布曲線が出来るだけ凹凸のないなめらかな曲線となる
ように調整することが重要である。第２図２及び第３図
に示した粒径分布は高濃度スラリーの製造に適し九粒径
分布曲線の一例であり以下のようにして調製した。第２
図２及び第３図３の粒径分布を持つものは、灰分１２．
．７重量％含有する石炭（以下Ａ炭種と称す）をスクリ
ーンミルによシ粒径３００μｍ以下に粉砕したもの及び
これを更にボールミルによ９１０分間及び２時間粉砕し
て得た３種類の異なる粒径分布を持つ粉炭を混合するこ
とにより製造した。第３図４及び５の粒径分布を持つも
のは、上記３種類の粉砕炭に加え、ボールミルによ９２
１時間粉砕した石炭を混合することによυ製造した。第
２図２の粒径分布を持つ石炭の空隙率は３５．１俤で６
ｊ）、第３図３の粒径分布を持つ石炭の空隙率は２９．
０％、第３図４の粒径分布を持つ石炭の空隙率は３８．
９％、第３図５の粒径分布を持つ石炭の空隙率は４２０
％であった。

これらの粒径分布を持つ石炭を、石炭に対し０．５重量
％の陰イオン系界面活性剤を含有する水と混合し、石炭
を７０重量％含有するスラリーを製造し、その粘性を測
定したところ第２図２の粒径分布を持つ石炭のスラリー
はｌ、（ｉｐａ−ｓｅｅ、第３図３の粒径分布を持つ石
炭のスラリーは０．９Ｐａ・（８）、第３図４の粒径分
布を持つ石炭のスラリーはλ１ｐａ−ｓｅｃ、第３図５
０粒径分布を持つ石炭のスラリーは’２．５Ｐａ一式で
おったっ 第４図はこれらの結果を各々の石炭の空隙率に対する関
係として示したものである。空隙率が小さいほどスラリ
ーの粘度は低くなるが、本例のように石炭粒子の粒径分
布が第２図２や第３図に示したように連続的になる場合
には、空隙率が４゜チ以下どなるように石炭の粒径調整
を行うことにより、粘度が約２ｐａ−ｍ以下で、流体と
して輸送可能な程度に充分流動性のあるスラリーを製造
することが可能となる。

第５図にそのフローシートを示した装置にょシ、第２図
に示した粒径分布を持つように粉砕もしくは粒径調整を
行ったＡ炭種により脱灰試験を行った。図中１１は送風
機、１２はアトマイザ、１３は脱灰塔、１４は石炭スラ
リー、１５は脱灰炭回収装置、１６は脱灰炭スラリーで
ある。ここに、第２図１はボールミルにより直径７４μ
ｍ以下に粉砕したものでおり、第２図２は前記のように
高濃度スラリー化に適し九粒径分布に調整したものであ
る。脱灰試験には浮選法を用い、起泡剤として酢酸、捕
集剤として灯油を用いた。第５図の脱灰塔１３中の石炭
スラリ一体積は３．４ｔ、初期石炭スラリー中の石炭濃
度は３重量％とした。浮選に用いた空気量は１４０ｔ／
ｈｒであった。第２図１の粒径分布の石炭では回収率９
０％のとき脱灰率は約７２チであった。第２図２の粒径
分布の石炭では同一回収率のときの脱灰率は約６５チで
あり、高濃度石炭スラリーに適した広い粒径分布を持つ
粉砕炭でもかなり高い脱灰率を得ることが出来ることを
見出した。また、このときの回収率が２０．７５．９０
％における脱灰炭の粒径分布を測定したところ、第２図
２に示した脱灰前のものと全く同一であり脱灰により粒
径分布は変化しないことを見出した。

更に灰分１０重量％を含有する石炭（以下Ｂ炭種と称す
）を第２図２の粒径分布となるように粉砕し粒径調整し
て上記と同様の条件で脱灰試験を行った。この場合回収
率８０％のときの脱灰率は約６８チであった。このとき
、回収率が２０゜７０．８０％における脱灰炭の粒径分
布を測定したところ、第６図６〜８に示すように、脱灰
することにより粒径分布が変化することを見出した。

これは、脱灰操作により、あらかじめ粒径調整をした石
炭が再び分級されるため、このままでは、高濃度スラリ
ーを製造することが困難であることを示すものであるが
、本発明になる方法により、以下の各実施例に具体的に
示すように、脱灰炭による高濃度スラリーの製造が可能
となる。

実施例Ｉ Ａ炭種を第２図２に示した粒径分布となるように粉砕及
び粒径分布の調整を行い、水と混合することにより石炭
濃度３重量％となるスラリーを作成した。このスラリー
に、起泡剤として界面活性剤をスラリーに対し１０００
　ｐｐｍ、捕集剤として灯五を石炭に対し２００１）ｐ
ｍ添加し、このスラリーを第７図に示した装置により脱
灰操作を行った。即ちＡ炭種を、粉砕・粒径調整工程２
１により上記のような粒径分布を持つ石炭を製造し、タ
ンク２２により上記組成のスラリーを製造する。

このスラリーをポンプ２３により脱灰塔２６に１ｔ／分
の流量で送る。脱灰塔６は直径２００＋＋ｍの円径で、
その高さは１０００ｗあシ、下部にはポンプ２４よシ送
られた空気を微細□化するだめのアトマイザ２５が設置
されている。脱灰塔２６内のスラリー容量は約３１ｔで
、本実施例では空気流量を１３００ｔ／ｈｒとした。脱
灰炭は気泡とともに脱灰塔２６の上部に上昇し、回収翼
２７によりシックナー２８に回収される。一方脱灰塔２
６内に残留した灰分は塔下部より水スラリーとしてシッ
クナー２９に取り出す。シックナー２８により濃縮した
スラリーはタンク３０に移され高濃度スラリー用アニオ
ン系界面活性剤を添加する。

上記条件による試験により、仕込み石炭中炭質分の９０
９！＋が回収され、脱灰炭中の灰分は４．７チであり脱
灰率６３チであった。脱灰炭の粒径分布は第２図２の仕
込み石炭のものと同一であり、脱灰高濃度スラリーの石
炭濃度は６５％で、その粘度は０．６Ｐａ−ｓｅｃであ
った。同一条件における脱灰前の石炭スラリーの粘度は
約０．６Ｐａ−（８）であり、上記脱灰炭においてもそ
のスラリー粘度は脱灰前の石炭スラリーと同一であった
。脱灰操作前後の石炭の粒径分布が同一であることから
れかるように、空隙率も脱灰操作前後でほとんど変化せ
ず、脱灰前の石炭が３５．１％、脱灰後の石炭のものは
３６％であった。

実施例２ Ｂ炭種について脱灰操作を行い、脱灰高濃度スラリーの
製造試験を行った。本実施例では第８図に示した□よう
に、脱灰塔を３塔設置し、多段脱灰を行った以外、条件
は実施例１と同一である。第１脱灰塔２６’ａ下部より
取り出されたスラリーは第２脱灰塔２６ｂに供給され、
第２脱灰塔２６ｂ下部より取り出されたスラリーは第３
脱灰塔２６Ｃに供給される。各脱灰基２６ａ〜２６Ｃよ
り回収された脱灰炭はシックナー２８で実施例１と同様
に濃縮され脱灰高濃度スラリーと成す。

脱灰基２６ａ〜２６Ｃにおいて回収された脱灰炭の粒径
分布を測定したところ、先の例において第６図に示した
ように、脱灰基２６ａでの脱灰炭は第６図６、脱灰基２
６ｂでの脱灰炭は第６図７、脱灰基２６Ｃでの脱灰炭は
第６図８に示したような粒径分布となっていた。これら
の脱灰炭を混合し、シックナー２８により濃縮し、タン
ク３０においてアニオン系界面活性剤と混合することに
よυ高濃度スラリーを製造した。この高濃度スラリー中
の石炭の粒径分布は輌２図２に示した脱灰前の仕込炭と
ほぼ同一であり、その灰分は約４％で、脱灰率は６０％
であった。この高濃度スラリーの石炭濃度は実施例１の
場合と同様６５チであり、その粘度は９．８ｐａ−ｆｌ
ｅｅであった。脱灰前の原炭により同一濃度の石炭水ス
ラリーを作成しその粘性を測定したところ、約０．７ｐ
ａ−ＦＩＮの値を得た。脱灰することにより、スラリー
の粘性が僅かに増大しているが、これはスラリー輸送に
ほとんど影響を及はさない。また、脱灰前の石炭の空隙
率は３３％であったが、脱灰後得たスラリー中の石炭の
空隙率は約３７％であった。

実施例３ Ａ炭種を第３図４に示した粒径分布となるように粉砕及
び粒径分布の調整を行い、実施例１と同様に脱灰操作を
行った。この場合には、仕込み石炭中炭質分の９２チが
回収され、脱灰炭中の灰分は約４チであり、脱灰率は６
８チであった。脱灰後の石炭粒子の粒径分布は第３図４
の仕込み石炭のものと同一であった。また、空隙率も脱
灰操作によりほとんど変化せず、脱灰前の仕込み石炭で
は３８．９％、脱灰炭は３９％であった。実施例１と同
様にして得られた脱灰炭スラリーを、遠心沈降法によシ
更に濃縮し、石炭を７０重量％含有する脱灰高濃度スラ
リーを得、このスラリーの粘度を測定したところ、約２
．．１ｐａ−ｓｅｅであった。脱灰前の仕込み炭により
同一濃度の石炭スラリーを製造しその粘度を測定したと
ころ、やはり２．１Ｐａ・（８）であり、脱灰操作によ
シ、石炭水スラリーの性状は変化しないことを確認した
。

実施例４ Ａ炭種を第９図に示し九粒径分布となるように粉砕及び
粒径分布の調整を行い、実施例１と同様に脱灰操作を行
った。この場合、仕込み石炭中炭質分の回収率は約６０
チであった。前述したように、脱灰には浮選法を用い１
いるが、この方法では大粒径の石炭粒子の回収が困難で
あシ、脱灰後の石炭の粒径分布を測定したところ、５０
０μｍ以上の石炭粒子はほとんど回収されていなかった
。

炭質分の回収率が前記実施例に比べ低いのはこのためと
考えられる。前記実施例と同様の方法により得た脱灰高
濃度スラリーの濃度は６５％であシその粘度は約９．７
ｐａ−１ｅＣであった。また、脱灰炭中の灰分は５，２
％であり、脱灰性能としては約５９チを得ることが出来
た。

本発明によれば、石炭の脱灰を行うと同時に、得られた
脱灰炭スラリーを濃縮して、灰分含有箪の少ない脱灰高
濃度スラリーの製造が可能となり、脱灰による石炭の良
質化を図ると同時に、脱灰炭を高濃度スラリー化するこ
とにより、スラリー輸送コストの低減を図ることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は石炭粉砕粒径と残存灰分の関係を示す線図、第
２図及び第３図は脱灰試験に用いた石炭の粒径分布を示
す線図、第４図は石炭スラリーの粘性と空隙率の関係を
示す線図、第５図は脱灰試験に用いた実験装置の説明図
、第６図は脱灰炭の粒径分布を示す線図、第７図は本発
明の実施例１に用いられた実験装置の系統図、第８図は
本発明の実施例２に用いられた実験装置の系統図、第９
図は本発明の実施例４で用いられた石炭の粒径分布を示
す線図である。 ２１・・・石炭粉砕及び粒径分布調整工程、２２・・・
脱灰スラリー調整タンク、２５・・・アトマイザ、２６
・・・脱灰基、２７・・・脱灰炭回収装置、２８及び２
９・・・シックナー、３０・・・高濃度スラリー調製タ
ンク。 第１０ 享立　イ釜　（Ｊｕｎ　Ｊ 第３０ 纂手口 ３０ Ｉ 第６０ 闇９０

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、粉砕した石炭を２種類以上の粒径に分級し、この分
   級した粒径の異なる石炭を空隙率が４０％以下となるよ
   うに混合し、しかる後石炭に溶媒を添加してスラリー化
   すると共に脱灰操作し、脱灰されたスラリー中の石炭濃
   度を５５重量−〜７５重量％にしてなることを特徴とす
   る脱灰高濃度石炭スラリーの製造方法。 ２、脱灰されたスラリーに界面活性剤を添加してなるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の脱灰高濃度
   石炭スラリーの製造方法。 ３、脱灰操作を多段にしてなることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載の脱灰高濃度石炭スラリーの製造方
   法。