JPS5930194B2 - 成型炭の製造法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は成型炭の製造法に係るものである。

近年原料石炭事情の悪化に伴ない、微粘結炭や非粘結炭
の如き劣性炭を従来よりも多（冶金用コークスの原料と
して利用する研究が種々性なわれているが、工業的規模
で現在知られているものとしては原料の石灰に粘結剤と
しての瀝青物を添加混合波混練し、成型機で加圧成型し
て成型炭となしこれを通常の配合炭に混合してコークス
炉で乾溜するいわゆる成型炭一部配合法が著名である。

他方加圧成型された前述の成型炭そのものを通常のコー
クス炉とは別異のシャフト炉等で連続的に乾溜し、これ
により豆炭状の成型コークスを製造する方法についても
種々研究されている。

いずれにしても冶金用に耐える強度を持った良質のコー
クスを製造するためには、石炭粒子が固く押しかためら
れた良質の成型炭をまず製造することが必須の要件とな
る。

ところでこの成型炭を製造する場合、前記のように粉砕
された原料石炭に、石炭粒子を相互に粘着させるための
粘結剤を適当量添加し、混合・混練した後加圧成型する
のが一般的な方法であるが、良質の成型炭を製造するた
めには、どのような粘結剤（以下バインダーという）を
選ぶかが重要な検討課題となる。

通常用いられろバインダーは瀝青物質のうちピッチやア
スファルト等のように常温において固体のものが大部分
である。

そして、常温で固体の上記のようなバインダーは、これ
を原料石炭中に均一に添加するためには、一旦熔融する
温度まで加熱し、液状にするかあるいは粉砕して粉状に
してから添加しなげればならないという不都合がある。

又特許第１７４０８４号明細書に開示されている如く、
成型炭のバインダーとしてタールと水との水性乳濁液或
は更にこれにベントナイト若しくは酸性白土を配合した
ものが使用されることが記載されているが、タールと水
との水性乳濁液はアニオン性であり、アニオン性乳濁液
では石炭の極性（石炭もアニオン電荷）となじみ、成型
時に若干量の水分は絞り出されるが大部分の水分が残溜
して熱効率が悪（、かつ、耐圧強度が弱い成型炭しか得
られないという欠点並びに乳濁液の安定性が極めて短い
（約１時間）という欠点がある。

又ベントナイト若しくは酸性白土を配合したものは燃焼
成は乾溜後これらが灰分を形成するという欠点がある。

本発明は以上の如き従来公知のバインダーを使用した成
型炭を製造するにあたってみられる難点の解消につき、
種々検討の結果発明したもので、本発明の目的は原料石
炭に配合するに当り加熱するとか、粉砕する等の面倒な
操作をする必要がなく、しかも、石炭との混練り性及び
浸透性が良好なカチオン性乳濁液であるバインダーで成
型した含有水分の少ない耐圧強度の高い成型炭を製造し
得る製造法を提供することであり、その要旨とするとこ
ろは、原料炭に、高級不飽和脂肪酸でアシル化した瀝青
物とアミン塩水溶液とを配合した乳化液をバインダーと
して添加し成型することを特徴とする成型炭の製造法で
ある。

以下、本発明を更に詳細に説明すると、本発明の成型炭
の製造に用いられるバインダーにおいてその組成分の１
つである高級不飽和脂肪酸によってアシル化した瀝青物
とは、例えば石油から得られるストレートアスファルト
、ブローンアスファルト、プロパン税源アスファルト、
石炭の乾溜によって得られるコールタールピッチ等や石
油精製工程中温滑油抽出に際して副生ずる芳香族性に富
んだ一般にアロマチックオイルあるいはプロセスオイル
と呼ばれる油分で芳香族油分６０％以上アニリン点２０
℃以下のものの１種又は２種以上を、炭素数１８前後の
高級不飽和脂肪酸、具体的にはステアリン酸、オレイン
酸等あるいはこれらの２種以上の混合物（具体例として
はヒマシ油脂肪酸、桐油脂肪酸又は大豆油脂肪酸の１種
又は２種以上の混合物）で処理し、前記瀝青物の化学組
成の分子中にエーテル基、エステル基、カルボキシル基
あるいはカルボニル基等の中間形成を経てアシル基を導
入した形のものである。

このようなアシル化瀝青物は前記瀝青物を加温し、これ
と前記高級不飽和脂肪酸とを例えば、１５０〜１６０°
Ｇの加温下、数時間反応させることにより得られる。

この場合、過塩素酸ナトリウムを触媒とすれば反応は速
やかに進行するのである。

しかして、本発明に於て瀝青物をアシル化するのは、水
性乳濁液をカチオン性として流動性並びに粘着性を向上
すると共に成型炭の含有水分を僅少にし、かつ、バイン
ダーの混練性や浸透性を良好にして耐圧強度の強い成型
炭を製造し得るバインダーを提供するためである。

又、本発明方法を実施するに当って原料石炭に添加され
るべきバインダーの他の組成分であるアミン塩水溶液は
前記アシル化瀝青物の水性乳化を助成するためのもので
あって、有機又は無機酸の水溶液に脂肪属又は芳香族の
モノアミン、あるいはポリアミンを加えてアミン塩の水
溶液の形としたものであり、酢酸や塩酸の水溶液に例え
ばアルキルトリメチルジアミン具体的にはステアリルト
リメチルジアミンあるいはオレイルトリメチルジアミン
の如きジアミンを加え加温攪拌することにより得られる
３〜１０重量％程度のジアミン塩を含有する水溶液の形
態のものが好結果をもたらす。

なお、高級不飽和脂肪酸によってアシル化された瀝青物
中、あるいはアミン塩水溶液中に適当量の動物性或いは
植物性膠を添加して、より一層粘結性を高めることがで
きる。

次に、本発明方法を実施するに当って、原料石炭中に添
加されるべき前記バインダーは前記高級不飽和脂肪酸で
アシル化された瀝青物２０〜６０重量部とアミンの前記
有機酸又は無機酸の塩水溶液８０〜４０重量部とを通常
知られている乳化機器例えばホモジナイザー或はコロイ
ドミルで激しく混合攪拌することによって得られる。

この場合乳化安定剤として塩化カルシウム又は塩化マグ
ネシウムの如き潮解性物質を存在させるようにすれば乳
化安定期間をこれ等を使用しない場合に比較して約３倍
即ち約３ケ月に延長できて好ましい。

又、本発明を実施するには、前記乳濁液状バインダーを
そのま瓦、あるいは必要ならば所望の濃度に水で稀釈し
て、又場合によっては公知の他の助剤を配合して原料石
炭の移送設備の途中あるいは混炭中においては原料石炭
に散布浸透させ、混練機で混練後公知の成型機で加圧成
型すればよい。

本発明における高級不飽和脂肪酸でアシル化された石油
から得られる各種アスファルト、石炭から得られるコー
ルタールピッチ等の瀝青物は、常温でアミン塩水溶液中
にコロイド状となって浮遊している状態となる事から貯
蔵、移送等の取扱いがきわめて容易であるほか、成型炭
製造時において、原料炭とバインダーとを配合する場合
も、常温で配合が可能であり事前に、原料石炭やバイン
ダーを加熱する必要もな（操業上はなはだ有利である。

又本発明方法に用いられるバインダーは、水溶液中で小
さなコロイド粒子となっているため添加時に於て、原料
石炭中に均一に分散可能で、効率よくバインダーを使用
でき一般的に成型成用のバインダーとして使われている
固体状のコールタールピッチあるいは、石炭と馴染みの
悪いアスファルト等を使用した場合石炭に対し６〜１０
重量％のバインダーを必要とするのに比較して、バイン
ダー量を水分を除くバインダー成分量として対石炭量で
３．６〜６．０重量％と少くでき原料コストの面から極
めが有利である。

さらに本発明方法により成型炭を製造する工程の１つで
ある混練工程に於て、バインダーがカチオン性で原料石
炭と馴染み易いことにより、原料石炭とバインダーとの
配合混練物は、加熱なしでもそのま一次工程である加圧
成型工程に移送する事が可能である。

そして次工程である加圧成型工程に於て、配合混練物中
に含まれる水分は殆んど除去され残溜水分は僅少であり
、残溜水分は成型炭の品質に何ら害を及ぼさず、アシル
化しない瀝青物（クール）に水を加えた従来の水性乳濁
液をバインダーとしたものに比較し、残溜水分が少なく
熱効率がよく、かつ、強度の強い成型炭を製造し得るの
である。

次に本発明製造法の実施例を記載する。

実施例 ３５重量部の１４５℃に加熱したアマロチツクオイルに
、６０重量部の１７０℃に加熱したストレートアスファ
ルトを混合攪拌し、７０°Ｃに加温した大豆油脂肪酸５
重量部を添加混合し、全重量に対して０．１重量％の過
塩素酸ナトリウムを加え、１８０℃の状態を１時間保持
しながら攪拌し、激しい発泡がおさまって１時間熟成後
、本発明に用いられるバインダーの１つの組成分である
アシル化した瀝青物（以下基礎剤Ａと称す）を得た。

又、これとは別に９６．５重量部の５０℃に加温した水
に酢酸１重量部と、アミンの一種であるステアリルトリ
メチルジアミン２重量部と塩化マグネシウム０．５重量
部とを前記順序で加え混合攪拌し、本発明に用いられる
バインダーの他の１つであるジアミン塩水溶液（以下基
礎剤Ｂと称す）を得た。

次に前記基礎剤（Ａ）６０重量部と基礎剤（Ｂ）４０重
量部とをホモジナイザーで充分に混合攪拌して本発明に
用いられる乳濁液状のバインダーを得た。

次に、該バインダーを水分９％、粒度３ｍｍ以下８０％
に調整された試料石炭に対石炭６および９（バインダー
成分量として３．６および５．４重量％）重量％添加混
合し、混練機に水蒸気を吹き込まないで捏和後、加圧成
型して成型炭を製造した。

然して該成型炭を経時的にその強度を測定したところ表
■に示す通りの結果を得た。

尚、表■には比較例として、バインダーとしてタールと
水との乳濁液を原料石炭に混練して捏和後、加圧成型し
て成型炭を製造した場合の結果を合わせて記す。

以上の結果より明らかな通り、バインダーとしての公知
のタールと水とより成る乳濁液を使用した成型炭に比較
して本発明方法により得た成型炭の方が強度が高く、か
つ残溜水分が少なく熱効率の良い成型炭が得られるので
ある。

又表■の結果より明らかな如く、本発明方法による場合
、水分を除いたバインダーの成分の量は、タールと水と
より成るバインダーを使用した場合より少くて済み原料
コストの面から極めて有利な方法といえるのである。

又従来のプロパン税源アスファルトのような常温で固体
のバインダーを使用して成型炭を得る場合に必要とされ
るバインダーの加熱、バインダーの輸送配管の保温、さ
らには原料石炭の事前加温や混合機の加熱および混練機
での水蒸気吹込等が不必要となり成型炭プラントの建設
運転上はなはだ有利なものである。

本発明方法は、前記の如く構成したので以上の説明によ
り明白な如くストレート・アスファルト、プロパン税源
アスファルト、コールタールピッチを使用する場合に比
較して、常温で混練ができ、かつ、バインダーの浸透性
が良好で混練りが均一にできるという効果を奏するので
ある。

又タールと水とより成る乳濁液状のバインダーを使用し
たものに比較して、バインダーの使用量が僅少で済み、
経済的であり乍も残溜水分が少なくて熱効率がよい耐圧
強度の犬なる成型炭が得られるのである。

又バインダーの乳化安定期間が約１ケ月の如く長いので
使用期間に制約を受けることがない等の顕著な効果を奏
するのである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 原料炭に、高級不飽和脂肪酸でアシル化した瀝青物
   とアミン塩水溶液とを配合した乳化液をバインダーとし
   て添加成型することを特徴とする成型炭の製造法。 ２ バインダーがヒマシ油脂肪酸、桐油脂肪酸及び大豆
   油脂肪酸より選ばれた高級不飽和脂肪酸でアシル化した
   ストレートアスファルト及び／又は芳香族油と、ステア
   リルトリメチルジアミン及びオレイルトリメチルジアミ
   ンから選ばれたジアミンの酢酸塩又は塩酸塩水溶液とを
   配合した乳化液である特許請求の範囲第１項記載の成型
   炭の製造法。