JPS63116755A - 石炭の脱灰方法およびその装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、石炭の脱灰方法およびその装置に係り、特に
浮遊選鉱法によって脱灰された石炭を、沈降槽に供給し
、その沈降槽で石炭粒子と灰分粒子と更に効率よく分離
するための石炭の脱灰方法およびその装置に関する。

〔従来の技術〕

近年石炭価格の高松に伴い石炭の利用が再び見直されて
きｔこが、石炭を燃焼する際、最も問題となるのが石炭
中の灰分である。すなわち、燃焼装置の摩耗や腐食を石
炭中の灰分が促進する等の現象がみられる。そこで石炭
中の天分を燃焼する簡にあらかじめ除去し、この燃焼時
の問題を解消しようとする技術の研究が進められてきた
。石炭中の天分を除去する方法はしては、石炭中の炭分
と灰分の比重の差を利用する重液法、炭分と灰分の親水
性の差を利用する浮遊選鉱法及び炭分と灰分の磁性の差
を利用する磁選法等がある。これらの方法の中で石炭中
の天分を最もよく除去できるのは浮遊ｉ！鉱法である。

浮遊選鉱法は、石炭中の炭分が灰分よりも気泡に接着し
やすい特性を有していることを利用して炭分と灰分を分
離する方法であるが、その代表的な装置の系統図を第１
１図に示す。

第１１図において、管路１０１から脱灰槽１０２に送ら
れた石炭Ａは、脱灰槽１０２内で灰分の少ない石炭（以
下精製炭と呼ぶ）と灰分の多い石炭（以下残炭と呼ぶ）
に分離される。精製炭と水の混合スラリは管路１０３を
通じて沈降槽１０４に送られる。沈降槽１０４．１０６
にそれぞれ貯えられた精製炭及び残炭には、必要に応じ
て管路１０７及び１０８から凝集剤Ｃが添加され、沈降
槽１０４．１０６底部に沈降した精製炭及び残炭はそれ
ぞれ管路１０９及び１１０を通じて沈降槽１０４．１０
６から排出される。沈降槽１０４からの精製炭は、さら
に必要に応じて遠心分離器１１１等を用いて脱水される
。

〔発明が解決しようとする問題点〕

脱灰槽１０２において除去される石炭中の灰分量は石炭
種や灰の特性によっても異なるが、もともと含まれてい
た灰分量の１０〜８０％程度である。これは、天分と天
分が完全に単独な粒子にはなっていないためでなく、気
泡に接着して浮上する炭分粒子とともに灰分粒子が浮上
し、精製炭に混入するためである。このため灰分含有率
の低い精製炭を得ることが困難となる。このような欠点
をなくすため、脱灰槽を直列に複数個設置し、多段で脱
灰する方法も行われているが、同一処理能力に対する装
置の規模が極めて大きくなり、不経済的である。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、灰
分含有率の低い精製炭を簡単な装置で得ることができる
石炭の脱灰方法とその装置を提供することにある。

〔問題を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明の方法は、浮遊選鉱
法で脱灰された石炭を、槽内の液のｐＨが７〜１１とな
るように運転された沈降槽に供給し、石炭中に含まれる
灰分粒子を沈降槽上部の懸濁液中に分散させ、沈降槽下
部に滞留する石炭粒子と分離するようにしたものである
。また本発明の装置は、上記の本発明にかかる方法を実
施するに際し、沈降槽内に石炭粒子の沈降を促進させる
邪魔板を設けたものである。

〔作用〕

浮遊選鉱法で脱灰され、沈降槽に供給される石炭（灰分
の少ない精製炭）中には、石炭粒子とともに浮遊選鉱法
では脱灰処理し得ない灰分粒子が含まれる。沈降槽内の
液のｐＨが７〜１１となるように運転すると、沈降槽内
に供給される懸、５液中の灰分粒子は炭分粒子と互いに
疑集することなく、効率的に分散する。この結果、灰分
粒子は沈降槽上部の懸濁液中に分散し、沈降槽下部に石
炭粒子が滞留する。この石炭粒子が槽外に取り出される
。

沈降槽に邪魔板を設置すると、懸濁液中の石炭粒子は、
邪魔板によりその浮上が抑制されるとともに沈降が促進
され、懸ＦＡ液とともに灰分粒子を沈降槽から排出する
ときに懸濁液中に含まれる石炭粒子量が大幅に低減する
。

〔実施例〕

第１図は本発明にかかる石炭の脱灰方法の一実施例を示
す系統図である。

第１図において、管路１から脱灰槽２に送られた石炭Ａ
は、脱灰槽２内で灰分の少ない石炭（以下、精製炭と呼
ぶ）と灰分の多い石炭（以下、残炭と呼ぶ）に分離され
る。精製炭と水の混合スラリは管路３を通して沈降槽４
に送られ、残炭と水の混合スラリは管路５を通じて沈降
槽６に送られる。沈降槽４内のスラリのｐ　Ｈは７〜１
１となるように管路７を通して硫酸等の酸又は水酸化ナ
トリウム等のアルカリからなるｐＨｇ整剤８が添加され
る。沈降槽４で沈降した精製炭は、管路８を通じて沈降
槽４外に取り出され、必要に応じて遠心分離器９等を用
いてさらに脱水される。一方、沈降槽４内の沈降した精
製炭以外の液（以下、懸濁液と呼ぶ）には灰分粒子が多
く分散しているため、管路１０を通じて再び脱灰槽２に
戻されるが、又は沈降槽６に送られ、残炭といっしょに
処分される。

沈降槽６内に貯えられた残炎には、必要に応じて管路１
１より凝集剤Ｃが添加され、凝集した残炭は管路１２に
より沈降槽６外へ排出される。

第２図は、本発明にかかる石炭の脱灰方法の他の方法を
示す系統図である。

第２図において、脱灰槽２からの精製炭を沈降槽４に供
給するラインの途中にｐＨｇｌ整槽２０が設置され、管
路７から供給されるｐＨ調調整剤色ともに精製炭と水の
混合スラリか攪拌器２１により混合され、その混合液は
管路２２を介して沈降槽４に供給される。

また、とくに図示していないが、脱灰槽２からの精製炭
と水との混合スラリを沈降槽４に供給する管路３の途中
でｐＨ調整剤を供給するようにしてもよい、要は本発明
において、沈降槽４を運転する際に、沈降槽４内の液が
所定にｐ　Ｈに調整されておればよく、したがってｐＨ
調整剤の添加位置に任意である。

浮遊選鉱法において石炭を脱灰する場合、浮選槽内の固
体濃度は３〜３０％程度である。また、炭分粒子が選択
的に気泡に接着して回収されるため、浮選槽内に灰分が
残留し、これを連続的に排出しても一定濃度の灰分粒子
は浮選槽内に存在する。一方、気泡に接着して回収され
る精製炭は一般に固体濃度がｌＯ〜３０％程度であり、
約７０〜９０％の水分を含む。当然この水分中には灰分
粒子が多く含まれており、当然この水分中には配分粒子
が多く含まれており、脱灰率の低下を招く。

したがって、沈降槽４に供給される懸濁液から炭分粒子
と灰分粒子とを分離するためには、灰分粒子を懸濁液中
に分散しなければならない。

そこでＡ炭（原炭灰分１４．３％）およびＢ炭（原炭灰
分２７．７％）液のｐＨと灰分粒子の分散性について調
べた結果を第３図に示す、ただし、縦軸の灰分粒子の分
散性は、１００ｍｌの沈降管に２００メツシュバス９８
±１％まで粉砕した石炭Ｌｏｇ及び水９０ｍ１を入れ、
よく攪拌した後３時間静置した時に液中に懸濁している
粒子に含まれる灰分の合計をＷｇ、石炭１０ｇ中の灰分
をＡｇとした時、次式（１）で表せる。

灰分粒子の分散性＝Ｗ／Ａ　　　−・−（１１第３図に
示す通り、Ａ炭についてはｐＨ８〜１０、Ｂ炭について
はｐＨ７〜９で分散性が最大になっている。ｐＨｔＪＪ
整を行わない場合の液のｐＨはＡ炭の場合ｐＨ４，０、
Ｂ炭の場合ｐＨ４，８であり、ｐ　Ｈ調整により灰分粒
子の分散性が向上していることがわかる。

一般的に石炭を水中に浸した時のｐＨは３〜７程度であ
り、特に表面が酸化された石炭は液のｐＨが低くなり、
灰分粒子の分散性が悪くなる。第３図に示すように灰分
粒子の分散性は、炭種によって異なるが、灰分粒子の分
散性が最大となるｐＨ領域はｐＨ７〜１０であり、ｐＨ
調整を行わない場合と比較して、ｐＨ７〜１１の範囲で
灰分粒子の分散性向上の効果がある。

第４図にＡ炭及びＢ炭について沈降槽４内のｐＨと精製
炭の天分含有率の関係を示す。第４図からｐＨを８〜１
０に調整することにより、ｐＨ調整をしない場合（Ａ炭
についてはｐＨ４，０、Ｂ炭についてはｐＨ４，８）と
比べ精製炭中の天分・含有率が低くなっていることがわ
かる。

第５図は、上記した脱灰方法を実施するための本発明の
脱灰装置における沈降槽の一実施例を示す概略的側面構
成図、第６図は第５図の平面図である。

第５図において、沈降槽４の側壁に脱灰槽（浮選槽）２
からの精製炭りを供給するだめの精製炭供給口１３が設
けられ、この精製炭供給口１３に対面する沈降槽４の側
壁にｐＨ１Ｆｌ整剤Ｂを供給するためのｐＨｔＪ８整剤
供給口１９が設けられている。

また沈降槽４の上部側壁には懸濁液Ｅを取り出すための
懸濁液取出口１５が設けられている。そして精製炭供給
口１３の水平レヘルよりも上方で、かつ懸濁液取出口１
５の水平レヘルよりも下方に位；ηする沈降槽４内に複
数枚の邪魔板１６が設ｉひされている。これらの邪１蛮
板１６は、第６図に示すように沈ｌ！ｓ槽４の一側壁面
から対面する他方の側壁面側に水平に延設され、その先
端部は他方の側壁面と所定の間隔を有するようになって
おり、この間隔を有する部分２３は各段の邪魔板１６に
おいて交互に配置されるようになっている。また沈降槽
４の下部側にはｐ　Ｈメータ１８が設置され、沈降槽４
の底部には精製炭りを取り出すための精製炭取出口１７
が設けらている。

第５図に示す沈降槽４において、脱灰槽２から精製炭り
を含む液が精製炭供給口１３を経て沈降槽４内に供給さ
れる。この液のｐＨ値はｐＨメータ１８により検出され
、その検出値とｐＨ設定値との偏差に基づいてｐＨＡ１
１整剤供給口１９から所定量のｐ　Ｈ調整剤Ｂが供給さ
れる。この結果、沈降槽４内の液は、精製炭りの炭種等
に応してｐ　Ｈ７〜１１の範囲内の所定のｐＨ値に維持
される。

このようにしてｐＨｚＩＷ整された懸濁液中の灰分粒子
は、石炭粒子と凝集することなく、懸濁液中に分散し、
懸濁液中の石炭粒子は邪魔板１６によりその浮上が抑制
され、沈降が促進される結果、精製炭りとして沈降槽４
の底部に滞留する。一方、懸濁液中に分散された灰分粒
子は、脱灰槽２がら沈降槽４内に継続的又は断続的に供
給される懸濁液により、懸濁液とともに上方に押しあげ
られ、邪１ｊＨｆｆＥ１６の間隔を有する部分２ｏを順
次径て懸濁液取出口１５から槽外に排出される。

第７図は、Ａ炭を用いて第５図に示す邪魔板１６を設置
した沈降槽４と邪魔板１６を設置しない沈降槽とについ
て懸濁液取出口１５がら排出された′！！、濁液中の炭
分■をそれぞれ測定した結果を示す。第７図から邪魔板
１６を存する実施例では懸濁液とともに排出される炭分
のロスが少ないことがわかる。

第８図は本発明にがかる脱灰装置における沈降槽の他の
実施例を示す概略的側面構成図である。

第８図において、邪魔板２４は、その傾斜角が沈降槽４
に供給する懸濁液中の石炭粒子の安息角以上の角度を有
するように設置されている。第８図における他の構成部
分は第５図と実質的に同しであるので第５図と同一符号
で示し、説明を省略する。

第８図に示す沈降槽では、邪＋！板２４の上面側に炭分
粒子が滞積することが防止されるので炭分粒子の沈降が
効率的に行われる。

第９図は本発明にがかる脱灰装置における沈降槽の更に
他の実施例を示す概略的側面構成図、第１０図は第９図
の平面図である。

第９図において、多数個の断面傘状の邪魔板２５が沈降
槽４の一側壁面から対面する他の側壁面に延設され、各
々の邪魔板２５はその幅方向に所定の間隔をおいて配置
されている。第９図および第１０図において、他の構成
部分は、第８図と実質的に同じであるので第８図と同一
符号で示し、説明は省略する。第９図および第１０図に
示す沈降槽においても、第８図に示す沈降槽と同様の効
果を発揮することができる。

実施例１ 第１図に示す系統図における沈降槽４に第５図の沈降槽
を設置した装置において、沈降槽４の懸濁液を脱灰槽（
浮選槽）に戻すとともに沈降槽４内の液をｐＨ９±５に
調整する方法（実施例）と、第１１図に示す従来の石炭
の脱灰方法（沈降槽に邪魔板を設置することなく、また
沈降槽内の液をｐ　Ｈを調整しない方法）とによって、
Ｃ炭（灰分含有率２１．５％）を沈降槽以外の操作条件
を同一にして処理した。その結果、本実施例では、炭分
回収率９８．２％、脱灰率７２．５％であったが、従来
例では炭分回収率９８．２、脱灰率５７゜６％であった
。

実施例２ Ｄ炭（灰分含有率１７．６％）について、実施例１同様
にして本実施例と従来例とを比較した結果、本実施例で
は炭分回収率９９．２％、脱灰率６９．７％であったが
、従来例では炭分回収率９９．４％、脱灰率５２．３％
であった。

以上のように、実施例による方法では、従来と比較して
炭分回収率の低下がほとんどないにもがかわらず、脱灰
性能が大幅に向上している。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、浮選槽を多段に設置した
装置のような大規模な装置とすることなく、また精製炭
の洗浄等のような複雑な工程を要することなく、簡単な
装置で低灰分含有率の精製炭を効率的に得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる石炭の脱灰方法の一実施例を示
す系統図、第２図は本発明にががる石炭の脱灰方法の他
の実施例を示す系統図、第３図は液のｐ）（と灰分粒子
の分散性との関係を示すグラフ、第４図は沈降槽内の液
のｐ　Ｈと精製炭の灰分含有率との関係を示すグラフ、
第５図は本発明にかかる石炭の脱灰装置とにおける沈降
槽の一実施例を示す概略的側面構成図、第６図は第５図
の平面図、第７図は邪魔板の有無による懸濁液とともに
排出される炭分量を示すグラフ、第８図は本発明にかか
る石炭の脱灰装置における沈降槽の他の実施例を示す概
略的側面構成図、第９図は本発明にかかる石炭の脱灰装
置における沈降槽のさらに他の実施例を示す概略的側面
構成図、第１０図は第９図の平面図、第１１図は従来の
石炭の脱灰方法を示す系統図である。 ２・・・・・・脱灰槽、　　　　４・・・・・・沈降槽
、６・・・・・・沈降槽、　　　　　９・・・・・・遠
心分離器、１３・・・・・・精製炭供給口、１４・・・
・・・懸濁層、１５・・・・・・懸濁液取出口、１６・
・・・・・邪魔板、１７・・・・・・精製炭取出口、１
８・・・・・・ｐ　Ｈメータ、１９・・・・・・ｐＨ１
１整剤供給口、２０・・・・・・ｐＨ調整槽、２４・・
・・・・邪魔板、２５　・・・・・・邪魔１反。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）浮遊選絋法で脱灰した石炭を、槽内の液のｐＨが
   ７〜１１になるように運転された沈降槽に供給し、石炭
   中に含まれる灰分粒子を沈降槽上部の懸濁液中に分散さ
   せ、沈降槽下部に滞留する石炭粒子と分離することを特
   徴とする石炭の脱灰方法。
2. （２）浮遊選鉱法による石炭の脱灰槽とこの脱灰槽で脱
   灰された石炭を沈降法により回収する沈降槽とを備えた
   石炭の脱灰装置において、前記沈降槽内に石炭粒子の沈
   降を促進させる邪魔板を設けたことを特徴とする石炭の
   脱灰装置。