WO2012137893A1 - 石炭成型体 - Google Patents

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WO2012137893A1
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organic compound
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西田　美佳
鈴木　哲雄
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Kobe Steel Ltd
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Kobe Steel Ltd
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10L—FUELS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NATURAL GAS; SYNTHETIC NATURAL GAS OBTAINED BY PROCESSES NOT COVERED BY SUBCLASSES C10G OR C10K; LIQUIFIED PETROLEUM GAS; USE OF ADDITIVES TO FUELS OR FIRES; FIRE-LIGHTERS
    • C10L5/00—Solid fuels
    • C10L5/02—Solid fuels such as briquettes consisting mainly of carbonaceous materials of mineral or non-mineral origin
    • C10L5/06—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting
    • C10L5/10—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders
    • C10L5/14—Methods of shaping, e.g. pelletizing or briquetting with the aid of binders, e.g. pretreated binders with organic binders

Definitions

  • the present invention relates to a coal molding using low-grade coal, and particularly to a coal molding in which the initial strength after molding is high and the strength reduction during storage is suppressed.
  • Low-grade coal has abundant reserves, but because it contains a lot of moisture, it generates a small amount of heat during combustion. Such low-grade coal is improved in calorific value by removing moisture by drying such as heating in airflow or dehydration in oil. When drying low-grade coal, it is usually pulverized before drying in order to increase drying efficiency. And low-grade coal after drying is inferior in handling property if it is in powder form and inconvenient for transportation, etc., so it can be converted into briquettes (coal molded products) using a pressure molding machine such as a double roll press. Molded.
  • Patent Document 1 discloses a coal molded product containing molasses, a water-soluble polymer compound and the like as a binder (see Example 1).
  • Patent Document 2 describes a coal molded body (see Example 1) in which coal, polyvinyl alcohol and calcium oxide are mixed and molded in the presence of water and then cured by reaction. In this coal molding, the initial strength after molding was insufficient.
  • Patent Documents 3 and 4 describe a coal molded product in which waste plastic is mixed with coal. In these coal moldings, the content of waste plastic is high because it is used as fuel (see Paragraph [0042] Table 2 of Patent Document 3 and Paragraph [0009] of Patent Document 4). The initial strength of is insufficient.
  • Patent Document 5 describes a coal-molded product (see paragraphs [0020] and [0023], Table 3) obtained by heating and kneading a mixture containing coal and a thermoplastic at 170 ° C. to 210 ° C. Yes. However, since coal has low heat conduction, it becomes harder to cool as it becomes larger. Therefore, when the coal molded product is heated and kneaded at a high temperature of 170 ° C.
  • briquettes molded using a pressure molding machine are very hard immediately after molding, but brittle brittle progresses during handling such as transportation and storage outdoors, and powder generation occurs. was there.
  • the coal molded body in which the powder is generated has a problem that it can no longer be used because dust becomes a problem during use.
  • a molded coal using low-grade coal having high hydrophilicity tends to easily become brittle due to expansion due to moisture absorption or submergence, and tend to cause a reduction in briquette strength.
  • a binder suitable for a coal molded product using such low-grade coal has not been sufficiently studied.
  • the present invention is a coal molded body using low-grade coal, which has a sufficiently high initial strength immediately after molding, and has little deterioration in strength even if it receives a history of heating, moisture absorption, etc. during subsequent transportation and storage.
  • the purpose is to provide a body.
  • the coal molding of the present invention that has been able to solve the above-mentioned problem contains dehydrated low-grade coal, and a water-insoluble organic compound having a viscosity average molecular weight of 10,000 or more to bind the coal,
  • the content of the water-soluble organic compound is 0.1% by mass to 10% by mass.
  • the low-grade coal is preferably dehydrated in oil.
  • the particle size of the low-grade coal is preferably 3 mm or less.
  • the low-grade coal is preferably at least one selected from the group consisting of drought, bituminous coal, and subbituminous coal.
  • the coal molding of the present invention has a high initial strength immediately after molding, even though low-grade coal having high hydrophilicity is used, and suppresses a decrease in strength even when moisture is absorbed during subsequent storage. .
  • the coal molding of the present invention uses low-grade coal as coal, and contains a predetermined amount of a water-insoluble organic compound having a viscosity average molecular weight of 10,000 or more as a binder.
  • a water-insoluble organic compound having a viscosity average molecular weight of 10,000 or more as a binder.
  • the water-insoluble organic compound is an organic compound and is not water-soluble.
  • the solubility of the water-insoluble organic compound in water is 1 g / 100 g or less, preferably 0.5 g / 100 g or less, more preferably 0.1 g / 100 g or less.
  • the solubility is the mass (g) of an organic compound that can be dissolved in 100 g of water.
  • water-insoluble organic compound examples include polyolefins such as polyethylene and polypropylene; polystyrene; thermoplastic epoxy resin; thermoplastic phenol resin; Polyvinyl alcohol is water-soluble, but completely saponified polyvinyl alcohol is soluble in hot water, but its solubility in water at 25 ° C. is 1 g / 100 g or less.
  • polyolefin is preferable, and polyethylene is more preferable.
  • the viscosity average molecular weight of the water-insoluble organic compound is 10,000 or more, preferably 20,000 or more, more preferably 30,000 or more.
  • the viscosity average molecular weight is 10,000 or more, embrittlement can be prevented even when the coal molded body absorbs moisture.
  • the upper limit of a viscosity average molecular weight is not specifically limited, Usually, it is 1 million. A method for measuring the viscosity average molecular weight will be described later. In addition, what is necessary is just to refer to the catalog value, when using a commercial item as a water-insoluble organic compound.
  • Content of the said water-insoluble organic compound in the coal molding of this invention is 0.1 mass% or more, Preferably it is 0.3 mass% or more, More preferably, it is 0.5 mass% or more, More preferably, it is 0.7 It is 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, and particularly preferably 0.8% by mass or less.
  • the low-grade coal used in the present invention means a naturally occurring coal containing 20% by mass or more of water.
  • the low-grade coal include brown coal such as Victoria coal, North Dakota coal, and Belga coal; sub-bituminous coal such as West Banco coal, Vinungan coal, and Saramangau coal; and bituminous coal.
  • brown coal such as Victoria coal, North Dakota coal, and Belga coal
  • sub-bituminous coal such as West Banco coal, Vinungan coal, and Saramangau coal
  • bituminous coal bituminous coal.
  • lignite is highly hydrophilic and absorbs water and expands. For this reason, in the charcoal obtained by molding the lignite particles, each particle expands due to moisture absorption, and the grain boundary is easily peeled off, and is very fragile.
  • the particle size of the low-grade coal is preferably 3 mm or less, more preferably 2 mm or less, and even more preferably 1 mm or less.
  • the proportion of particles having a particle size of 0.5 mm or less is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and further preferably 80% by mass or more.
  • the smaller the particle size of the low-grade coal the higher the strength of the resulting coal molding.
  • the particle size of the low-grade coal can be adjusted by pulverization and classification using a sieve.
  • the proportion of particles having a particle diameter of 0.5 mm or less can be determined from the total mass of low-grade coal subjected to sieving and sieving with a sieve having a mesh size of 0.5 mm and the mass under the sieve.
  • the low-grade coal is used after being dehydrated.
  • the dehydration method include an in-oil dehydration method in which heat treatment is performed in oil, a heat treatment method in an inert atmosphere, and the like, and the dehydration method in oil is more preferable from the viewpoint of high moisture removal rate.
  • low-grade coal is mixed with petroleum light oil having a boiling point of 150 ° C. to 300 ° C., and the mixture is heated to 100 ° C. or more to evaporate and remove water in the low-grade coal. .
  • the low-grade coal after dehydration in oil is taken out of the petroleum-based light oil and then dried with hot air to remove the petroleum-grade light oil remaining in the low-grade coal.
  • the content of petroleum light oil in the low-grade coal is preferably 10% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, and further preferably 2% by mass or less.
  • the coal molded body of the present invention can be produced by mixing dehydrated low-grade coal and the water-insoluble organic compound and molding the resulting mixture.
  • Examples of the mixing method of the dehydrated low-grade coal and the water-insoluble organic compound include dry mixing and wet mixing. Among these, dry mixing is preferable because the moisture content of the obtained coal molding can be reduced.
  • a known mixer, ball mill, kneader, V-type mixer or the like may be used.
  • the volume average particle diameter can be measured with a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus.
  • an emulsion of a water-insoluble organic compound or an aqueous solution of a water-insoluble organic compound (heated and dissolved) is prepared, and the emulsion or aqueous solution and low-grade coal are mixed.
  • concentration of the water-insoluble organic substance in the emulsion or aqueous solution is preferably 10% by mass to 80% by mass.
  • a method for molding a mixture of low-grade coal and a water-insoluble organic compound is not particularly limited, and a known pressure molding apparatus such as a double roll press may be used.
  • the pressurizing pressure is preferably 98 N / mm 2 (1000 kgf / cm 2 ) or more, more preferably 147 N / mm 2 (1500 kgf / cm 2 ) or more, and further preferably 196 N / mm 2 (2000 kgf / cm 2 ) or more. is preferably not more than 588N / mm 2 (6000kgf / cm 2), more preferably 490N / mm 2 (5000kgf / cm 2) or less, and more preferably not more than 392N / mm 2 (4000kgf / cm 2).
  • Production Example 8 Using the low-grade coal whose particle size was adjusted as described above, compression molding was performed in the same manner as in Production Example 1 to produce a coal molded body.
  • the obtained coal molding had a diameter of 20 mm and a height of 15 to 18 mm.
  • the physical properties of the water-insoluble organic compounds shown in Table 1 are as follows. High density polyethylene (viscosity average molecular weight 10,000 or more, solubility 1g / 100g or less) Carboxyl group-modified polyolefin (viscosity average molecular weight 10,000 or more, solubility 1 g / 100 g or less) Epoxy resin emulsion (manufactured by Japan Epoxy Resin, "Epiletz (registered trademark) YL7162P", high molecular weight phenol-modified epoxy resin (viscosity average molecular weight 10,000 or more, solubility 1 g / 100 g or less), concentration 60 mass%) Completely saponified polyvinyl alcohol aqueous solution (concentration 20% by mass, dissolved in hot water) Viscosity average molecular weight 10,000 or more, solubility 1 g / 100 g or less stearic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, molecular weight 284) Oxid
  • the initial strength was determined by a split tensile test. Specifically, as shown in FIG. 1, the coal molded body 1 is tilted and sandwiched between two compression plates 2, and is 1 mm using a universal material testing machine (Instron, “4505 type”). Compressed in the direction of the arrow at a speed of / min, the load at which initial fracture occurred was defined as the maximum load. From the maximum load and the size of the coal molding, the tensile strength (initial strength) was calculated according to Equation 1.
  • the strength retention was determined from the following formula.
  • the initial strength is 0.78 N / mm 2 (8 kgf / cm 2 ) or more, and the strength retention after the weather resistance test is 80% or more, “ ⁇ ”, the initial strength is 0.78 N / mm 2 (8 kgf / cm 2 ) or more and strength retention of 60% or more and less than 80% “ ⁇ ”, initial strength of less than 0.78 N / mm 2 (8 kgf / cm 2 ), or strength retention of less than 60% Were marked " ⁇ ”.
  • Strength retention (%) 100 ⁇ strength after weather resistance test / initial strength
  • Production Examples 1 to 7 are cases where a water-insoluble organic compound having a viscosity average molecular weight of 10,000 or more was added as a binder, and it was found that all of them were excellent in initial strength and strength retention. Among these, when Production Examples 1 to 3 or Production Examples 4 and 5 are compared, it can be seen that the greater the amount added, the better the initial strength.
  • Production Example 8 is a case where no binder was used, but it was found that although the initial strength was excellent, the strength retention was very poor.
  • Production Examples 9 to 11 are cases where the molecular weight of the binder is less than 10,000, but all have poor initial strength.
  • Production Example 12 is a case where the binder is water-soluble, but although the initial strength is excellent, the strength retention is very poor.
  • the coal molding of the present invention is a coal molding using low-grade coal, and the initial strength immediately after molding is sufficiently high, and the strength decreases even if it receives a history of heating, moisture absorption, etc. during subsequent transportation and storage. There are few.

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Abstract

　本発明の石炭成型体は、脱水処理された低品位炭と、これを結合する粘度平均分子量が１万以上の非水溶性有機化合物とを含有し、前記非水溶性有機化合物の含有量が、０．１質量％～１０質量％であり、成型直後の初期強度が十分高く、その後の輸送や保管中に加温、吸湿等の履歴を受けても強度低下も少ない。

Description

石炭成型体
　本発明は、低品位炭を使用した石炭成型体に関するものであり、特に成型後の初期強度が高く、且つ、保管時の強度低下が抑制された石炭成型体に関するものである。
　低品位炭は、埋蔵量が豊富であるが、含有水分が多いために燃焼時の発熱量が小さい。このような低品位炭は、気流中加熱や油中脱水等の乾燥によって水分を除去することにより、発熱量の向上が図られている。低品位炭を乾燥させる場合、乾燥効率を上げるために、通常、乾燥前に粉砕される。そして、乾燥後の低品位炭は、粉体状のままではハンドリング性が悪く、輸送等にも不便であるので、ダブルロールプレス等の加圧成型機を用いて、ブリケット（石炭成型品）に成型される。
　このような石炭成型品が種々提案されており、例えば、特許文献１には、結合剤として糖蜜、水溶性高分子化合物等を含む石炭成型品（実施例１参照）が記載されている。しかし、結合剤として糖蜜や水溶性高分子を用いたものは、吸湿や水没による膨張で容易に脆化し、ブリケットの強度低下を起こしやすい。特許文献２には、石炭、ポリビニルアルコール及び酸化カルシウムを水存在下で混合し成型した後、反応により硬化させた石炭成型体（実施例１参照）が記載されている。この石炭成型体では、成型後の初期強度が不十分であった。
　特許文献３、４には、石炭に、廃プラスチックを混ぜた石炭成型品が記載されている。これら石炭成型体では、廃プラスチックを燃料として使用するために、その含有量が高くなっており（特許文献３の段落［００４２］表２、特許文献４の段落［０００９］参照）、そのため成型後の初期強度が不十分である。特許文献５には、石炭と熱可塑性プラスチックを含む混合物を、１７０℃～２１０℃で加熱混練した後、成型した石炭成型品（段落［００２０］、［００２３］表３、参照）が記載されている。しかし、石炭は熱伝導が低いため、大きな塊になるほど冷えにくくなる。よって、石炭成型品を１７０℃以上の高温で加熱混練した場合、成型後の石炭成型品を高温のまま空気中に出すと、自然発火するおそれがある。なお、酸素のない不活性雰囲気（窒素、アルゴン等）中で混練、冷却すれば自然発火を防止できるが、製造コストが高くなる。
日本国特開昭６１－２７１０２２号公報 日本国特開昭５９－２０６４９３号公報 日本国特開２０００－３１９６７４号公報 日本国特開２００１－３４２４７５号公報 日本国特開平１０－３０６２８８号公報
　しかしながら、加圧成型機を用いて成型したブリケットは、成型直後は非常に硬いものの、その後の輸送等のハンドリング、屋外での保管中に、ブリケットの脆化が進行し、粉の発生が起こることがあった。粉が発生した石炭成型体は、使用時に粉塵が問題となってしまうため、もはや使用できなくなるという問題があった。特に親水性が高い低品位炭を用いた石炭成型体では、吸湿や水没による膨張で容易に脆化し、ブリケットの強度低下を起こしやすい傾向がある。しかしながら、このような低品位炭を用いた石炭成型品に好適な結合剤について、十分に検討されていなかった。
　本発明は、低品位炭を使用した石炭成型体であって、成型直後の初期強度が十分高く、その後の輸送や保管中に加温、吸湿等の履歴を受けても強度低下の少ない石炭成型体を提供することを目的とする。
　上記課題を解決することができた本発明の石炭成型体は、脱水処理された低品位炭と、これを結合する粘度平均分子量が１万以上の非水溶性有機化合物とを含有し、前記非水溶性有機化合物の含有量が、０．１質量％～１０質量％であることを特徴とする。前記低品位炭は、油中脱水処理されたものが好ましい。前記低品位炭の粒子径は、３ｍｍ以下が好ましい。前記低品位炭は、渇炭、瀝青炭及び亜瀝青炭よりなる群から選択される１種以上が好適である。
　本発明の石炭成型体は、親水性の高い低品位炭を使用しているにもかかわらず、成型直後の初期強度が高く、且つ、その後の保管時に、吸湿した場合でも強度低下が抑制される。
圧壊試験における石炭成型体の設置状態を示す模式図である。
　本発明の石炭成型体は、石炭として低品位炭を使用したものであり、結合剤として粘度平均分子量１万以上の非水溶性有機化合物を所定量含有する。前記特定の非水溶性有機化合物を添加することにより、成型直後の初期強度を高めるだけでなく、その後の保管時に低品質炭が吸湿した場合でも結合力が低下せず、吸湿等の履歴を受けても強度低下が抑制される。
　前記非水溶性有機化合物は、有機化合物であって、水溶性でないものである。該非水溶性有機化合物の水（液温２５℃、大気圧下）に対する溶解度は１ｇ／１００ｇ以下であり、０．５ｇ／１００ｇ以下が好ましく、より好ましくは０．１ｇ／１００ｇ以下である。溶解度が低いほど、保管時の吸湿による強度低下を抑制することができる。ここで、溶解度とは、水１００ｇに対して溶解し得る有機化合物の質量（ｇ）である。
　前記非水溶性有機化合物としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン；ポリスチレン；熱可塑性エポキシ樹脂；熱可塑性フェノール樹脂；等が挙げられる。また、ポリビニルアルコールは水溶性であるが、完全鹸化型ポリビニルアルコールは、熱水には溶解するが、前記２５℃の水に対する溶解度は１ｇ／１００ｇ以下であるため、本発明において非水溶性有機化合物に含まれる。これらの中でも非水溶性有機化合物としては、ポリオレフィンが好ましく、より好ましくはポリエチレンである。
　前記非水溶性有機化合物の粘度平均分子量は１万以上、好ましくは２万以上、より好ましくは３万以上である。粘度平均分子量が１万以上であれば、石炭成型体が吸湿した場合でも、脆化を防止できる。なお、粘度平均分子量の上限は特に限定されないが、通常１００万である。前記粘度平均分子量の測定方法は後述する。なお、非水溶性有機化合物として、市販品を用いる場合には、そのカタログ値を参照すればよい。
　本発明の石炭成型体中の前記非水溶性有機化合物の含有量は０．１質量％以上、好ましくは０．３質量％以上、より好ましくは０．５質量％以上、さらに好ましくは０．７質量％以上であり、１０質量％以下、好ましくは５質量％以下、さらに好ましくは３質量％以下、特に好ましくは０．８質量％以下である。非水溶性有機化合物の含有量を上記範囲内とすることにより、初期強度が高く、保管時の強度低下が抑制された石炭成型体が得られる。
　本発明で使用する低品位炭とは、天然に存在し２０質量％以上の水分を含有するものをいう。前記低品位炭としては、例えば、ビクトリア炭、ノースダコタ炭、ベルガ炭等の褐炭；西バンコ炭、ビヌンガン炭、サラマンガウ炭等の亜瀝青炭；瀝青炭等が挙げられる。これらの中でも、褐炭は、親水性が高く、水を吸収して膨張する。そのため、褐炭の粒子を成型した成型炭では、吸湿により各粒子が膨張して粒界がはがれ易くなり、非常に脆化しやすい。このような渇炭の粒子を含有する石炭成型体に対して、非水溶性有機化合物を添加すると、粒子を結合するバインダーとしての役割だけでなく、粒子間の隙間を埋めて水分の浸入を防ぐという効果も奏する。よって、低品位炭として渇炭を用いた場合、本発明の脆化抑制効果がより顕著となる。
　前記低品位炭の粒子径は、３ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは２ｍｍ以下、さらに好ましくは１ｍｍ以下である。特に、低品位炭は、粒子径０．５ｍｍ以下の粒子の割合が５０質量％以上であることが好ましく、より好ましくは７０質量％以上、さらに好ましくは８０質量％以上である。低品位炭の粒子径が小さい程、得られる石炭成型体の強度が向上する。なお、低品位炭の粒子径は、粉砕、ふるいを用いた分級により調整できる。粒子径０．５ｍｍ以下の粒子の割合は、目開き０．５ｍｍのふるいによる分級を行い、ふるいにかけた低品位炭の全質量とふるい下の質量から求めることができる。
　前記低品位炭は脱水処理してから使用する。脱水処理された低品位炭を用いることにより、得られる石炭成型体の水分含有量が小さくなり、燃焼時の発熱量がより向上する。前記脱水処理方法としては、油中で加熱処理する油中脱水法、不活性雰囲気中で加熱処理する方法等が挙げられ、水分除去率が高いという観点から油中脱水法がより好ましい。
　油中脱水法は、例えば、低品位炭を沸点１５０℃～３００℃の石油系軽質油と混合し、該混合物を１００℃以上に加熱することにより低品位炭中の水を蒸発させて除去する。油中脱水後の低品位炭は、石油系軽質油中から取り出した後、熱風乾燥にかけて、低品位炭中に残存する石油系軽質油を除去する。この時、低品位炭中の石油系軽質油の含有量は１０質量％以下とすることが好ましく、より好ましくは３質量％以下、さらに好ましくは２質量％以下である。
　本発明の石炭成型体は、脱水処理された低品位炭と前記非水溶性有機化合物とを混合し、得られた混合物を成型することで作製できる。脱水処理された低品位炭と非水溶性有機化合物との混合方法としては、乾式混合、湿式混合が挙げられる。これらの中でも、得られる石炭成型体の水分含有量を低減できることから乾式混合が好ましい。
　前記乾式混合は、公知のミキサー、ボールミル、ニーダー、Ｖ型混合機等の混合機を用いればよい。乾式混合の場合には、あらかじめ前記非水溶性有機化合物を粉砕し、体積平均粒子径を５００μｍ以下に調整することが好ましく、より好ましくは１００μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以下である。なお、体積平均粒子径は、レーザ回折式粒度分布測定装置により測定できる。
　湿式混合は、非水溶性有機化合物のエマルジョン、又は、非水溶性有機化合物の水溶液（加温して溶解させたもの）を調整し、このエマルジョンや水溶液と低品位炭とを混合する。前記エマルジョン、水溶液における非水溶性有機物の濃度は１０質量％～８０質量％とすることが好ましい。湿式混合を採用した場合、後述する成型を行う前に、湿式混合に用いた溶媒を除去することが好ましい。
　低品位炭と非水溶性有機化合物との混合物を成型する方法は特に限定されず、公知のダブルロールプレス等の加圧成型装置を用いればよい。加圧圧力は、９８Ｎ／ｍｍ２（１０００ｋｇｆ／ｃｍ２）以上が好ましく、より好ましくは１４７Ｎ／ｍｍ２（１５００ｋｇｆ／ｃｍ２）以上、さらに好ましくは１９６Ｎ／ｍｍ２（２０００ｋｇｆ／ｃｍ２）以上であり、５８８Ｎ／ｍｍ２（６０００ｋｇｆ／ｃｍ２）以下が好ましく、より好ましくは４９０Ｎ／ｍｍ２（５０００ｋｇｆ／ｃｍ２）以下、さらに好ましくは３９２Ｎ／ｍｍ２（４０００ｋｇｆ／ｃｍ２）以下である。
　以下に実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記実施例によって限定されるものではなく、前・後記の趣旨に適合しうる範囲で適宜変更して実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
低品位炭の調製
　油中脱水された褐炭（水含有量３５質量％、油中脱水に使用した油の残存量２質量％）であり、粒子径を１ｍｍ以下、且つ、粒子径０．５ｍｍ以下の粒子の含有量を８０質量％以上のものを用意した。
製造例１～５、９～１２
　上記のように粒度を調整した低品位炭に対して、表１に示す含有量となるように、非水溶性有機化合物を添加し、ポットミルを用いて混合し、混合物を得た。
　得られた混合物を６．０ｇ計量し、窒素気流乾燥機（窒素流入量５Ｌ／ｍｉｎ）にて１５０℃、６０分間保持して加熱した。加熱された混合物を乾燥機から取り出し、直ちに圧縮成形を行って、石炭成型体を作製した。圧縮成形は、内径２０ｍｍのシリンダー状金型と、該シリンダー状金型と略同一径の内筒金型を使用し、加圧圧力は１９６Ｎ／ｍｍ２（２０００ｋｇｆ／ｃｍ２）とした。また、圧縮成型後の石炭成型体はすみやかに脱型した。得られた石炭成型体の直径は２０ｍｍ、高さは１５～１８ｍｍであった。
製造例６、７
　上記のように粒度を調整した低品位炭に対して、溶媒除去後の非水溶性有機化合物の含有量が表１に示す値となるように、エマルジョン又は水溶液を添加し、モーターに接続した攪拌翼を用いて混合し、混合物を得た。
　得られた混合物を６．０ｇ計量し、窒素気流乾燥機（窒素流入量５Ｌ／ｍｉｎ）にて１５０℃、６０分間保持して、溶媒を除去するとともに加熱した。加熱後の混合物を用いて製造例１と同様に圧縮成形を行い、石炭成型体を作製した。得られた石炭成型体の直径は２０ｍｍ、高さは１５～１８ｍｍであった。
製造例８
　上記のように粒度を調整した低品位炭を用いて、製造例１と同様に圧縮成形を行い、石炭成型体を作製した。得られた石炭成型体の直径は２０ｍｍ、高さは１５～１８ｍｍであった。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示した非水溶性有機化合物の物性は以下のとおりである。
高密度ポリエチレン（粘度平均分子量１万以上、溶解度１ｇ／１００ｇ以下）
カルボキシル基変性ポリオレフィン（粘度平均分子量１万以上、溶解度１ｇ／１００ｇ以下）
エポキシ樹脂エマルジョン（ジャパンエポキシレジン社製、「エピレッツ（登録商標）ＹＬ７１６２Ｐ」、高分子量フェノール変性エポキシ樹脂（粘度平均分子量１万以上、溶解度１ｇ／１００ｇ以下）、濃度６０質量％）
完全鹸化型ポリビニルアルコール水溶液（濃度２０質量％、熱水で溶解させたもの）粘度平均分子量１万以上、溶解度１ｇ／１００ｇ以下
ステアリン酸（和光純薬社製、分子量２８４）
酸化ワックス（三井ケミカル社製、「ハイワックス」、分子量２０００）
ワックス（日本精蝋社製、「Ｌｕｖａｘ（登録商標）２１９１」、分子量７００）
リグニンスルホン酸カルシウム（日本製紙ケミカル社製、「サンエキス（登録商標）Ｐ２０１」、水溶性）
　有機化合物の粘度平均分子量は、各材料をそれぞれが可溶な溶媒に溶解してポリマー希釈溶液を調製し、毛細管粘度計にてポリマー希釈溶液の固有粘度（［η］）を測定して、下記式から粘度平均分子量を求めた。式中、Ｍは粘度平均分子量、Ｋ、ａは定数を表す。
　　 ［η］＝ＫＭa
　得られた石炭成型体について、初期強度、耐候性試験後の強度を以下の方法で測定し、結果を表２に示した。
 ＜初期強度＞
　割裂引張試験により初期強度を求めた。具体的には、図１に示すように、石炭成型体１を倒して２枚の圧縮板２の間に挟み、万能材料試験機（インストロン社製、「４５０５型」）を用いて、１ｍｍ／ｍｉｎの速度で矢印の方向に圧縮していき、初期破壊の起こった荷重をもって最大荷重とした。最大荷重と石炭成型体のサイズから、式１によって引張強度（初期強度）を算出した。 
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 ［σｔ：引張強度（Ｎ／ｍｍ２）、Ｐ：最大荷重（Ｎ）、ｄ：石炭成型体の直径（ｍｍ）、ｌ：石炭成型体の長さ（ｍｍ）］ 
＜耐候性試験後の強度＞ 
　石炭成型体を、３０℃１００％ＲＨ環境に２４ｈｒ放置し吸湿させた後、上記初期強度の測定と同様にして引張強度を測定した。 
　初期強度と耐候性試験後の強度から、下記式より強度保持率を求めた。初期強度が０．７８Ｎ／ｍｍ２（８ｋｇｆ／ｃｍ２）以上、且つ、耐候性試験後の強度保持率が８０％以上のものを「◎」、初期強度が０．７８Ｎ／ｍｍ２（８ｋｇｆ／ｃｍ２）以上、且つ、強度保持率が６０％以上８０％未満のものを「○」、初期強度が０．７８Ｎ／ｍｍ２（８ｋｇｆ／ｃｍ２）未満、又は、強度保持率が６０％未満のものを「△」とした。
　　強度保持率（％）＝１００×耐候性試験後の強度／初期強度 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　製造例１～７は、結合剤として粘度平均分子量が１万以上の非水溶性有機化合物を添加した場合であるが、いずれも初期強度及び強度保持率に優れることがわかる。これらの中で製造例１～３、或いは、製造例４、５を比較すると、添加量が多いほど初期強度に優れることがわかる。
　製造例８は、結合剤を使用しない場合であるが、初期強度は優れるものの、強度保持率が非常に劣ることがわかる。製造例９～１１は、結合剤の分子量が１万未満の場合であるが、いずれも初期強度に劣る。製造例１２は、結合剤が水溶性の場合であるが、初期強度は優れるものの、強度保持率が非常に劣る。
　本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
　本出願は、２０１１年４月６日出願の日本特許出願（特願２０１１－０８４６３０）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本発明の石炭成型体は、低品位炭を使用した石炭成型体であって、成型直後の初期強度が十分高く、その後の輸送や保管中に加温、吸湿等の履歴を受けても強度低下も少ない。
１：石炭成型体、２：圧縮板

Claims (4)

  1. 　脱水処理された低品位炭と、これを結合する粘度平均分子量が１万以上の非水溶性有機化合物とを含有し、
    　前記非水溶性有機化合物の含有量が、０．１質量％～１０質量％であることを特徴とする石炭成型体。
  2. 　前記低品位炭が、油中脱水処理されたものである請求項１に記載の石炭成型体。
  3. 　前記低品位炭の粒子径が、３ｍｍ以下である請求項１又は２に記載の石炭成型体。
  4. 　前記低品位炭が、渇炭、瀝青炭及び亜瀝青炭よりなる群から選択される１種以上である請求項１～３のいずれか１項に記載の石炭成型体。
     
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