JPS62266313A - 石炭水性スラリ−及びその製法 - 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】 る。

石炭水性スラリーの調製については各種の方法が知られ
ている。

独国特許出願第２８２３５６５号には、石炭を１００μ
ｍより小の粒径に粉砕し、石炭の主として有機部分に無
機部分よりも高い電荷を帯電させる能力が付与されたア
ルカリ性アンモニウムボリカルボン酸塩を使用して粉砕
石炭を選鉱し、ついで沈降させて各部分を分離し、最後
に無機部分から分離された石炭を水中でスラリー化させ
てなる石炭水性スラリーの製法か開示さシｔでいる。こ
の場合の最も重大な欠点は、石炭を非常に細かいサイズ
に粉砕しなければならないこと、及び無機物からの石炭
の分離にあたり、２つの相の間に顕著な境界線が存在し
ないため、非常に困難であることによる。

ベルギー国特許第８１３．２４７号には、２種類の異な
る石炭粒子群を含有してなり、第１群の粒子が平均粒径
２１０ないし６０μｍ、最大粒径３００μ次以下を有し
、第２群の粒子が第１群のものの１／６ないし１／２０
の粒径を有することを特徴とする石炭水性スラリーが記
載されている。しかし、この発明では、非選鉱石炭を含
有するスラリーが得られるだけである。

発明者らは、ピット−コールタール（ｐｉｔ　−ｃｏａ
ｌｔａｒ）の蒸留により得られる重質液状物、又は鉱油
から得られる燃料油を使用することにより、従来法の欠
点を解消できることを見出し、本発明に至った。

上記２種類の液状物のいずれかを使用することによる利
点の１つは、水性スラリーの形成のために使用されろ分
散剤に対する大きな親和性が石炭表面に与えられ、これ
により、分散剤の効力が増大され、その量をかなり低減
できることである。

いし３，０００、好ましく　ｉ’＃、　０００を有する
重合化ナフタレンスルホン酸のｔ　Ｉ［ｉ陽イオン塩を
含有する濃度６０ないし８０重量％の石炭水性スラリー
において、粒度３００μｍ以下を有する粒子でなる石炭
の表面上に、該石炭に対して０１ないし２重量％、好ま
しくは０２ないし１２重亀％の量で、ピット−コールタ
ールの蒸留により得られる液状物又は鉱油から得られる
燃料油を存在せしめてなる石炭水性スラリーにある。

石炭表面における上記液状物の存在により、各石炭の表
面の化学−物理特性が均一となり、これにより、たとえ
異なる源の石炭であっても、これらに対する使用する分
散剤の効力を同等のらのとしうる。

ピット−コールタールの蒸留により得られる液状物は、
好ましくは蒸留温度範囲２００ないし４００℃、さらに
好適には２５０ないし３５０℃を有するものの中から選
ばれろ。たとえば、タレオソート浦を使用できる。

クレオソート油に関する代表的な組成（いくつかの特徴
的な成分について）は以下のとおりである。

ナフタレン　　　　　　　１０　　　％（重量）メチル
ナフタレン　　　　５−７ ンメチルナフタレン　　　５−７ アセナフテン　　　　　　８ ジフェニル　　　　　　　１２ 酸化ジフェニル　　　　　４ フルオレン　　　　　　　８ フェナントレン　　　　　１５−２０ ア瀾トラセン　　　　　　ｌ カルバゾール　　　　　　２ 含窒素塩基　　　　　　　２−２５ 高吸フエノール　　　　　２−１５ 鉱１１ＪＩから得られる燃料油は、粘度（５０℃におい
て）好ましくは３″Ｅ以上を有するしのである。

バ１υ！　ｔ　ｊｌｊ　　１：＋不１１は２種ｒ百の粒
子群て構成５れろ。

２種類の粒子群の場合、第１群は平均粒度（４１ａ−ｔ
ｎｕｌｏｍｅｔｒｙ）　２１０ないし６０μｍ、最大粒
径３００μｍ以下を有する粒子を含有し、第２１！＄は
第■詳粒子のものの　１／６ないし１／２０の平均粒度
を有する粒子を含有する。ここで「平均粒度」とは、各
群の累積マス分布（ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ　ｍａｓｓ　
ｄｉｓｔｒｉｂａｔｉｏｎ）の５０％に相当する粒度を
怠味する。

第１群の粒子は好ましくは全体の少なくとも４０％、よ
り好ましくは全粒子の少なくと６６０％を占めろ。

２つのフラクション（すなわち、になる２群の石炭粒子
）から得られる累積粒子分布：よ、両対数スケール（ｌ
ｏｇ　−ｌｏｇチャート）上にとる場合、各成分フラク
ションの平均粒径の値の間に「平らな領域（曲線の長さ
を色味する）」〔この領域において導関数（傾き）（両
対数スケール（ｆｏｇ’　−ｌｏｇヂャート）に基いて
ルｉｉ算）は０・１より小、好ましくはＯ１以下、さら
に好適にはＯてｊ５る〕を５Ｔ−才へきてめろ。

従って、累積粒度分布は、２つごうフラクノヨンの粒径
の平均値の間に常に２つの粒径値ｄ、及びｄ。

が存在するもので１まければならず、これに関し、式 て求められる数値が０．４より小、好ましくはＯ１１以
下、さらに好ましくはＯである。

上記式中、（％ＣＭＩ）及び（％ＣＭ２）は、それぞれ
ｄ、及びｄ、よりも小さい粒径を有する粒子のマス（ｍ
ａｓｓ　）の累積パーセント割合の値を示す。

上記式で求められる数値は、測定の単位（ｍｍ又はｉ＋
Ｘこれにより粒度が表示される）によって明らかに左右
される。

、予じめアグロメレーションによる選鉱を行なっ１こ石
炭からスラリーを調製することが望まれる場合には、ピ
ット−コールタールの蒸留により得られる液状物の添加
を、この選鉱処理の間に、かかる処理を炭素数４ないし
８、好ましくは５ないしらの軽質炭化水素の存在下で実
施することにより行なわれる５ｔお、この炭化水素はア
ゲ［メレーノヨン後、フラッソユ除去される。

好適な炭化水素の中でも、特にｎ−ペンクン及びｎ−ヘ
キサンがあげられる。

この軽質炭化水素は、好ましくは石炭に対して５ないし
３０重量％の割合で存在する。

本発明の第２の目的は、石炭水性スラリーの製法にある
。

石炭が選鉱されなければならない場合、該方法は、粒度
３００μｍ以下の石炭を、該石炭に対して０．１ないし
２重量％のｍのピット−コールタールの蒸留により得ら
れる液状物又は鉱油から得られる燃料油、及び石炭に対
して５ないし３０重量％の爪の炭素数４ないし８を有す
る軽質炭化水素と共に水中でアグロメレーションにより
選鉱し、前記軽質炭化水素をフラソンユ除去し、その後
、主として有機部分をアグロメレートせしめ、無機成分
が懸濁化又は溶解している水相から分離し、選鉱された
石炭を、分子量８００ないし３，０００．好ましく剤と
して含有する　（該分散剤の量はスラリーの重量に対し
て００５ないし０５重量％である）水溶液にスラリー化
することよりなる。

上記高分子電解質として、例えばＤＡＸＡＤ　１５及び
できろ。

これに対し、石炭につき選鉱か求められない場合には、
石炭水性スラリー〇凋製法は、粒度３００μｍ以下の石
炭を、この石炭に対して０，２ないし２重量％の爪のピ
ット−コールタールの蒸留により得られる液状物又は鉱
油から得られる燃料油、及び石炭に対して５０ないし２
００重量％の量で炭素数４戸いし８の軽質炭化水素を含
有する溶液中でスラリー化し、ついて前記軽質炭化水素
をフラノンユの１（ｉｌ［＋陽イオン塩から選ばれる高
分子電解質でなる分散剤を、スラリーの重５１に対して
０　、０５　ｒ；いし０５電Ｔｈｔ％キで添加する二と
により前記石炭水性スラリーを形成することよりなる。

好適な粒度法、ピット−コールタールの蒸留により得ら
れる好適な液状物、鉱１１１１から得られる好適な燃料
油、好適な軽質油（炭化水素）、及び好適な高分子電解
質については、上述のとおりであるっ以下の実施例は本
発明を説明するためのらのであり、本発明はこれらに限
定されない。

実施例１〜４ アメリカ歴青炭（ピッツバーグＮｏ、８　）を乾式粉砕
した。この石炭は下記の特性を何ずろ。

成分分析 水　　　分　　　　　　　　　ｌ　１９　（重量％）揮
発成分　　　　　３７．ＬＯ（乾燥重量％）天　　　分
　　　　　　　　　７．５６　　　　〃固定炭素　　　
　　５５．３４　　　ｔｔ炭　　　素　　　　　　　　
７６．９３　　（乾燥重量％）水　　　素　　　　　　
　　　５．２５　　　　Ｊ／窒　　　素　　　　　　　
　　１．６６　　　　ｌ’イオウ　　　　１．６３　　
／ｌ 天　　　分　　　　　　　　　７．５６　　　ノ／酸　
　　素　　　　　　　　　６．９７　　　　〃熱　　　
量 グロス熱量７，６２７　（ｋｃａｌ／　Ｋ９）ネット熱
量　　　　７，３５６　　　”粉砕後の粒度特性は以下
のとおりである。

粒度特性 １５０　　　　　　　　　９９．３ ５３　　　　　　　　　６１．９ ４４　　　　　　　　　３６．５ この粒度特性を有する石炭を使用し、クレオソート油フ
ィルムでコーティングした後、スラリーを調製した。

クレオソート油によるコーティングにあたり、クレオソ
ート油をｎ−ヘキサンで希釈し、つづいて、饋拌しなが
ら石炭を加え、最後に溶媒をフラッシュ除去した。

石炭に添加したクレオソート油の量は乾燥石炭に対して
０．５重量％であり、ｎ−ヘキサンの量は１００重量％
である。

上記粒度特性を有する石炭を使用し、固形物濃度６２重
置火のスラリーを調製し、これにＤＡＸＡＤ　１５をス
ラリーに対して０．２．０．３．０，４及び０．５重量
％の量で添加し、分析した。

これらブレンドについて、５０秒−１での見かけ粘度を
測定した。

測定の結果を後述の第１表に示す。

実施例５〜８（比較例） 上記実施例で得られたものと同じ粒度特性を有する同じ
アメリカ歴青炭（ピッツバーグＮｏ、８　）を使用し、
クレオソート油による処理を行なうことなくスラリーを
調製し、これにＤＡＸＡＤ　１５を０．２重量％（実施
例５）、０３重量％（実施例６）、０．・１重量％（実
施例７）及び０．５重量％（実施例８）を添加した。

得られた結果を併わせで第１表に示す。

〜１　℃　＝　〜 １ｃ″′　　　−０ １、。

メ１　デ　招　ヨ １　　＝　　：２　　ぐ 上記結果を比較することにより、見かけ粘度について、
クレオソート油での処理による効果がいかに顕著である
かが理解される。

中でら、添加剤低レベルでの粘度の紘少度は非常に顕著
である（ＤＡＸＡＤ　１５檄ムＬ２−０．３重量％にお
いて５０〜６０％）。

クレオソート油処理した石炭については、分散剤添加０
．２％で観察される粘度は、非処理石炭に添加剤０５％
を加えたものの粘度よりもなお低い。

実施例９〜１１ 下記の分析特性を有するボーランド産石炭の一部を乾式
粉砕して、下記の警度特性を有するものとした。

成分分析 水　　　分　　　　　　　　　１．６０　　（重量％）
揮発成分　　　　　３２．８０　（乾燥重量％）灰　　
　分　　　　　　　　　９．４Ｑ　　　　〃固定炭素　
　　　　５７．８０　　　〃組成隷 炭　　素　　　　　　７３．８０　（乾燥重量％）水　
　　素　　　　　　　　　４．２４　　　　”窒　　　
素　　　　　　　　　１．４４　　　　”イオウ　　　
　０．８６　　〃 灰　　　分　　　　　　　　　９．４０　　　　／／酸
　　　素　　　　　　　　　１０．２６　　　　〃熱　
　　量 グロス熱量７，１６７　（Ｋｃａｌ／Ｋｇ）ネット熱量
　　　　　６．９共　　〜 粒度特性 通過するふるいの目　　累積重量の （μｍ）　　　　　　　パーセント割合２５０　　　　
　　　　　９Ｂ、１１ １５０　　　　　　　　　８２．０ １２５　　　　　　　　　５２．２ ７４　　　　　　　　　２０．２ ４４　　　　　　　　　２．７ 一方、石炭の残部をミクロナイザーにより湿式粉砕して
、平均値（ａＳ。）が６．５μλである粒度分布を有す
るものとした。

この粒度分布の石炭を使用して、石炭濃度６６％のスラ
リーを得た。

上記粒度分布を有する石炭を、ｎ−ペンタン及びクレオ
ソート油を使用する選択アグロメレーションによって選
鉱処理した。使用したクレオソート油の里は、石炭に対
して０５重量％である。

スラリー（固形物含量２０重量％の石炭水性スラリー）
ｌＯＱを収容するバッチ装置において、乾燥石炭に対し
て２０重量％の濃度でれ−ヘキサンを使用して選鉱を行
なった。

選鉱処理の結果を後述の第２表に示す。

アグロメレーションの終了後、オーブン内において、Ｎ
２雰囲気下、４０℃で乾燥して、ｎ−ペンタンを除去し
た。

選鉱処理生成物を使用し、前記操作法に従って、固形物
濃度６６重！１１％の石炭水性スラリーを１凋製し、０
．３及び０５重量％の量で添加し、分析した。

レオロジー特性の測定結果を後述の第３表に示す。

実施例１２〜１４（比較例） 実施例９〜【１の同じボーランド産石炭（同じ粒度特性
を有する）について、同じ装置において、同じ操作法に
より、クレオソート油を使用することなく、ｎ−ペンタ
ンのみて選鉱処理した。

選鉱処理の結果を第２表に示す。

第　　２　　表 実施例　　収　　率　　灰　　分　　導入時間（重量％
）　　（重量％）　　　（分）９−１１　　　９０．７
　　　　５．０　　　　　８１２　　　　　８５．８　
　　　５．０　　　　　１５第２表から明らかなように
、アグロメレーション工程にお：するクレオソート油の
存在により収率が増大する（３５．３重Ｍ％から９０７
重量％へ）と共に、生成物の品質についても同様である
　（すなわち、エネルギーの回収率が５％（９０，９％
から９６．０％へ）上昇する）。

さらに、アグロメレーション現象の導入時間、の場合に
おける１５分から、アグロメレーション剤としてクレオ
ソート油をｎ−ペンタンと併用した場合には８分へと短
縮され、工程の経済性の点で明らかに有利である。

アグロメレーション処理の終了後、オーブン内において
、Ｎ２雰囲気下、４０℃で乾燥してｎ−ペンタンを除去
した。

ついで、この選鉱生成物を使用して、固形物濃度６６重
量％の石炭水性スラリーを調製し、このスラリーに対し
てＤＡＸＡＤ　１５をそれぞれ０．２重量％（実施例１
２）、０．３重里％（実施例１３）及び０．４重量％（
実施例１４）の量で添加して分析し１こ。

レオロジー特性の測定結果を併わせで後述の第３表に示
す。

第３表から、ペンタン及びクレオソート油で選鉱した石
炭を使用して得られたスラリーは、ペンタンのみによっ
て選鉱した石炭から得られたものよりも粘度が低いこと
が観察される。

実施例１５〜１７（比較例） なわず、クレオソート油を使用することなく、スラリー
（ＤＡＸＡＤ　０．２重量％（実施例１５）、０３重量
％（実施例１６）及び０．５重量％（実施例１７）を添
加した）の調製に使用した。

ＤＡＸＡＤ　１５０．２重量％を添加した場合には、非
流動性のスラリーが得られ、ＤＡＸＡＤ　１５０．３重
量％及び０．５重量％では懸蜀液か得られた。

その粘度を第３表に示す。

・１ ゜　　　　）　　　　１ ｉ　　〜　　〜 １　〜　−　− １　　：　　≧　　に 第３表から、実施例１５〜１７の場合には、前記実施例
９〜１４のものよりも粘度がかなり高いことが観察され
ろ。

＼、。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　分子量８００ないし３，０００を有する重合化ナフ
   タレンスルホン酸の１価陽イオン塩を含有する濃度６０
   ないし８０重量％の石炭水性スラリーにおいて、粒度３
   ００μｍ以下を有する粒子でなる石炭の表面上に、該石
   炭に対して０．１ないし２重量％の量で、ピット−コー
   ルタールの蒸留により得られる液状物又は鉱油から得ら
   れる燃料油を存在せしめてなる、石炭水性スラリー。 ２　特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、ピット
   −コールタールの蒸留により得られる前記液状物又は鉱
   油から得られる前記燃料油が、石炭に対して０．２ない
   し１．２重量％の量で存在してなる、石炭水性スラリー
   。 ３　特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、ピット
   −コールタールの蒸留により得られる前記液状物が、蒸
   留温度範囲２００ないし４００℃を有するものである、
   石炭水性スラリー。 ４　特許請求の範囲第３項記載のものにおいて、ピット
   −コールタールの蒸留により得られる前記液状物が、蒸
   留温度範囲２５０ないし３５０℃を有するものである、
   石炭水性スラリー。 ５　特許請求の範囲第４項記載のものにおいて、ピット
   −コールタールの蒸留により得られる前記液状物がクレ
   オソート油である、石炭水性スラリー。 ６　特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、　鉱油
   から得られる前記燃料油が粘度（５０℃において）３°
   Ｅ以上を有するものである、石炭水性スラリー。 ７　特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、前記石
   炭が２種類の粒子群から構成されるものであり、第１群
   の粒子は平均粒度２１０ないし６０μｍ、最大粒径３０
   ０μｍ以下を有するものであり、第２群の粒子は前記第
   １群の粒子の１／６ないし１／２０の平均粒度を有する
   ものである、石炭水性スラリー。 ８　特許請求の範囲第１項記載のものにおいて、ピット
   −コールタールの蒸留により得られる前記液状物が、炭
   素数４ないし８の軽質炭化水素（該軽質炭化水素はアグ
   ロメレーション後にフラッシュ除去される）の存在下で
   行なわれるアグロメレーションによる石炭の選鉱の間に
   添加されてなる、石炭水性スラリー。 ９　特許請求の範囲第８項記載のものにおいて、前記軽
   質炭化水素が炭素数５ないし６のものである、石炭水性
   スラリー。 １０　特許請求の範囲第９項記載のものにおいて、前記
   軽質炭化水素がｎ−ペンタンである、石炭水性スラリー
   。 １１　特許請求の範囲第９項記載のものにおいて、前記
   軽質炭化水素がｎ−ヘキサンである、石炭水性スラリー
   。 １２　特許請求の範囲第８項記載のものにおいて、アグ
   ロメレーションによる選鉱を行なうための前記軽質炭化
   水素が、石炭に対して５ないし３０重量％の割合で存在
   してなる、石炭水性スラリー。 １３　粒度３００μｍ以下の石炭を、該石炭に対して０
   ．１ないし２重量％の量のピット−コールタールの蒸留
   により得られる液状物又は鉱油から得られる燃料油、及
   び石炭に対して５ないし３０重量％の量の炭素数４ない
   し８を有する軽質炭化水素と共に水中でアグロメレーシ
   ョンにより選鉱し、前記軽質炭化水素をフラッシュ除去
   し、その後、主として有機部分をアグロメレートせしめ
   、無機物質が懸濁化又は溶解している水相から分離する
   ことからなる、分子量８００ないし３，０００を有する
   重合化ナフタレンスルホン酸の１価陽イオン塩を含有す
   る濃度６０ないし８０重量％の石炭水性スラリーであっ
   て、粒度３００μｍ以下の粒子でなる石炭の表面上に、
   該石炭に対して０．１ないし２重量％の量で、ピット−
   コールタールの蒸留により得られる液状物又は鉱油から
   得られる燃料油を存在せしめてなる石炭水性スラリーの
   製法において、選鉱された石炭を、前記分子量８００な
   いし３，０００を有する重合化ナフタレンスルホン酸の
   １価陽イオン塩の中から選ばれる高分子電解質を分散剤
   として含有する水溶液に分散させ、該分散剤の量をスラ
   リーの重量に対して０．０５ないし０．５重量とするこ
   とを特徴とする、石炭水性スラリーの製法。 １４　分子量８００ないし３，０００を有する重合化ナ
   フタレンスルホン酸の１価陽イオン塩を含有する濃度６
   ０ないし８０重量％の石炭水性スラリーであって、粒度
   ３００μｍ以下の粒子でなる石炭の表面上に、該石炭に
   対して０．１ないし２重量％の量で、ピット−コールタ
   ールの蒸留により得られる液状物又は鉱油から得られる
   燃料油を存在せしめてなる石炭水性スラリーの製法にお
   いて、前記粒度３００μｍ以下の石炭を、該石炭に対し
   て０．１ないし２重量％の量のピット−コールタールの
   蒸留により得られる液状物又は鉱油から得られる燃料油
   、及び石炭に対して５０ないし２００重量％の量で炭素
   数４ないし８の軽質炭化水素を含有する溶液中でスラリ
   ー化し、ついで前記軽質炭化水素をフラッシュ除去した
   後、前記分子量８００ないし３，０００を有する重合化
   ナフタレンスルホン酸の１価陽イオン塩から選ばれる高
   分子電解質でなる分散剤を、スラリーの重量に対して０
   ．０５ないし０．５重量％の量で添加することにより前
   記石炭水性スラリーを形成することを特徴とする、石炭
   水性スラリーの製法。