JPS6335693A - 炭素質微粉体の水スラリ−用分散剤 - 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】 抜宜分互 本発明は、石炭や石油コークスに代表されるような炭素
質微粉体の水スラリーに用いられる分散剤に関する。

従米伎亙 石油価格の高騰やエネルギー資源の多様化の観点から、
近年１石炭の利用が注目されている。

石炭は固体燃料でありハンドリングの点で廻点があるの
で、これを微粉砕して水スラリーとすることが提案され
てきた。石炭や石油コークスのような固体燃料を水スラ
リーとすることにより、パイプ輸送が可能となり液体燃
料と同様に取り扱うことができるが、輸送効率を向上す
るために、高濃度化することが必要となる。しかし、石
炭や石油コークスなどの炭素質微粉体をそのまま水中に
分散しただけでは５０％以上の高濃度スラリーを得るこ
とは困鷺であり、また、静置しておくと炭素質微粉体が
沈降して不均一になり貯蔵安定性の点でも問題がある。

そこで、スラリー中に分散安定剤を添加して高濃度化お
よび分散安定性を改善することが提案されてきている。

このような分散剤としては、たとえば、ナフタレンスル
ホン酸ホルマリン縮合物（特開昭５６−２１６３６号公
報）、ナフタリンのスルホン化物の脂肪族アルデヒド付
加縮合物等とエチレンオキシドを付加したポリエーテル
との２成分系（特開昭５８−１２２９９１号公報）、エ
チレンオキシドを付加したポリエーテルと、ナフタリン
スルホン化物の脂肪族アルデヒド付加縮合物またはその
塩と、ポリスチレンスルホン酸塩またはスチレン／スチ
レンスルホン酸塩共重合体との３成分系（特開昭６０−
２５２６９４号公報）などが報告されている。

しかしながら、これら従来の分散剤は相応の効果が見受
けられるものの、スラリーの高濃度化および静置安定性
のいずれにおいても未だ不十分であり、いっそうの改善
がまたれていた。

見匪立且孜 本発明は、炭素質微粉抹の水スラリーに添加したとき、
スラリーの低粘度化および流動性の向上性に優れて高濃
度化が実現でき、しかも、長期間における静置安定性が
得られる分散剤を提供するものである。

溌」Ｂ鉦Ｍ戎。

本発明の炭素質微粉体の水スラリー用分散剤は、以下の
（Ａ）成分および（Ｂ）成分を含有することを特徴とす
る。

（Ａ）：下記（Ａ１）、（Ａ２）および（Ａ３）から選
ばれる嬰なくとも１種のスルホン化物またはその塩 （Ａ１）リグニンスルホン酸またはその塩（Ａ２）スル
ホン酸基含有芳香族化合物のホルムアルデヒド縮合物ま
たはそのアル カリ土類金属塩 （Ａ３）スルホン酸基含有アミノトリアジン化合物のホ
ルムアルデヒド縮合物また はその塩 （Ｂ）：分子内に芳香族環および活性水素を有する化合
物に、エチレンオキシドを必須成分として含むアルキレ
ンオキシドを付加して得られるポリエーテル化合物また
はその誘導体。

以下、本発明についてさらに詳細に説明する。

（Ａ）成分のスルホン化物またはその塩として上記の（
Ａ１）、　（Ａ”）、または（Ａ３）が単独であるいは
併用して用いられる。

（Ａ１）のりゲニンスルホン酸は、サルファーパルプ蒸
解排液から得られ、これを遊離の酸または塩として用い
る。木材の種類や蒸解条件などによりスルホン化度や分
子量が異なるが、本発明では特に限定されない。

（Ａ２）のスルホン酸基含有芳香族化合物としては、ベ
ンゼンスルホン酸、エチルベンゼンスルホン酸、ナフタ
レンスルホン酸、ブチルナフタレンスルホン酸、タレオ
ソート油（石油乾留タール中の沸点２００℃以上の中性
油またはそのアルキル化物）のスルホン化物、さらには
りゲニンスルホン酸等が挙げられる。これらを単独でま
たは２種以上混合してホルムアルデヒド縮合した後、必
要に応じて中和して塩とすることにより、（Ａ２）スル
ホン酸基含有芳香族化合物のホルムアルデヒド縮合物ま
たはその塩が得られる。

（Ａ３）のアミノトリアジン化合物としては、メラミン
、ヘキサルチロールメラミン、アセトグアナミン、ベン
ゾグアナミンなどが挙げられる。

これらとホルムアルデヒドとの縮合反応物を、亜硫酸、
硫酸、無水硫酸、重亜硫酸などでスルホン化することに
より、あるいはさらに中和して塩とすることにより、（
Ａ３）スルホン酸基含有アミノトリアジン化合物のホル
ムアルデヒド縮合物またはその塩を得ることができる。

また、アミノトリアジン化合物をスルホン化した後。

ホルムアルデヒドで縮合することによっても、得ること
ができる。　（Ａ３）成分の中でも、メラミン樹脂スル
ホン酸またはその塩が好ましい。

（Ａ）成分の縮合物の縮合度は１．１〜４０が適当であ
り、好ましくは１．２〜２０である。

（Ａ）成分における塩としては、ナトリウム、カリウム
、リチウムなどのアルカリ金属塩；アンモニウム塩；メ
チルアミン、エチルアミン、牛脂アミン、モノエタノー
ルアミン、トリエタノールアミンなどの有機アミン塩；
カルシウム、マグネシウム、バリウムなどのアルカリ土
類金属塩などが挙げられる。

（Ｂ）成分のポリエーテル化合物またはその誘導体とし
ては１分子内に芳香族環および活性水素を有する化合物
にエチレンオキシドを必須成分として含むアルキレンオ
キシドを付加して得られたものが用いられる。ここで、
分子内に芳香族環および活性水素を有する化合物の具体
例としては以下のものが挙げられる。

（１）フェノール、クレゾール、ターシャリ−ブチルフ
ェノール、オクチルフェノール、ノニルフェノール、ジ
ノニルフェノール、ドデシルフェノール、キシレノール
、ナフトール、メチルナフトール、ブチルナフトール、
バラクミルフェノール 等のフェノール類。

（２）ベンジルアルコールなどの１価アルコール類。

（３）カテコール、レゾルシン、ピロガロール、ビスフ
ェノールＡ、フェノールホルマリン縮合物などの多価ア
ルコール。

（４）　安息香Ｍ、フェニル酢酸、フェノキシ酢酸、ト
ルイル酸等の１塩基カルボン酸。

（５）フタル酸、トリメリット酸等の多塩基カルボン酸
。

（６）サリチル酸、クレソチン酸、オキシナフトエ酸、
Ｄ、Ｌ−マンデル酸、ベンジル酸等のヒドロキシカルボ
ン酸。

（７）アニリン、トルイジン、ナフチルアミン、ベンジ
ルアミン、フェネチジン、クレシジン等の１価アミン。

（８）トルイレンジアミン、フェニレンジアミン、トリ
ジンベース 等の多価アミン。

（９）アントラニル酸等のアミノカルボン酸やアミノフ
ェノール。

（１０）チオフェノール、チオサリチル酸、ベンジルメ
ルカプタン等のメルカプタン。

（１１）アセトアニリド、ベンズアミド等のアマイド。

これら分子内に芳香族環および活性水素を有する化合物
に付加されるアルキレンオキシドとしては、エチレンオ
キシドが単独で、あるいは他のアルキレンオキシドとと
もに用いられる。

全アルキルオキシド中のエチレンオキシドの割合は、７
０〜１００％（重量％）が適当であり、より好ましくは
８０〜１００％である。エチレンオキシド以外のアルキ
レンオキシドとしては、プロピレンオキシド、ブチレン
オキシドなどが用いられる。

本発明では（Ｂ）成分としてこのようなポリエーテルの
他に、このポリエーテルの誘導体を用いることもできる
。この誘導体としては、ポリエーテルの末端水酸基の架
橋物や、末端水酸基変性物が挙げられる。

ポリエーテル末端の架橋は、過酸化ベンゾイル、過酸化
水素、過酢酸などのラジカル発生剤；マレイン酸、フマ
ル酸、フタール酸等の多価カルボン酸；トリレンジイソ
シアネート、トリジンジイソシアネート、ヘキサメチレ
ンジイソシアネートなどのイソシアホー１−；ジグリシ
ジルビスフエールＡなどをのエポキシ化合物などを用い
ることができる。

ラジカル発生剤を用いる場合には、ポリエーテルに対し
て０．０５〜ＩＯ重量％使用し、４０〜２００℃の温度
で架橋を行うことができる。

多価カルボン酸の場合は、ポリエーテルの末端水酸基１
モルに対して０．０５〜０．３モル使用し、８０〜２５
０℃の温度で行なうことができる。

イソシアネートまたはエポキシ化合物を使用する場合は
、ポリエーテルの末端水素基に対して０．０５〜０．５
モル使用し、５０〜１５０℃の温度で行なうことができ
る。

ポリエーテル末端の変性としては、リン酸エステル化や
硫酸エステル化を挙げることができる。

リン酸エステル化は、五酸化リンなどのリン酸エステル
化剤をポリエーテルの末端水酸基に対してＯ，ＯＳ〜０
．４モル使用し、５０〜１００℃の温度で行なうことが
できる。

硫酸エステル化は、クロルスルホン酸、発煙硫酸、無水
硫酸、スルファミン酸などの硫酸エステル化剤を用い、
０〜１５０℃の温度で行なうことができる。

（Ｂ）成分のポリエーテル化合物またはその誘導体は、
重量平均分子量で５００〜ｓ、ｏｏｏが好適であり、好
ましくは６００〜５　、０００である。

本発明の分散剤においては、上記（Ａ）成分と（Ｂ）成
分とを、重量比で（Ａ）／（Ｂ）＝９５１５〜３０／７
０の範囲で用いることが望ましく、これにより炭素質微
粉体水スラリーの流動性と静置安定性の双方をより効果
的に改善することができる。

本発明の分散剤は、炭素質微粉体の水スラリー中に０．
０５〜３重量％、好ましくは０．１〜２重量％の範囲で
含まれるように添加するのが適当である。

炭素質微粉体としては、無煙炭、瀝青炭、亜瀝青炭、褐
炭などの石炭；石油コークス、化学プラントから副生す
るカーボンブラック、有機物を炭化して得られるカーボ
ンブラック、木炭などエネルギー源として用いられもの
が使用される。

また、石炭のように灰分を多く含むものは、浮選法、水
中造粒法（Ｏｉｌ　Ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｉｏｎ法）な
どを適用して脱灰ならびに脱硫処理を施し、クリーン化
することが好ましい。これらの炭素質は、実質上１ｍ履
以上のものが含まれないように微粉化されるが、燃料と
しての燃焼性を考慮して７４μｍ以下の含有量が５０重
量％以上とすることが好ましく、さらに好ましくは６０
〜１００重量％である。

炭素質微粉体の水スラリーは、乾式粉砕法または湿式粉
砕法により炭素質を粉砕して水スラリー化することに得
ることができ、分散剤は最終水スラリーに含まれるよう
に適宜の工程で分散することができる。たとえば、乾式
粉砕法で炭素質微粉体を得た場合は、分散剤を水に溶解
または分散させ、これに微粉体を加えて適当な混合装置
により高濃度水スラリーを調製すればよい。また、湿式
粉砕法を採用する場合は、湿式粉砕に用いる水中に分散
剤を予め分散するようにしてもよいし、湿式粉砕中もし
くは粉砕後に分散するようにしてもよい。

水スラリー中の炭素質微粉体の濃度は、微粉体の種類、
平均粒径、粒度分布などにもよるが、本発明の分散剤を
分散することにより十分に高めることができ、たとえば
８０重量％程度まで可能である。

＾班ム免米 本発明の分散剤によれば、リグニンスルホン酸塩等の芳
香族縮合体のスルホン化物またはその塩と、特定のポリ
エーテルとを併用することにより、魔素質微粉体水スラ
リーの流動性および静置安定性を相剰的に改善すること
ができる。

本発明の分散剤を添加した炭素質微粉体水スラリーは、
電力や一般産業用のボイラー燃料としてのみならず、製
鉄分野における高炉や冶金炉で使用されるコークスの節
減のための助燃剤などとしても有用である。

実施例 所定の分散剤を水に溶解し、これに炭素質微粉体を所定
量（乾燥基準）になるように少量づつ加えた。全量加え
終った後、ホモミキサー（特殊機化工業製）にて３　、
０ＯＯｒｐ＋ｍで１０分間攪拌して高濃度水スラリーを
約６００ｇ１ｌ製した。

次に、このスラリーの流動性および静置安定性を評価し
た。

（１）流動性 ブルックフィールド型粘度計を用い、２５℃にて粘度を
測定した（ロータＮα３，６０回転、１分間後に測定）
。得られた結果から、以下のように流動性を評価した。

Ｏ：良　好 Δ：不十分 Ｘ：不　良 （２）静置安定性 上記高濃度水スラリー５００　ｇを内径６ｃｍの５００
ｍ　Ｑプラスチック製シリンダーに入れ、２５℃にて静
置保存した。３０日後、このシリンダーを一１０℃に冷
却してスラリーを凍結させ、シリンダーの底部から２１
の高さで水平に切断し、下部（下層）のスラリーの炭素
質濃度を測定し、調製直後の濃度と比較した。得られた
結果から静置安定性を以下のように評価した。

○：良　好 Δ：不十分 Ｘ：不　良 水スラリーの調製に用いた炭素質微粉体の粒度分布を表
−１に、また、性状分析値を表−２に示した。

本発明の分散剤の（Ａ）成分の性状を表−３に、また、
（Ｂ）成分の性状を表−４に示した。

（Ａ）成分および（Ｂ）成分を配合した本発明の分散剤
を用いた水スラリーの測定結果を表−５に示した。なお
、表−６に比較例として、分散剤無添加のもの（実験Ｎ
［１３３）　、本発明の（Ａ）成分または（Ｂ）成分を
単独で使用したもの（実験！＆Ｌ３４．３５）、公知の
分散剤の代表例（実験Ｎ１１３６゜３７）についての測
定結果を示した。

表−１ 微　　の粒 表−２ （以下余白） 手続補正書 昭和６１年１２月２６日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 ２、　発明の名称 炭素質微粉体の水スラリー用分散剤 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出顆人 東京都墨田区本所１丁目３番７号 （６７６）ライオン株式会社 代表者　小　林　　　敦 ４、代理人 電話　東京　（２９３）　２７１５ ５、補正の対象 明細書の「特許請求の範囲」および　　−ｍ−６、補正
の内容 （１）明細書の特許請求の範囲を別紙の通りに補正する
。

（２）明細書第５頁３行に「ポリエーテル」とあるのを
、「分子量ＳＯＯ〜ｓ、ｏｏｏのポリエーテル」に訂正
する。

（３）同第７頁１０〜１１行に「得られたちの」とある
のを、「得られた分子量５００〜ｓ　、　ｏｏｏ、好ま
しくは６００〜ｓ　、　ｏｏｏのもの」に訂正する。

（４）同第１１頁下から６〜４行に「（Ｂ）成分・・・
・・・である。」とあるのを削除する。

７、添付書類の目録 別紙　　　　　　　　　　　　　　　　１通以上 別紙 特許請求の範囲 １、（Ａ）：下記（Ａ１）、（Ａ２）および（Ａ３）か
ら選ばれる少なくとも１種のスルホン化物またはその塩 （Ａ１）リグニンスルホン酸またはその塩（Ａ２）スル
ホン酸基含有芳香族化合物のホルムアルデヒド縮合物ま
たはその塩 （Ａ３）スルホン酸基含有アミノトリアジン化合物のホ
ルムアルデヒド縮合物また はその塩 と、 （Ｂ）二分子内に芳香族環および活性水素を有する化合
物に、エチレンオキシドを必須成分として含むアルキレ
ンオキシドを付加して得られる分子量５００〜ｓ　、　
ｏｏｏのポリエーテル化合物またはその誘導体 とを含むことを特徴とする炭素質微粉体の水スラリー用
分散剤。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（Ａ）：下記（Ａ＾１）、（Ａ＾２）および（Ａ＾
   ３）から選ばれる少なくとも１種のスルホン化物または その塩 （Ａ＾１）リグニンスルホン酸またはその塩（Ａ＾２）
   スルホン酸基含有芳香族化合物のホルムアルデヒド縮合
   物またはその塩 （Ａ＾３）スルホン酸基含有アミノトリアジン化合物の
   ホルムアルデヒド縮合物また はその塩 と、 （Ｂ）：分子内に芳香族環および活性水素を有する化合
   物に、エチレンオキシドを必須成分 として含むアルキレンオキシドを付加して 得られるポリエーテル化合物またはその誘 導体 とを含むことを特徴とする炭素質微粉体の水スラリー用
   分散剤。