DD142891A5 - Verfahren und konditioniermittel zur gewinnung von feinkohle - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein verbessertes Verfahren zur Schaumflotation von Feinkohle. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren dieser Art, bei dem man als Konditionierungsmittel einen Bis-(alkyl)-ester eines SuI-fobernsteinsäuresalzes einsetzt,und zwar mit oder ohne Schäumer. Hit diesem Schäumer erzielt .man eine hohe Ausbeute bei geringem Aschegehalt.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen:
Feinkohle, welche im Kohlebergbau anfällt, hat eine Teilchengröße von etwa -28 Haschen/2,5 cm. Sie wird üblicherweise zur Gewinnung und zur Schwefelbeseitigung einer .Schaumflotation unterworfen. Bei dem herkömmlichen Verfahren wird die Feinkohle unter Verwendung eines Schäumers oder unter Verwendung einer Kombination eines Schäumers oder eines Öls schaumflotiert. Man erzielt dabei bei optimaler Dosierung des Schäuraers eine hohe Kohleausbeute, jedoch ist der Ascheanfall bei der Verbrennung "der isolierten Kohle höher als erwünscht. Dieser Aschegehalt verringert den BTU-Wert, d.h. den Heizwert,der Kohle und trägt zur Luftverschmutzung bei.
Ziel der Erfindung:
Es besteht daher ein erhebliches Bedürfnis nach verbesserten Schauinflotationsverfahren für Feinkohle mit verringertem Aschegehalt, ohne daß hierdurch die Ausbeute der Kohleisolierung herabgesetzt v/ird.
Darlegung des V/es ens der Erfindung:
Erfindungsgemäß v/ird ein Verfahren zur Gewinnung von Feinkohle geschaffen, bei dem man eine wäßrige Aufschlämmung der Feinkohle mit einer effektiven Menge eines Bis-(alkyl)-esters eines Sulfobernsteinsäuresalzes der
folgenden allgemeinen Strukturformel
H9C-C-OR
MSO,HC-C-OR 0
konditioniert, wobei R eine lineare oder verzweigtkettige Alkylgruppe mit etwa 3 bis 20 Kohlenstoffatomen ist und wobei M ein Kation ist, welches zu einem wasserlöslichen Salz führtf worauf man die konditionierte Aufschlämmung zur Gewinnung eines Kohlekonzentrats einer Schaumflotation unterwirft «,
Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu einer hohen Ausbeute an Kohlewerten und verringert überraechenderweise den Aschegehalt der gewonnenen Kohle. Der Bis-(alkyl)-ester des Sulfobernsteinsäuresalzes kann entweder allein verwendet werden oder in Kombination mit einem Schäumer oder einem Schäumer und einem Öl.
Erfindungsgemäß wird ferner ein Konditionierungsmittel für die Schaumflotation von Feinkohle geschaffen. Dieses enthält etwa 1 bis etwa 99 Gew.% eines Schäumers und etwa 99 bis etwa 1 Gew.% eines Bis-(alkyl)-esters eines Sulfobernsteinsäuresalzes der folgenden allgemeinen Strukturformel
H2C-C-OR MSOxHC-C-OR 0
wobei R eine lineare oder verzweigtkettige Alkylgruppe mit etwa 3 bis 20 Kohlenstoffatomen bedeutet und wobei M ein Kation bedeutet, welches zu einem wasserlöslichen Salz führt.
Das erfindungsgemäße,Konditionierungsmittel führt zu einer hohen Ausbeute an isolierter Kohle, und es verringert überraschenderweise den Aschegehalt der gewonnenen Feinkohle. Ferner kann man bei Verwendung dieses Mittels auf die Verwendung eines Öls als Extruder für / den Schäumer verzichten, und ferner werden hierdurch nachteilige Auswirkungen eines übermäßigen Öleinsatzes auf die Kohleisolierung ausgeglichen*
Das erfindungsgemäße Konditionierungsmittel umfaßt zwei wesentliche Komponenten t nämlich einen Schäumer und einen Bis-(alkyl)-ester einer Sulfobernsteinsäure. Man kann jeden üblichen Schäumer verwenden, welcher normalerweise zur Schaumflotation von Feinkohle verwendet wird. Solche Mittel 'umfassen z.B. Alkohole mit etwa 4 bis 12 Kohlenstoffatomen oder Gemische derselben, Cresylsäuren und Polyoxyalkylenglykoltypen. Vorzugsweise handelt es sich dabei um ein Gemisch von C^-Cg-Alkoholen.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Bis-(alkyl)-ester eines Sulfobernsteinsäuresalzes haben die folgende allgemeine Strukturformel
H2C-C-OR MSOxHC-C-OR 0
wobei R eine gerade oder verzweigtkettige Alkylgruppe mit etwa 3 bis 20 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise etwa 4 bis 13 Kohlenstoffatomen ist und wobei M ein Kation bedeutet, welches zu einem wasserlöslichen Salz führt, vorzugsweise Natrium, Kalium oder Ammonium.
Das Konditioniermittel enthält etwa 1 bis 99 Gew.Jo des Schäumers und vorzugsweise etwa 50 bis 75 Gew.?o des-
selben und entsprechend etwa 99 "bis 1 Gevi.% des Bis-(alkyl)-esters des Sulfobernsteinsäuresalzes und vorzugsweise etwa 50 bis 25 Gew.% desselben, wobei die Gewichtsprozentangaben auf das Gesamtgewicht des Schäumers und des Bis-(alkyl)-esters des Sulfobernsteinsäuresalzes bezogen sind, Falls erwünscht, können in dem Konditioniermittel Wasser und andere Verdünnungsstoffe enthalten sein.
Bei der Durchführung der Schaumflotation der Feinkohle wird eine wäßrige Aufschlämmung von feinen Teilchen bei dem herkömmlichen Verfahren mit einer v/irksamen Menge eines Schäumers' und gegebenenfalls eines Öls versetzt, und dann wird die Schaumflotation nach Standardverfahren durchgeführt. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine wäßrige Aufschlämmung der Feinkohle mit einer effektiven Menge des beschriebenen Konditioniermittels konditioniert und dann der Schaumflotation nach Standardverfahren unterworfen. Die v/irksame Menge variiert je nach der Art der Feinkohle und der Art der anderen Faktoren. Im allgemeinen variiert die effektive Menge im Bereich von etwa 4,5 g bis 900 g/t Feinkohle und vorzugsweise im Bereich von etwa 22,5 bis etwa 225 g/t Feinkohle. Normalerweise setzt man das Konditioniermittel in einer Menge ein,'welche im gleichen Bereich liegt wie bei der herkömmlichen Verwendung eines Schäumers allein. Öl ist im allgemeinen nicht im Schäumer der vorliegenden Erfindung erforderlich. Man kann jedoch Öl als zusätzlichen Extruder einsetzen. Der Öleinsatz geschieht in üblicher Weise. Geeignete Öle sind Mineralöle oder tierische oder pflanzliche Öle,. vorzugsweise handelt es sich um Brenne" 1 oder Heizöl.
Die Feinkohle fällt im Bergbau in Form einer wäßrigen Aufschlämmung mit schwankendem Kohlegehalt, gewöhnlich mit einem Kohlegehalt von etwa 2 bis 15 Gew.$S,an.
- 5 - α ι α
Eine so3„che Aufschlämmung wird während einer kurzen Zeitdauer mit dem Konditioniermittel oder einer Kombination desselben mit einem Öl konditioniert. Die Konditionierdauer kann wenige Sekunden bis wenige Minuten betragen und soll eine gleichförmige V-erteilung in der Aufschlämmung bewirken.
Nach der Konditionierung der Aufschlämmung wird diese dem üblichen Schaumflotationsverfahren unterzogen. Hierzu werden Luftbläschen in die Aufschlämmung eingeführt, wobei ein dichter Schaum auf der Oberfläche der Aufschlämmung gebildet wird. Die Luftbläschen hängen sich an die Kohleteilchen an und führen zu einem Auftrieb dieser Kohleteilchen, und die Teilchen werden dem Schaum einverleibt, v/elcher kontinuierlich von der Aufschlämmung abgestreift wird. Auf diese Weise werden die Kohleteilchen von den anderen Bestandteilen der Aufschlämmung getrennt und isoliert. Die gewonnene Kohle wird gewaschen, filtriert und getrocknet. Man erhält ein brennbares Material mit einem stark verringerten Aschegehalt. Typischerweise enthalten die unbehandelten Kohleteilchen h2% Asche, und dieser Aschegehalt wird'durch das erfindungsgemäße Schaumflotationsverfahren wesentlich herabgesetzt.
Ausführungsbeispiele:
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Alle Teilangaben und Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht, sofern nichts anderes angegeben wird.
Es wird eine Reihe von Schaumflotationen mit Feinkohle eines führenden Herstellers durchgeführt. Die Kohleteilchen haben einen Durchmesser von -28 Maschen/ 2,5 cm. Man verwendet eine 8,0%ige wäßrige Suspension der Rohkohle mit einem Aschegehalt von etwa 10%. Zum Vergleich (A) wird ein Gemisch von C^-Cg-Alkoholen als Schäumer verwendet. Ferner wird eine Anzahl von Bis-(alkyl)-estern von Natriurasulfosuccinat in der gleichen Dosierung wie der obige Schäumer eingesetzt. Eine zusätzliche Anzahl von Versuchen v/ird mit einer Kombination des herkömmlichen Schäumers und der Bis-(alkyl)-ester des Natriumsulfosuccinats durchgeführt«
Die Ergebnisse und Einzelheiten der Versuche sind in Tabelle I zusammengestellt.
Die Ergebnisse zeigen, daß man mit dem erfindungsgemäßen Konditioniermittel einen verringerten Aschegehalt erzielt und somit einen höheren Heizwert oder BTU-Wert der Kohle.
Tabelle^ Schautnflotation von Feinkohle
| Bei | Schäumer | 1 Menge | - | O | Bisester Menge | O | Kohleausbeute | Asche im Kohle |
| spiel Nr. | C4-C8-AIkOhOl | 0,15 | 0,2 | {%) | konzentrat (%) | |||
| Vergleich C4-C8-AIkOhol 0,2 | ?[ Il | 0,1 | - | 0,05 | 98,06 | 7,12 | ||
| 1 | - | O | Bis-(isobutyl) | 0,1 | 97,35 | 7,11 | ||
| 2 | C4-C8-AIkOhOl | 0,15 | It tt | 0,2 | 97,84 | 5,91 | ||
| 3 | I! It | 0,1 | It II | 0,05 | 98,13 | 5,46 | ||
| 4 | - | O | Bis-(amyl) | 0,1 | 96,53 | 5,53 | ||
| 5 | C^1-C8-AIkOhOl | 0,15 | !I ti | 0,2 | 97,99 | 5,71 | ||
| 6 | tt ti | 0,1 | Il tt | 0,05 | 97,98 | 5,52 | ||
| 7 | - | O | Bis-(hexyl) | 0,1 | 97,10 | 4,97 | ||
| 8 | C4-C8-AIkOhOl | 0,15 | II Il | 0,2 | 97,69 | 5,83 | ||
| 9 | t! ti | 0,1 | tt I! | 0,05 | 96,84 . | 5,76 | ||
| 10 | - | O | Bis-(cyclohexyl) | 0,1 | 93,52 | 5,04 | ||
| 11 | C4-C8-AIkOhOl | 0,15 | Il ti | 0,2 | 97,90 | 5,66 | ||
| 12 | ti Il | 0,1 | ti Il | 0,05 | 96,62 · | 5,04 | ||
| 13 | - | O | Bis-(2-äthylhexyl) | 0,1 | 69,17 | 4,39 | ||
| 14 | C4-C8-AIkOhOl | 0,15 | 11 Il | 0,2 | 96,66 | 3,60 | ||
| 15 | It !) | 0,1 | tt tt | 0,05 | 95,97 | 5,05 | ||
| 16 | Bis-(isodecyl) | 0,1 | 85,11 | 5,08 | ||||
| 17 | It It | 97,50 | 5,52 | |||||
| 18 | Il ti | 95,46 | 5,27 | |||||
Bemerkungen: (1) 450 g/t Kohle; (2) Bis-(ester) von Natriumsulfosuccinat
-ο - ^ I 4. & 'ΐ &
Eine weitere Reihe von Schaumflotationen wird durchgeführt, um zu zeigen, daß das erfindungsgemäße Konditionierraittel bei herkömmlichen Schäumer-Öl-Kombinationen das Öl ersetzen kann. Dabei wird die zu behandelnde Feinkohle von einer anderen Quelle bezogen. Man erhält eine Aufschlämmung mit einem Gehalt von etwa 4,6% Rohkohle und etwa 42,0% Asche. In einem Vergleichsversuch (B) wird die Kohleaufschlämmung lediglich unter Zusatz eines C^- Cg-Alkoholgemisches schaumflotiert. Bei einem weiteren Vergleich (C) setzt man ein Gemisch eines C/-Cg-Alkohol-Schäumers und eines Heizöls Nr. 2 ein. Bei den erfindungsgemäßen Versuchen setzt man Natrium->bis-(tridecyl)-sulfosuccinat anstelle des Öls in Vergleichsversuch (C) ein. Die Ergebnisse sind in Tabelle II zusammengestellt.
Beisp. Schäumer Heizöl Nr.2 Bis~(tride- Kohle·=· Asche Nr. Dosis Dosis cyl)-ester aus-(450 g/t) (450 g/t) Dosis beute
| Vgl. | 19 | B | 0 | ,4 |
| Il | C | 0 | ,4 | |
| 0 | ,4 |
0 0 77,61 10,06
1,0 0 87,72 11,21 0 0,14 84,26 10,14
Bemerkungen: (1) C--Cg-Alkoholgemisch
(2) Natrium-bis-(tride cy1)-sulfο sue cinat.
Die Ergebnisse zeigen, daß man mit einer geringen Menge eines Bis-(alkyl)»esters eines Sulfobernsteinsäuresalzes eine größere Menge Heizöl in wirksamer V/eise ersetzen kann.
Es wird die gleiche Feinkohleaufschlämmung wie in Beispiel 19 verwendet. In einem Vergleichsversuch (D)
. - 3 - dl ZZ42
wird die Menge des Ö3s gegenüber dem Vergleichsversuch (C) erhöht. Ferner wird in einem v/eiteren Versuch das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt, wobei eine geringe Menge des Bis-(alkyl)-esters des Beispiels 19 der Kombination des Schäumers und des Heizöls zugesetzt wird. Die Ergebnisse der Versuche sind in Tabelle III zusammengestellt,
Tabelle III .
Beispu Schäumer Heizöl Nr.2 Bis-(tride- Kohle- Asche
Nr. Dosis Dosis cyl)-ester ausbeu-
(450 g/t) (450 g/t) Dosis te
. 1 (450 g/t) {%) (%)
Vgl.D 0,4 2,0 0 79,65 10,14 20 0,4 2,0 0,14 87,63 11,07
Bemerkungen: siehe Tabelle II.
Die Ergebnisse zeigen, daß man durch Zusatz des Bis-(alkyl)-esters des Sulfobernsteinsäuresalzes die nachteiligen Effekte eines Ölüberschusses auf die Kohlegewin» nung kompensieren kann.
Claims (11)
1. Verfahren zur Gewinnung von Feinkohle, dadurch gekennzeichnet, daß man eine wäßrige Aufschlämmung von Feinkohle mit einer effektiven Menge eines Bis-(alkyl)-esters eines Sulfobernsteinsäuresalzes der folgenden allgemeinen Strukturformel
O H2C-C-OR
MSOxHC-C-OR O
konditioniert, wobei R eine lineare oder verzweigtkettige Alkylgruppe mit etwa 4 bis 20 Kohlenstoffatomen und M ein Kation zur Bildung eines wasserlöslichen Salzes bedeuten, worauf man die konditionierte Aufschlämmung zur Gewinnung eines Kohlekonzentrats einer Schaumflotation unterzieht.
2. Verfahren nach Punkt 15 dadurch gekennzeichnet, daß man als Bis-(alkyl)-ester eines Sulfobernsteinsäuresalzes den Bis~(isobutyl)-ester, den Bis-(amyl.)-ester, .den Bis»(hexyl)-ester, den Bis-(cyclohexyl)-ester, den Bis-(2~äthylhexyl)-ester oder den Bis-(isodecyl)-ester von Natriumsulfosuccinat einsetzt.
3« Verfahren nach einem der Punkte 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zusätzlich zu dem Bis-(ester) des Sulfobernssinsäuresalzes eine wirksame Menge eines Schäumers einsetzt.
4. Verfahren nach Punkt 3, dadurch gekennzeichnet, daß man al
verwendet.
daß man als Schäumer ein Gemisch von C^-Co-Alkoholen
5. Verfahren nach einem der Punkte 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zusätzlich zu dem Bis-(alkyl)-ester des Sulfobernsteinsäuresalzes und zusätzlich zu dem Schäumer eine wirksame Menge eines Öls einsetzt.
6. Verfahren nach Punkt. 5, dadurch gekennzeichnet, daß man als Bis-(alkyl)-ester des Sulfobernsteinsäuresalzes den Bis-(tridecyl)-ester von Natriumsulfosuccinat einsetzt, daß man als Schäumer ein Gemisch von C^-Co-Alkoholen einsetzt, und daß man als Öl ein Heizöl oder Brennöl Nr. einsetzt.
7. Konditionierungsmittel für die Schaumflotation von Feinkohle, gekennzeichnet durch etwa 1 Ms etwa 99 Gew.% eines Schäumers und etwa 99 bis etwa 1 Gew.% eines Bis-(alkyl)-esters eines Sulfobernsteinsäuresalzes der folgenden allgemeinen Formel
0 H9C-C-OR
MSCUHC-C-ÖR 0
v/obei R eine lineare oder verzweigtkettige Alkylgruppe mit etwa 3 bis 20 Kohlenstoffatomen bedeutet und v/obei M ein Kation zur Bildung eines wasserlöslichen Salzes bedeutet.
8. Konditionierungsmittel nach Punkt 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Bis-(alkyl)-ester eines Sulfobernsteinsäuresalzes der Bis-(isobutyl)-ester, der Bis-(amyl)-ester, der Bis-(hexyl)-ester, der Bis-(cyclohexyl)~esteri der Bis-(2-äthylhexyl)-ester oder der Bis-(isodecyl)-ester von Natriumsulfosuccinat ist.
9. Konditionierungsmittel nach einem der Punkte 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Schäumer ein Gemisch aus CV-Cg-Alkoholen ist.
10. Konditionierungsmittel nach einem der Punkte 7 bis 9, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt an einem Öl.
11. Konditionierungsmittel nach Punkt 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Öl ein Heizöl ist.
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