JPS60184593A

JPS60184593A - 高濃度石炭−水スラリ−の湿式製造法

Info

Publication number: JPS60184593A
Application number: JP4103684A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Naka; 中　昭廣; Hiroshi Sugiyama; 浩杉山
Original assignee: Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
Current assignee: DKS Co Ltd
Priority date: 1984-03-02
Filing date: 1984-03-02
Publication date: 1985-09-20
Also published as: JPH0323118B2

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、高濃度石炭゛−水スラリーの湿式製造法に関
する。

近年、石油資源の枯渇により、石炭の利用が再認識され
、その利用法が種々検討されている。

その−環として、石炭を粉体化して水中に分散し、ポン
プ輸送可能な水スラリーにする方法がある。一般に、石
炭を粉砕機で粉砕する場合、乾式法または湿式法のいず
れでも可能であるが、乾式法の場合には、微粉化しよう
とすればするほど炭塵による爆発の危険、環境汚染の問
題が起き、また作業能率が低下する。他方、湿式法の場
合にはこのような問題が起きないばかりでなく、石炭を
水スラリー化する場合に必要である微粉炭の水中への分
散工程を、水中で湿式粉砕することにより省略できる。

以りのような理由から石炭−水スラリーを製造するには
１石炭は湿式粉砕するほうが有利である。

しかしながら、湿式粉砕方法で石炭−水スラリーを造る
ことは、粉砕時に石炭が受ける衝撃力により、粉砕され
ると平行して凝集も進むため、好適な添加剤を用いない
と達成しにくい状況にあった。

特に高濃度の石炭−水スラリーを湿式粉砕法で製造する
ことはきわめて難しく、湿式法に適した特殊な添加剤が
必要であった。事実、特開昭５８−１３ｆｉ８Ｂ５には
、石炭湿式粉砕用助剤として多環式芳香族化合物のスル
ホン化物又は、その塩、もしくはこれらのホルマリン縮
合物の例が挙げられているが、効果が弱いため、高濃度
での湿式粉砕には不適当であり、高濃度石炭−水スラリ
ーは製造できなかった。

かかる状況において、本発明者らは湿式粉砕法で高濃度
石炭−水スラリーを製造すべく、鋭意研究を行なった結
果、特殊な添加剤を見出し、本発明を完成するに至った
ものであるすなわち、本発明とは、石炭を水中で湿式粉砕する方法であって、Ａ、湿式ミル
中に粗砕した石炭と水と粉砕助剤と分散剤とｐ）Ｉ調節
剤を同時に入れ、Ｂ、その時、最終スラリー中の石炭濃
度が５５〜８０重量％となるように石炭を投入して、石
炭粒子の２００メツシュ通過量が６０〜９０重量％とな
るまで粉砕すること、Ｃ０粉砕助剤がアルキル基を有することもあるナフタレ
ンスルホン酸のホルマリン縮合物ナトリウム塩で、その
縮合度が３以上、好ましくは１０〜３０であること、００分散剤がヒドロキシポリカルボン酸またはその塩で
あること、およびＥ　、　ｐＨ調節剤がＮａＯＨ，ＮＨＯＨもしくはＫＯ
Ｈであり、ｐＨを８以上、好ましくは９〜１２にするこ
とを特徴とする高濃度石炭−水スラリーの湿式製造法であ
る。

本発明で用いる石炭は、無煙炭、彪青炭、もしくは亜際
青炭であり、前二者の使用が特に好ましい。

また、後に述べる本発明の添加剤（粉砕助剤と分散剤）
が特に灰分の多い石炭に有効であるため、石炭中の灰分
か７％以上、好ましくは８〜２０％の石炭を選択するこ
とが肝要である。

次に、添加剤は、湿式製造法に適した独特のものが必要
で、水中で粉砕が進行している間中生成し続ける新しい
石炭表面に強固に吸着し、凝集を防止する能力と粉砕時
のエネルギーと衝撃力にも酎える性能が要求されるため
、乾式法で石炭を粉砕し、水と単に混合する時用いる薬
剤とは性能の異なるものが要求される。

特に、湿式粉砕法で高濃度石炭−水スラリーをつくる場
合には特殊な添加剤が必要であり、本発明に係る添加剤
はこれを満足するものである。

次に本発明に用いる粉砕助剤は、アルキル基を有するこ
ともあるナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物ナト
リウム塩で、その縮合度が３以上、好ましくは１０〜３
０である。またアルキル基は通常、炭素数１８以下のも
のが選ばれる。

また、ホルマリン縮合物は既に知られている方法によっ
て製造すれば容易に得ることができる。

本発明に用いる分散剤はヒドロキシポリカルボン酸また
はその塩であり、１分子内にヒドロキシル基を１個以上
及びカルボキシル基を２個以上有する化合物である。

これらの例としてはタルトロン酸、リンゴ酸、クエン酸
、酒石酸、ブドウ酸、などがあげられる。さらに塩を形
成する陽イオンとしては、ナトリウム、カリウム、カル
シウム、マグネシウムなどの金属、アンモニア、アミン類、さらに４級化したアミン類などがあげら
れる。

本発明において、分散剤を必ず使用しなければ湿式粉砕
法で高濃度石炭−水スラリーが製造できない理由は、定
かでないが、恐らく、上記の分散剤が優れた分散効果を
発揮するのは石炭中に含有される重金属類灰分を水中に
溶解させてしまう理由による。すなわち、粉砕を妨害し
ていると考えられる重金属類灰分を分散剤を添加するこ
とによって封鎖してしまうためであろう。従って他の条
件を満足しても本発明以外の分散剤を添加した場合、効
果が弱く好ましくない。

特に灰分量の多い７％以上好ましくは８〜２０％の石炭
を用いて湿式粉砕法で高濃度石炭−水スラリーをつくる
場合、顕著な効果を発揮する。尚、通常のＥＤＴＡ等の
カルボン酸のみからなる緩衝剤を添加剤としても分散効
果がなく、分子内に水酸基をもつことが必須条件となる
。

本発明に用いるｐＨ調節剤は、ＮａＯＨ，ＮＨ８ＬＯＨ
２もしくはＫＯ）１等である。さらにｐＨは、８以上、
好ましくは９〜１２である。従って他の条件を満足して
も本発明以外のｐＨｍ　ｐ剤、および本発明外のｐＨで
は効果が弱く、好ましくない。

現在までアニオン界面活性剤、例えばナフタレンスルホ
ン酸ホルマリン縮合物ナトリウム塩を添加する湿式製造
法の特許は特開昭５８−１３８８Ｅｉ５として出願され
ているが、本発明はさらに分散剤としてヒドロキシポリ
カルボン酸またはその塩とｐＨ調節剤を添加することが
必須条件である。すなわち分散剤とｐＨ１ｉＩ８Ｊ１！
Ｔ剤を添加することによって石炭濃度が、５５〜８０重
量％の高濃度でしかも　２００メツシュパス６０〜９０
重量％のスラリーをはじめて製造することができ、しか
も低粘度で安定性に優れている。

この分散剤の効果が非常に優れているため、粉砕助剤の
添加率も、最終の石炭−水スラリー当り０．Ｏ１〜０．
３重量％でよく、上限は単に経済的理由により決定した
。また、分散剤と粉砕助剤の使用量の比率は０．５／９
．５〜３／７の範囲が好ましく、分散剤を多く使いすぎ
るとかえって効果が慈くなり、少量の使用で充分な効果
を発揮する。ｐＨ調節剤の添加量は炭種、石炭自体のｐ
Ｈによって若干具なるが０．００５〜０．２重量％でよ
い。上記石炭と水と粉砕助剤と分散剤とｐＨ，１節剤を
湿式ミルに同時に入れて粉砕する本発明の方法は、最終
スラリー組成になるように石炭を全量仕込んで、１段一
括粉砕しても湿式ミルに少なくとも２段以上に分割して
石炭を投入して高濃度の石炭−水スラリーを湿式製造す
る方法であってもよい。しかし、２段以上に分割して投
入した方が、更に容易に高濃度でかつ微粉砕されたスラ
リーが得やすい。

粉砕助剤と分散剤とｐ）ｌ調節剤は、ボールミルに石炭
を投入する段階で添加されればよく、１段製造法では１
段に添加されるが、多段製造法では１段目に全量添加し
ても、１段目とそれ以降に分割添加してもよいが、１段
１」に少なくとも一部を添加する必要がある。

次に、本発明で使用する湿式ミルは、ボールミルやロッ
ドミル等の粉砕機能を有する公知の湿式ミルであり、縦
型でも横型でもよい。

本発明における湿式ミルへのボールやロッド等の粉砕媒
体充填量は、見掛は上ミル内容量の１５〜５５％、好ま
しくは２０〜４０％であるが、１５％未満では石炭の粉
砕性が悪く、また５５％より多くなれば粉砕媒体が多く
なりすぎて、その移動距離が十分でなく、やはり粉砕性
に欠け、流動性ある石炭−水スラリーを得ることができ
ない。また、１段で粉砕する時は、石炭を一括に投入す
るが、多段粉砕では、湿式ミルに投入する第１段階の石
炭量は、水スラリー中４０〜６５重量％、好ましくは５
０〜６０重量％となる量であるが、石炭量が４０重量％
未満では、後の段階で添加する石炭量が多くなるため、
粉砕性が慈くなり、逆に石炭量が６５重量％より高くな
ると粒径分布が高濃度化しにくい構成となり、目的とす
る最終スラリーを得ることが難しい。

いずれにしても、残量の石炭を入れ、粉砕を続けて最終
の高濃度石炭〜水スラリーの石炭濃度は５５〜８０重量
％にする必要かある。

本発明の特定の粉砕助剤と分散剤とｐＨ調節剤を用いて
上記湿式粉砕法に従えば、最終スラリー中の石炭濃瓜が
５５〜８０重量％と非常に高濃度の条件下でも、石炭粒
子同志の凝集か防止されて粉砕が容易に行われるため、
平均石炭おＬ子径　２００メツシユパス６０〜８０重量
％ノ微粉砕された好ましいスラリーがＣＩられる。

また９０重量％より多くなると、石炭粒子の表（ｎｊ積
が犬きくなり過ぎて、粉砕助剤と分散剤とｐ’Ｈ調節剤
の十分な婬加効果が期待できない欠点がある。

なお、本発明にかかわる粉砕助剤と分散剤とｐＨ調節剤
を用いない時は、微粉砕された１−５濃度石炭−水スラ
リーを得ることも　また湿式粉砕を容易に行えないため
、効率よく微粉砕することも難しい。

すなわち、このように本発明では、特定の粉砕助剤と分
散剤とｐＨ調節剤と水の混合物中に石炭を１段、好まし
くは２段階以上に分割して湿式ミルに投入し、特定条件
下で粉砕することによって、石炭濃度５５〜８０重量％
でかつ平均石炭粒度が２００メツシユパス６０〜９０重
量％という高濃度の性能の良い石炭−水スラリーを効率
よく得ることができる。

次に本発明の実施例を示す。なお、実施例中「％」は「
重量％」を表す。

実施例−１緯青炭の一種である大同炭、無煙炭の一種であるホンゲ
イ炭と第１表に示す粉砕助剤と分散剤とｐＨ調節剤を用
いて１次の３種の方法で石炭−水スラリーを製造した。

なお、石炭は乾式ミルで粒径的２ｍｍに粗粉砕したもの
を用いた。

Ａ法：粉砕助剤と分散剤とｐＩ（調節剤、石炭および水
全量をボールミルに投入し、１段法で７０分間粉砕した
。

Ｂ法：粉砕助剤と分散剤とｐＨ調節剤と所定量の石炭お
よび水全量をボールミルに投入し、第１段階で４０分間
粉砕し、次いで、このボールミルに石炭の追加量を投入し、３０分間第２段階の粉砕をした。

Ｃ法：粉砕助剤と分散剤とｐＨ調節剤と所定量の石炭と
水全量をロッドミルに投入し、４０分間第１段階の粉砕
をし、次いで、このロッドミルに石炭の追加量を投入し
、３０分間第２段階の粉砕をした。

各製造条件の詳細、および製造した最終スラリーの性状
、安定性評価結果を第２表に示す。

なお、製造した最終スラリーは以下に示す試験方法によ
った。

製造後、スラリーをミルより取り出し、流動性を観察し
、スラリー粘度はＢ型粘度計で２５°ＣにてＡ１１ｌ定
した。また、粉砕性の評価は粉砕した石炭−水スラリー
の石炭を　２００メツシユのふるいでふるい分けを行い
、　２００メツシユ通過量（％）で行った。通過量（％
）が大きいものか粉砕性が良好であることを示す。また
、ｑ４ｉられたスラリーの安定性は、次に示す棒貫入試
験により評価した。

すなわち、内径５．５ｃｍ　、高さ２０ｃｍのメスシリ
ンターに底部から１８ｃｍの高さまで製造した石炭−水
スラリーを入れ静置し、３０日後、そのシリンター上部
に中心ガイド孔を穿設した蓋体をかぶせ、その中心カイ
ト孔を通して直径５ｍｍの先端平滑なステンレス杯（全
自重５０ｇ）を石炭スラリー表面から垂直に落下させ、
その先端がシリング−底部に到達するまでの時間を測定
した。この時間が短いほど、微粉炭の沈降圧密か少なく
、安定である。

第２表から明らかなように、本発明に従い、湿式ミル中
に粗砕した石炭と水と粉砕助剤と分散剤とｐＨ調節剤を
同時に入れ、湿式製造法で石炭−水スラリーを製造する
ことにより、石炭種にかかわらず、石炭濃度６５〜７８
％で、かつ２００メツシユパス量７０〜８７％の微粉砕
された粘度　４４０〜１３００ｃｐの流動性良好なスラ
リーが得られ、高濃度下でも粉砕が容易にできた。さら
に、本発明の方法により、得られたスラリーは３０日間
静置した後も棒貫入時間２．０−９．０秒であった。

長期安定性に優れた均質なスラリーが得られる副次効果
も認められた。

これに対し、本発明の必須条件を満たさない　１比較例
の場合、すなわち、無添加の場合は、石炭濃度６０％で
も流動性がない。また粉砕助剤とｐＨ調節剤だけでも石
炭濃度６０％で、粘度が１ｏｏ００ｃｐと高く、粉砕性
もかなり悪い。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）石炭を水中で湿式粉砕する方法であって、Ａ、湿式ミル中に粗砕した石炭と水と粉砕助剤と分散剤
とｐＨ調節剤を同時に入れ、Ｂ、その詩、最終スラリー
中の石炭濃度が５５〜８０重量％となるように石炭を投
入して、石炭粒子の２００メツシュ通過量が６０〜９０
重量％となるまで粉砕すること、Ｃ１粉砕助剤がアルキル基を有することもめるナフタレ
ンスルホン酸のホルマリン縮合物ナトリウム塩で、その
縮合度が３以上、好ましくはｌＯ〜３０であること、０９分散剤がヒドロキシポリカルボン酸またはその塩で
あること、およびＥ　、　ｐＨ調節剤がＮａＯＨ，ＮＨＯＨもしくはＫＯ
）１であり、ｐ）Ｉを８以上、好ましくは９〜１２にす
ることを特徴とする高濃度石炭−水スラリーの湿式製造
法。
（２）分散剤であるヒドキシポリカルボン酸またはその
塩がタルトロン酸、リンコ醇、クエン酸、酒石酸もしく
はブドウ酸またはそれらの塩である特許請求の範囲第１
項記載の高濃度石炭−水スラリーの湿式製造法。
（３）分散剤の使用量が、スラリー当り、０．０５〜０
．２％好ましくは０．０１〜０．１％であり、分散剤と
粉砕助剤の使用量の比率が０．５／９．５〜３／７であ
る特許請求の範囲第１項または第２項記載の高濃度石炭
−水スラリーの湿式製造方法。
（４）石炭が無煙炭、樫青炭、亜緯青炭、好ましくは無
煙炭もしくは瀝青炭であり、かつ石炭中の灰分が７％以
上、好ましくは、８〜２０％である石炭を用いた特許請
求の範囲第１項または第２項または第３項記載の高濃度
石炭−水スラリーの湿式製造方法。