BE563752A

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Publication number: BE563752A
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Description

Pour certaines préparations de chimie industrielle, il est nécessaire de disposer de fractions de charbon fortement enrichies en macéraux les plus résineux tels que la résinite et l'exinite, fractions qu'on observe au microscope comme formées à partir des spores et des cuticules des végétaux houillifiés.

On sait qu'on peut obtenir des concentrés de telles

fractions en employant les procédés mécaniques classiques par liqueurs denses, par flottation, par broyage sélectif ou même par séparation électrostatique. Mais on sait également que pour obtenir un concentré faiblement enrichi en un macéral quelcon- que, ces méthodes exigent des recyclages nombreux, ou des fractionnements successifs conduisant à des opérations coûteu- ses à faibles rendements. Aucune de ces méthodes ne permet d'ob- tenir un concentré nettement enrichi susceptible d'être employé tel quel industriellement pour ses propriétés particulières, parce qu'il est impossible de séparer mécaniquement l'exinite de la vitrinite, celle-ci formant une sorte de liant cimentant les autres macéraux.

L'objet de la présente invention est un procédé de préparation d'un concentré de houille fortement enrichi en exinite, lequel concentré peut servir de matière première chi- mique.

Un tel concentré plus riche possède des propriétés particulièrement intéressantes liées notamment aux caractéris- tiques résineuses de l'exinite et à sa forte teneur en hydrogène et en carbures benzéniques et naphtaléniques partiellement hydrogénés. Les applications de ce concentré sont nombreuses; on citera, par exemple les applications comme matières premières chimiques telles qu'appoint fusible pour la préparation des pâtes à cokes, matière carbonée pour la fabrication de cokes extra-purs et bien graphitisés, matières premières pour la préparation, par hydrogénation sous pression en présence de catalyseurs, de carbures aromatiques et aliphatiques avec un taux élevé pour ces derniers.

Le procédé de l'invention est caractérisé par le fait que l'on soumet un concentré enrichi en fractions résineuses, préparé suivant un procédé connu, à un traitement de dissolution par un phénol ayant une action sélective sur la vitrinite.

Suivant une variante on utilise pour le traitement de dissolution, tout solvant sélectif de la vitrinite, tels que certaines amines (éthylènediamine et phénylmorpholine, par exemple).

D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront plus clairement de la description faite ci-après et des exemples non limitatifs suivants :
Exemple 1 : On part d'un'lot de 100 Kg de charbon flam- bant gras à 38% de matières volatiles. Ce charbon, suivant les normes Afnor, a un indice de gonflement de 5 et un indice de dilatation nul, ce qui le range dans la classe VII Afnor, et le répertoire 632 suivant la classification internationale.

L'analyse macérale sous microscope de ce charbon in- .dique qu'il contient 77% de vitrinite, 18% d'exinite et 5% d'inertite.

Le charbon est broyé à l mm. On élimine les 40 Kg de particules de dimensions < 0,2 constituées, comme il est connu, ' principalement de vitrain associé à du fusain et à des matières minérales. Les 60 Kg restant sont séparés par liqueur dense (d = 1,20). On recueille la fraction la plus légère constituée de 20 Kg'de concentré résineux dont l'analyse macérale donne :
31,7% de vitrinite, 60,5% d'exinite et 7,8% d'inertite. Ce con- centré primaire contient 72% de l'exinite initiale.

On traite alors ce concentré pendant 9 h par de 1'of - naphtol à son point d'ébullition (279 C), qui a la propriété de mettre la vitrinite en solution en quelques heures tandis qu'il ne 'dissoudrait la totalité de l'exinite qu'en une trentaine d'heures. Après refroidissement, on dilue le produit global au moyen de pyridine, puis on filtre, ce qui permet de recueillir
14,7 Kg d'un concentré résineux qu'on lave au benzène pour élimi- ner la pyridine, puis'à l'eau acidulée et à l'eau pure. Le pro- duit final obtenu contient 74% d'exinite, 15% de vitrinite et.

11 % d'inertite. Ce concentré contient 84 % du concentré pri- maire et 60 % de l'exinite initiale.

Ce concentré a des propriétés tout à fait remarquables il se présente sous l'aspect d'une poudre brune de consistance plastique, facile à pastiller. Sa densité à l'eau est de 1,13 (la densité de l'exinite calculée par extrapolation est de 1,10). Sa teneur en matières volatiles est de 73,6 % et sa teneur en hydrogène est de 8 %. Le départ des matières volatiles s'ef- fectue dans un intervalle de température remarquablement étroit, entre 400 et 500 C. Le produit obtenu'a des propriétés cokéfian- tes très intéressantes : il est très fluide et peu gonflant au cours de la pyrolyse. Il peut constituer à ce titre un appoint. fusible pour la cokéfaction de pâtes à base de charbons peu fusibles et comme matière première pour la préparation de coke extra-pur, pour électrodes en raison de son aptitude à la graphitisation.

Les analyses du produit au spectrographe infrarouge révèlent une structure aromatique peu condensée caractérisée par une absorption du spectre relativement peu intense entre 700 et 1300 cm-1, On constate, au cours de cette analyse, deux bandes aromatiques à 725 et 870 cm-1, attribuables à des carbu- res benzéniques et naphtaléniques substitués, partiellement hydrogénés ou non. On constate également l'abondance relative des groupes cétone et aldéhyde.

Le produit obtenu a également des propriétés physico- chimiques remarquables. Il absorbe des quantités importantes des solvants classiques de la houille (pyridine, éthylène-dia- . mine, solutions aqueuses ou alcooliques alcalines notamment), mais il est très peu soluble dans ces solvants. Cette propriété de faible solubilité se conserve même après attaque acide, si bien que le résidu de cette attaque possède des propriétés d'échangeur d'ions nettement marquées.

Si on traite à sec le produit par hydrogénation à 360 C pendant 4 heures en autoclave sous 100 Kg de pression à froid en présence de sulfure de molybdène comme catalyseur, on obtient une sorte de brai soluble à 68% dans le benzène, alors que le produit non traité est pratiquement insoluble dans le benzène. On constate que le produit a des propriétés le rendant apte à la préparation par hydrogénation de carbures aromatiques et aliphatiques avec un taux particulièrement élevé de carbures aliphatiques.

Exemple'2 : On part d'un lot de 100 Kg de charbon flam- bant sec à 41 % de matières volatiles ayant les caractéristiques suivantes : indice de gonflement : 1 indice de dilatation : 0 Ce charbon est donc dans la classe VIII Afnor et répertorié 711 dans la classification internationale. Son analyse pétro- graphique montre qu'il contient 74% de vitrinite, ?0 % d'exinite et 6 % d'inertite.

Apres''broyage à 0,16 mm, le lot est traité dans un séparateur électrostatique constitué d'une série délectrodes planes et verticales distantes entre elles de 10 cm entre les- quelles règnent des différences' de potentiel continues de 10 000 V. Alimenté en produit à traiter au voisinage des élec- trodes'négatives,'le séparateur produit deux tranches. On ef- fectue le traitement par fractionnements successifs dans une série de séparateurs, puis on recueille à la fin la tranche correspondant aux produits les plus voisins des électrodes po- sitives. On retient ainsi 21,3 Kg de concentré résineux dont l'analyse macérale donne : 46 % de vitrinite, 52 % d'exinite, 2 % d'inertite. Ce concentré primaire contient 55 %.de l'exinite initiale.

Onle traite alors .sous azote pendant 8 h par de l'orthophénylphénol à 275 C. On obtient ainsi une dissolution

@ poussée de la vitrinite. Le résidu constitue le concentré final d'exinite qu'il suffit de laver successivement au benzène; à l'eau acidulée chlorhydrique, puis à l'eau ; on recueille 10,4 kg Ce produit contient 75 % d'exinite, 21 % de vitrinite et 4 % d'inertite. Ce concentré contient 71 % de l'éxinite du concentré primaire et 39 % de l'exinite initiale.

Ce concentré a des propriétés très voisines de celles du produit décrit dans l'exemple 1. Il peut avoir les mêmes applications.

Il va de soi que les exemples ci-dessus n'ont été donnés qu'à titre explicatif, et qu'on pourra appliquer les produits obtenus selon l'invention, à toute fin non décrite, sans sortir du cadre de l'invention.

Claims

RESUME A) Procédé de préparation de matières premières chi- miques à base de houille caractérisé par les points suivants pris isolément ou en combinaisons : 1) On traite par un solvant sélectif un concentré primaire de fractions résineuses tiré d'un charbon, pour augmen- ter la concentration en exinite.

2) Le solvant sélectif est un phénol.

3) Le solvant sélectif est une aminé telle, que l'é- thylènedimine ou la phényl-morpholine.

4) Le concentré primaire est la fraction légère résul- tant d'un traitement par liquide dense, avec ou sans centrifuga- tion.

5) Le concentré primaire est la fraction de refus d'un traitement par flottation.

6) Le concentré primaire est la fraction attirée par les électrodes positives d'un séparateur électrostatique.

7) Le concentré primaire est la fraction résineuse d'un traitement par broyage sélectif. <Desc/Clms Page number 7>

8) Le concentré primaire est obtenu par fractionne- ment successif par combinaison des moyens définis sous 4 à 7.

B) A titre de produits industriels nouveaux les produits et plus particulièrement : appoint fusible pour la préparation de pâtes à cokes, matière carbonée pour la fabrica- tion de cokes extra-purs et bien graphitisés, matière première pour la préparation, par hydrogénation sous pression en présence de catalyseurs, de carbures aromatiques et aliphatiques avec un taux élevé pour ces derniers, obtenus par le procédé spécifié sous A ; ainsi que tout produit présentant les mêmes caractéris- tiques et propriétés alors que fabriqué par tout autre procédé.