JPS6174661A - 多重流、多重生成物の圧力を調節する選鉱装置 - 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】 〈産業十の利用分野〉 本発明は、広くは石炭粒子及び類似物質の浮遊選鉱分離
（浮上分離）のだめの多重流、多重生成物の方法及び装
置に関し、そしてより特には散布ノズルにより発生させ
た泡沫（フロス）の浮上分離によって砕し・た石炭粒子
をそれに付随する不純物例えば灰分及び硫黄から分離で
きる石炭の選鉱（選炭）のための改良された多重流、多
重生成物の方法及び装置に属する。

かなり豊富に供給されるために、米国では石炭が極めて
価値ある天然資源である。米国は、石油、天然ガス、オ
イルシェール、及びタールサンドを合算した天然資源よ
りも、より多くのエネルギーが石炭の形で利用出来る（
入手出来る）と推定されている。近年のエネルギー不足
並びに、豊富な石炭資源の入手し易さ、及び引続く石油
入手に関する不確実性が、石炭をより有効なエネルギー
源に変換する改良された方法を開発することを不可避に
している。

〈従来の技術〉 粒子状物質のスラリーの泡沫浮遊選鉱分離のための多く
の公知先行技術の方法は、多孔性の浮選機底又は中空の
インペラー・シャツトラ通して、粒子状物質の液体スラ
リー中に空気を導入して表面泡をつくり出す構成にもと
づくものである。これらの先行技術の方法は、特に多着
の粒子状物質を処理する場合には、かなり能率の上らな
い方法である。一般に、これらのやり方は、粒子状物質
と泡立っている空気との間に充分な接触面積を提供する
のに不充分である。その結果、多重のエネルギーを泡沫
発生のために消費する必要がある。その上、スラリー中
を泡が上昇する方式の泡沫浮遊選鉱方法では、泡沫スラ
リー中に不純物例えば灰分を捕捉１−て同伴する傾向が
あシ、従って得られた選鉱された粒子状生成物がしばし
ば必要以上の不純物をその中に有していることがある。

石炭を燃す前か、その燃焼後のいずれかで、石炭を選鉱
する、即ち不純物例えば灰分及び硫黄から石炭を精選（
清浄化）する多くの方法が提案されそして開発されつつ
ある。

ここで化学的表面処理と称する、最近開発された石炭の
選鉱のためのある方法では、原料石炭を粉砕して微細な
寸法にし、次に化学的に処理する。この方法によれば、
処理を行った石炭を次に灰分及び硫黄から分離して、選
鉱した又は清浄化した石炭生成物をそれから回収する。

さらに詳しく言うと、これ迄述べた化学的表面処理の方
法では、石炭を岩石及び類似物を先ず除去してから、次
に約４８乃至３００メツシーの微小なサイズに砕く。砕
いた石炭粒子の拡大した表面を次に重合反応によって疎
水性及び親油性にする。石炭中に存在する硫黄及び鉱物
灰不純物は親水性のま＼であり、水洗工程で処理を施し
た石炭生成物から分離される。この工程は油及び水を分
離する技術を利用しており、疎水性になった石炭粒子は
親水性不純物を含有する水相上に浮遊して採取出来る。

本発明の出願人にいずれも譲渡されたマノクガレイ等［
ＭｃＧａｒｒｙ　ｅｔ　ａｌ、　）の米国特許第４，２
４７，１２６号及びドラテラ等（Ｄｕｔｔｅｒａ　ｅｔ
　ａｌ、　）の米国特許第４，３４７，１２１号は極め
て詳細に、それに伴なわれた不純物例えば灰分及び硫黄
からの石炭粒子の浮遊選鉱分離による石炭の選鉱（選炭
）のだめの類似した構成の装置を開示している。こｎら
の構成では、その中に水浴を持っている浮遊選鉱タンク
上に一次散布中空ジエツト・ノズルを配置して、空気混
和帯を通して入力スラリーを水の表面中に散布する。散
布操作は、その中に実質量の粒子状物質が浮遊する泡沫
を水面−Ｆにつくり出し、一方スラリーの他の成分は水
浴中に沈降する。スギタンク装置が水面から泡を、清浄
化された又は選鉱された生成物としてかき取る。−次散
布ノズルを通して散布されて後、浮遊しなかった粒子状
物質を次の再循環に循環させて、再循環させた粒子を回
収するだめの第二の機会を与える中空ジェット散布ノズ
ルを設けである再循環操作もある。

これらの特許中に記載された種類の石炭選鉱プロセスで
現在使用されている散布ノズルの一つの種類はイリノイ
州、ホイートンのスプレーインク・システムズ社（Ｓｐ
ｒａｙｉｎｇＳｙｓｔｅｍｓ、　Ｃｏ、　）から市販品
を入手出来る様な、フル・ジェット・ノズルである、そ
してこのタイプのノズルは本発明と組合わせて使用出来
る。然し、米国特許第４．５１４，２９１号に開示され
た様な、そしていくつかの異なった製造業者からポリプ
ロピレン及びシリコンカーバイトを含めたさまざまの種
類の材料（製）で市販品を人手出来る、らせん形の、開
放流タイプのノズルが好ましくは、本発明の好ましい態
様中で使用するために考えられる。

これらの従来の選鉱装置は一般に、スラリーがその中で
いくつかの異なる段階、例えばいくつかの逐次的に配列
された浮選機又はタンクを経て処理出来るが、単一の生
成物流の生産を対象としている。単一の生成物産出流を
つくり出すと、装置の操作が鉱物性不純物例えば灰分及
び硫黄の関連パーセントでき捷った収率を生ずるという
暗黙での固有の限界を有する。一般に、より高い生成物
の収率ではその中の不純物係もより高くなり、その逆も
言える。従ってこれらのと汎布の選鉱装置はその中の不
純物係が異なっているいくつかの異なった生成物品質の
ものを得るという点で大きなフレキシビリティ−を与え
てくれなかった。

〈発明の構成〉 従って、二種以上の生成物流をつくり出す、粒子状物質
のスラリーの浮遊選鉱分離のための改良された多重流、
多重生成物の方法及び装置を提供することが本発明の第
一の目的である。より詳しく言うと、個々の生成物回収
流のそれぞれの回収率と不純物係の両方を巾広い多用性
及び融通性で選択出来る、二種類以上の生成物回収流を
用いる付随する不純物からの粉砕した石炭粒子の泡沫浮
遊選鉱分離による、石炭の選鉱（選炭）用の改良された
多重流、多重生成物の方法及び装置を提供することが本
発明のより詳しい目的である。多重流、多重生成物の方
法は、第一の生成物流からより清浄な、特にすぐれた生
成物の採取が出来、しかも残余の生成物は当初の原料よ
りもより低い灰分含量で採取出来るようにする。

本発明の第二の目的は粒子状物質例えば炭素質粒子、非
炭素質粒子、又は両者の混合物、石炭粒子、鉱山選鉱滓
、オイルシェール、残留物、廃棄物微粒子、選鉱（滓）
、石墨、鉱石、ふるい下等、の処理のための改良された
多重流、多重生成物の方法及び装置を用意することにあ
る。

本発明の第三の目的は、先行技術の方法に比して、より
効率的でありそしてより清浄な生成物及びより能率的な
生産を生ずる泡沫浮遊選鉱分離のための方法及び装置を
提供することである。この対象とする発明は極めて多用
性があり、個々の生成物流のそ扛ぞれを別々に調節して
、生成物回収半幅及びその流わによってつくり出された
生成物中の不純換気を両方とも制御出来る。例えば、第
一の生成物流は、極めて低い不純換気を持っている極め
て清浄な第一生成物流を生ずる様に調節出来、一方第二
の生成物流は、当初の原料よりも甘だ才だ低い不純換気
で、残余の生成物の大部分全回収する様に調節出来る。

さらに追加の所望生成物を得るために第三の生成物流を
追加することも出来る。

本明細書の教示によれば、本発明は、その中に粒子状物
質を有するスラリーの成分の泡沫浮遊選鉱分離のための
、方法と装置の両方を含めた、改良された多重流、多重
生成化学的に条件付けされたスラリーは前進生成物流に
向い、そこで第一に加えた圧力がスラリーをノズルから
前進流浮遊選鉱タンク中の水面上に散布させて、その上
に浮遊泡沫相をつくり出す。泡沫相は第一の量の粒子状
物質をその内に含み、そしてスラリーの残余が浮遊選鉱
タンクの底へと沈降することによって、泡沫相から離扛
る。泡沫相は次に第一の生成物として分離さ扛る。

タンク底からのスラリーの残余は第二の不純物除去剤生
成物流に向い、そこで第二のそしてより高い圧力がスラ
リーを第二のノズルから不純物除去剤流浮遊選鉱タンク
中の水面上に散布させる。散布操作は第二の量の粒子状
物質をその中に含む第二の泡沫相をつくり出す。粒子状
物質スラリーの残余は再び、不純物除去剤流浮遊選鉱タ
ンク中への沈降により泡沫相から離れる。次に第二の泡
沫相が第二の生成物として分離され、従って、第一及び
第二の個別生成物流が入力スラリーから分離さ扛る。

本発明は、入力スラリーが石炭粒子及び付随の不純物例
えば灰分より成り、且つ化学試薬が石炭粒子用の表面処
理用化学薬品より成る、石炭の選鉱（選炭）で極めて有
用である。

好ましい態様では、不純物除去剤流には、スラリーの逐
次的清浄化（精選）のための一連の（複数個の）泡沫浮
遊選鉱タンク及び付属散布（スプレー）ノズルがあり、
そしてらせん形の、開放雌型の散布ノズルが格別有効で
あることが明らかにされている。更に有利な操作の態様
では第一の圧力が充分に低く且つ第二の圧力が充分に高
いので、不純物除去剤流中の収率が、かなり清浄な第一
生成物流となる前進流中の１１ｖ率よりも犬である。

本発明ｒ１、スラリーを空気混和帯を通して散布する方
法を伴うので、実質邪の空気がスラリーの散布された液
滴によって吸着（収）される。従って多量の空気が、多
くの先行技術の方法に比較して、全く異なったそして好
都合な方法で、泡沫中に導入さ牡る。泡沫発生（生成）
のこの方法の特徴が本明細書の教示を実質的割合の粒子
状物質を持ったスラリーの泡沫浮遊選鉱分離への格別の
応用性を与えている。

く好ましい態様の詳細な記載〉 多重流、多重生成物の選鉱装置についての本発明の前述
の目的及び特徴は添付図面（同図面中では類似する要素
は各図面を通して、同一の照合番号が伺されている）と
組合わせた以下の、好ましい態様の詳細な記載を参照す
ることにより肖業者により容易に理解されよう。

本発明の装置及び方法は、固体を含有する泡沫相をつく
り出して、極めて様々の固体−流体流を分離する構成と
なっており、そして色々の種類の粒子状物質の分離に適
している。然し、本明細書中では、石炭の選鉱（選炭）
操作に関連させて本発明を記述する。

さて、図面を詳細に説明すると、図１はレベル１４迄、
水を満たした浮遊選鉱タンク１２を有する第一の態様１
０を例示する。操作では微粉砕した石炭粒子、付随する
不純物、及び所望ならば追加さ才する添加剤例えばモノ
マー性化学開始剤、化学触媒及び流体炭化水素のスラリ
ーを、タンク１２の水面から上方に距離をおいて配置さ
む、ている少なくとも１個のノズル１６を通して散布す
る。別の態様では、２個又はそれ以上のノズルをスラリ
ー及び／又はその他の所望−成分をタンク中に散布する
ために使用することが出来るー 処理を受けた石炭の？Ｘｆ、ｆＬは、加圧下でマニホー
ルド全通って散布ノズル１６ヘボンブで送られ、そこで
その結果生じた剪断力が石炭の綿状スラリーを微細液滴
として散布し、そのためタンク１２中の連続する水の塊
中に激しく噴射さ扛て泡沫１７を形成する。ノズル１６
中で高剪断力がつくシ出さ扛て、そして分散された粒子
が激しく水面に突込まれて石炭−油一水フロックを破壊
して、それによって水で濡らし、石炭フロックの間の隙
間から灰分をはずして石炭フロックを破壊し、そして灰
分の表面を露出させて水中に導き入れ、浮遊する石炭粒
子からひき離して水浴中に沈める。微細な石炭粒子の表
面は今や、噴霧化された粒子に吸着した空気を含んでい
る、その大部分は空気温イロ帯１９を通してのスラリー
の散布によって捕捉されたものなので、空気が散布した
スラリー中に吸着され、ている。処理した石炭に及ぼさ
れた複合的現象が凝集した石炭にみかけの密度を減少さ
せ、水浴表面に泡沫１７として浮遊させる原因となる。

親水性の灰分はバルクの水相中に留り、そして重力の影
響下でタンク１２中を下方へと沈降する傾向がある。

図１のタンク１２は下記の様に改良さ扛て、ニヱーヨー
ク州ヒーハソクのコノ・−ラインーサンダーンン・エン
ジニアリング社ＣＫＯＭ−ＬＴｈ’Ｅ　−５ａｎｄｅｒ
ｓｏｎ　ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣＯ２〕から製品を人
手出来る通常の泡沫浮遊選鉱タンクであっても良い。浮
遊選鉱タンクは図面中に示されていない若干の標ｗ的付
属装置、例えば液レベル感知器及び制御装置、温度検知
器及び制御装置も有することがある。

本発明はスラリーが空気混和帯を通して散布され、その
結果、より実Ｕ−［−多量の空気がスラリーの散布さｎ
た微細な液滴によって吸着される泡沫（フロス）発生原
理にもとづいて実施される。従って空気が独特の方法で
スラリー中に導入され、て、生成する泡沫を発生させる
。泡沫形成のこの方法の特長は、本明細書の教示が実質
的割合の粒子状物質をその中に有するスラリーの泡沫浮
遊選鉱分離に格別に利用出来るものにしている。

ノズル１６によってつくり出された浮遊泡沫中の粒子は
、例、ｔば、エンドレス・コンベア・ベルト３０がそ扛
からたれ下っている複数個の間隔をおいたスキマー・プ
レート３２を運搬してゆく形のスキミング装置２８によ
って水面から取り除くことが出来る。スキマー・プレー
トはコンベア・ベルトにピボット的に数句けらｎており
、ベルトに対して二方向に旋回し、そしてベルトが下を
通る時にはベルトから突出した位置でタンク中あ水面と
平行になる。プレート３２は水面上の生成した泡沫を第
一の方向３４に、好ましくは上方に傾斜し、浮遊選鉱タ
ンクの一つの側面に取付けられた蒐集タンク３８へと水
面から伸びている而３６に向って、かき集め、そ肚でス
キマー・プレート３２は泡沫を水面から面３６へと上げ
て蒐集タンク３８の中へとかき集める。

開示さ′ｎ−た態様の装置では、タンクの底での水の廃
棄は流入流４２から流出流２６へと流す方向４０で行い
、こ扛に対ｌ〜て、タンクの頂部のスキミング装置は水
廃棄装置の方向と逆の方向３４で操作される。例示され
た態様は向流の構成を示しているが、本発明の範囲に属
する別の態様は、その中に交叉及び並行流の流れを有す
ることを対象としている。

下部により詳細に記述される様に、米国特許第４．３４
７，１２６号及び第４，３４７，２１７号中に記載され
たものに類似ｌ−だ再循環装置を本発明と組合わせて、
そして再循環の方法は先行技術の装置に比して更に効率
を改善する様に利用さＶているのだが、利用することも
出来る。再循環の方法では、−次散布ノズルとこの態様
の関係で呼ばれている、ノズル１６を通して散布さむ、
て後、浮遊しなかった石炭粒子を更に再循環散布ノズル
へど循環して石炭粒子に回収のための第二のザイクルを
与える。

図２は、好寸しくに本発明と組合わせて使用されるらせ
ん形の開放流散布ノズル１６の一態様の立面図である。

らせんノズルには上部ねじ込み部分４６及び下部らせん
形、回旋状部分４８がある。上部は適切な切込み導管で
ねじで圧送さ詐、そこではらせん旋回の直径がその下端
に向って次第に減少している。この状態が、らせんの上
方部分のより大きな上方直径Ｄ１と、らせんの下部の減
少した直径Ｄ２によって示されている。

らせん形散布ノズルの操作時には、粒子状物質スラＩＪ
−が上方の円筒形内腔５０を通して、回旋状の下方らせ
ん部分４８中へポンプ圧送さ扛、そこでは、内径りが減
少するにつれて、回旋（部）の鋭い内側及び上方端５２
が円筒状スラリー流の外径部分に剪断力をかけて、それ
を上方旋回面５４に沿って放射状に外側へとそして下方
へと向ける。

この中央スラリー流の剪断はノズル中でずっと、その内
径が次第にその下端に向って減少してゆくにつ扛て、逐
次的に及ぼされている。

各ノズルは垂直に対して角度を持たせて、（即ち液面レ
ベルに対【２てのノズルの位置を）傾けることが出来る
ので、スキミング装置２８に向う方向の泡沫の流れの方
向に向けることが出来る。然し、投射角は決して臨界的
では無いようであり、図１に示した垂直の位置付けは水
面での攪拌及び泡沫発生にとって最も好都合な条件をつ
くり出すためには好ましいであろう。ノズル散布によっ
てつくり出された攪拌は水面（レベル）下の限られた距
離まで拡がっている乱流帯をはっきりとつくり出すこと
が明らかに認められる。

その他の手段の中では、スラリー・マニホールド中への
スラリーの供給圧力と水面からノズル迄の距離とを変え
ることに依って、乱流帯の深さを調節出来る。ある効果
のある態様では、水面下に１から２インチ延びている乱
流帯が極めて良好な攪拌と泡沫発生をつくり出している
、然しこの距離は多くの因子例えばタンクのサイズ、タ
ンク中の媒体等によるので、従って他の態様ではかなり
変る可能性がある。

次の表１乃至表４のデータによって支持される図４にプ
ロットした試験結果は、イリノイ州ホイートンのスプレ
イイング・システムズ社［Ｓｐｒａｙｉｎｇ　Ｓｙｓｔ
ｅｍｓ　Ｃｏ、　）からモデル８８　３０５０ＨＣとし
て購入したマツクガレイ等の米国特許第４，３４７，１
２６号で開示されたフル・ジェット・ノズル及びマサチ
ュウセッツ州グリーンフィルドのベータ・フォグ・ノズ
ル・インコーホレーテッド（Ｂｅｔｅ　ＦｏｇＮｏｚｚ
ｌｅ、　Ｉｎｃ、　）から購入した２つのタイプのらせ
ん形ノズルを用いて達成された選鉱（選炭）を比較して
いる。２つのタイプのらせん形ノズル、６０６の完全円
錐らせん、モデルＴＦ−１２ＮＮ、及び５０°の中空円
錐らせん、モデルＴＦ−１２Ｎ、及びフル・ジェット・
中空円錐ノズル、モデルＳＳ　　３０５０Ｉ（Ｃを広い
ノズル圧力範囲にわたって、石炭回収の実用性能につい
て試験し、評価した。

本明細書に記軟した試験の選鉱（選炭）方法はプルゲス
等（Ｂｕｒｇｅｓｓ　ｅｔ　ａｌ、〕の米国特許第４，
３０４，５７３号の一般的教示及び開示に従っている。

その明細書を参考のためにここに改めて包含させる。試
験（１、ノズルは例外として、同一のタイプの石炭と試
薬、例えばトール油、７５９７７４６燃刺（’１ｔ＋／
　２５　％＋　２燃料油、鞘酸銅ゾル、■、０１、及び
２−エチルへギザノール（発泡剤）、を用イ、ラモイ（
Ｒａｍθｙ）ポンプ及びボール弁を持つ同一　の装置で
同一の選炭方法に用いて可能な限り相互に全く同一とな
る様にして運転１〜だ。別の選炭方法では他の化学試薬
、例えばブトキシエトキシプロパノール（ＢＥＰ）又は
メチルエチルカルビノール（ＭＩ　ＢＣ）を発泡剤とし
て用いることによって行なうことが出来る。

表１乃至４及び図４の試験で使用した石炭はイリノイ≠
６鉱層の（ＲＯＭ）原炭であった。表１は粉砕した石炭
の篩分析を示しており、ある篩上に残っている物質の量
（％）を示し、最後の（−）は３２５メツシユの篩を通
過した物質を示している。表２．３．４及び５のすなオ
イル量の行は（原料炭）１ｔに対する７５’％＋６燃料
油及び２５％＋２燃料油の混合物のポンドを示し、成分
が種々の試験圧力で原料及び生成物の蟹方について示さ
れている。フルジェットノズル（ＨＣ−３０５０）及び
中空円錐らせん形ノズル（ＴＦ−１２Ｎ）を先ず２．５
．１０．１６及び２２　ｐｓｊｇの圧力で試験した。他
の変数はすべて一定に保った。各圧力で各ノズルについ
て３回の試験を行なった。試験はランダムな順序で行な
った。次にイリノイ炭について完全円錐らせん形ノズル
（ＴＦ−１２ＮＮ）を用いて表示された様々の表示した
圧力で単一のテストを行った。

表５及び図５の試験で使用した石炭はンハイオ（Ｓｏｈ
ｉｏ）キラ）　（Ｋｉｔｔ　）石炭であシ、異なるノズ
ル圧力で試験した。

表５は異なるノズル圧力での石炭（回）収半幅及び原料
及び生成物の色々の成分係を示している。

図４及び５は本発明の基礎をなす顕著な特徴を示してい
る。即ちノズル圧力と石炭回収半幅及び灰分不純換気の
両方との間にはある相関々係があるということである。

試験したすべてのノズルについて、より低いノズル圧力
はより低い石炭（回）収半幅及びより低い灰分不純換気
の斐方を生じる。従って、これらの相関々係が本発明に
多重流、多重生成物選鉱装置を開発させるもとになって
いる。

図３は多重流、多重生成物の泡沫浮遊選鉱分離装置につ
いての本発明の一態様を示したものである。その操作で
は、微粉砕した石炭粒子、付随する不純物、及び化学試
薬のスラリーが前進生成物流中で選炭され、そこでは第
一に加えた圧力がスラリーを６０でノズルから前進流浮
選タンク６２中の水面上へと散布させて、その上に浮遊
泡沫相をつくり出す。泡沫相は第一の量の粒子状物質を
その中に含み、そしてスラリーの残余は浮選タンク６２
の底に沈降して泡沫相から離れる。次に泡沫相を６４で
のスキミング（かき取り）操作によって取り除いて前進
生成物流を形成させる。

１個以上の前進流浮選タンク中への沈降により泡沫相か
ら分離された残余の粒子状物質を含有する滓（オイル）
は次に不純物除去剤流の操作に向けられる。不純物除去
剤生成物流では、スラリーが６６で第二のそしてより高
い圧力で、ノズルを通して不純物除去削離浮選タンク６
８中の水面上に散布される。この散布操作が第二の量の
粒子状物質−３０＝ をその中に含む第二の浮遊泡沫相をつくり出す。粒子状
物質スラリーの残余は再び、不純物除去剤流浮選タンク
６８中への沈降により泡沫相から離れる。好ましい態様
では不純物除去剤流中のスラリーは一連の選鉱（選炭）
泡沫タンク又は浮選機６８．７０及び７２を通過させる
。タンクのそ扛ぞ扛での、第二のそして前進流より高い
圧力での反復する散布操作が、単一のタンク中だけでの
操作よりも播かにはげしく凝集体を切り離し、そ扛によ
ってより多くの灰分不純物をひき離す。

本発明は、前進流中の低くした散布圧力が最大の石炭％
（と最小の灰分不純換気）を持った粒子状物質だけが回
収される結果を産むという原理で操作される。不純物除
去剤流でのより高い散布圧力は清浄（精選）度がそれよ
り低い生成物の回収される結果となる。不純物除去剤流
から分離された滓（オイル）は廃棄物として廃棄するこ
とも出来るし、又は別の態様では更に回収を重ねるため
に第二の不純物除去剤流に向けることも出来る。

図３は典型的態様の一つの操作を示しており、１７．７
％の灰分不純物含量を持ったスラリー原料が５　ｐｓｊ
・の比較的低い圧力で前進流浮選タンク中に散布された
。その結果、原料の灰分含量からみて比較的清浄な生成
物である、４．２係の比較的低い灰分不純物含量を持っ
て、前進流生成物Ａが３５．９％の収率で得られた。前
進流から滓として回収されたスラリー〇残余は、２０　
ｐｓｉの比較的高い圧力で不純物除去剤流回収タンク６
８．７０及び７２中に散布された、そして９．３係入分
の灰分不純物を持って５８．２％の収率で不純物除去剤
流から回収された。両流の収率の合計は従って９４．１
％である。不純物除去済り流からの滓（オイル）は生成
物Ｃと命名さｎ、廃棄物として廃棄することも、又は第
二の回収操作に向けることも出来る。

選んだパラメーター次第で、前進及び不純物除去剤流の
収率の合計を、単一の収率曲線に沿っての収率に限定さ
れている通常の単一生成物流の方法での収率に等しくも
、そｎより良くも選定することが出来る。本発明の極め
て価値ある特長は、前進流及び以後の流れで操作をそれ
ぞれ異なる所望の収率曲線に沿う様に選定して、如何な
灰分係を所望１７ようとも、極めて清浄、又は次の清浄
度、又は清浄である生成物を得ることが出来る点である
。従って、本発明は、個々の生成物流のそれぞれを、生
成物収半幅及びその流れで製造された生成物中の不純換
気の賛方を調節する様に別々に制御出来る処理方法とし
て極めて多様性がある。

例えば、第一の生成物流に、その中に極めて低い不純換
気と低い収半幅とを持って、極めて清浄な第一流生成物
を得る様に調節出来、一方第二の生成物流に当初の原料
よりもまだ寸だ低い不純換気で残余の生成物の大部分を
回収する３３一 様に調節出来る。

不純物除去剤生成物流中の逐次的に連結された浮選タン
クでは、タンクからタンクへの石炭の粒子状物質の逐次
的流扛と反対又は対面する様に水をタンクからタンクへ
と流すことが好ましい。従って、石炭の粒子状物質がタ
ンクを通って次の清浄化操作のために前へ進むにつ扛て
、水は逆の方向へと動く。第一の清浄化操作では清浄度
が最も低い水が使用さｎ、そして最後の清浄化操作では
最も清浄な水が使用される。比較的深いタンクでは、石
炭の損失又は鉱物性物質による清浄化した石炭の汚染を
最小にして、向流操作が可能である。更に向流操作はメ
ークアップ水の必要量を少くし、そして水の排出を最小
にする。この点についは水が不足しているか水が比較的
高い地域では次第次第に重要になって来ている。天然に
極めて少量の微細な、又は個有の鉱物性物質を含んでい
るある石炭又は石炭のフラクジョンでは向流清浄化は別
の特長がある。この石炭は石炭収率を調節することによ
り、より多くの鉱物性物質を有する石炭から効果的に分
離出来る。

表１　イリノイＲＯＭ（Ｓ−４２００）の篩分析１００
　　１４９　　　　０．７　　　９９．３　　　　０．
７１４０　　　１０５　　　　　　５．４　　　　　９
３．９　　　　　　６．１２００　　　　７４　　　　
　１４．７　　　　　７９．２　　　　　２０．８゜２
７０　　５３　　　１６．３　　　６２，９　　　３７
．１３２５　　　４４　　　　３．９　　　５９，０　
　　４１．０−３２５　　−４４　　　　　５９．０１
００゜０ 表３　イリノイＲＯＭ炭（Ｓ−４２００）についての中
空円錐ら１７．５２　　　３．６８　　　３５．４２　
　　３９．８５２　　　　　１０　　　　１７．４４　
　　３．７９　　　３４．３２　　　３ｇ、９４１７．
７７　　　３．４４　　　３３．０６　　　３９．１１
１６．６１　　　４．５９　　　３４．１２　　　３８
．２９５　　　　　１０　　　　１７．１２　　　４．
６０　　　３４．４４　　　３９．００１７．０６　　
　４．６３　　　３４．１０　　　３＆５９１７．６０
　　　６．４２　　　３３．２５　　　３６．８１１０
　　　　　１０　　　　１７．７３　　　６．４８　　
　３４．０９　　　３７．７５１８．２５　　　６．８
２　　　３４．１２　　　３７．５８１７．０５　　　
７．３６　　　３４．７１　　　３７．７３１６　　　
　　１０　　　　１７．５３　　　８．００　　　３４
．８７　　　３７．８２１７．６８　　　７．８１　　
　３４．２２　　　３７．２１１？、９９　　　７．８
５　　　３５．７１　　　３９．０１２１　　　　　１
０　　　　１７．１０　　　７．３３　　　３４．９７
　　　３７．８５１７．３０　　　８．３１　　　３４
．４７　　　３７．２０せん形ノズル試験 ４７．９７　　　５６．４８　　　　７．７１４８．３
４　　　５’７．２’！　　　　　６．９０４９．１７
　　　５７．５４　　　１０．９６４９．２７　　　５
７．１２　　　５９．６４４８．４４　　　５６．４０
　　　５７．８７４８．８３　　　５６．７８　　　５
５．０８４９．１５　　　５６．７’１　　　８８．９
６４８．１８　　　５５．７７　　　９１．１５４７．
６３　　　５５．６０　　　　Ｂ９．６８４８．２４　
　　５４．９１　　　９５．２４４７．５６　　　５４
．１８　　　９５．８３４８．１０　　　５４．９８　
　　９５．５９４６．３１　　　５３．１５　　　９３
．３Ｂ４７．９３　　　５４．８２　　　９５．８５４
８．２３　　　５４．４９　　　９６．０９表５　ンハ
イオキッ ２　　２１．４４　４，０３　２．７０　０．９４５　
　２１．８４　４，８９　２．７５　０．９７５　　２
１．４６　４，５５　２，６１　０，９８１．０　　２
１．’ｌ’ｌ　　５．９７　２，５８　１．０４１６　
　２１．９７　６，１５　２．５８　１．０３２０　　
２１．５８　５，５５　２．６１　１．０７２０　　２
１．７３　５，７２　２，５６　１．０７試薬−全試験
　　　　　　　　÷／Ｔ 燃　　　　料　　　　油　　　　　　　　　２．５ト　
　　−　　　ル　　　油　　　　　　　　　　０．５硝
　　　　酸　　　　銅　　　　　　　　　ｉ、。

過酸化水素　　　１．０ ２−エチルヘキザノール　　　　　　　　０，４９ト炭
−圧力／収率 ２６．３８　３１．１３　５２．１９　６４．８４　　
３０．９６２７．３２　　３］、、６５　　５０．８４
　　６３．４６　　　　５３．１７２７．１５　３１．
５７　５１．３９　６３．８Ｂ　　　５６．００２６．
９３　３０．８１　５１．３１　６３．２３　　７８８
６２７．１６　３０．９４　５０．８７　６２９ｘ　　
　８１．９１２７．３４　３１．２６　５１．０９　６
３．１９　　８１．７３２７．６９　３１．５９　５０
．５９　６２．６９　　８９．６３浮遊選鉱分離装置に
ついての本発明の好ましい態様といくつかの変型を詳述
したが、本発明の開示と教示とが当業者にとって多くの
別の形式を示唆することは明らかである。

【図面の簡単な説明】

図りは本発明の教示によって構成された浮選装置の典型
的態様の略図的立面図である。 図２は本発明の教示に従って使用されるらせん形の散布
ノズルの一態様の立面図テ、９７）。　　　゛−図３は
多重流、多重生成物の石炭の選炭装置の好ましい態様の
工程系統図である。 １０・・・・・・・・・第一の態様の本発明の装置１２
・・・・・・・・・浮遊選鉱タンク１４・・・・・・・
・・同タンク中の水レベル１６・・・・・・・・・らせ
ん形量放流ノズル（散布ノズル）１７・・・・・・・・
・泡沫 ・　１９・・・・・・・・・空気混和帯２６・・・・・
・・・・流出流（水） ２８・・・・・・・・・スキミング装置３０・・・・・
・・・・エンドレスφコンベア・ベルト３２・・・・・
・・・・スキマー・プレート３４・・・・・・・・・第
一のスキミング方向３６・・・・・・・・・泡沫表面 ３８・・・・・・・・・蒐集タンク ４２・・・・・・・・・流入流（水） ４６・・・・・・・・・上部ねじ込み部分４８・・・・
・・・・・下部らせん形開旋状部分５０・・・・・・・
・・上部円筒形内腔５２・・・・・・・・・回旋部の内
部及び上方端５４・・・・・・・・・上方回旋面 ６０・・・・・・・・・散布（低圧　例えば５　ｐｓｉ
　）６２・・・・・・・・・浮選機（前進流）６４・・
・・・・・・・かき取り ６６・・・・・・・・・散布（高圧　例えば２０　ｐｓ
ｉ　）６８．７０．７２・・・浮選機（不純物除去剤流
）図４はらせん形中空円錐ノズルＴＦ１．２Ｎ、らせん
形光全円錐ノズルＴＦ１２ＮＮ及びフル・ジェット中空
円錐ノズルＨＣ−３０５０について、イリノイＲＯＭ石
炭を用いて、石炭回収率とノズル圧力との関係をグラフ
で示したものであシ、本発明によって得られた顕著な改
良された結果を示している。 個々の曲線に沿って記入された数字はその条件で回収さ
れた石炭の平均灰分の値である。 図５はソハイオ・キット炭についてのノズル圧力と石炭
回収率との関係を図示したものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）入力スラリーを化学試薬と混合して、スラリ
   ー中の粒子状物質の表面のコンディショニング装置；（
   ｂ）粒子状物質スラリー混合物に第一の圧力を加えて、
   少なくとも１個のノズルを強制通過させ且つ該ノズルか
   ら前進流浮遊選鉱タンク中の液体面上にそれを散布させ
   、粒子状物質の第一の量をその中に有する浮遊泡沫相を
   液体面上につくり出す装置を有し、粒子状物質スラリー
   混合物の残余を前進流浮遊選鉱タンク中に沈降させるこ
   とにより泡沫相から分離し、泡沫相を第一の生成物とし
   て分離する前進生成物流形成装置；及び （ｃ）該第一の圧力より高い第二の圧力を、分離された
   粒子状物質スラリー混合物の残余に加えて、少なくとも
   １個のノズルを強制通過させ且つ該ノズルから第二の不
   純物除去剤流浮遊選鉱タンク中の液体面上にそれを散布
   させ、粒子状物質の第二の量をその中に有する第二の浮
   遊泡沫相を液体面上につくり出す装置を有し、粒子状物
   質スラリーの残余を第二の不純物除去剤流浮遊選鉱タン
   ク中に沈降させることにより泡沫相から分離し、泡沫相
   を第二の生成物として分離する第二の不純物除去剤生成
   物流形成装置を備え；第一及び第二の個別生成物流を入
   力スラリーから分離することを特徴とするその中に粒子
   状物質を有する入力スラリーの成分の泡沫浮遊選鉱分離
   のための多重流、多重生成物用の装置。 ２、入力スラリーが石炭粒子及び付随する不純物例えば
   灰分、のスラリーから成り、且つ該化学試薬が石炭粒子
   用の表面処理化学薬品から成り、石炭の選鉱に使用する
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の多段階、
   多重生成物の泡沫浮遊選鉱分離装置。 ３、該不純物除去剤流に一連の泡沫浮遊選鉱タンク及び
   、該第二の圧力でそのすべてが操作される付属の散布ノ
   ズルを有する特許請求の範囲第２項記載の多段階、多重
   生成物の泡沫浮遊選鉱分離装置。 ４、各散布ノズルがらせん形、開放流散布ノズルより成
   る特許請求の範囲第３項記載の多段階、多重生成物の泡
   沫浮遊選鉱分離装置。 ５、該第一の圧力が充分に低く、且つ該第二の圧力が充
   分に高いので、不純物除去剤流の収率が、比較的精選さ
   れた第一の生成物流を生ずる前進流の収率よりも大きい
   特許請求の範囲第４項記載の多段階、多重生成物の泡沫
   浮遊選鉱分離装置。 ６、該第一の圧力が充分に低く、且つ該第二の圧力が充
   分に高いので、不純物除去剤流の収率が、比較的精選さ
   れた第一の生成物流を生ずる前進流の収率よりも大きい
   特許請求の範囲第１項記載の多段階、多重生成物の泡沫
   浮遊選鉱分離装置。 ７、該不純物除去剤流に一連の泡沫浮遊選鉱タンク及び
   、該第二の圧力でそのすべてが操作される付属の散布ノ
   ズルを有する特許請求の範囲第１項記載の多段階、多重
   生成物の泡沫浮遊選鉱分離装置。 ８、各散布ノズルがらせん形開放流散布ノズルより成る
   特許請求の範囲第１項記載の多段階、多重生成物の泡沫
   浮遊選鉱分離装置。 ９、（ａ）化学試薬を入力スラリーと混合してスラリー
   中の粒子状物質の表面のコンディショニングを行い；（
   ｂ）前進生成物流中で、第一の圧力を粒子状物質スラリ
   ー混合物に加え、これを少なくとも１個のノズルを強制
   通過させ且つ該ノズルからこれを液体の表面上に散布し
   て第一の量の粒子状物質をその中に有する浮遊泡沫相を
   液体面上につくり出し、且つ粒子状物質スラリー混合物
   の残余を液体中への沈降に依って泡沫相から分離させて
   、泡沫相を第一の生成物として分離し；且つ （ｃ）第二の不純物除去剤流中で、第二の圧力を分離さ
   れた粒子状物質スラリー混合物の残余に加え、これを少
   なくとも１個のノズルを強制通過させ且つ該ノズルから
   液体の表面上に散布して第二の量の粒子状物質をその中
   に有する浮遊泡沫相を液体面上につくり出し、且つ粒子
   状物質スラリーの残余を液体中への沈降によって泡沫相
   から分離させて、泡沫相を第二の生成物として分離して
   、入力スラリーから第一及び第二の個別生成物流を分離
   することを特徴とする多重流、多重生成物の、その中に
   粒子状物質を有する入力スラリーの成分の泡沫浮遊選鉱
   分離方法。 １０、石炭粒子及び付随する不純物例えば灰分、のスラ
   リーを形成する工程を含み、且つ該化学試薬が石炭粒子
   用の表面処理化学薬品から成り、石炭の選鉱を行なうこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第９項記載の多段階、多
   重生成物の泡沫浮遊選鉱分離方法。 １１、該不純物除去剤流中で、一連の散布及び分離工程
   を実施する特許請求の範囲第１０項記載の多段階、多重
   生成物の泡沫浮遊選鉱分離方法。 １２、各散布工程でらせん形、開放流散布ノズルを使用
   する特許請求の範囲第１１項記載の多段階、多重生成物
   の泡沫浮遊選鉱分離方法。 １３、該第一の圧力を充分に低く、且つ該第二の圧力を
   充分に高くして、第二の生成物分離による収率を、比較
   的精選された第一の生成物流を生ずる第一の生成物の分
   離による収率よりも大きくする特許請求の範囲第１２項
   記載の多段階、多重生成物の泡沫浮遊選鉱分離方法。 １４、該第一の圧力を充分に低く、且つ該第二の圧力を
   充分に高くして、第二の生成物分離による収率を、比較
   的精選された第一の生成物流を生ずる第一の生成物の分
   離による収率よりも大きくする特許請求の範囲第９項記
   載の多段階、多重生成物の泡沫浮遊選鉱分離方法。 １５、該不純物除去剤流中で、一連の散布及び分離工程
   を実施する特許請求の範囲第９項記載の多段階、多重生
   成物泡沫浮遊選鉱分離方法。 １６、各散布工程でらせん形、開放流散布ノズルを使用
   する特許請求の範囲第９項記載の多段階、多重生成物の
   泡沫浮遊選鉱分離方法。