JPH021200B2 - - Google Patents

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JPH021200B2
JPH021200B2 JP2658682A JP2658682A JPH021200B2 JP H021200 B2 JPH021200 B2 JP H021200B2 JP 2658682 A JP2658682 A JP 2658682A JP 2658682 A JP2658682 A JP 2658682A JP H021200 B2 JPH021200 B2 JP H021200B2
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JP
Japan
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water
coal
weight
methacrylic acid
acrylic acid
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JP2658682A
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JPS58142983A (ja
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Tetsuo Ishizuka
Hiroshi Hotsuta
Yosha Nishimura
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Battelle Memorial Institute Inc
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Battelle Memorial Institute Inc
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Publication date
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Priority to US06/467,063 priority patent/US4437861A/en
Priority to AU11471/83A priority patent/AU549879B2/en
Priority to CA000421979A priority patent/CA1182415A/en
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  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
  • Liquid Carbonaceous Fuels (AREA)
  • Solid Fuels And Fuel-Associated Substances (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は微粉状の石炭のスラリーより石炭粒子
を選択的に凝集させて回収し、灰分を減らす石炭
の脱灰方法および該方法に用いる新規な凝集剤に
関する。 従来石油は安価なこと、発熱量が大きいこと、
液体であるため輸送等の取扱いが容易なこと等の
理由でエネルギー源として最も多く使用されて来
た。しかしながら近時石油価格の高騰と資源の枯
渇化により石炭が代替エネルギー源として再び注
目されるようになつた。 しかしながら石炭は周知のように炭素質の他
に、シリカとアルミナを主成分とする多量の粘度
灰分、および微量の種々の金属酸化物、硫化物か
らなる灰分を通常5〜25%含有する。これら不純
物は燃焼時残渣として残ることや、燃焼時環境に
排出すると有害な物質を発生する等の問題を生
じ、石炭の燃料としての利用価値を著しく損うも
のである。従つて石炭の品質を向上させるため、
一般に石炭中に含有する灰分を可能な限り除去す
るための脱灰操作が採られている。 現在まで良く知られている脱灰法としては、重
液選炭法、浮遊選炭法、オイルアグロメレーシヨ
ン(Oil Agglomeration)法、磁力による選別法
等が挙げられるが、いずれも満足な脱灰方法とは
いえない。このうち比較的有望視されているのは
オイルアグロメレーシヨン法で、この方法は微粉
炭の水性スラリーに、バインダーとして油分を加
え、石炭のみを選択的に凝集させ、ペレツト化さ
せるものである。しかしながら該方法はなお(1)無
視し得ない量の油分の添加を必要とする、(2)ペレ
タイズ時相当量のかくはんエネルギーが必要であ
る、(3)脱灰効果は一般に50〜60%であり、満足で
はない、(4)得られる脱灰炭は油分との混合物であ
り、再び水性スラリーとして輸送、燃焼に供する
ことはできない、等の欠点を有する。 これら欠点を解消するため、乳化剤を併用する
方法、油分を乳化して添加する方法、油分を二段
階で添加する方法、無機電解質を併用する方法、
油溶性ポリマーを併用する方法、これら各種方法
の組合せ等が各方面で盛んに検討されているが、
未だ満足な成果を挙げていない。 上記方法のほかに、より直接的な方法として、
特開昭54−16511に提案されているように、微粉
炭の水性スラリーにポリアクリル酸塩、ポリリン
酸塩の如き分散剤を添加し、灰分を選択的に沈降
除去する方法も試みられたが、この方法は沈降速
度のコントロールが困難であるため所期の目的を
達成し難く、満足な方法とはいえない。 さらに別の方法として、石炭に不飽和単量体を
化学的にグラフト重合し、石炭を親油性単物質と
して回収することが特開昭56−111062に提案され
ているが、新たな付加的原料を必要とし、かつ操
作が煩雑な割には満足な成果を挙げ得ない。 近年疎水性基を有する水溶性ポリマーが疎水性
の石炭粒子を選択的に凝集する凝集剤として注目
されており、具体的には分子量50万のポリエチレ
ンオキシド、アクリルアミド/アクリル酸メチル
共重合体を使用する報告があるが、これら凝集剤
の具備すべき基本的特性について未だ充分に解明
されていない。 本発明は上記のような従来法の欠点を持たな
い、安価で、簡単な操作で、高い脱灰率を達成す
ることができる石炭の脱灰方法および該方法に使
用する凝集剤を提供することを目的とする。 本発明は、微粉状の石炭の水性スラリーに水溶
性または水分散性高分子凝集剤を添加し、石炭を
選択的に凝集せしめて回収する石炭の脱灰方法に
関する。微粉状の石炭の水性スラリーは分散剤を
含んでいてもよい。 前記凝集剤は、構成単位が (A) 20℃における水に対する溶解度が15重量%以
上の後記A群から選ばれた不飽和親水性単量体
の少なくとも1種と、 (B) 20℃における水に対する溶解度が10重量%以
下の後記B群から選ばれた不飽和疎水性単量体
の少なくとも1種、 から構成され、AとBの比率がA/B=99/1〜
20/80(重量比)である分子量10万ないし3000万、
好ましくは50万ないし2000万の水溶性または水分
散性高分子を成分とするものである。 以上のような本発明によれば、油分を全く使用
することなく、大きなエネルギーを使用すること
なく、容易に、高効率で脱灰を行うことができ
る。例えば、一般的な石炭回収率90ないし100%
程度の条件下において、従来技術の脱灰率が50な
いし60%程度であるのに比し、本発明では70%以
上の高い率で脱灰できる。石炭回収率を低くする
と回収された石炭の脱灰率が大きくなるのが一般
的傾向であるが、本発明では石炭回収率を90%よ
り低くすると、従来技術では困難であつた90%以
上の脱灰率を達成することができる。回収された
石炭は油分を含まないため、輸送および燃焼に便
利な水性スラリーに再び調製することができる。 前記AおよびBの構成単量体を以下に示す。こ
れらの構成成分はA群およびB群の単量体を前記
の比率で直接常法により共重合させて得られる水
溶性高分子の形のほか、重合後例えば加水分解、
4級化等の化学反応によつて構成成分を含む水溶
性高分子へ変換された場合を含む。 A群(親水性単量体) (1) アクリル酸もしくはメタクリル酸のアミド
類、例えばアクリルアミド、メタクリル酸アミ
ド、ジアセトンアクリルアミド、2−アクリル
アミド−2メチルプロパンスルホン酸およびそ
の塩、N−メチロールアクリルアミド等 (2) アクリル酸、メタクリル酸およびそれらの水
溶性塩類またはエステル類、例えばアクリル
酸、メタクリル酸、それらのナトリウム塩、メ
タクリル酸2−ヒドロキシエチルエステル等 (3) アクリル酸もしくはメタクリル酸の第3級ア
ミノ低級アルキルエステルおよびその第4級ア
ンモニウム塩、例えばN,N−ジエチルアミノ
エチルメタクリレート等 B群(疎水性単量体) アクリル酸もしくはメタクリル酸のアルキルエ
ステル類、例えばアクリル酸メチル、アクリル酸
エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチ
ル、アクリル酸n−オクチル、アクリル酸2−エ
チルヘキシル、アクリル酸オクタデシル、メタク
リル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル
酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸
n−オクチル、メタクリル酸2−エチルヘキシ
ル、メタクリル酸オクタデシル等 前記のようにA群の親水性単量体とB群の疎水
性単量体の比率(A/B)は、重量比でA/B=
99/1〜20/80であるが、より好ましいのはA/
B=97/3〜40/60である。 AおよびBの配列はランダム、ブロツクのいず
れでもよい。 Bの比率が1%以下ではもはや本発明の効果は
期待できないし、Bの比率が80%以上では有効な
水溶性または水分散性が得られない。 水溶性高分子の分子量は10万ないし3000万、好
ましくは50万ないし2000万であり、この範囲のも
のが良好な効果を示す。 水溶性高分子の添加量は必要とする石炭の回収
率および脱灰率に応じて変動するが、通常微粉状
の石炭の水性スラリーに対し、0.1ppmないし1
重量%、好ましくは1ppmないし0.5重量%であ
る。0.1ppmを下廻る場合は凝集効果が発現しな
いし、また1重量%を上廻る場合はそれに比例し
た効果の上昇が見られないので不経済である。 本発明の実施に際し、必須ではないが水性スラ
リーは分散剤を含むことができる。分散剤を含む
ことにより水性スラリーは均質化され、また灰分
がより長時間サスペンシヨン中にとどまるのでよ
り効果的な脱灰が行われる。この目的に対し任意
の分散剤が使用できるが、例えばヘキサメタリン
酸ナトリウムなどの縮合リン酸塩系、ケイ酸ナト
リウム等のシリケート系、ポリアクリル酸ナトリ
ウム等のアクリレート系、ナフタレンスルホン酸
ナトリウム/ホルムアルデヒド縮合物等が使用し
得る。分散剤の添加量は、水性スラリーに対し、
5000ppm以下、好ましくは50ないし2000ppmが適
当である。過剰に添加すると凝集効果を阻害する
傾向がある。 脱灰は石炭を微粉状に粉砕し、水性スラリーの
形として実施する。 本発明を適用し得る石炭には、亜鉛、褐炭、亜
瀝青炭、瀝青炭、半無煙炭および無煙炭を含む。
また石炭鉱山から排出される石炭を含む洗浄廃水
も石炭源として利用できる。 本発明に使用される微粉状石炭は、適当な粉砕
機によつて乾式粉砕しても得られるが、炭塵爆発
を避けるためより安全には水中で湿式粉砕し、ス
ラリーを形成するのが好ましい。 石炭の粒度は微細なほど脱灰効果が良く、
150μ以下、好ましくは100μ以下とすることによ
り満足な脱灰率が得られる。 石炭微粉の水性スラリー中の固形分濃度(粉砕
前の石炭基準)は、通常60%以下、好ましくは2
ないし30%であり、スラリー濃度が高い程処理能
力は増大するが、脱灰効率が低下する。60%以上
の高濃度ではもはや本発明の効果は期待できな
い。 水性スラリーのPHは3ないし12、より好ましく
は弱アルカリ性の7ないし11が適当である。 本発明による脱灰方法は以下のように行うのが
好ましい。すなわち湿式粉砕により得られた微粉
炭の水性スラリーを所定の固形分濃度に調整した
後、分散剤を加える。分散剤は湿式粉砕時に添加
してもよい。PHを調整した後前記した水溶性高分
子を添加するが、その際水溶性高分子はあらかじ
め0.5%ないし5%程度のストツク水溶液として
用意しておくのがよい。水溶性高分子を原体の
まゝで添加すると完全に溶解するまで時間がかゝ
るからである。 水溶性高分子を添加する際およびその後比較的
ゆるやかなかくはんが必要で、通常添加終了後数
分以内に石炭粒子が凝集するので、静置後、例え
ば傾しや法により水切りし、脱灰炭を回収する。 脱灰炭は必要に応じ例えば遠心分離機を用いて
さらに脱水し、水分量を減らすこともでき、また
反対に比較的多量の分散剤を用いて再度流動性水
スラリーとすることもできる。 一方灰分は少量の未回収石炭と共に懸濁液中に
残留するが、石炭の回収率を上げるため必要があ
れば本発明の操作を再度この懸濁液に適用しても
よい。この場合連続化の方法を採ることもでき
る。 以下に本発明の実施例を示す。実施例中の比率
および%はすべて重量による。 実施例に使用した石炭の分析値を第1表に示
す。分析法はJIS M 8811〜8813による。
【表】
【表】 第1表の石炭をボールミルにて水と共に湿式粉
砕して微粒状の石炭水性スラリーを得た。微粒子
の粒度は第1表に示す如く殆んど大部分が46μ以
下であり、少なくとも全部が105μ以下であつた。 実施例 1 第1表の瀝青炭の水性スラリー(固形分濃度10
%)1を、6枚羽根のかくはん機と4枚のバツ
フルを備えた容器に採取した。水酸化ナトリウム
と硝酸を用いてPHを11.0に調節した後、ヘキサタ
リン酸ナトリウムを300ppmの濃度に添加し、
3000rpmで2分間かくはんし、均一なスラリーを
得た。 次に第2表記載の水溶性高分子の0.5%水溶液
(あらかじめ調整)を固形分換算で10ppmの濃度
に15秒間を要して添加した。添加終了後3000rpm
で1分間、1000rpmで2分間かくはんを続けた後
かくはんを止め、静置した。 凝集した石炭微粒子をデカンテーシヨンにより
水切りし、さらに遠心分離機中1000rpmで3分間
脱水した。得られた結果を第2表に示す。
【表】 原料炭中の石炭分
〓 回収脱灰炭中の灰分〓
脱灰率(%)=

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 微粉状の石炭の水性スラリーに、構成単位が (A) アクリル酸もしくはメタクリル酸のアミド
    類、アクリル酸もしくはメタクリル酸およびそ
    れらの水溶性塩類またはエステル類、アクリル
    酸もしくはメタクリル酸の第3級アミノ低級ア
    ルキルエステルおよびその第4級アンモニウム
    塩類より選ばれ、20℃における水に対する溶解
    度が15重量%以上である親水性単量体の少なく
    とも1種と、 (B) アクリル酸もしくはメタクリル酸のアルキル
    エステル類から選ばれ、20℃における水に対す
    る溶解度が10重量%以下である疎水性単量体の
    少なくとも1種、 とから構成され、前記AとBの比率が重量比で
    A/B=99/1ないし20/80である分子量10万な
    いし3000万の水溶性または水分散性高分子を添加
    して石炭を選択的に擬集せしめ、凝集した石炭を
    母液から分離し回収することを特徴とする石炭の
    脱灰方法。 2 微粉状石炭の水性スラリーが分散剤を含んで
    いる特許請求の範囲第1項のの方法。 3 水性スラリー中の固形分濃度が60重量%以下
    である特許請求の範囲第1項または第2項の方
    法。 4 水溶性または水分散性高分子の添加量が水性
    スラリーに対し0.1ppmないし1重量%である特
    許請求の範囲第1項、第3項または第4項の方
    法。 5 構成単位が (A) アクリル酸もしくはメタクリル酸のアミド
    類、アクリル酸もしくはメタクリル酸およびそ
    れらの水溶性塩類またはエステル類、アクリル
    酸もしくはメタクリル酸の第3級アミノ低級ア
    ルキルエステル類およびその第4級アンモニウ
    ム塩類より選ばれ、20℃における水に対する溶
    解度が15重量%以上である親水性単量体の少な
    くとも1種と、 (B) アクリル酸もしくはメタクリル酸のアルキル
    エステル類から選ばれ、20℃における水に対す
    る溶解度が10重量%以下である疎水性単量体の
    少なくとも1種、 とから構成され、前記AとBの比率が重量比で
    A/B=99/1ないし20/80である分子量10万な
    いし3000万の水溶性または水分散性高分子を成分
    とする脱灰のため微粉状石炭の水性スラリーへ添
    加される石炭の選択的凝集剤。
JP2658682A 1982-02-19 1982-02-19 石炭の品質改良方法 Granted JPS58142983A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH071997U (ja) * 1993-06-16 1995-01-13 シグマ紙業株式会社 絵替わりホルダー

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