JPH057795A - スパイラル選鉱機を用いた石炭の選別方法 - Google Patents

スパイラル選鉱機を用いた石炭の選別方法

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JPH057795A
JPH057795A JP16465391A JP16465391A JPH057795A JP H057795 A JPH057795 A JP H057795A JP 16465391 A JP16465391 A JP 16465391A JP 16465391 A JP16465391 A JP 16465391A JP H057795 A JPH057795 A JP H057795A
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Toru Yamashita
亨 山下
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な装置構成で選別精度を向上することが
でき、高灰分の石炭が供給された場合でも、低灰分の精
炭を安定して生産できる石炭の選別方法を提供する。 【構成】 高灰分の微粉炭についてスパイラル選鉱機
2,4で二段の選別を行う。その1段目におけるスパイ
ラル単位長さあたりのスラリー流量を15〜25トン/
時・m,スラリー濃度を20〜50重量%に、2段目に
おけるスパイラル単位長さあたりのスラリー流量を20
〜30トン/時・m,スラリー濃度を5〜30重量%に
する。1段目のスラリー流量は2段目のスラリー流量よ
り少なくする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はスパイラル選鉱機を用い
た石炭の選別方法に関し、詳しくは粒径2mm以下の高灰
分の微粉炭をスパイラル選鉱機で処理して効率よく選別
する方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】スパイ
ラル選鉱機は、設置面積の割に処理能力が高く、操業コ
ストも低く抑えられることから、微粉炭の選別に盛んに
実用化されている。しかしその一方で、選別精度がシャ
ープでなく、特に高灰分の石炭が供給された場合には、
紛れ込みにより精炭品位が大幅に悪化してしまう問題が
あった。すなわち、低灰分の精炭を収率を下げることな
く回収するためには、高比重分の紛れ込みを抑えると同
時にシャープな分離を行い、低比重分がボタ側に逃げる
のを制御することが重要であるが、スパイラル選鉱機に
供給するスラリー流量を増すと高比重分の紛れ込みが激
しくなり、スラリー濃度を増すと分離のシャープさが損
なわれてしまう。
【0003】そのため、選別精度を向上させ、鉱物質の
紛れ込みを極力抑えることにより、原炭の灰分に関係な
く低灰分の精炭を安定して生産することのできるプロセ
スが求められている。
【0004】一方、上述のスパイラル選鉱機は、通常、
一段の処理で用いられるが、中間産物から精炭を回収す
るため、これをもう一度スパイラル選鉱することは一般
的に知られている。またクロマイト,ルチル,ジルコ
ン,イルメナイト等の重鉱物を回収する際に、精鉱を二
段処理する方法が提唱されている(Ritchie, I.C., and
Glen, J., 1983 "Testwork with FGL and CC Spirals o
n Heavy Mineral Sands"Vickers Fine Minerals Engine
ering, Internal Report No.61) 。
【0005】しかしながら、スパイラル選鉱機を複数段
用いて選鉱処理を行っても、各段のスラリー濃度,スラ
リー流量を同一として行う通常の多段処理では、精炭品
位の向上には寄与するが、スパイラルの設置基数が多く
なるのが問題であった。
【0006】そこで本発明者は、上記従来技術の問題点
を解消し、簡単な装置構成で選別精度を向上することが
でき、高灰分の石炭が供給された場合でも、低灰分の精
炭を安定して生産できる石炭の選別方法を開発すべく鋭
意研究を重ねた。その結果、スパイラル選鉱機の二段処
理において、供給する原料炭のスラリー流量及びスラリ
ー濃度を制御することにより、上記目的を達成できるこ
とを見出した。本発明はかかる知見に基づいて完成され
たものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、粒
径2mm以下の高灰分の微粉炭をスパイラル選鉱機で処理
して選別するにあたり、スパイラル選鉱処理を二段で行
い、その1段目におけるスパイラル単位長さあたりのス
ラリー流量を15〜25トン/時・m,スラリー濃度を
20〜50重量%に、2段目におけるスパイラル単位長
さあたりのスラリー流量を20〜30トン/時・m,ス
ラリー濃度を5〜30重量%にするとともに、1段目の
スラリー流量を2段目のスラリー流量より少なくするこ
とを特徴とするスパイラル選鉱機を用いた石炭の選別方
法を提供するものである。
【0008】本発明の対象となる石炭は、通常の炭鉱か
ら採掘された原炭である。この原炭には、一般に炭質分
以外に土砂をはじめとする鉱物質(ボタ)が含まれてい
るが、このようなボタが多量に含まれていると、分離除
去するのが困難である。本発明は、比重2.0以上の高比
重物が20重量%以上含まれ、灰分の高い石炭に対して
特に有効である。
【0009】図1は本発明の選別方法を示す工程図であ
る。まず高灰分の原炭は、適当な粉砕装置で粒径2mm以
下の微粉炭に粉砕され、低濃度の水スラリーとしてサイ
クロン1に供給される。サイクロン1では、次の第1ス
パイラル選鉱機2における選鉱処理に適したスラリー濃
度に調節される。すなわち、サイクロン1に供給する水
スラリーの流入圧力を調整することにより、過剰の水を
サイクロン上部から系外に排出し、適度なスラリー濃度
として次の第1スパイラル選鉱機2に原料を供給するこ
とができる。
【0010】ここで、スパイラル選鉱機は、図2に示す
ように、螺旋状の流路10にスラリー状の原料混合物を
流下させ、そのときの遠心力により外側に低比重の石炭
を濃縮し、内側に灰分の高い高比重の粒子を濃縮して分
離するように形成されている。螺旋状の流路10の途中
には、流路の幅方向を仕切る分離板(スプリッター)1
1,12が設けられており、外側の精炭Cと、中間部の
中間産物Mと、内側のボタRとの3成分に分離される。
なお、本発明においては、スパイラル選鉱機の形式は特
に限定されるものではなく、各種形式のスパイラル選鉱
機を用いることが可能である。
【0011】このスパイラル選鉱機におけるスラリー流
量は、スパイラル選鉱機の形式により異なるが、ここで
は、単位長さあたりの流量で規定する。単位長さあたり
の流量とは、スパイラル1巻へのスラリー供給量を、ス
パイラル下端のスプリッター直前の半径(スラリーが流
れる部分のみ)で割った値と定義する。単位はトン/時
・mで表わす。
【0012】前記第1スパイラル選鉱機2にスラリー流
量は、単位長さあたり15〜25トン/時・m、好まし
くは15〜20トン/時・mである。このスラリー流量
は、高比重物の紛れ込みに大きく影響するので、正常な
流れを保てる範囲でできるだけ低い方が好ましい。スラ
リー流量が15トン/時・m未満だと、スラリー層の厚
さが薄くなりすぎて流れが不安定になる。
【0013】また、スラリー濃度は、20〜50重量
%、好ましくは40〜50重量%の範囲とする。スラリ
ー濃度は50重量%を超えると、スラリーの粘度が増し
てスパイラル表面を正常に流れなくなり、また20重量
%未満では水が多すぎて効率が低下する。
【0014】第1スパイラル選鉱機2で選別された精炭
Cは、一旦タンク3に貯留される。また、ボタRは廃石
として廃棄され、中間産物Mは品位により精炭として回
収するか除去するかが決定される。タンク3では、次工
程の第2スパイラル選鉱機4における選鉱処理に適した
スラリー濃度に調節される。すなわち、第2スパイラル
選鉱機4の運転条件であるスラリー流量20〜30トン
/時・m、好ましくは25〜30トン/時・mと、スラ
リー濃度5〜30重量%、好ましくは5〜20重量%に
調整するために、通常は水が注入される。
【0015】第2スパイラル選鉱機4では、原炭処理量
を上げるためにスラリー流量を1段目より大きくすると
ともに、シャープな分離を行うためにスラリー濃度を極
力下げることが必要である。したがって、スラリー流量
及びスラリー濃度の上限値は第1スパイラル選鉱機2の
運転条件により定まる。またスラリー流量が低すぎる
と、前述のようにスラリー層の厚さが薄くなりすぎて流
れが不安定になり、スラリー濃度が低すぎると効率が低
下する。このようにして第2スパイラル選鉱機4で選別
することにより、低灰分の精炭を高収率で得ることがで
きる。
【0016】すなわち、本発明は、スパイラル選鉱機を
二段とし、1段目におけるスラリー流量を小さくするこ
とで紛れ込みの原因となる高比重物を効果的に除去し、
2段目ではスラリー濃度を下げることでシャープな分離
を行うようにしたものである。このように、1段目と2
段目とのスパイラル選鉱機の選別目的を分けたことによ
り、従来法よりも選別効率を大幅に向上させ、より低灰
分の精炭を得ることができる。
【0017】なお、第1,第2スパイラル選鉱機は、同
一のものでも異なる形式のものを組み合わせてもよく、
1段目と2段目とを上下に設置すれば、タンク3を省略
することもできる。
【0018】
【実施例】次に、本発明を実施例及び比較例によりさら
に詳しく説明する。 実施例1 (1)実験用試料の調製 エベネザ炭(豪州クイーンズランド州産)をロータービ
ーターミルで2.0mm以下に粉砕した後、0.125mm以下
の微粉をふるい分けて除去した。JIS−M−8812
に従い分析した結果、灰分は20.7重量%(無水ベー
ス)であった。なお、以後灰分はすべて無水ベースで表
記する。また、JIS−M−8801に従い浮沈試験を
行った結果、比重構成は第1表に示す通りであった。
【表1】
【0019】このエベネザ炭143.4kgに市販の砂(灰
分96.4重量%)6.6kgを混合して、灰分24.0重量%
の実験用原炭(低灰分原灰)を調製した。比重構成を図
3に示す。
【0020】(2)選鉱処理 実験に用いたスパイラル選鉱機は MINERAL DEPOSIT社製
LD2型である。1段目では(1)で得られた実験用原
炭150kgに水200kgを加えてスラリー濃度43重量
%とし、スラリー流量4.0トン/時(単位長さあたりの
流量18.2トン/時・m)でスパイラル選別を行った。
次に得られた1段目精炭 121.2kgと中間産物20.6kg
に水646kgを加え、スラリー濃度18重量%とし、ス
ラリー流量6.0トン/時(単位長さあたりの流量27.3
トン/時・m)で2段目の選別を行った。その結果、2
段の選鉱処理で得られた精炭の灰分は13.7重量%,収
率は79.1重量%であった。得られた精炭の比重構成を
図4に示す。
【0021】実施例2 実施例1と同様の方法で粉砕、ふるい分けされたエベネ
ザ炭(灰分20.7重量%)123.8kgに市販の砂(灰分
96.4重量%)26.2kgを混合して灰分33.9重量%
の実験用原炭(中灰分原炭)を調製した。比重構成を図
5に示す。この原炭を、実施例1と同様の条件で2段階
のスパイラル選別を行った。なお2段目には、1段目で
得られた精炭100kgと中間産物17.4kgに水535kg
を加えて供給した。得られた精炭の灰分は14.0重量
%,収率は68.3重量%であった。得られた精炭の比重
構成を図6に示す。
【0022】実施例3 実施例1と同様の方法で粉砕,ふるい分けされたエベネ
ザ炭(灰分20.7重量%)98.6kgに市販の砂(灰分9
6.4重量%)51.4kgを混合して灰分46.7重量%の実
験用原炭(中灰分原炭)を調製した。比重構成を図7に
示す。この原炭を、実施例1と同様の条件で2段階のス
パイラル選別を行った。なお2段目には、1段目で得ら
れた精炭77.9kgと中間産物14.4kgに水420kgを加
えて供給した。得られた精炭の灰分は14.4重量%,収
率は54.7重量%であった。得られた精炭の比重構成を
図8に示す。
【0023】比較例1 実施例1に用いた実験用原炭(低灰分原炭)150kgに
水722kgを加えてスラリー濃度17.2重量%とし、ス
ラリー流量5.0トン/時(単位長さあたりの流量22.7
トン/時・m)でスパイラル選別を行った。2基のスパ
イラル選鉱機に同時にスラリーを供給し、実施例1と供
給量が同じになるようにした。得られた精炭の灰分は1
5.8重量%,収率は79.6重量%であった。精炭の比重
構成を図9に示す。
【0024】比較例2 実施例2に用いた実験用原炭(中灰分原炭)を、比較例
1と同様の方法でスパイラル選別を行った。得られた精
炭の灰分は17.0重量%,収率は69.7重量%であっ
た。精炭の比重構成を図10に示す。
【0025】比較例3 実施例3に用いた実験用原炭(高灰分原炭)を、比較例
1と同様の方法でスパイラル選別を行った。得られた精
炭の灰分は19.2重量%,収率は57.0重量%であっ
た。精炭の比重構成を図11に示す。
【0026】以上の結果から、各比較例に示す1段処理
では、特に高灰分の原炭において比重2.0以上の高比重
分が除去されずに残ってしまい、精炭品位を悪化させて
いることがわかる。一方、各実施例では比重2.0以上の
高比重分が殆ど分離除去されていることが分かる。
【0027】比較例4 実施例3に用いた実験用原炭(高灰分原炭)150kgに
水303kgを加えてスラリー濃度を33.1重量%とし、
スラリー流量5.2トン/時(単位長さあたりの流量23.
6トン/時・m)で1段目のスパイラル選別を行った。
次に得られた1段目の精炭118.5kgと中間産物14.1
kgに水268kgを加え、スラリー濃度33.1重量%と
し、スラリー流量5.2トン/時(単位長さあたりの流量
23.6トン/時・m)で2段目の選別を行った。なお、
1段目のスラリー供給量は実施例1と同じである。得ら
れた2段目精炭の灰分は16.9重量%,収率は56.3重
量%であった。精炭の比重構成を図12に示す。
【0028】実施例1〜3及び比較例1〜4の結果を第
2表にまとめて示す。
【表2】
【0029】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
選別精度を大幅に向上させることができるので、通常の
2段処理に比べて少ないスパイラル選鉱機の設置基数
で、収率を下げることなく、より低灰分の精炭を生産す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の処理工程の概略図である。
【図2】 スパイラル選鉱機の要部を示す斜視図であ
る。
【図3】 実施例1における実験用原炭の比重構成を示
す図である。
【図4】 実施例1で得られた精炭の比重構成を示す図
である。
【図5】 実施例2における実験用原炭の比重構成を示
す図である。
【図6】 実施例2で得られた精炭の比重構成を示す図
である。
【図7】 実施例3における実験用原炭の比重構成を示
す図である。
【図8】 実施例3で得られた精炭の比重構成を示す図
である。
【図9】 比較例1で得られた精炭の比重構成を示す図
である。
【図10】 比較例2で得られた精炭の比重構成を示す
図である。
【図11】 比較例3で得られた精炭の比重構成を示す
図である。
【図12】 比較例4で得られた精炭の比重構成を示す
図である。
【符号の説明】
1:サイクロン 2:第1スパイラル選鉱機 3:タンク 4:第2スパイラル選鉱機 10:螺旋状の流路 11,12:分離板(スプリッター) C:精炭 M:中間産物 R:ボタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 粒径2mm以下の高灰分の微粉炭をスパイ
    ラル選鉱機で処理して選別するにあたり、スパイラル選
    鉱処理を二段で行い、その1段目におけるスパイラル単
    位長さあたりのスラリー流量を15〜25トン/時・
    m,スラリー濃度を20〜50重量%に、2段目におけ
    るスパイラル単位長さあたりのスラリー流量を20〜3
    0トン/時・m,スラリー濃度を5〜30重量%にする
    とともに、1段目のスラリー流量を2段目のスラリー流
    量より少なくすることを特徴とするスパイラル選鉱機を
    用いた石炭の選別方法。
  2. 【請求項2】 前記2段目のスラリー濃度を1段目のス
    ラリー濃度より低くすることを特徴とする請求項1記載
    の石炭の選別方法。
JP16465391A 1991-07-04 1991-07-04 スパイラル選鉱機を用いた石炭の選別方法 Pending JPH057795A (ja)

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