JPS63112306A - 野積石炭堆積物の雨水浸透防止方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、野積石炭堆積物の雨水浸透防止方法に関す
る。 一般に製鉄所、ガス製造所、製紙工場等においては、石
炭粉状物や塊状物は、野積堆積して貯留する場合が多い
。 かかる堆積物を長時間そのまま放ヱした場合には、雨水
が石炭堆積物中に浸透することにより、石炭堆積物中に
水分が蓄積し、次の燃焼等の用途に供する工程で熱エネ
ルギーをロスする不都合が生じる。ちなみに、石炭１ｔ
につき含水率が１％上昇することにより損失する熱量は
約５３００ｋｃａ　ｌとなり、大きな経済的損失となる
。 （従来の方法） この点に関し、従来よりＳＢＲ（スチレン−ブタジェン
ゴム）、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸等のエマルジ
ョン・ラテックスを上記堆積物に散布して、表層に樹脂
膜を形成する方法が知られている。また最近において、
この発明の発明者らは、野積石炭堆積物上にＳＢＲ系エ
マルジョンを固形分として８〜５００ｇ／ｍの散布量で
ｆｉｊｉ、布した後、乾燥後にアクリル系エマルジョン
を固形分として８〜ｓｏｏ／＝の散布量で散布して、堆
積物の表層に′樹脂保護膜を形成する方法を特許出願し
た。 （特願昭６０−２８７２４７号、出願臼：昭和６０年１
２月２０日） （従来技術の問題点） 近年において石炭の輸入形態をより安定的なものとする
ため、供給先をさらに分散させ、さまざまな地域におこ
りうる事態に可能なかぎりそなえる対策がとられている
。このことより、様々な性質を持った石炭が供給される
こととなり、高１８水性の石炭が供給されてきたのであ
る。この高撥水性の石炭を野積した場合、雨水が全く浸
透しないわけではなく、やはり石炭中に水分が蓄積する
ため、雨水浸透防止対策が必要となる。 しかし、従来技術である保護膜形成剤（エマルジョン・
ラテックス等）を前記高ＩＢ水性の石炭に散布しても、
その表面が傾斜しているため、保護膜形成剤の大部分が
石炭表面から流出してしまい、保護膜が薄くなり、その
強度も弱くなるため、長期間石炭を雨水から保護するこ
とが出来ないという問題点を有することを認識した。 この発明は、このような問題点に鑑みなされたものであ
る。この発明の発明者らは、この高↑Ｂ水性の石炭につ
いて鋭意研究の結果、本発明を完成させた。 （問題点を解決するための手段） かくしてこの発明によれば、 高撥水性の野積石炭堆積物上に、 一般式ＣＩ＞：　Ｒ−０−（ＣＢＩＣｔｈＯ）、１〜１
１　・・−・−・（Ｉ）（但し、Ｒは炭素原子数１０〜
２２の飽和もしくは不会包和のアルキル り、ｎは５〜２０の整数である。）で表わされるノニオ
ン系界面活性剤を０．５〜１５ｇ／％の散布量で均一に
散布した後、ＳＢＲ系及び／またはアクリル系エマルジ
ョン・ラテックスを固形分として８〜５００ｇ／　ｍの
散布量で均一に散布して、堆積物の表層に樹脂保護膜を
形成することを特徴とする野積石炭堆積物の雨水浸透防
止方法が提供される。 この発明において高撥水性とは、水の浸透速度がＯ．　
ｌａｅ　／　ｓｅｃ．以下の性状をいう。 この発明において水の浸透速度とは、石炭粒子径を１６
〜３２メツシユとし、含水率を１％とし、かさ比重を０
．７３ｇ／−とした石炭表面に０．５−の水を滴下した
時、水滴が完全に石炭内部に吸収されるまでの時間を測
定し、測定時間に対する水滴量の割合であると定義する
．即ち、石炭の水に対する濡れやすさを表示する値であ
り、浸透速度が小さい石炭は高撥水性であり、その逆の
場合は低ｔΩ水性である。 この発明者らの実験によると、その浸透速度が０、　１
　ｍｌ　／　ｓｅｃ．以下である高１８水性の石炭につ
いて従来技術であるエマルシヨン・ラテックス等を散布
しても、その散布石炭表面が約４５°に傾斜している場
合には、散布量の約７０％以上が流出してしまい、膜厚
が薄くなり、膜強度も弱くなるため、長時間石炭を雨水
から保護することが出来ないことを確認した。 よって、この発明は水の浸透速度がＱ，　ｌ　ｍｌ　／
　ｓｅｃ。 以下の石炭を対象とする。 一般に水のぬれ性と石炭のコールバンド（石炭中の炭素
原子数１００に対する水素原子の数（Ｈ）と炭素原子数
１００に対する酸素原子の数〔０〕の二元指数により表
示される）とは、相関関係にあることが知られている。 〔燃料協会誌第６５巻第６号４０８〜４１．６頁（１９
８６）　）この発明の水の浸透速度もコールバンドと相
関関係にあり、この発明の使用にあたり目安となる（参
考例１参照）。 この発明の水の浸透速度が０，　１　ｗ＝ｌ　／　ｓｅ
ｃ．以下の石炭とは、通常石炭のコールバンドが（Ｈ）
　＜７０で（０）＜８のものが含まれる。 これらに該当するものとして、Ｋ−９　（ソ連産）、グ
ニエラ（ＧＯＯＮＹＥＬＬＡ）　（オーストラリア産）
ＢクリークＣＢ、ＣＲＥＥＫ）　　（アメリカ会衆国産
）、フィンチット（ＱＵＩＮＴＥＴＴＥ）　　（カナダ
産）と呼ばれる石炭等が挙げられる。 この発明において、野積石炭堆積物上に散布される一般
式（１）で表わされるノニオン系界面活性剤は、石炭堆
積物表面に湿潤（浸透）性を付与するために用いられる
。この界面活性剤は、いわゆる高級アルコールエチレン
オキサイド付加物及びアルキルフェノールエチレンオキ
サイド付加物と呼ばれ、高級アルコールとしては炭素原
子数１０〜２２の天然および合成アルコールが使用され
る。 又、アルキルフェノールとしては、ノニルフェノール、
ドデシルフェノール、オクチルフェノール及びオクチル
クレゾール等が使用される。 エチレンオキサイド付加モル数としては、５〜２０のも
のが使用される。このエチレンオキサイド付加モル数が
５以下であると、堆積物の表面に湿潤（浸透）性が付与
できない。 又、付加モル数が２０以上であると、湿潤（浸透）性は
付与できるものの、保護膜の雨水浸透防止効果及び／ま
たはその強度を損なうため、好ましくない。 この界面活性剤は、野積石炭堆積物上に０．５〜１５　
ｇ　／　ｒｄの散布量で均一に散布される。 散布量が０．５ｇ／ｒｄ以下であれば堆積物表面に十分
な湿潤（浸透）性を付与することができず、１５ｇ１ｒ
ｄ以上であれば湿潤（浸透）性は付与できるものの保護
膜の雨水浸透防止効果及び／またはその強度を損なうた
め好ましくない。 野積石炭堆積物上にこの界面活性剤を均一に散布するた
めには通常１〜３２／ｄの散布量が適当であるため、０
．０１〜１．５％水溶液として使用することが好ましい
。 石炭表面に湿潤（漫ｉ３）性を付与することを目的とし
て、この発明の界面活性剤以外の界面活性剤を使用した
場合、必要な添加量を散布すれば確かに湿潤（浸透）性
は得られるものの、その副作用として保護膜の雨水浸透
防止効果及び／またはその強度を著しく損なうため、所
期の目的を達し得ない（試験例２参照）。この意味にお
いて、この発明は特に選択されたものであると言える。 この発明において前記特定のノニオン系界面活性剤を均
一に散布した後、野積石炭堆積物の表層に樹脂保護膜を
形成するためにＳＢＲ系及び／またはアクリル系エマル
ジョン・ラテックスが固形分として８〜５００ｇ／ｍの
散布量で均一に散布される。 それぞれのエマルジョンの散布量が固形分として８　ｇ
／ｒｄ未満であると、膜厚および被膜強度の大きい樹脂
保護膜を得るのが困難となり、良好な雨水浸透防止効果
が発揮されない。 各エマルジョンの散布量の上限は、経済面から固形分と
して５００　ｇ　／　ｍとするが、通常は２５０ｇ／Ｉ
以下で十分であり、特に好ましいエマルジョンを使用す
れば固形分で１５０ｇ／ｍ以下で所期の効果が十分に達
成される。 この発明で用いるＳＢＲ系エマルジョン・ラテックスと
しては、スチレン量６０重量％以下のスチレンーブクジ
エンゴムエマルジョン・ラテックスが雨水浸透防止効果
の点で特に好ましく、通常固形分含量が０．５〜５０重
量％濃度のものが適している。この発明で用いるアクリ
ル系エマルジョン・ラテックスとしては、アクリル酸エ
ステル及びメククリル酸エステルの単独重合エマルジョ
ン及び共重合エマルジョン、並びにこれらのモノマーと
酢酸ビニル、スチレン、アクリロニトリル、アクリルア
ミド、アクリル酸などの１種以上のモノマーとの共重合
エマルジョンが挙げられるが、アクリル酸エステルとス
チレンとの共重合エマルジョンが強固な樹脂保護膜が形
成され、著しい雨水浸透防止効果が発揮されるため、特
に好ましい。 また、前記ＳＢＲ系およびアクリル系エマルジョンのい
ずれについてもガラス転移点が０℃以下のものが上記効
果の点で特に好ましい。また、各エマルジョン・ラテッ
クスにワックスエマルジョンを混合使用することも上記
効果の点で好ましい。 この発明の方法にあっては、まず一般式（Ｔ）で表わさ
れるノニオン系界面活性剤を添加し、その後でＳＢＲ系
及び／またはアクリル系エマルジョン・ラテックスを散
布する。この順序を逆にしたり、界面活性剤と各ユマル
ジゴンを同時に又は混合して使用しても十分な雨水浸透
防止効果は発揮されず、好ましくない。 前記界面活性剤水溶液やエマルジョン・ラテックスの散
布は、公知の散水機や散水車等を用いて行うのが実用上
便利である。又、表層部を形成する石炭に前もって界面
活性剤を散布しておくのも好ましい実施態様の一つであ
る。 この発明の効果を以下の試験例及び実施例により例示す
る。 （試験例１　） 下記６種類の石炭を用い、水の浸透速度とＳＢＲ系また
はアクＩＪル系エマルジョン・ラテックス散布時におけ
る雨水浸透防止効果を試験した。 □石炭の種類　□ Ａ　Ｋ−９（ソ連産、粘結炭） □供試試料体の調製方法□ 上記各種石炭を１００℃の恒温槽で１６時間乾燥し、ふ
るいを用いて粒子径を１６〜３２メツシユとする。 その後、水を添加して含水率１％に調製し供試石炭とす
る０次にシャーレ（底面積６３．６ｃｄ、高さ１．５Ｃ
１１，円柱形）に供試石炭をかさ比重０．７３ｇ／−１
となるように入れ、その表面を平面として試料体を作成
し、これを供試試料体とする。 ｉ）　水の浸透速度の測定 〈試験方法〉 ピペットを用い、０．５−の水滴を各供試試料体の石炭
表面に滴下し、水滴が完全に石炭内部に吸収されるまで
の時間を測定した。 浸透速度は下記式により算出した。 水の吸収時間（ｓｅｅ） ｉｔ）　　雨水浸透防止効果の測定 約４５°に傾斜させた各供試試料体の石炭表面に下記す
るＳＢＲ系またはアクリル系エマルジョン・ラテックス
を固形分が６一ハ％となるように水で希釈し、噴霧器を
用いて固形分として１２０　ｇ　／　ｍ散布した。その
時、石炭表面から流出した各エマルジョン量より流出率
を下記式により算出した。 散布したエマルジョン量（１） ×１００ その後、各エマルジョンが散布された供試試料体を４８
℃で１６時間乾燥し、得られた樹脂保護膜の膜厚、強度
及びｔａ水性を測定した。全ての性状につき良好なもの
を○印で表わし、それ以外のものを×印とし、総合評価
とする。 ａ　樹脂保護膜の膜厚の測定 シャーレより樹脂保護膜を取り出し、その膜厚を測定し
た。 ２．５１１＋Ｉ以上の膜厚を良としてＯ印で表わす、２
．５１ｍ１１未満の膜厚を不良としてｘ印で表わす。 ｂ　樹脂保護膜の強度 シャーレより樹脂保護膜を取り出し、１ケ月問屋外で放
置する。放置後の状態が原形をとどめているものを良と
してＯ印で表わす、原形をとどめず、くずれているもの
またはひび割れの生じているものを不良としてＸ印で表
わす。 ｃ　　＃Ａ脂保護膜の撥水性 樹脂保護膜表面にピペットを用い０．５−の水滴を滴下
し、完全に石炭内部に吸収されるまでの時間を測定した
。１時間経過後においても水滴が吸収されない状態を良
としてＯ印で表わす。 １時間以内に吸収されるものを不良としてＸ印で表わす
。 供試エマルジョンは以下の通りである。 ＦａｌｓＢＲ系エマルジョン スチレン−ブタジェンゴムエマルジョン・ラテックス 重合スチレン量　・・−・−・・・・・−・・−６０重
量％以下固形分濃度・・・・−・・・・・−・・・・−
・・・・４０重量％ｐＨ７，２，比重　１．０２７　。 粘度（２０℃）・・・−・・・・・・−・・−２５Ｃｐ
中）　アクリル系エマルジョン アクリル酸エステル−スチレン共重合エマルシリン・ラ
テックス 固形分濃度　・・・・−・・−・・・・・−４５重量％
ｐ）（７，５，比重　１．０２２　。 粘度（２０℃）・・・−・・−・・−・−・−・−９０
ｃｐく試験結果〉 試験結果をまとめて第１表に示す。 （以下余白　次頁に続く） 〈考察〉 試験結果より、水の浸透速度がＱ、１＋ａ／／ｓｅｃ、
以下であるＡ、Ｂ、Ｃ，Ｄの石炭については、エマルジ
ョン・ラテックスを散布してもその散布量の約７０％以
上が流出してしまい、膜厚が薄（なり、膜強度も弱くな
るため、長時間にわたり石炭を雨水から保護することが
出来ないことがわかる。 又、水の浸透速度が０．５ｗＪ　／　ｓｅｃ、以上であ
るＥ。 Ｆの石炭ついては従来技術であるエマルジョン・ラテッ
クスの散布により、良好な雨水浸透防止効果が得られる
ことがわかる。（因に水の浸透速度が０．５ａ（／ｓｅ
ｃ、以上の石炭とは、試験方法に従い０．５−の水滴を
石炭表面に滴下した場合、瞬時にして水滴が石炭表面に
吸収される性状の石炭である。） このように、水の浸透速度が０．１ｍ／１５６ｃ、以下
の高１８水性の石炭については、従来技術であるエマル
ジョン・ラテックスの散布のみでは良好な雨水浸透防止
効果が得られないことがわかる。 （試験例２） 〈試験方法〉 含水率１％１粒度１６〜３２メツシユ、かさ比重０．７
３ｇ／−の石炭（Ｋ−９＞を用いて、各種界面活性剤の
種々の添加量散布時における水の浸透速度を測定し、浸
透速度が０．１ａｊ／ｓｅｃ、以上にするために必要な
該界面活性剤量（固形分換算）を測定した。 次に、上記界面活性剤添加後にＳＢＲ系またはアクリル
系エマルジョン・ラテックスを固形分が６　ｗ　／　ｗ
％となるように水で若釈し、噴霧器を用イテ固形分トシ
て１２０　ｇ　／　ｎ（散布した場合における雨水浸透
防止効果を試験した。 供試試料体の調製方法、水の浸透速度の測定方法雨水浸
透防効果の測定方法及び供試エマルジョンは試験例１と
同様である。 く試験結果〉 試験結果を第２表に示す。 （以下余白　次頁に続く） く考察〉 試験結果から明らかなように、この発明の実施例である
試験番号１〜５で表わされるアルキルフェノールエチレ
ンオキサイド付加物及び高級アルコールエチレンオキサ
イド付加物を固形分として０．５〜１５ｇ／ｍ添加する
ことにより、石炭表面の水の浸透速度をＱ、１ｍｌ／ｓ
ｅｃ、以上にし〔石炭表面に湿潤（浸透）性を付与し）
、ＳＢＲ系、アクリル系エマルジョン・ラテックス保護
膜の雨水浸透防止効果を損なうことなく、高ｔ８水性の
石炭について雨水浸透防止効果が得られることがわかる
。 又、この発明の界面活性剤以外の試験番号６〜１０（比
較例）で表わされるノニオン系界面活性剤を使用した場
合、石炭表面の水の浸透速度を０．１ｍｌ　／　５ＩＢ
Ｃ６以上にするためには多量の添加が必要となり、その
必要添加量においては、ＳＢＲ系、アクリル系エマルジ
ョン・ラテックス保護膜の雨水浸透防止性能を著しく阻
害し初期の目的を達し得ないことがわかる。 （実施例１） 重量約２０，０００　ｔ　、表面積約４０００　ｒｌの
石炭山（水の浸透速度０．００８ｗＪ／　ｓｅｃ、以下
、石炭種に−９）を二つ造成し、一方には、試験例１に
記載したＳＢＲ系エマルジ３ン・ラテックスを固形分が
３．２ｗ　／　ｗ％となるように水で希釈し、公知の散
布機を用いて固形分として９６　ｇ　／　ｎ（となるよ
うに均一に石炭山に散布した。他方には、あらかじめポ
リオキシエチレンノニルフェニルエーテル（ＥＯ付加モ
ル数：１０）の水溶液を固形分として３ｇ／ｒｄとなる
ように均一に散布した後、上記ＳＢＲ系エマルジョン・
ラテックスを上記と同様に石炭山に散布した。梅雨３Ｌ
ＩＪ（７月３日〜７月３１日降水量：約１１０ｍ＋ａ　
）に屋外に自然放置し、両方炭山の状態を観察した。 前者（ＳＢＲ系エマルジョン単独散布）においては、散
布中に大部分のＳＢＲ系エマルジョン・ラテックス水溶
液が石炭表面より流出してしまい、試験開始後３日目の
降雨時に軽い山崩れが起こり、ところどころで雨水が浸
透した。７日目においては、至るところで山崩れや陥没
を生じた。１力月後の石炭山の含水率は１１％にまで上
昇していた。 後者（特定の界面活性剤溶液を添加後、ＳＢＲ系エマル
ジョンを散布）においては、１ケ月後においても山崩れ
や陥没は生じていなく、１ケ月後の石炭山の含水率も８
％と試験前と変化なく、良好な雨水浸透防止効果を示し
た。 注）水の浸透速度の測定は、供試試料体の調整方法も含
めて試験例１と同様である。 （参考例１）〔水の浸透速度とコールバンドとの関係〕 下記する６種類の海外炭の組成分析を行い、石炭中の炭
素原子数１００に対する水素原子の数（〔Ｈ〕で示す）
と炭素原子数１００に対する酸素原子数（〔０〕で表わ
す）を算出した。 又、上記石炭の水の浸透速度を試験例１と同様の方法で
試験した。 （供試試料体の調整方法も試験例１と同様である、） 両者の試験結果まとめて第３表に示す。 〈考察〉 試験結果より、水の浸透速度とコールバンドとの間には
相関関係があり、コールバンド〔Ｈ〕　〔０〕が小さい
石炭（例えば（Ｈ）＜７０、〔０〕く５）は、水の浸透
速度もＱ、１ｗＪ／ｓｅｃ、以下と小さく高撥水性とな
ることがわかる。又、逆にコールバンド（Ｈ）（０）が
大きい石炭（例えば（Ｈ）〉７０、（０）＞９）は、水
の浸透速度は０．１．ｆ／ｓｅｃ、以上と高く、低ＩＱ
水性であることがわかる。 （以下余白　次頁に続く） （第３表　） （発明の効果） このように、この発明により高撥水性の石炭においても
強固な樹脂保護膜が形成され、著しい雨水浸透防止効果
が発揮される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、高撥水性の野積石炭堆積物上に、 一般式（Ｉ）：Ｒ−Ｏ−（ＣＨ＿２ＣＨ＿２Ｏ）ｎ−Ｈ
   ・・・・・・・（Ｉ）（但し、Ｒは炭素原子数１０〜２
   ２の飽和もしくは不飽和のアルキル基またはアルキルア
   リール基であり、ｎは５〜２０の整数である。）で表わ
   されるノニオン系界面活性剤を０．５〜１５ｇ／ｍ＾２
   の散布量で均一に散布した後、ＳＢＲ系及び／またはア
   クリルル系エマルジョン・ラテックスを固形分として８
   〜５００ｇ／ｍ＾２の散布量で均一に散布して、堆積物
   の表層に樹脂保護膜を形成することを特徴とする野積石
   炭堆積物の雨水浸透防止方法。 ２、高撥水性の野積石炭堆積物が水の浸透速度として０
   ．１ｍｌ／ｓｅｃ．以下の野積石炭堆積物である特許請
   求の範囲第１項記載の雨水浸透防止方法。 ３、ＳＢＲ系エマルジョン・ラテックスがスチレン量６
   ０重量％以下のスチレン・ブタジエン共重合エマルジョ
   ン・ラテックスである特許請求の範囲第１項記載の雨水
   浸透防止方法。 ４、アクリル系エマルジョン・ラテックスがアクリル酸
   エステルとスチレンとの共重合エマルジョン・ラテック
   スである特許請求の範囲第１項記載の雨水浸透防止方法
   。