Przedmiotem wynalazku jest sposób wzbogacania wegla w procesie flotacji pianowej.Znane na swiecie zasoby wegla i innych stalych weglowych materialów palnych sa duzo wieksze, anizeli znane zasoby ropy naftowej lacznie z wyste¬ pujacym z nia gazem ziemnym. Pomimo tej ogromnej obfitosci wegla i pokrewnych stalych materialów weglowych srodki te, a zwlaszcza we¬ giel, nie cieszyly sie uznaniem jako podstawowe zródlo energii. Dostepnosc tanszych, ulegajacych calkowitemu spaleniu, latwiejszych do uzyskania i transportu paliw plynnych, takich jak ropa naftowa i gaz ziemny pozostawialo w przeszlosci dla wegla jako nosnika energii role pomocnicza.Podjeto jednak ogromne wysilki, aby uczynic wegiel i pokrewne materialy weglowe równowaz¬ nymi, wzglednie lepszymi zródlami energii, anizeli ropa naftowa lub gaz ziemny. W przypadku wegla, na przyklad, duzo wysilków skierowano na roz¬ wiazanie problemów ochrony srodowiska, podczas jego wydobycia, transportu i spalania. Na przyklad, ryzyko utraty zdrowia i niebezpieczenstwa towarzy¬ szace wydobywaniu wegla zostaly znacznie zmniej¬ szone wraz z wprowadzeniem nowego ustawodaw¬ stwa regulujacego wydobywanie wegla. Ponadto, zbadano i udoskonalono liczne techniki, w celu uzyskania pelniejszego spalania wegla i uczynienia go odpowiedniejszym do spalania, a takze latwiej¬ szym w transporcie.Zgazowywanie i uplynnianie wegla stanowia dwie 10 takie znane techniki. Szczególowe opisy róznych procesów zgazowywania i uplynniania mozna zna¬ lezc, na przyklad, w Encyklopedii Technologii Che¬ micznej Kirka — Othmera, 3 wydanie (1980), tom II, strony 410—422 i 449—473. Na ogól, techniki te jednak, wymagaja wysokiego wkladu energii oraz stosowania wysokiej temperatury i wysokoscisnie- niowej aparatury, wskutek czego zakres ich wyko¬ rzystania jest ograniczony, a wartosc uzytkowa zmniejszona.Opracowano równiez sposoby czyniace wegiel po¬ datniejszym na uplynnianie. Jednym z nich jest sposób ujawniony w patencie St. Zjedn. Ameryki nr 4 033 852 (Horowitz i inni). Sposób ten polega 15 na chemicznej modyfikacji czesci powierzchni we¬ gla, w srodowisku rozpuszczalnika, co powoduje, ze taki wegiel jest podatniejszy na uplynnianie w rozpuszczalniku, anizeli jego postacie naturalne, wskutek czego mozna uzyskac za pomoca ekstrak- 20 cji dajacy sie uplynnic lepki produkt.Poza zgazowywaniem i uplynnianiem znane sa takze inne sposoby przeksztalcania wegla w postacie dogodniejsze do spalania i transportu. Opisano w literaturze, na przyklad, wytwarzanie mieszanin 25 wegiel-olej i wegiel-woda. Takie ciekle mieszaniny weglowe daja znaczne korzysci. Poza tym, ze daja sie latwiej transportowac anizeli suchy staly we¬ giel, to sa tez latwiejsze w magazynowaniu i mniej podatne na eksplozje wskutek samozaplonu. Ponad¬ to to, przeprowadzenie wegla w postac ciekla czyni go 138 9843 138 984 4 odpowiedniejszym do spalania w urzadzeniu kon¬ wencjonalnym uzywanym do spalania oleju opa¬ lowego. Taka zdolnosc moze znacznie ulatwic przej¬ scie z oleju opalowego na wegiel jako podstawowe zródlo energii. Typowe mieszaniny wegiel—olej i wegiel—woda oraz ich wytwarzanie ujawnione w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ame¬ ryki nr 3 617 095, w opisie patentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 3 762 887, w opisie pa¬ tentowym Stanów Zjednoczonych Ameryki nr 4 217109, w opisie patentowym Stanów Zjednoczo¬ nych Ameryki nr 4101 293 i brytyjskim opisie pa¬ tentowym nr 1523193.Jednakze, bez wzgledu na postac, w jakiej wegiel ostatecznie sie stosuje, wegiel lub produkty jego spalania trzeba oczyszczac, poniewaz zawieraja one znaczne ilosci siarki, zwiazków azotu i sub¬ stancji mineralnych, w których jest duzo zanie¬ czyszczen metalicznych. Podczas spalania substancje te przedostaja sie do srodowiska naturalnego w po¬ staci tlenków siarki, tlenków azotu i zwiazków me¬ tali. Zeby mozna bylo zaakceptowac wegiel jako zasadnicze zródlo energii, trzeba go oczyscic, w celu ochrony srodowiska przed skazeniem, oczyszczajac albo produkty spalania albo sam wegiel przed spa¬ laniem.W tym celu zostaly przebadane fizyczne oraz chemiczne sposoby oczyszczania wegla (wzbogaca¬ nie). Na ogól, fizyczne sposoby oczyszczania wegla polegaja na jego proszkowaniu zazwyczaj do takiej wielkosci ziarna, przy której uwalniaja sie zanie¬ czyszczenia. Jednakze, poniewaz koszty preparowa¬ nia wegla wzrastaja w sposób wykladniczy wraz z iloscia poddawanego obróbce mialu, istnieje opty¬ malna pod wzgledem ekonomicznym wielkosc ziarna.Ponadto, rozdrobnienie wegla nawet w ekstremal¬ nie wysokim stopniu moze nie prowadzic do usu¬ niecia wszystkich zanieczyszczen. W oparciu o fizycz¬ ne wlasciwosci, które wplywaja na oddzielanie we¬ gla od zanieczyszczen, fizyczne sposoby oczyszcza¬ nia wegla mozna na ogól podzielic na cztery kate¬ gorie: sposoby grawitacyjne, flotacyjne, magnetyczne i elektryczne. W przeciwienstwie do sposobów fi¬ zycznych, techniki chemicznego oczyszczania wegla sa jeszcze w bardzo wczesnym stadium rozwoju.Do znanych chemicznych technik oczyszczania wegla naleza, przykladowo, utleniajaca desulfury- zacja wegla (siarke przeksztalca sie przez utlenia¬ nie w powietrzu w postac rozpuszczalna w wodzie), lugowanie sola zelazowa (utlenianie siarki pirytowej siarczanem zelazowym) oraz lugowanie mieszanina nadtlenek wodoru — kwas siarkowy. Inne sposoby sa równiez ujawnione w wyzej cytowanej Ency¬ klopedii Technologii Chemicznej, tom 8, strony 314—322. Z opisu patentowego St. Zjedn. Ame¬ ryki nr 4 304 573 jest znany sposób flotacji piano¬ wej, w którym jako odczynniki flotacyjne stosuje sie zdolny do polimeryzacji monomer, katalizator polimeryzacji i olej opalowy jako nosnik.Chociaz z powyzszego wynika w sposób oczywi¬ sty, ze dokonano olbrzymich wysilków, aby uczy¬ nic wegiel bardziej uzytecznym zródlem energii, dalsza praca i ulepszenia sa ciagle potrzebne i po¬ zadane, zanim wegiel, jego mieszaniny i inne po¬ stacie stalego paliwa weglowego beda mogly byc zaakceptowane na szeroka skale jako zasadnicze zródla energii.Sposób wzbogacania wegla, w którym sporzadza sie wodny szlam weglowy przez sproszkowanie md- 5 neralnego wegla w obecnosci wody, wytworzony szlam miesza sie z mieszanina do obróbki po¬ wierzchni, zawierajaca monomer zdolny do polime¬ ryzacji, katalizator polimeryzacji i ciekly nosnik or¬ ganiczny, otrzymany tak hydrofobowy i oleofilowy wegiel oddziela sie, przemywa co najmniej jedno¬ razowo woda, po czym zmniejsza sie zawartosc wody w weglu, polega wedlug wynalazku na tym, ze w mieszaninie do obróbki powierzchni wprowa¬ dza sie ciekly nosnik organiczny rózny od oleju opalowego, wybrany z grupy zwiazków takich jak benzen, toluen, ksylen, nafta, dwumetyloformamid, czterowodorofuran, alkohol czterowodorofurfurylo- wy, dwumetylosulfotlenek, metanol, etanol, alkohol izopropylowy, aceton, keton metyloetylowy, octan etylu i ich mieszaniny.Korzystnie co najmniej jedno przemywanie woda wykonuje sie w obecnosci zwiazku takiego, jak zdolny do polimeryzacji monomer, katalizator poli¬ meryzacji, ciekly nosnik organiczny lub ich miesza¬ niny. Katalizator polimeryzacji wybiera sie z grupy skladajacej sie z katalizatora anionowego i katali¬ zatora kationowego.Sposób wedlug wynalazku dzieki wyeliminowaniu z mieszaniny do obróbki powierzchni oleju opalo¬ wego przynosi znaczne korzysci ekonomiczne przy zachowaniu wysokiej uzytecznosci.Uzyty w opisie termin „wzbogacenie" nalezy ro¬ zumiec jako sposoby oczyszczania lub innego usu¬ wania zanieczyszczen z substratu takiego jak we¬ giel oraz odzysk wegla ze strumieni wegla, taki jak na przyklad, odzysk wegla ze strumieni odpad¬ kowych w operacjach obróbki wegla i natezanie albo odwodnienie strumieni wegla lub zawiesin, polegajace, przykladowo, na usunieciu wody, przy¬ kladowo, w rurociagach z zawiesina wegla.W jednym z przykladów wykonania wynalazku, gdzie jako surowiec stosuje sie surowy wegiel ko¬ palny, korzystnie jest zmniejszyc poczatkowo sred¬ nice ziarna surowego wegla kopalnego lub innego stalego materialu weglowego do bardzo malego rozmiaru i usunac niepozadana skale, ciezki popiól i tym podobne materialy zebrane w procesie wy¬ dobycia. I tak, poddaje sie wegiel sproszkowaniu i wstepnemu oczyszczeniu, zwykle w obecnosci wody, z która wegiel tworzy zawiesine i/lub ulega wystarczajacemu zwilzeniu dla umozliwienia prze¬ plywu fluidalnego. Wegiel proszkuje sie przy wy¬ korzystaniu konwencjonalnych urzadzen takich jak na przyklad mlyny kulowe lub mlyny pretowe, la¬ macze i tym podobne.Jest na ogól pozadane, chociaz nie konieczne, sto¬ sowanie w niniejszym procesie, w operacji proszko¬ wania, pewnych dodatków kondycjonujacych. Takie 60 dodatki czynia popiól bardziej hydrofilowym, co ulatwia jego oddzielenie sposobem, który zostanie dalej omówiony. Do typowych dodatków, które sa uzyteczne w sposobie wedlug wynalazku naleza konwencjonalne nieorganiczne i organiczne srodki w dyspergujace, powierzchniowo czynne i/lub srodki 16 20 25 30 35 40 45 505 138 984 6 zwilzajace. Korzystnymi dodatkami sa weglan so¬ dowy, pirofosforan sodowy i tym podobne.Typowa zawiesina wegla w wodzie, otrzymana w operacji proszkowania jest zawiesina, w 'której stosunek wegla do wody wynosi od okolo 0,5: 1 do okolo 1:5, a korzystnie okolo 1 : 3 czesci wa¬ gowych. Jezeli stosuje sie opisane poprzednio, wod¬ ne dodatki sluzace do obróbki, to uzywa sie ich w malych ilosciach, zwykle od okolo 0,25 do okolo 5% ciezaru suchego wegla. Jest na ogól sprawa oczywista, ze wiecej zanieczyszczen zostaje uwol¬ nionych wraz ze zmniejszeniem rozmiaru czastek wegla, lecz na ogól stosuje sie ekonomiczne optir mum, które reguluje stopien proszkowania.W sposobach wedlug wynalazku mozna stosowac wegiel dowolnego rodzaju. Do typowych rodzajów naleza, przykladowo, wegiel kamienny, antracyt, lignit i tym podobne. Inne stale palne materialy weglowe takie jak, olej lupkowy, piaski smolowe, koks, grafit, odpady kopalniane, wegiel z hald od¬ padkowych, mial po obróbce wegla, mial weglowy z basenów lub odpadów kopalnianych i tym po¬ dobne nadaja sie takze do obróbki opisanym tu sposobem. Dlatego tez, do celów wedlug wynalazku, okreslenie „wegiel" obejmuje równiez te rodzaje innych stalych weglowych materialów palnych lub strumieni.Prowadzac opisany tu proces wzbogacenia, we¬ glowo-wodna zawiesine, zawierajaca sproszkowany wegiel, kontaktuje sie i miesza z mieszanina do obróbki powierzchniowej, skladajaca sie ze zdolnego do polimeryzacji monomeru, katalizatora polimery¬ zacji i niewielkiej ilosci cieklego nosnika organicz¬ nego.Jako skladnik mieszaniny sluzacej do obróbki powierzchni przez polimeryzacje mozna stosowac dowolny zdolny do polimeryzacji monomer. Chociaz wygodniejsze w uzyciu sa monomery, które sa cie¬ kle w temperaturze otoczenia i pod normalnym cisnieniem, mozna takze stosowac monomery gazo¬ we, które zawieraja podwójne wiazanie nienasy¬ cone, umozliwiajace polimeryzacje z takimi samymi lub róznymi czasteczkami. A zatem, monomery, które nadaja sie tu do stosowania, mozna przed¬ stawic wzorem XHC = CHX', w którym zarówno X jak i X' moga oznaczac atom wodoru wzglednie którykolwiek z wielkiej liczby rodników organicz¬ nych lub podstawników nieorganicznych. Przykla¬ dowo, do monomerów takich naleza etylen, propy¬ len, butylen, czteropropylen, izopren, butadien taki jak butadien-1,4, pentadien, dwucyklopentadien, oktadien, nienasycone frakcje ropy naftowej, styren, winylotoluen, chlorek winylu, akrylonitryl, meta- krylonitryl, akrylamid, metakrylamid, N-metylo- akrylamid, akroleina, kwas maleinowy, bezwodnik maleinowy, kwas fumarowy, kwas abietynowy i tym podobne.Korzystna klasa monomerów do celów wedlug wynalazku sa nienasycone kwasy karboksylowe, estry, bezwodniki lub ich sole, zwlaszcza takie, które mozna przedstawic wzorem R/CO/OR', w któ¬ rym R oznacza rodnik organiczny z nienasyconym wiazaniem podwójnym, korzystnie zawierajacy od okolo 2 do okolo 30 atomów wegla, a R' oznacza atom wodoru, kation tworzacy sól taki jak metal alkaliczny, metal ziem alkalicznych lub kation amo¬ nowy, wzglednie nasycony lub nienasycony z wia¬ zaniem etylenowym rodnik weglowodorowy, korzyst¬ nie zawierajacy od 1 do okolo 30 atomów wegla, 5 niepodstawiony albo podstawiony jednym lub kil¬ koma atomami chlorowca, grupami kwasu karbo- ksylowego i/lub grupami hydroksylowymi, w któ¬ rych atomy wodoru z grupy hydroksylowej moga byc zastapione nasyconymi i/lub nienasyconymi io grupami acylowymi, przy czym te ostatnie korzyst¬ nie zawieraja od okolo 8 do okolo 30 atomów wegla.Do specyficznych monomerów zgodnych z po^ przednim wzorem strukturalnym naleza nienasycone kwasy tluszczowe takie, jak kwas oleinowy, kwas 15 linolowy, linolenowy, rycynolowy, jedno-, dwu- i trójglicerydy, i inne estry nienasyconych kwasów tluszczowych takich jak: kwas akrylowy, kwas me- takrylowy, na przyklad metyloakrylan, etyloakry- lan, etyloheksyloakrylan, Hl-rz. butylóakrylan, olei- 20 noakrylan, metylometakrylan, oleilometakrylan, ste- aryloakrylan, stearylometakrylan, laurylometakry- lan, winylooctan, winylostearynian, winylomirysty- nian, winylolaurynian, nienasycony olej z nasion roslinnych, olej sojowy, kwasy zywiczne, odwodnio- 25 ny olej rycynowy, olej lniany, olej z oliwek, olej arachidowy, olej kukurydziany i tym podobne.Stwierdzono, ze do celów wedlug wynalazku szcze¬ gólnie korzystne sa olej talowy i olej kukurydziany.Specjalnie zalecany jest olej kukurydziany. 30 Ponadto wydaje sie oczywiste, ze mieszaniny za¬ wierajace zwiazki przedstawione powyzszym wzo¬ rem i zawierajace dodatkowo, na przyklad, nasycone kwasy tluszczowe takie, jak palmitynowy, stearyno¬ wy, itd. równiez moga byc brane pod uwage. Rów- 35 niez jako monomery mozna brac pod uwage ali¬ fatyczne i/lub polimeryczne pochodne ropy naftowej.Ilosc zdolnego do polimeryzacji monomeru bedzie sie zmieniac zaleznie od zadanego stopnia obróbki powierzchni. Na ogól jednakze, stosuje sie ilosci 40 monomeru od okolo 0,005 do okolo 0,1% wagowego, w stosunku do masy suchego wegla.Jako katalizatory uzywane sa w reakcji wzboga¬ cania wegla poprzez powierzchniowa obróbke, we¬ dlug wynalazku, stosuje sie którekolwiek z mate- 45 rialów, powszechnie stosowanych w reakcjach poli¬ meryzacji. Naleza do nich, przykladowo, kataliza¬ tory anionowe, kationowe lub wolnorodnikowe.Korzystne sa katalizatory wolnorodnikowe lub ukla¬ dy katalityczne (zaliczyc takze do nich mozna ka¬ so talizatory polimeryzacji addycyjnej, katalizatory po¬ limeryzacji winylowej lub srodki inicjujace poli¬ meryzacje). I tak, jako katalizatory wolnorodnikowe mozna stosowac, przykladowo, nieorganiczne i or¬ ganiczne nadtlenki takie jak nadtlenek benzoilu, 55 nadtlenek metyloetyloketon, nadtlenek wodórowo- -Ill-rz.-butylowy, nadtlenek wodoru, nadsiarczan amonowy, nadtlenek dwu-III-rz.-butylowy, nadben- zoesan Ill-rz.-butylowy, kwas nadoctowy oraz takie nienadtlenkowe wolnorodnikowe srodki inicjujace 60 jak zwiazki dwuazowe, na przyklad l,l'-bisazoizobu- tyronitryl i tym podobne.Do prowadzenia procesu sposobem wedlug wyna¬ lazku moze byc stosowana dowolna ilosc wyzej opisanych katalizatorów (na przyklad 1 funt na 65 tone suchego surowca weglowego).7 138 984 8 Ponadto, wolnorodnikowe uklady do polimeryzacji zwykle zawieraja wolnorodnikowe srodki inicjujace, których funkcja polega na pomocy w zainicjowaniu reakcji wolnorodnikowej. Do opisanych tu celów mozna stosowac dowolne znane zwiazki, jak na przyklad te, które ujawniono w opisie patentowym St. Zjedn. Ameryki nr 4 033 852, cytowanym w ni¬ niejszym opisie.Do tych srodków inicjujacych naleza szczególnie, rozpuszczalne w wodzie sole takie jak nadchloran sodu i nadboran sodu, nadsiarczan sodu, nadsiarczan potasu, nadsiarczan amonu, azotan srebra, rozpusz¬ czalne w wodzie sole metali szlachetnych takich jak platyna i zloto, siarczyny, azotany i inne zwiaz¬ ki zawierajace podobne utleniajace aniony, oraz rozpuszczalne w wodzie sole zelaza, niklu, chromu, miedzi, rteci, glinu, kobaltu, manganu, cynku, arse¬ nu, antymonu, cyny, kadmu i tym podobne. Szcze¬ gólnie korzystnymi srodkami inicjujacymi sa roz¬ puszczalne w wodzie sole miedzi, to jest sole mie- dziawe i miedziowe takie jak octan miedzi, siarczan miedzi i azotan miedzi, najkorzystniejsze rezultaty otrzymano stosujac azotan miedziowy, CU/NO3/2.Znanymi srodkami inicjujacymi sa sole zwiazków organicznych- z metalami, przewaznie sole kwasów organicznych z metalami albo zwdazków zlozonych zawierajacych kwasy organiczne takie, jak nafte- niany, talany, oktanlany itd., i inne organiczne roz¬ puszczalne sole metali przy czym tymi metalami moga byc miedz, chrom, rtec, glin, antymon, arsen, kobalt, mangan, nikiel, cyna, olów, cynk, ziemie rzadkie, mieszane ziemie rzadkie, ich mieszaniny oraz podwójne sole takich metali. Stwierdzono, ze szczególnie dobre i synergiczne rezultaty uzyskuje sie stosujac mieszanine soli miedzi i kobaltu, zwlaszcza azotanu miedziowego i naftentami ko¬ baltu, f Wolnorodnikowe srodki inicjujace stosuje sie w do¬ wolnej katalitycznej ilosci na ogól w zakresie od okolo 10—1000 ppm (czesci na milion) metalu wcho¬ dzacego w sklad (inicjatora, korzystnie 10—200 ppm w stosunku do ilosci suchego wegla.Mieszanina reakcyjna do obróbki powierzchni we¬ dlug wynalazku zawiera ciekly nosnik organiczny.Ten ciekly nosnik organiczny stosuje sie w celu ulatwienia kontaktu powierzchni czastek wegla z medium reakcji polimeryzacji. I tak, do cieklych nosników wchodzacych w zakres niniejszego wy¬ nalazku naleza: ciekle nosniki organiczne nie oparte na oleju opalowym takie jak weglowodory, na przy¬ klad benzen, toluen, ksylen, frakcje weglowodorowe, takie jak nafta, dwumetyloformamdd, czterowodoro- furan, alkohol czterowodorofurfurylowy, dwumety- losulfotlenek, metanol, etanol, alkohol, izopropylowy, aceton, keton metylówo-etylowy, octan etylu i tym podobne oraz ich mieszaniny.Ilosci cieklego organicznego nosnika stosowane w reakcji obróbki powierzchni wynosza na ogól od okolo 0,25 do okolo 5ty wagowych, w stosunku do masy suchego wegla.Reakcje obróbki powierzchni sposobem wedlug wynalazku wykonuje sie w srodowisku wodnym.Ilosc uzytej do tego celu wody wynosi na ogól od okolo 65*/o do okolo 95*/© wagowych, w stosunku do masy zawiesiny wegla.Warunki prowadzenia reakcji obróbki powierzchni beda, oczywiscie rózne, w zaleznosci od wlasciwosci zastosowanych reagentów i zadanych rezlutatów.Jednak, na ogól, mozna prowadzic polimeryzacje w dowolnych warunkach, które zapewnia utworze¬ nie hydrofobowej i oleofiilowej powierzchni na weglu. Mówiac dokladniej, typowymi warunkami reakcji sa, na przyklad, temperatury w zakresie od okolo 10°C do okolo 90°C, cisnienie atmosferyczne lub bliskie atmosferycznemu, a czas zetkniecia, to jest czas reakcji od okolo 1 sekundy do okolo 30 minut, korzystnie od okolo 1 sekundy do okolo 3 minut. Rekacje obróbki powierzchni korzystnie prowadzi sie w temperaturze od okolo 15°C do okolo 80°C i pod cisnieniem atmosferycznym w cia¬ gu okolo 2 minut. Jednak, na ogól lim dluzszy czas reakcji, tym wyrazniejsze rezultaty.W praktycznym stosowaniu sposobu wedlug wy¬ nalazku, mozna' kontaktowac wegiel ze skladnikami sluzacymi do obróbki powierrzchni, przy uzyciu róz¬ nych technik. Na przyklad, wedlug jednego ze spo¬ sobów podaje sie wodna zawiesine sproszkowanego wegla poprzez srodki natryskowe, na przyklad przez dysze, i do rozpylonego strumienia wegla w wodzie, dodaje sie skladniki do obróbki powierzchni, to jest zdolny do polimeryzacji monomer, katalizator polimeryzacji, srodek inicjujacy i ciekly nosnik or¬ ganiczny. Otrzymana rozpylona mieszanine wszyst¬ kich skladników wprowadza sie nastepnie do wod¬ nego medium znajdujacego sie w naczyniu do wzbogacania. W korzystnym przykladzie stosowania tej techniki, wodna mieszanine wegla o obrobionej powierzchni zawraca sie do tego samego naczynia przez powtórne doprowadzanie mieszaniny do na¬ czynia do wzbogacania przez co najmniej jeden ze wspomnianych wyzej srodków natryskowych.Zgodnie z inna odmiana, zawiesie wegla w wo¬ dzie i skladniki do obróbki powierzchni, to jest zdolny do polimeryzacji monomer, katalizator poli¬ meryzacji, srodek inicjujacy i ciekly nosnik orga¬ niczny miesza sie w zbiorniku mieszania wstepnego, po czym otrzymana mieszanine wtryskuje sie, na przyklad, przez dysze, do wodnego medium znaj¬ dujacego sie w naczyniu do wzbogacania. W trzeciej z kolei odmianie, otrzymana wodna mieszanine we¬ gla o obrobionej powierzchni, otrzymana w- naczy¬ niu do wzbogacania, zgodnie z poprzednio opisana druga odmiana, zawraca sie ponownie do tego sa¬ mego naczynia do wzbogacania przez co najmniej jeden ze wspomnianych wyzej srodków natrysko¬ wych.Gdy reakcja obróbki powierzchni jest ukonczona, hydrofobowe i oleofilowe czastki wzbogaconego we¬ gla wyplywaja na powierzchnie cieklej masy. Po¬ piól, majacy jeszcze wlasnosci hydrofilowe, wy¬ kazuje tendencje do osiadania d jest usuwany do fazy wodnej. I tak, wegiel, otrzymany w reakcji z wyzej opisana zdolna do polimeryzacji mieszanina sluzaca do obróbki powierzchni jest ekstremalnie hydrofobowy i oleofilowy, a zatem latwo wyplywa na powierzchnie fazy wodnej i oddziela sie od niej, co powoduje latwosc przemywania woda i wysoki odzysk wegla. Wyplywajacy na powierzchnie hy¬ drofobowy wegiel daje sie równiez latwo oddzielic od fazy wodnej (do oddzielania mozna stosowac, na 10 15 20 25 30 35 40 « GO 55 60 \9 138 984 10 przyklad, sito zgarniajace), która zawiera poptiól siarke i inne zanieczyszczenia, usuniete z wegla.Chociaz nie jest to w pelni zrozumiale i nie wiaze sie z zadna teoria, wierzy sie, ze reakcja polime¬ ryzacji sluzaca do obróbki powierzchni polega na powstawaniu polimerycznej powloki organicznej na powierzchni wegla wskutek szczepienia czasteczek polimerycznych bocznych lancuchów z czasteczkami wegla.W praktycznym stosowaniu sposobu wedlug wy¬ nalazku, wegiel o obrobionej powierzchni, korzyst¬ nie poddaje sie co najmniej jednemu dalszemu eta¬ powi przemywania, w którym faza lub fazy we¬ gla zdyspergowuje sie powtórnie jako zawiesine w swiezej wodzie myjacej, za pomoca dobrego mieszania stosujac na przyklad mieszalniki o wy¬ sokiej szybkosci. Wegiel o wstepnie obrobionej po¬ wierzchni korzystnie dodaje sie do wody myjacej pod cisnieniem rozpylajacym przez dysze natry¬ skowa tworzac w ten sposób drobne krople w po¬ wietrzu, które Kieruje sie w sposób wymuszony na i pod powierzchnie swiezej masy wody. W ten sposób, pewna ilosc powietrza wprowadza sie do ukladu.Wode mujaca i faze obrobionego wegla miesza sie dokladnie przez natryskiwanie, stosujac duza szybkosc mieszania i/lub scinanie wytworzone przez dysze natryskowa pracujaca pod cisnieniem wiek¬ szym od atmosferycznego. W ten sposób, hydro¬ fobowe czastki wegla wtryskuje sie w celu doklad¬ nego kontaktu z woda myjaca przez jedna lub wie¬ cej kryz dyszy natryskowej, uzyskujac przez to v inkluzje powietrza zarówno w czasie przejscia przez dysze jak i podczas uderzenia na granice faz i przejscia pod granice faz powietrze — woda w kapieli z wody myjacej.Znany jest skuteczny sposób i urzadzenie do oddzielania czastek wegla, po obróbce, od niepo¬ zadanego popiolu i siarki, w fazie wodnej, wyko¬ rzystujac technike napowietrzania natryskowego, w której faza piany weglowej tworzy sie za po¬ moca natryskiwania lub wtryskiwania zawiesiny obrobionego wegla w wodzie pod powierzchnie wody czyszczacej. Zgodnie z w/w sposobem, zawie¬ sine wegla wstrzykuje sie przez co najmniej jedna dysze natryskowa, korzystnie w postaci wydrazo¬ nego stozka, pod cisnieniami, pod powierzchnia wody, w pewnej odleglosci od niej, wywolujac na¬ powietrzanie i pienienie sie czastek wegla, co po¬ woduje, ze te czastki wyplywaja na powierzchnie wody, skad zostaja zgarniete.Opisane wyzej przemywanie mozna prowadzic traktujac zawiesine obrobionego wegla zwykla wo¬ da w temperaturach, od okolo 10° do okolo 90°C, korzystnie okolo 30°C, przy czym ilosc wody wynosi od okolo 99 do okolo 65% wagowych, w stosunku do ciezaru suchego surowca weglowego. Alterna¬ tywnie, do wody myjacej mozna równiez dodac dodatkowe ilosci któregoklowiek lub wszystkich opisanych wczesniej skladników do obróbki po¬ wierzchni, to jest zdolnego do polimeryzacji mono¬ meru, katalizatora, srodka inicjujacego, cieklego nosnika organicznego. Ponadto, warunki przemy¬ wania, na przyklad temperatura, czas zetkniecia, itd., stosowane przy uzyciu tych skladników moga byc takie same jak wówczas gdy stosuje sie jedynie wode wzglednie warunki przemywania moga byc takie same jak te, które wczesniej opisano odnosnie powierzchniowej obróbki wegla za pomoca miesza¬ niny do obróbki powierzchni. Oczywiscie, jesli po¬ trzeba, dodatki kondycjonujace wode mozna takze stosowac podzas etapów przemywania.Po przemyciu i/lub dodatkowej obróbce po¬ wierzchniowej, wzbogacony wegiel mozna latwo su¬ szyc do niskich zawartosci wody przy pomocy srod¬ ków mechanicznych takich jak: wirowanie, filtracja pod cisnieniem i pod próznia itd., dzieki czemu unika sie koniecznosci uzycia kosztownej energii cieplnej, do usuniecia pozostalej wody. Wzbogacony wegiel, otrzymany sposobem wedlug wynalazku, tak jak wyzej opisano, zawiera przewaznie od okolo 0,5f% do okolo 10% wagowych popiolu, w stosunku do ciezaru suchego wegla. Ponadto, zawartosc siarki wynosi od okolo 0,1% do okolo 4°/a wagowych, ko¬ rzystnie okolo 0,3 do okolo 2%, w stosunku do cie¬ zaru suchego wegla, a zawartosc wody wynosi od okolo 21% do okolo 25l0/a, korzystnie od okolo 21% do okolo 15% wagowych, w stosunku do ciezaru suchego wegla.Z tego wzgledu, wzbogacony wegiel mozna sto¬ sowac jako produkt opalowy o wysokiej wartosci energetycznej i zmniejszonej zawartosci popiolu i siarki. Ten wzbogacony produkt opalowy mozna uzytkowac w urzadzeniu z komora spalania o bez¬ posrednim zasilaniu.Aby umozliwic fachowcom lepsze zrozumienie praktycznego stosowania niniejszego wynalazku, podano ponizszy przyklad który ilustruje wynalazek ale go nie ogranicza.Przyklad: 500 g wegla A-82 Splashdam miele sie w ciagu 9,5 minuty w mlynie kulowym przy szybkosci 60 obrotów na minute. Otrzymuje sie material o roz¬ kladzie czastek 100% — 30 mikronów, 801% — 74 mikrony. W warunkach wysokotnacego kondy- cjonowania dodaje sie 0,23 kg/1000 kg H2Oa (czyli 2,5 ml 5%^wego roztworu), 0,45 kg/100 kg Cu/NO^/a (czyli 5 ml 5%-wego roztworu), 0,9 kg/1000 kg czyli 0,5 ml oleju kukurydzianego.Kondycjonowanie prowadzi sie w ciagu 30 sek przy predkosci obrotów 7 000 obrotów/minute. Na¬ stepnie dodaje sie 9,0 kg/1000 kg czyli 5,0 ml na 500 g ksylenu przy predkosci obrotów 3 000 obro¬ tów/min. i prowadzi sie kondycjonowanie w ciagu 1 minuty przy predkosci obrotów 7 000 obrotów/min.Uzyskana mieszanine przelewa sie do komory wzbo¬ gacania i przed usunieciem piany miesza sie z 0,14 kg/1000 kg butoksyetoksypropanolu. Wyniki analizy uzyskanego produktu i odpadów (pod katem zawartosci popiolu i odzyskanego wegla) przedsta¬ wiono w ponizszej tablicy.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wzbogacania wegla, w którym sporza¬ dza sie wodny szlam weglowy przez sproszkowanie mineralnego wegla w obecnosci wody, wytworzony szlam miesza sie z mieszanina- do obróbki po¬ wierzchni zawierajaca monomer zdolny do polime- 10 15 20 25 20 39 40 45 80 55 6011 138 984 Tablica Wegiel A-82 Splashdam z ksylenem 12 produkt | odpady surowiec próba sucha ciezar (g) 468.28 22.49 490.77 procentowa zawartosc uzyskanego wegla 97.48 wydajnosc (°/o wag.) 95.42 4.58 100.00 procento¬ wa za¬ wartosc popiolu 4.45 48.54 6.47 procento¬ wa za¬ wartosc wegla 95.55 51.46 93.53 gramy popiolu 20.84 10.92 31.76 procentowa zawartosc popiolu w surowcu 6.47 gramy wegla 447.44 11.57 459.01 procentowa zawartosc uzyskanego popiolu 65.62 34.38 100.00 procentowa zawartosc uzyskanego wegla 97.48 2.52 100.00 | popiól w produkcie (•%) 4.45 ryzacji, katalizator polimeryzacji i ciekly nosnik organiczny, otrzymany tak hydrofobowy ,i oleofilowy wegiel oddziela sie, przemywa co najmniej jedno¬ razowo woda, po czym zmniejsza sie zawartosc wo¬ dy w weglu, znamienny tym, ze w mieszaninie do obróbki powierzchni wprowadza sie ciekly nos¬ nik organiczny rózny od oleju opalowego, wybrany z grupy zwiazków takich jak: benzen^ toluen, ksy¬ len, nafta, dwumetyloformamid, czterowodorofuran, alkohol czterowodorofurylowy, dwumetylosulfotle- nek, metanol, etanol, alkohol izopropylowy, aceton, 20 25 keton metyloetylowy, octan etylu i ich mieszaniny. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze co najmniej jedno przemywanie woda wykonuje sie w obecnosci zwiazku takiego jak zdolny do poli¬ meryzacji monomer, katalizator polimeryzacji, cie¬ kly nosnik organiczny lub ich mieszaniny. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze w mieszaninie do obróbki powierzchni jako katali¬ zator polimeryzacji wprowadza sie katalizator z grupy skladajacej sie z katalizatora anionowego i katalizatora kationowego.Drukarnia Narodowa, Zaklad Nr 6, 610/16 Cena 100 zl PL