JPS592527B2 - ビフントクニセキタンビフンノギヨウシユウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、スラリー状態またに粉末状態の微粉（ｆｉｎ
ｅｓＸ特に石炭微粉）を鉱油製品（ｍ １ｎｅｒａｌｏ
ｉ １ｐｒｏｄｕｃｔ ）の水中分散体（分散液）によ
り凝集（ａｇｇｌｏｍｅｒａｔ ｉｏｎ ）させる方法
に関するものである。

このような凝集力法は、たとえば洗浄処理工程から出さ
れた石炭の水性スラリーまたは石炭微粉含有排水等に適
用できるものであって、そしてこの場合には微粉凝集の
結果、その後の脱水工程が非常に具合よ〈実施で′きる
ようになる。

またこの凝集力法は濃厚スラリーまたは乾燥ダストの場
合にも利用できる。

各々の場合において、この凝集力法によりすぐれた非ダ
スト状粒状生成物が得られる。

したがって本発明は、スラリー状態または粉末状態の微
粉特に粉炭を、ビチューメンをバインダーとして用いて
凝集させる方法において、この微粉にビチューメン乳剤
を５〜１５重量％（無水状態の該微粉の重量基準）添加
し、しかしてこのビチューメンは２５℃において５未満
の針入度を有し、かつ３５より上のコンラドソン値を有
するものであり、そして前記ビチューメン乳剤がアルカ
リ性金属ナフチネート（ａｌｋａｌｉｎｅ ｍｅｔａｌ
ｎａｐｈｔｈｅｎａｔｅ ）を１−１０重量％（ビチュ
ーメンの量を基準とする）含有するものであることを特
徴とする微粉凝集力法に関するものである。

好ましい微粉は石炭微粉であるが、この方法は他の微粉
にも適用でき、たとえばコークス粉、鉄粉、製鋼所から
出る海綿鉄の粉末、粉鉄（たとえば粉状鉄鉱）等にも適
用できる。

もし所望ならば、凝集した粒状生成物を煉炭状製品に加
工することも可能である。

熱処理を行なうことも可能である。一般に鉱物微粉が好
ましい。

微粉の回収および利用、特に石炭の採鉱および加工時に
生じた微粉の回収および利用は、常に鉱業界における重
要な技術的問題であった。

工場操作および輸送操作の分野の機械化が進むにつれて
、微粉の生成量が段々多くなり、前記の問題はますます
重要になってきた。

洗浄処理工程からの流出液は多量の石炭微粉を含んでい
るので、沈殿池および／または遠心分離装置において浄
化しなければならない。

その結果得られたスラリーにはなおある程度まで仕上げ
操作が行なわれ、たとえば遠心分離装置または真空フィ
ルターによりある程度まで脱水する操作が行なわれるけ
れども、これによって回収されるものは、利用分野が限
られているダスト状の低級炭のみである。

このことは、大量得られる多少乾燥した石炭ダストにつ
いてもいえることである。

石炭のスラリーから水分を除去するための若干の方法が
既に提案されている。

たとえばコンパ−トル（ｃｏｎｖｅｒｔｏｌ ）法およ
び新式のオリフロック（ｏｌｉｆｌｏｃ）法においては
、このスラリーに鉱油留分、すなわち軽質または重質燃
料油が混合される。

この鉱油留分は、精鉱化処理（ｗｏｒｋｉｎｇ −ｕｐ
ｔｒｅａｔｍｅｎｔ ）用浮選剤としての作用と、スラ
リー脱水用凝集剤（ｆｌｏｃｃｕｌａｔｉｏｎ ａｇｅ
ｎｔ ）としての作用との両刀の作用を同時に営むもの
である。

しかしながら鉱油混入のために特別な装置が必要であり
、かつ鉱油の添加は石炭粉の稠度（コンシスチンシー）
には、認め得る程度の影響は与えない。

この欠点は、エツジ・リサーチ・エンジニアリング・コ
ンパニーによって開発された方法（英国特許第１０４１
５４７号および第１１２３５９７号明細書参照）におい
ても認められる。

この公知方法は、比較的沸点の低い炭化水素を単に凝集
剤として用いることを特徴とするものである。

上記公知方法においては、長鎖アルコールの如き液状表
面活性剤の添加も示唆されている。

英国特許第１３５１９８６号明細書の記載から明らかな
ように、この公知方法では鉱油留分が最初から分散液の
形で使用されるのである。

しかしながらこの公知方法は石炭微粉凝集力法ではなく
、生物学的下水浄化操作のときに得られたスラッジの処
理力法である。

前記の種々の公知方法は、水と混合できかつ石炭粒子を
選択的にぬらすことができる液剤を使用するものであっ
た。

これに対し本発明者は此度、固体ビチューメンを用いた
場合でも同様な効果が得られることを見出したのである
。

石炭微粉を含む排水またはスラリーにビチューメン乳剤
を約５〜１５重量％（無水状態の該微粉の重量基準）混
和することにより、充分な凝集操作が確実に実施でき、
その結果、その後の脱水操作（たとえば、スクリーン型
遠心分離装置を用いる脱水操作）が非常に速やかにかつ
容易に実施できるようになる。

適当なビチューメンは少なくとも１００℃ノ環球法軟化
点を有するものである。

直留ビチューメンも使用できるけれども、熱分解（ｔｈ
ｅｒｍａｌｃｒａｃｋｉｎｇ ）処理のときに得られた
残留物に高真空蒸留を行なうことによって前記の規格に
合うビチューメンを作り、これを本発明の凝集力法に用
いるのが好ましい。

本発明の効果について説明する。

本発明によれば脱水微粉（特に石炭微粉）が堅固に凝集
または粒状化し、したがってこの生成物は、常法に従っ
て得られた石炭ダストよりも一層取扱いやすくかつ利用
分野も一層多い。

次に実験例を示す。

硬炭洗浄処理工程において得られた浮選精鉱（ｆｌｏｔ
ａｔｉｏｎ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｅ）の一部を常法に
従って真空フィルターを用いて脱水した（試料Ａ）。

−力、この浮選精鉱の他の一部は脱水操作実施前に特定
のビチューメン乳剤を１５重量％（無水状態の該石炭の
重量基準）添加することにより凝集させた（試料Ｂ）。

このビチューメン乳剤は針入度（２５℃）１〜２、コン
ラドソン値４０のビチューメンを約５０重量％含むもの
であった。

各試料の粒度分析すなわちふるい分析（５ｃｒｅｅｎ
ａｎａｌｙｓｉｓ ）の結果を次表に示す。

さらに、このビチューメン乳剤中に含まれる乳化剤はそ
の化学性質に基いてこの凝集力法においである役割を果
すものであることが見出された。

すなわち、水性スラリー中に形成された凝集物はその顕
微鏡的構造がスポンジ状（海綿状）ないし粗粒子の範囲
内に種々変化し得るものである。

この凝集力法は乳化剤の影響をかなり受ける。

粒状物型顕微鏡的構造を有する凝集生成物が生じるとい
うことはスラリー凝集物の沈降が具合よ〈実施できるこ
とを意味し、すなわち遠心分離装置における脱水が迅速
かつ完全に実施できることを意味し、特に、スラリーを
真空フィルターにおいて脱水する場合にはかなり速い濾
過速度で濾過、脱水できることを意味する。

公知の諸方法では、実質的に高級脂肪酸のアルカリ住方
けんからなる乳化剤がビチューメン乳剤用乳化剤として
使用されることが多い。

しかしこのような乳化剤は本発明方法には「やや適当で
ある」という程度のものにすぎない。

−力、非常に良い結果は、アルカリ性金属ナフチネート
をたとえば３重量％（ビチューメン重量基準）用いて製
造された特定の乳剤を用いたときに得られた。

このナフチネートは高分子量ナフテン酸の塩であって、
そして前記潤滑油留分と大体同程度の沸点を有するもの
であることが好ましい。

一般に、ナフテン系鉱油の真空蒸留のときに前記の酸は
塔内で苛性ソーダまたは苛性カリで中和され、サイド留
分（５ｉｄｅ −ｆｒａｃｔｉｏｎ ）として取出され
る。

サイド留分として取出されたこの粗生成物はたとえば非
鹸化性ミネラルを約５０％、アルカリ性ナフチネートを
２５％、水を２５％含み、かつ余剰量のアルカリを含ん
でいる。

このナフチネートはこの粗生成物のまま用いるのが有利
であり、すなわちこれを計算量の水および計算量のビチ
ューメンと常法に従って混合して分散液を作るのが好ま
しい。

このときこの分散液に別の添加剤を添加することは一般
に不必要である。

次に、別の実験例を示す。

既述の粒度組成を有する乾燥物（ｄｒｙ ｍａｔｔｅｒ
）を２０重量％含む石炭スラリー（試料Ａ）を用いて
濾過試験（試験Ａ）を行った。

この試験の結果を、既述の特定のビチューメン乳剤を１
５重量％（前記乾燥物重量基準）含むことを除いて前記
試料Ａと同じ組成のスリー（試料Ｂ）を用いて行なった
凝集試験（試験Ｂ）の結果と比較した。

この乳剤は実質的な高級脂肪酸のアルカリ住方けんから
なる市販等級の乳化剤を含むものであった。

さらにもう１つの試験（試験Ｃ）を行なった。

試験Ｃにおいては、既述の製法に従ってアルカリ性ナフ
チネートを約３重量％用いて製造された乳剤を用いて本
発明に従って凝集操作を行なった。

試験ＡおよびＢは対照試験であった。

これらの試験の結果を次表に示す。次表中の時間の値（
秒）は同一条件のもとて同量のＰ液を通過させるのに要
した時間を表わすものである。

本発明方法は種々の水分含有量の石炭スラリーに適用で
きるものである。

各々の場合において、室温において所定量のビチューメ
ン乳剤をスラリーに添加し、そして烈しい撹拌を短時間
性なうだけで充分である。

この撹拌は連続式撹拌器を用いで行なうのが有利である
。

重力法はまた乾状石炭ダストにも適用できるものである
。

この場合には、室温において所定のビチューメン乳剤を
添加しく高温添加は一般に比較的悪い結果をもたらす）
、そして烈しＧ”）撹拌を短時間性なうだけでよく、し
かしてこの撹拌は、連続操作が実施できるように設計さ
れたウオームスクリューニーダ−を用いて行なうのが有
利であＺｏこの場合においても、前記の水性相から生じ
た粒状と全く同様な粒状物が得られる。

この乾式プロセスの場合においても、乳化されるビチュ
ーメンの種類および稠度と乳化剤の化学的性状とが凝集
効果に大きな影響を与える。

同一処理条件のもとでは前記の好ましいアルカリ性ナフ
チネート乳剤が一番良い結果をもたらす。

すなわち、比較的一様な粒度分布を有し、微粒（０，２
ｍｍ未満）および粗粒（５ｍｍを超えるもの）をごく少
量しか含まない非常に良好な粒状生成物が得られる。

このことは次の実験結果から一層よく理解されるであろ
う。

連続操作に適するように設計されているニーダ−を用い
て空気乾燥石炭ダストを１０重量％のビチューメン乳剤
と緊密に混合した。

このビチューメン乳剤はビチューメンを約５０重量％含
むものであった。

ニーダ−のスクリューの回転速度は１０５ ｒｐｍであ
り、したがって、とい部ｔｒｏｕｇｈ）における内容物
の平均滞留時間は５分間であった。

ビチューメン乳剤は、このニーダ−の混合帯域の人口か
ら少し後のところ（全長の１°に相当するところ）に噴
霧した。

未処理石炭ダスト（４）のふるい分析値を、市販等級の
乳化剤を含むビチューメン乳剤を用いる凝集処理により
得られた乾燥粒状物（Ｂ）のふるい分析値、および、既
述の製法に従って約３重量％のアルカリ性ナフチネート
を用いて作られた乳剤を用いて本発明に従って凝集処理
を行なうことにより得られた乾燥粒状物（Ｃ）のふるい
分析値と比較した。

この結果を次表に示す。次表から明らかなように、粒状
物Ｃは粒状物Ｂよりも、不所望の微粒子および粗粒子の
量がはるかに少ない。

２５℃における針入度が５未満であり、コンラドソン値
が３５より小さいビチューメンを含み、かつ乳化剤とし
てのアルカリ性ナフチネートを含む前記の特定の好適乳
剤は決して規格製品（５ｔａｎｄａｒｄ ｐｒｏｄｕｃ
ｔ ）ではなく、すなわち種々の規格（たとえば道路建
設材料規格）にあうものではないことに注目されたい。

本発明に従った石炭微粉の凝集処理の場合には、凝集生
成物は種々の用途にすぐに使用でき、たとえば原動所ボ
イラー（ｐｏｗｅｒ ５ｔａｔｉｏｎ ｂｏｉｌｅｒ）
の燃料等としてすぐに使用できる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ スラリー状態または粉末状態の微粉、特に粉炭を、
   ビチューメンをバインダーとして用いて凝集させる方法
   において、この微粉にビチュニメン乳剤を５〜１５重量
   ％（無水状態の該微粉の重量基準）添加し、しかしてこ
   のビチューメンは２５℃において５未満の針入度を有し
   、かつ３５より上のコンラドソン値を有するものであり
   、そして前記ビチューメン乳剤がアルカリ性金属ナフチ
   ネートを１−１０重量％（ビチューメンの量を基準とす
   る）含有するものであることを特徴とする微粉凝集力法
   。