JPS61285290A - 石炭の化学的脱灰方法 - 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】 産業上の利用分野 この発明は、石炭を洗浄液で処理して石炭に含まれる灰
分を除去する石炭の化学的脱灰方法に関するものである
。

なお、この明細書を通して％は重量基準とする。

発明の背景 近年、石油資源は有限であるとの認識のもとに、エネル
ギーの多様化が図られ、世界的に石炭見直しの機運が高
まって来ており、石炭の有効利用法の研究開発が進めら
れている。

石炭は従来から主要エネルギー源として使用されて来た
が、石油に比較すると、灰分を多量に含みかつ固形であ
る点で使用上の難点がある。

すなわち石炭中には灰分として無機物質が数％〜数十％
含まれており、燃料後に生じる多聞の灰分を不用廃棄物
として処分しなければならない。さらに、石炭は固形で
あるため、輸送や荷役などにおいて石油に比べて取扱い
がはなはだ面倒であり、そのため高価になるうらみがあ
る。

従来技術およびその問題点 このような実情から、従来より石炭の脱灰方法が種々研
究されている。そして、これらの脱灰方法は物理的脱灰
方法と化学的脱灰方法に大別される。ここで物理的脱灰
方法としては重液選鉱、浮遊選鉱、磁力選鉱さらにはオ
イル・アグロミレーション法などの方法があるが、これ
らの方法による脱灰率は一般に低い。

一方、石炭の化学的処理による脱灰方法は、石炭の灰分
を構成する無機物質を薬剤と反応させ、石炭をこれから
分離除去するものである。

ここで、石炭中の灰分の組成は、石炭の種類によって異
なるものであるが、概ね次のとおりである（組成の化学
式は燃焼灰化後のものである）。　Ｓ！０２　　：　　
４０〜６０％ Ａｌ２Ｏ３：　　２４〜３５／／ Ｆｅ２Ｏ３：　　５〜２５１１ Ｃａｏ　　°　　１〜１５〃 ＭｑＯ：０．５〜４　〃 Ｎａ２Ｏ：　　　１〜４　　ｔｔ Ｋ２０　　　’　　　１〜４　〃 ３０３　　　　°　　１〜４　〃 従来の石炭の化学的脱灰法には次の４つの方法がある。

（１）酸による溶解 （２）高温、加圧条件下でのアルカリによる溶解（３）
空気、二酸化窒素などによる酸化処理後、酸もしくはア
ルカリによる処理 （４）弗化水素酸水もしくは弗化水素ガスによる処理 これらの方法は、石炭またはコークスの灰分除去法（特
公昭１７−４６６号公報参照）、石炭類の脱硫脱灰方法
（特公昭４６−２３７１１号公報参照）および石炭の脱
灰分方法（特開昭５５−１３３４８７号公報）として既
に知られている。しかし上記（１）と（２）の方法にお
ける酸もしくはアルカリによる処理は通常加圧加熱条件
下で実施され、酸もしくはアルカリに金属成分を溶解さ
せて脱灰を行なうものである。

このため実際上樋やかな条件下では脱灰効果はほとんど
奏されず、脱灰法としては実用的ではない。また、一旦
酸化処理した後、酸もしくはアルカリで処理する（３）
の方法は、酸もしくはアルカリによる処理の前に難溶性
の黄鉄鉱（ＦｅＳ２）などを予め酸化しておいて溶解さ
せようとするものであり、上記（１）と（２）の方法と
原理的には変わりない。しかしこの方法は、石炭自身の
酸化による発熱量の減少のおそれもあり、実用的ではな
い。さらに、上記（４）の方法では、弗化水素酸水によ
る洗浄溶解では脱灰効果が期待できるが、弗化水素ガス
での処理ではガス状物質として分離の可能性のあるもの
は５ｆＦ４　（四弗化硅素）のみであり、ＡｌＦ２（弗
化アルミニウム）をはじめとして他のすべての弗化物は
固体であるため、弗化水素ガスを使用する気体−固体系
での化学的脱灰プロセスは成り立ち難い。

以上のように、石炭の化学的脱灰方法は石炭の有効利用
を果たす上で極めて重要な技術であるにもかかわらず、
真に有効かつ実用的な方法の開発は未だ達成されるに至
らず、今後の課題となっている。

本発明者らは、上記の点に鑑み鋭意研究を重ねた結果、
弗化水素と六弗化硅素酸を含む水溶液を化学的洗浄剤と
して使用することにより、石炭中の灰分を極めて効果的
に除去する方法を見い出し、この発明を完成するに至っ
た。

問題点の解決手段 この発明による石炭の化学的脱灰方法は、石炭を粉砕し
て細炭ないしは粉炭を作り、得られた細・粉炭を洗浄液
で処理して石炭中の灰分を洗浄液に溶解せしめ、灰分を
除去した細・粉炭を洗浄液から分離する脱灰方法におい
て、該洗浄液として弗化水素と六弗化硅素酸を含む水溶
液を用いることを特徴とする。

上記において、細炭ないしは粉炭のサイズは、大きすぎ
ると洗浄液との接触面積が小さくて溶解に時間がかかり
、逆に小さすぎると洗浄液から細・粉炭を分離する場合
に脱水効率が悪くなるため、好ましくは０．１〜３ＩＩ
Ｉ１１程度であり、さらに好ましくは０．３〜１１１１
１である。

洗浄液中の弗化水素および六弗化硅素酸は濃度１％未満
では充分な脱灰効果を発揮できない。

また弗化水素および六弗化硅素酸の濃度が高くなれば、
これにつれて脱灰効果も向上するが、濃度が２０％を超
せば脱灰効果は飽和状態となり変化しなくなる。したが
って弗化水素および六弗化硅素酸の濃度はいずれも１〜
３０％、好ましくは５〜２０％である。

弗化水素は通常８０％以上の高濃度水溶液の形態で市販
されている。また六弗化硅素酸とししては、スーパー燐
酸の製造における副生物として得られる濃度６０〜７０
％の水溶液がよく用いられる。

脱灰処理温度は高い方がよいが、常温付近たとえば２０
℃程度でも処理時間を長くすることによって実用的な脱
灰率が得られる。処理時間は洗浄液の弗化水素と六弗化
硅素酸の濃度および反応温度に依るが、反応温度８０℃
では１〜２時間で充分な脱灰率が得られる。

発明の効果 この発明によれば、洗浄液として弗化水素と六弗化硅素
酸を含む水溶液を用いるので、従来法に比べて処理後の
石炭中の灰分残留量を大幅に低減させることができ、脱
灰率の向上を果すことができる。

また六弗化硅素酸水溶液はスーパー燐酸製造工程の副生
物として得られるので、比較的安価である上に、安定な
物質であり、取り扱い容易なものである。したがって弗
化水素に六弗化硅素酸を併用することにより、高価でか
つ危険な物質である弗化水素水溶液の使用量を大幅に下
げることができ、洗浄液のコストダウン、洗浄液の安定
性および取り扱い容易性の向上を果たすことができる。

実　　施　　例 つぎに、上記効果を実証するためにこの発明の実施例を
示し、さらに比較のために従来技術に対応する比較例を
示す。

実施例１ 塊状のニーラン炭（オーストラリア産）を粉砕し、得ら
れた粉砕物を一１６メツシユ／＋４８メツシュ（目開き
一１＋ｕ＋１０．３ｍ５）に篩分して、試料として細炭
ないし粉炭を得た。この試料細・粉炭の灰分含ｌをＪＩ
Ｓ−Ｍ８８１５［石炭灰及びコークス灰の分析方法」に
準拠して測定したところ、１０．８％であった。

洗浄液として、弗化水素１０％と六弗化硅素酸１０％を
含む水溶液３００ｄ調製し、これを５００ａｉ！のテフ
ロン製ビーカーに入れ、さらに先に得られた試料細・粉
炭４５ａを投入し、混合液を水浴上で温度８０℃で１時
間、マグネット・スタラーで撹拌した。この洗浄処理後
、試料細・粉炭を濾過により洗浄液から分離し、水洗し
た。水洗は洗浄液のｐ＋値が７になるまで行なった。

こうして得られた脱灰処理品を乾燥し、上記と同じ方法
でその灰分含量を測定した。灰分残留量を表１に示す。

比較例１ 洗浄液として表１に示した４種の水溶液を用いた点を除
いて、各洗浄液について実施例１と同じ操作を繰り返し
た。灰分含量の測定結果を表１に示す。

（以下余白） 表１から明らかなように、弗化水素と六弗化硅素酸を含
む水溶液を用いた実施例１の場合、弗化水素単独の水溶
液や六弗化硅素酸単独の水溶液さらには弗化水素と塩化
水素を含む水溶液を用いた比較例１の場合より、灰分残
留量が大幅に減少した。

実施例２ 実施例１では脱灰処理を１回だけ行なったが、この実施
例では同じ脱灰処理を２回行なった。

また原料炭としてニーラン炭のほかにプーラ−炭（オー
ストラリア産）を用い、これについても同じく２回の脱
灰操作を行なった。灰分含量の測定結果を表２に示す。

比較例２ 洗浄液として２０％の弗化水素水溶液を用いる点を除い
て、実施例２と同じ操作を繰り返した。灰分残留量を表
２に示す。

（以下余白） 表２から明らかなように、ニーラン炭およびプーラ−炭
のいずれも原料炭においても、弗化水素と六弗化硅素酸
を含む水溶液を用いた実施例２の場合、高濃度の弗化水
素水溶液を用いた比較例２の場合よりも、灰分残留量が
大幅に減少した。

実施例３ 原料炭として塊状のリゾイル炭（オースラリア産）およ
びブラックウォーター炭（オーストラリア産）を用いる
点を除いて、実施例１と同じ操作を繰り返した。脱灰処
理前の灰分含量はリゾイル炭では８．６４％、ブラック
ウォーター炭では８．３４％であった。脱灰処理後の灰
分含量は表３に示すとおりである。

比較例３ 洗浄液として表３に示した３種の水溶液を用いた点を除
いて、各洗浄液について実施例３と同じ操作を繰り返し
た。灰分含量の測定結果を表３に示す。

表３から明らかなように、実施例３の場合、比較例３の
どの場合よりも灰分残留量が大幅に減少した。

実施例４ 洗浄液として表４に示した３種の水溶液を用いた点を除
いて、各洗浄液について実施例１と同じ操作を繰り返し
た。灰分含量の測定結果を表４に示す。

（以下余白） 実施例５ 処理温度を４０℃とする点を除いて、実施例１と同じ操
作を繰り返した。灰分残留量を表５に示す。

比較例４ 洗浄液として２０％の弗化水素水溶液を用いる点を除い
て、実施例１と同じ操作を繰り返した。灰分残留量を表
５に示す。

（以下余白） 実施例６ 塊状のニーラン炭の粉砕物を一６メツシユ／＋１０メツ
シュ（目開き＝３．４ｍｍ／２．０１ｍ１）に篩分し、
得られた細・粉炭に実施例１と同じ脱灰処理を２回施し
た。

脱灰処理後の灰分残留量は０．２８％であった（処理前
１０．８％）。

以　　上 手続補正書 昭和６０年７　月μノ日 ２・発明の名称　石炭の化学的脱灰方法３、補正をする
者 事件との関係　　　　特１π出願人 住　　所大阪市西区江戸堀１丁目６番１４号氏名・名称
　（５１１）日立造船株式会社外４名 ５、補正命令の日付　　　昭和　　年　　月　　　日６
、補正により増加する発明の数 ７・補正の対象明細書の発明の詳細な説明８、補正の内
容 明細書７頁２〜６行「弗化〜れる。」を削除する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 石炭を粉砕して細炭ないしは粉炭を作り、得られた細・
   粉炭を洗浄液で処理して石炭中の灰分を洗浄液に溶解せ
   しめ、灰分を除去した細・粉炭を洗浄液から分離する脱
   灰方法において、該洗浄液として弗化水素と六弗化硅素
   酸を含む水溶液を用いることを特徴とする石炭の化学的
   脱灰方法。