Flotation of coal

申请号 JP50854494 申请日 1993-09-28 公开(公告)号 JPH08501495A 公开(公告)日 1996-02-20
申请人 フォーディング コール リミテッド; 发明人 コリン ジェイ マッケニー; ブライアン ダブリュー レイモンド;
摘要 (57)【要約】 石炭及び脈石のスラリー中に含まれる亜炭、半瀝青炭又は 酸化 瀝青炭粒子を浮遊させる方法であって、次の工程を含む:(a)スラリー全体に表面活性剤を分散させる工程(b)石炭粒子の表面を表面活性剤で選択的に被覆して活性化石炭粒子を生成する様に、スラリーを調整する第1工程(c)スラリー全体に油を分散させる工程(d)活性化石炭粒子の表面を油で選択的に被覆して油化石炭粒子を生成する様に、スラリーを調整する第2工程、及び(e)スラリ一及び脈石から分離する為、スラリー表面上に油化石炭粒子を浮遊させる工程。
权利要求
  • 【特許請求の範囲】 1. 以下の工程を含む、石炭及び脈石のスラリー中に含まれる亜炭、半瀝青炭又は酸化瀝青炭の粒子を、選択的に浮遊させる方法。 (a)スラリー全体に表面活性剤を分散させる工程 (b)石炭粒子の表面を表面活性剤で選択的に被覆して活性化石炭粒子を生成する様に、スラリーを調整する第1工程 (c)スラリー全体に油を分散させる工程 (d)活性化石炭粒子の表面を油で選択的に被覆して油化石炭粒子を生成する様に、スラリーを調整する第2工程、及び (e)スラリー及び脈石から分離する為、スラリー表面上に油化石炭粒子を浮遊させる工程 但し、表面活性剤は、石炭に選択的に接着し、脈石には接着せず、石炭に油の被膜を受け入れさせる様な物質である。 2. 方法全体を通してスラリーのpHを、約6〜9の範囲に維持する工程を更に含む、請求の範囲1記載の方法。 3. 浮遊させる工程が、スラリー表面上での油化石炭粒子の浮遊を高める為に、 スラリー全体にわたり分散される泡起剤を使用して行われる、請求の範囲1記載の方法。 4. 表面活性剤が、ポリジメチルシロキサン、オレイン酸、リグナンスルホネート、ユーカリ油、炭素原子数が15より少ない炭素鎖を有する脂肪酸、シュルコール168(Shurcoal 168)〔商標〕及び植物油からなる群から選ばれたものである、請求の範囲1、2又は3記載の方法。 5. 表面活性剤が、脂肪酸エステル、脂肪酸エステル縮合生成物、脂肪酸縮合生成物、水酸化エーテルアミン、スルホ琥珀酸塩のビス(アルキル)エステル、脂肪スルホサクシネート、カプロン酸メチル又はエチルエステルのヒドロキシ又はクロロ又はスルフィド誘導体、ナフテン酸塩、クレジル酸塩、ロジン酸塩、炭素原子数が少なくとも10の脂肪族カルボン酸の脂肪族エステル、脂肪酸の酸化誘導体及び炭素原子数が14より大きい炭素鎖を有する脂肪酸から成る群から選ばれたものである、請求の範囲1、2又は3記載の方法。 6. 乾燥石炭のトン当たり、ポリジメチルシロキサン、リグナンスルホネート、 ユ−カリ油、炭素原子数が15より少ない炭素鎖を有する脂肪酸、シュルコール16 8(Shurcoal 168)〔商標〕又は植物油の約0.25kg未満が使用される、請求の範囲4記載の方法。 7. 乾燥石炭のトン当たり、オレイン酸の約3.0kg未満が使用される、請求の範囲4記載の方法。 8. 乾燥石炭のトン当たり、表面活性剤の約0.25kg未満が使用される、請求の範囲5記載の方法。 9. 油が、使用済モーターオイル、ディーゼル、ケロセン、バンカーCオイル及び重油からなる群から選ばれたものである、請求の範囲1、2又は3記載の方法。 10. 油が、使用済モーターオイル、ディーゼル、ケロセン、又はバンカーCオイルとブレンドされた重油を含む、請求の範囲I、2又は3記載の方法。 11. 石炭の乾燥重量の約2%未満の油が、スラリー全体に分散される、請求の範囲10記載の方法。 12. スラリー全体に表面活性剤を分散させる前に、表面活性剤の分散性を高める為の工程を更に含む、請求の範囲1、2又は3記載の方法。 13. 表面活性剤の分散性が、それを希釈、加熱又は撹拌することによって高められる、請求の範囲12記載の方法。 14. 表面活性剤が、軽油の添加によって希釈される、請求の範囲13記載の方法。 15. スラリー全体に油を分散させる前に、油の分散性を高める為の工程を更に含む、請求の範囲1、2又は3記載の方法。 16. 油の分散性が、それを加熱、攪拌又は乳化することによって高められる、請求の範囲15記載の方法。 17. 石炭粒子が、約28メッシュ×0未満の粒径を有する、請求の範囲1、2又は3記載の方法。
  • 说明书全文

    【発明の詳細な説明】 石炭の浮遊選鉱法 技術分野本発明は、脈石及びスラリーから石炭粒子を分離する為に、石炭及び脈石中のスラリーに含まれる石炭粒子を選択的に浮遊させる為の改善された方法に関する。 従来技術泡沫浮遊選鉱法を使用して、石炭スラリーに含まれる石炭微粒子を分離することは公知である。 泡沫浮遊選鉱法は、石炭スラリー中に空気を導入するものである。 石炭の疎性粒子は、微細空気泡が疎水性石炭粒子に接着される様な微細に分散された空気泡と接触される。 空気泡の表面張は、小さな粒子、一般的には28メッシュ×0の粒径より小さい粒子がそれ自身容易に付着する様なものである。 粒子を運ぶ泡は、次いで上昇し、スラリー表面で泡沫を形成する。 泡沫は、 疎水性の石炭粒子を含み、スラリー表面からすくい取られ、集められ、空気泡に接着せず、スラリー中に懸濁して残る親水性の不純物粒子から分離される。 これらの方法は、“An Introduction to the Theory of Flotation,VIKlassen an d VAMokrousov,Butterworths,1963,and Froth Flatation,50th Anniversa ry Volume,D.Furstenau,AIME,1962”に一般的に開示されている。 石炭微粒子の浮遊選鉱法は、採鉱工程から回収される石炭の粒径及び品位両方が低下する所の、分離、洗浄工程として益々重要となっている。 石炭洗浄水或いは選鉱くずから微粉炭を除去する能力は、石炭回収の他の技術で失われた微粉炭を回収するのにも有益である。 浮遊選鉱法の選択性及び回収性を改善し、微粉炭の浮遊を高める為に、種々のタイプの添加剤が、スラリーに添加する為に開発されてきている。 泡起剤及び集合剤は、石炭の浮遊選鉱法で普通使用される2つのタイプの添加剤である。 泡起剤の目的は、泡沫が除去されるまでスラリーの表面上の石炭粒子をより良く運ぶ事ができる一層安定な泡沫の生成を促進する事である。 泡起剤は、空気泡の石炭粒子への付着を高めるので、安定性は改善される。 最も高品位の石炭は、 それらを空気泡に付着させるそれらの表面の疎水性により当然浮遊できる。 それ故、高品位石炭の浮遊選鉱法は、通常の泡起剤だけの使用でも一般に効果がある。 然しながら、酸化された瀝青炭及び低品位炭は、より親水性の傾向にあり、それ故、石炭粒子が空気泡に付着しにくいので浮遊させる事が困難であり、場合によっては不可能である。 この種の石炭の浮遊選鉱法に一層適した泡起剤の開発の試みがなされてきている。 例えば、Keysの米国特許第4,504,385号(1985年3月12日登録)は、改良アルコール泡起剤に関するものであり、 Meyerの米国特許第4,308,133号(1981年12月29日登録) は、泡起促進剤に関し、このものは、スラリーの表面上での泡沫形成を高める為に、泡起剤と一緒にスラリーに同時に添加される。 集合剤は、泡起剤と合わせて使用され、疎水性の低い石炭を浮遊させる手助けをさせるものである。 集合剤のもともとの目的は、泡起剤で被覆されている石炭粒子及び上昇する空気泡が、一層大きな接触と接着を有する様な疎水性を石炭粒子の表面に付与する為である。 集合剤は、それがスラリー中に含まれる不純物及びその他の物質の粒子にではなく、石炭粒子の表面、好適には湿潤表面に選択的に接着する点で、一般に選択的である。 集合剤は、通常炭化水素油である。 ディーゼル燃料油、燃料油及びケロセンが最も広範囲に使用される。 集合剤の効果的改善の為の、幾つかの改善がなされてきている。 改善された集合剤に関する特許の例としては、McCaffrey等の米国特許第4,416,769号(19 83年11月22日登録)、Owenの米国特許第4,526,680号(19 85年7月2日登録)及びNg等の米国特許第4,532,032号(1985 年7月30日登録)がある。 泡起剤や集合剤を使用しても、石炭が更に酸化されたり、低品位のものとなると、一層親水性となり浮遊させる事が容易ではなくなる、その結果、集合剤や泡起剤が、酸化された石炭或いは低品位炭に使用されると、粒子を浮遊させるための大量の集合剤や泡起剤が必要となり、浮遊選鉱法は好ましいものではない。 一層親水性を有する石炭粒子の浮遊選鉱法を改善する為、集合剤や泡起剤と合わせて通常使用される他のタイプの添加剤が開発されている。 Keysの米国特許4,589,980号(1986年5月20登録)、米国特許4,678,5 61号及び米国特許4,678,562号(1987年7月7登録)は、「促進剤」と称し、集合剤や泡起剤と一緒にスラリーに添加する添加剤に関するものである。 この促進剤は、非イオンで、疎水性で、非乳化の、窒素及び硫黄原子又はカルボン酸自身が欠けている少なくともC 10の脂肪族カルボン酸の脂肪族エステルを含む。 添加剤の全てが一度添加されると、スラリーは、浮遊選鉱前にスラリーを緊密に混合又は攪拌する事によって調整される。 同様に、他の方法は、或る生成物を形成する為に集合剤や泡起剤を他の添加剤と組み合わせ、その生成物をスラリーに添加し、単一攪拌或いは混合工程段階でスラリー中に分散させる。 その例として、McGarryの米国特許第4,63 2,750号(1986年12月30日登録)、Brookes等の米国特許第4,857,221号(1989年8月15日登録)、Hefnerの米国特許第4,305,815号(1981年12月15日登録)、McCarthyの米国特許第4,308,132号(1981年12月29日登録)、米国特許第4,372,864号(1983年2月8日登録)、米国特許第4,452,7 14号(1984年6月5日登録)、及びMeyer等の米国特許第4,474 ,619号(1984年10月2日登録)がある。 開発されたこれらの方法は、極めて選択性に乏しく、不経済であり、それ故広く使用されるものではない。 それ故、通常の石炭浮遊選鉱技術を使用して、経済的方法で、石炭スラリー中に含まれる酸化瀝青炭及び低品位炭の粒子を浮遊させる為の方法が必要である。 発明の開示本発明は、従来技術を使用して浮遊させる事が困難か或いは不可能な低品位亜炭又は半瀝青炭或いは酸化瀝青炭及び脈石のスラリー中に含まれる石炭粒子を選択的に浮遊させる方法に関する。 この方法は、石炭粒子の表面を、それらにより一層親油性を付与する為に表面活性剤で選択的に被覆する事、次いで分離独立した工程で、活性化された石炭を、浮遊が容易となる様に油で被覆する事を含む。 特に、本発明は、石炭スラリー及び脈石のスラリー中に含まれる亜炭、半瀝青炭或いは酸化瀝青炭の粒子の選択的浮遊選鉱法を含み、次の工程を含む:スラリー全体に表面活性剤を分散させる工程、石炭粒子の表面を表面活性剤で選択的に被覆して活性化石炭粒子を生成する様に、スラリーを調整する第1工程、スラリー全体に油を分散させる工程、活性化石炭粒子の表面を油で選択的に被覆して油化粒子を生成する様に、スラリーを調整する第2工程、及びスラリー及び脈石から分離する為に油化石炭粒子をスラリー表面に浮遊させる工程を含み、ここにおいて表面活性剤は、石炭に対して選択的に接着し、脈石には接着せず、油の被膜を石炭に受け入れさせる様な物質である。 この方法は、更に、方法全体を通して、そのpHを約6〜9の範囲に維持する工程を含んでもよい。 浮遊工程は、スラリー表面での油化石炭粒子の浮遊を高める為に、スラリー全体に分散された泡起剤を使用して行ってもよい。 表面活性剤は、ポリジメチルシロキサン、オレイン酸、リグナンスルホネート、ユーカリ油及び炭素原子が15より少ない炭素鎖を有する脂肪酸、シュルコール168(Shurcoal 168)〔商標〕及び植物油からなる群から選ばれたもの、又は脂肪酸エステル、脂肪酸エステル縮合生成物、脂肪酸縮合生成物、水酸化エーテルアミン、スルホ琥珀酸塩のビス(アルキル)エステル、脂肪スルホサクシネート、カプロン酸メチル又はエチルエステルのヒドロキシ又はクロロ又はスルフィド誘導体、ナフテン酸塩、クレジル酸塩、ロジン酸塩、炭素原子が少なくとも10 の炭素鎖を有する脂肪族カルボン酸塩の脂肪族エステル、脂肪酸の酸化誘導体及び炭素原子が14より大きい炭素鎖を有する脂肪酸から成る群から選ばれたものであってもよい。 表面活性剤がオレイン酸以外は、表面活性剤の約0.25kg 未満が、乾燥炭のトン当たりに利用され、オレイン酸の場合は、表面活性剤の約3.0kg未満が、乾燥炭のトン当たりに利用されてもよい。 油は、使用済モーターオイル、ディーゼル、ケロセン及びバンカーCオイルから成る群から選ばれた重油又は軽油であってもよい。 油は、重油を含むブレンドを含んでもよい。 石炭の乾燥重量当たり約2%未満の油量が、スラリー全体に分散できる。 表面活性剤の分散性は、油をスラリー全体に分散させる前に高めてもよい。 表面活性剤の分散性は、希釈、加熱或いは攪拌によって高めてもよい。 希釈剤は、軽油であってもよい。 油の分散性は、加熱、攪拌又は乳化によって高めてもよい。 石炭粒子は、約28メッシュ×0未満のサイズを有してもよい。 本発明の特定の実施態様は、以下の節で詳述されよう。 本発明を実施する為の最善の態様本発明は、従来方法を使用して浮遊させる事が困難か或いは不可能な石炭種の石炭及び脈石のスラリー中に含まれる石炭粒子の選択的浮遊選鉱法を含む。 天然に存在する石炭は、同じ広い属のなかの種においてさえ、広範囲の特性を示すものであるが、低品位炭或いは一層酸化された石炭は、通常の方法を使用してそれを浮遊させる事が極めて困難である事がわかっている。 従って、本発明の方法は、浮遊性に乏しい低品位亜炭、半瀝青炭及び酸化瀝青炭に最も有利に使用される。 その様な石炭は、また低い自由膨潤係数(Free Swelling Index)[FSI]を持ちやすい。 FSIは、石炭のケーキ化特性或いは加熱中の相互粘着能力の目安である。 約3を越えるFSIを持つ石炭、一般に瀝青炭は容易に浮遊するが、3未満のFSIの石炭は、浮遊を一層困難にする傾向がある。 従って、本発明の方法は、約3未満のFSIを持つ石炭に有利に使用できる。 上述の通り、本発明方法は、石炭を選択的に浮遊させ、それらをスラリー及びスラリー中に含まれる脈石両方から分離する為の方法に関する。 脈石とは、スラリー中に含まれる、必要とされない、望ましくない或いは不経済な成分を意味し、頁岩、粘土及び他の非炭質不純物同様、低品位(高灰分)炭質材料を含むものである。 石炭及び脈石を構成するものが何かの決定は、表面活性剤の選択で調節が可能な方法の必要とする選択性に依存する。 更に、この方法で浮遊させる石炭粒子は、約28メッシュ×0未満のサイズが好ましい。 それより大きい粒子は、空気泡で簡単には持ち上げられず、又通常の分離方法を含む他の技術で分離するには余りに大きい。 石炭及び脈石粒子は、スラリーを生成する為に、十分な量の液体と組み合わされるべきである。 液体は、水が好ましく、石炭及び脈石粒子を含む水性スラリーを生成する。 水は、純水であっても良く、廃水或いは前工程から循環された水であってもよい。 スラリーは、固形分を35重量%まで含んでもよいが、2.5〜 10重量%の範囲で含む事がスラリーにとって、より一般的である。 この方法は、次の工程を含む:スラリー全体に表面活性剤を分散させる工程、 活性化石炭粒子を生成する様にスラリーを調整する第1工程、油をスラリー全体に分散させる工程、油化石炭粒子を生成する様にスラリーを調整する第2工程、 及び油化石炭粒子の浮遊選鉱工程。 この方法の第1の工程は、石炭粒子に対し選択的接着を行わしめる為に、スラリー全体に表面活性剤を分散させる事である。 この方法の第2の工程は、石炭粒子の表面を、実質的に表面活性剤で被覆して活性化石炭粒子を生成する様に、スラリーを調整する第1工程である。 この方法で使用される石炭は、一般に親水性である。 それ故、それらは通常の技術では容易に浮遊しない。 然しながら、それらの石炭は、また一般的に親油性であるから、油は、石炭粒子によって反撥されるであろうから、石炭の疎水性を付与する為に、単純に油は添加できない。 それ故、表面活性剤は、油が一層容易に接着する石炭表面上での活性剤として作用するのに必要である。 最も経済的方法で、望ましい効果を達成する為には、表面活性剤及び油は、油が表面活性剤を吸着或いは吸収する傾向にあるから、別々にスラリー中に分散され調整されるべきである。 表面活性剤は、スラリー中の石炭粒子への選択的接着の為に選ばれ、スラリー中に含まれる脈石の為ではなく、またこの方法で後から添加される油を引きつける為に選ばれる。 それ故、ここにおいて表面活性剤とは、スラリー中の脈石に接着する事なくスラリー中の石炭に選択的に接着し、石炭粒子に、その後に添加される油の被膜を受け入れさせる様にする任意の物質と定義される。 石炭はタイプ毎に異なり、異なる表面化学を示すから、単一の表面活性剤は、あらゆる石炭に満足する機能を発揮しない。 それ故、それぞれの石炭粒子に最上の表面活性剤の選択を行う為の実験が必要である。 好ましい表面活性剤はポリジメチルシロキサン、オレイン酸、リグナンスルホネート、ユーカリ油、炭素原子が15未満の炭素鎖を有する脂肪酸、シュルコール168、及び植物油であることがわかった。 然しながら、表面活性剤は、又脂肪酸エステル、脂肪酸エステル縮合生成物、脂肪酸縮合生成物、水酸化エーテルアミン、スルホ琥珀酸塩のビス(アルキル)エーテル、脂肪スルホサクシネート、カプロン酸のメチル或いはエチルエステルのヒドロキシ又はクロロ又はスルフィド誘導体、ナフタレン酸塩、クレジル酸塩、ロジン酸塩、炭素原子が少なくとも10の炭素鎖を有する脂肪族カルボン酸の脂肪族エステル、脂肪酸の酸化誘導体及び炭素原子が14を越える炭素鎖を有する脂肪酸からなる群から選ばれてもよい。 表面活性剤は、石炭粒子の表面化学を変化させ、その結果石炭粒子が一層親油性を付与されるものと考える。 本発明方法では、使用される表面活性剤量は、理想的には、石炭粒子の全表面を実質的に覆う表面活性剤の薄膜だけを用意するのに十分な量であるべきである。 表面活性剤の厚い層は、使用してもよいが、この方法で使用する表面活性剤の量が多量となり、それ故、この方法に不経済性を与えることになる。 オレイン酸以外の表面活性剤では、表面活性剤の最少必要量は、乾燥炭のトン当たり0.075〜0.125kgと僅かであってよく、好適には、乾燥炭のトン当たり約0.25kg未満の表面活性剤が使用される事がわかった。 オレイン酸が表面活性剤として使用される場合の最少必要量は、乾燥炭のトン当たり3kgと多くなる。 いずれの場合においても、石炭粒子を実質的に被覆する為にスラリーに添加することが必要な表面活性剤の量は、全ての添加剤が、スラリーに単一工程で添加される他の方法で必要とされる量よりは一般に少ない。 表面活性剤は、スラリー全体に十分に分散される事が重要である。 これは、従来公知の分散技術、例えば機械的混合機、攪拌機、インラインミキサー、液/液イダクター、液/蒸気イダクターによる蒸気噴射或いは他の公知方法によって達成してもよい。 一度表面活性剤がスラリー全体に分散されると、この方法の第2段階は、スラリーの第1調整工程である。 スラリーの第1調整工程は、スラリーの混合或いは攪拌を含む。 スラリーは、機械的混合機、攪拌機、インラインミキサー、液/液イダクター、液/蒸気イダクターによる蒸気噴射或いは他の公知方法を使用して調整される。 スラリーが調整されると、石炭粒子の表面は、選択的に且つ実質的に表面活性剤で被覆される。 表面活性剤は、石炭上の表面活性剤の効果を最大限にし、必要とする表面活性剤を最少にする為に、スラリー全体に十分分散される事が重要である。 既に述べた通り、表面活性剤の薄層又は被膜だけが、活性化石炭粒子を生成する為に、石炭粒子の活性化に必要である。 活性化石炭粒子は、表面活性剤の被膜を有する石炭粒子である。 表面活性剤が、それら自身の上で使用される時は、泡起剤が利用されているところでは、それらは泡起剤に容易に引きつけられないので石炭粒子の浮遊を改善しない。 活性化石炭粒子は、しかしながら、一般的に親油性であり、次の工程で添加される油に引きつけられる。 油は、空気泡と泡起剤に引きつけられ、また活性化石炭粒子に接着する傾向にあるから、この方法の第3段階は、活性化石炭粒子への選択的接着の為に、スラリー全体に油を分散させる事である。 一度油がスラリー全体に分散されたら、この方法の第4段階は、スラリーの第2調整工程であり、その結果、活性化石炭粒子の表面が、油で実質的に被覆され、油化石炭粒子が生成される。 第3段階で使用される油は、重油であってもよく、或いは使用済モーターオイル、ディーゼル、ケロセン又はバンカーCオイルの様な軽油であってもよい。 重油は、15未満のAPI密度を持つ油であるべきと考える。 然しながら、油は、 全部が重油か、重油と軽油とのブレンド、例えば重油と使用済モーターオイルの50/50のブレンドのいずれかが好ましい。 重油の使用は、重油がアスファルテン及び芳香族を多く含み、これらは、活性化石炭粒子への油の選択的引きつけを高めると考えられるので好ましい。 スラリー全体に分散される油の量は、理想的には、活性化石炭粒子の実質的に全ての表面に油の薄膜だけを用意するに十分な量であるべきである。 厚い油層を使用してもよいが、多量の油が必要となり、それ故、不経済な方法となる。 添加される油の量は、活性化石炭粒子の6重量%以上であってもよいが、乾燥石炭の2重量%未満が好ましい。 一般に、活性化石炭粒子を実質的に被覆するのに必要とされる油量は、全ての添加剤が単一工程で添加される他の方法で必要とされる量よりも少ない。 油は、スラリー全体にわたって、十分に分散される事が重要である。 これは、従来公知の分散技術、例えば機械的混合機、攪拌機、インラインミキサー、液/液イダクター、液/蒸気イダクターによる蒸気噴射或いは他の公知方法によって達成してもよい。 一度油がスラリー全体に分散されると、この方法の第4段階は、スラリーを調整する第2工程である。 スラリーを調整する第2工程は、スラリーを調整する第1工程同様、同じ型の装置を使用してもよい。 油化石炭粒子を生成する為に、活性化石炭粒子の全ての表面を油で実質的に被覆する為に、スラリーは再度、十分に調整されるべきである。 油化石炭粒子は、油の被膜を有する活性化石炭粒子である。 既に述べた通り、油の薄層又は被膜だけが必要である。 活性化石炭粒子上での油の効果を最大限にし、必要とされる油の量を最小限にする為に、スラリー全体にわたって油は十分に分散されている事が重要である。 油化石炭粒子は、より容易に浮遊し、泡起剤が使用されるところでは泡起剤により容易に引きつけられ易くなる。 この方法の最初の4工程は、幾つかの理由で、分離独立的に連続工程として行われる事が重要である。 表面活性剤及び油が、同時にスラリーに添加された場合は、それぞれのそれらの物質の多くの量が一般に必要である。 種々の添加剤が、それぞれの効率を減少させて、互いに反応できる。 同様に、効率を最大限にする為には、添加剤の別々の層又は被膜が、望ましい表面化学を達成する為に、特定の順序で石炭粒子上に存在させられなければならない。 それらの層が、別々に石炭粒子上に置かれない時は、それぞれの添加剤は、能力の最大限までその機能を発揮することができない。 例えば、石炭粒子が、油或いは泡起剤を添加する前に表面活性剤で適切に被覆されないと、表面活性剤は、油に対する表面活性剤の高い親和性の為、油に吸着或いは吸収されてしまう。 更に、石炭粒子が、初めに表面活性剤で実質的に被覆されないと、石炭は活性化されない。 石炭が、活性化されないと、石炭は油に引きつけられず、損失量、即ち引きつけられなかった油はスラリー表面上に浮遊することとなる。 最後に、全ての添加剤が、 一度に添加されると、石炭粒子上で望ましい被膜を達成する為にスラリーを適切に調整する為に必要とされる時間が増加することとなる。 スラリー全体にわたる表面活性剤及び油の分散は、第1及び第2調整工程それぞれでスラリーの適切な調整にとって重要である。 表面活性剤及び油が高粘度の場合は、スラリーにそれらを添加する前にそれらの分散性を高める事が必要であるかも知れない。 表面活性剤の分散性を高める為には、軽油で希釈してもよく、 加熱してもよく、或いは従来公知の手段を使用して攪拌してもよい。 油の分散性を高める為には、重油と軽油のブレンドを変える事によって希釈してもよく、加熱してもよく、或いは従来公知の手段を使用して攪拌してもよい。 油は、分散剤の助けを借りて乳化してもよく、乳化剤としては、脱酸素化苛性0.1%溶液、 スルフェート或いはアミンの様な基のエトキシ化ノニルフェノール、ナトリウムラウリルスルフェート、ナトリウムドデシルスルフェート、及びフミン酸の様な化学物質が挙げられる。 分散の為の化学物質の使用は公知であり、カナダ特許第1,132,474号、カナダ特許第1,143,313号、カナダ特許第1, 124,611号、カナダ特許第1,157,411号、カナダ特許第1,15 6,902号、及び米国特許第4,355,651号に開示されている。 スラリーを調整する第2工程に続くこの方法の第5の工程は、脈石及びスラリーから分離する為に、油化石炭粒子をスラリー表面に浮遊させる事である。 油化石炭粒子の浮遊は、通常の浮遊技術、装置及び石炭浮遊サーキットを使用して行われる。 油化石炭粒子は、空気泡に一層容易に引きつけられ、泡沫として表面に浮遊する。 泡沫は、次いでスラリーからすくい取られ、清浄化される。 油化石炭粒子のスラリー表面上での浮遊を高める為には、或る量の泡起剤が、 浮遊工程前に、スラリー全体にわたり分散される事が好ましい。 泡起剤は、空気泡の油化石炭粒子への接着を高める。 従来公知の通常の泡起剤が使用されてもよく、それらは、“Froth Flotation,50th Anniversary Volume,D.Furstenau,A IME,1962”及び“An lntroduction to the Theory of Flotation,Vl.Klasse n and VA.Makrousov,Butterworths,1963”に開示されている。 然しながら、 好ましい泡起剤は、メチルイソブチルカルバノール、パイン油、5〜8の炭素原子の環状鎖を有する脂肪族アルコール、ヘプタノール、オクタノール、カプリルアルコール−オクタノール−2、クレオソート、クレジル酸、ユーカリ油及びダウフロス 1012(商標)から成る群から選ばれたものである。 使用される泡起剤の量は、通常の浮遊原理で決められる。 油化石炭粒子のトン当たり約0.15kg未満の量が、一般に必要とされるが、その量は、石炭のトン当たり約0.25kg及びそれ以上まで変動できる。 泡起剤の分散が困難な場合は、泡起剤は、8:1までの割合で、ケロセン又はディーゼル燃料油で希釈してもよい。 最後に、方法全体にわたってスラリーのpHを約6〜9の範囲に維持する事が好ましい。 石炭粒子の表面化学は、スラリーのpHで変わり、添加剤、特に表面活性剤の効果に影響を及ぼす。 約6〜9のpH範囲は、スラリーが極端に酸性にも塩基性にもならない事を確保することによって、表面活性剤と他の添加剤の最も効果的使用となる事から見出されたものである。 pHが低くなればなるほど、 石炭粒子上の電荷は一層陽性となり、スラリーは酸性となる。 pHが高くなればなるほど、石炭粒子上の電荷は一層陰性となり、スラリーは塩基性となる。 pH は、それを必要な範囲内に維持する為に調節する事ができる。 pHは、苛性ソーダ、ソーダ灰、石灰、アンモニア、水酸化カリ又は水酸化マグネシウムの様なアルカリ性物質、或いは硫酸、カルボン酸又は無機酸の様な酸性物質のいすれかのpH調整組成物を使用して調整できる。 この方法全体にわたって含まれる表面化学の正確な性質は、完全には知られていない事が理解されるべきである。 それ故、本発明の実施態様は、ここに包含される理論で制限される様に解釈されるべきではない。 以下の実施例は、本発明を一層完全に例示するのに役立つものである。 試験の間中、次のパラメーターは、一定に保たれた。 スラリーパルプ密度− 固形分10重量% 表面活性剤混合時間− 1分 調整時間− 2分 泡起剤(MIBC)添加割合− 0.2kg/トン 浮遊時間− 3分注: −「50/50」の表示は、50%のElk Point 重油と、50%の乳化された使用済モーターオイルのブレンドを意味する。 −表面活性剤と希釈剤の添加割合は、石炭の乾燥重量トン当たりのキログラムで表される。 −油の添加割合は、石炭の乾燥重量当たりのパーセンテージで表される。 実施例1〜6に関する試験の結果は、表形式で以下に示される。 実施例1ジェネシー、アードリー形成炭、半瀝青炭、17.2%供給灰分、20%水分、 FSIは0の浮遊選鉱法。

    実施例2フォーディングリバーの酸化された中間(medium)揮発性瀝青炭、18.0%灰分、5%水分、FSIは3。

    実施例3 LPテイリングスポンド炭、フォーディングリバー、23.3%灰分、湿潤、F SIは3。

    実施例4 NPテイリングスポンド炭、フォーディングリバー、41.5%灰分、MV瀝青炭、湿潤、FSIは3。

    実施例5フォーディングリバーMV瀝青炭、17.7%灰分、5%水分、FSIは3。

    実施例6高度に酸化されたフォーディン炭、瀝青炭、18%灰分、FSIは0。 専有権又は特許権が請求される本発明の具体的内容は、以下の通りに定義される。

    【手続補正書】 【提出日】1995年8月9日【補正内容】 (1) 請求の範囲を別紙の通り補正する。 (2) 明細書第4頁10行〜11行の“シュルコール168(Shurcoal 168)〔商標〕”の後に「(炭素数18のプロポキシル化不飽和脂肪酸と、トリメチルペンタンジオールモノイソブチレート、トリメチルペンタンジオールジイソブチレート及びトリメチルペンタンジオールとの混合物)」を追加する。 請求の範囲 1. 以下の工程を含む、石炭及び脈石のスラリー中に含まれる亜炭、半瀝青炭又 は酸化瀝青炭の粒子を、選択的に浮遊させる方法。 (a)スラリー全体に表面活性剤を分散させる工程 (b)石炭粒子の表面を表面活性剤で選択的に被覆して活性化石炭粒子を生成 する様に、スラリーを調整する第1工程 (c)スラリー全体に油を分散させる工程 (d)活性化石炭粒子の表面を油で選択的に被覆して油化石炭粒子を生成する 様に、スラリーを調整する第2工程、及び (e)スラリー及び脈石から分離する為、スラリー表面上に油化石炭粒子を浮 遊させる工程 但し、表面活性剤は、石炭に選択的に接着し、脈石には接着せず、石炭に油の 被膜を受け入れさせる様な物質である。 2. 方法全体を通してスラリーのpHを、約6〜9の範囲に維持する工程を更に 含む、請求の範囲1記載の方法。 3. 浮遊させる工程が、スラリー表面上での油化石炭粒子の浮遊を高める為に、 スラリー全体にわたり分散される泡起剤を使用して行われる、請求の範囲1記 載の方法。 4. 表面活性剤が、ポリジメチルシロキサン、オレイン酸、リグナンスルホネー ート、ユーカリ油、炭素原子数が15より少ない炭素鎖を有する脂肪酸、 炭素数 18のプロポキシル化不飽和脂肪酸とトリメチルペンタンジオールモノイソブ チレート、トリメチルペンタンジオールジイソブチレート及びトリメチルペン タンジオールとの混合物 、植物油及びそれらの混合物からなる群から選ばれた ものである、請求の範囲1、2又は3記載の方法。 5. 表面活性剤が、脂肪酸エステル、脂肪酸エステル縮合生成物、脂肪酸縮合生 成物、水酸化エーテルアミン、スルホ琥珀酸塩のビス(アルキル)エステル、 脂肪スルホサクシネート、カプロン酸メチル又はエチルエステルのヒドロキシ 又はクロロ又はスルフィド誘導体、ナフテン酸塩、クレジル酸塩、ロジン酸塩、 炭素原子数が少なくとも10の脂肪族カルボン酸の脂肪族エステル、脂肪酸の 酸化誘導体及び炭素原子数が14より大きい炭素鎖を有する脂肪酸及びそれら の混合物から成る群から選ばれたものである、請求の範囲1、2又は3記載の 方法。 6. 乾燥石炭のトン当たり、ポリジメチルシロキサン、リグナンスルホネート、 ユーカリ油、炭素原子数が15より少ない炭素鎖を有する脂肪酸、 炭素数18の プロポキシル化不飽和脂肪酸とトリメチルペンタンジオールモノイソブチレー ト、トリメチルペンタンジオールジイソブチレート及びトリメチルペンタンジ オールとの混合物 、植物油又はそれらの混合物の約0.25kg未満が使用さ れる、請求の範囲4記載の方法。 7. 乾燥石炭のトン当たり、オレイン酸の約3.0kg未満が使用される、請求 の範囲4記載の方法。 8. 乾燥石炭のトン当たり、表面活性剤の約0.25kg未満が使用される、請 求の範囲5記載の方法。 9. 油が、使用済モーターオイル、ディーゼル、ケロセン、バンカーCオイル、 重油及びそれらの混合物からなる群から選ばれたものである、請求の範囲1、 2又は3記載の方法。 10. 油が、バンカーCオイル、重油及びそれらの混合物からなる群から選ばれた ものである、請求の範囲1、2又は3記載の方法 。 11. 油が、使用済モーターオイル、ディーゼル、ケロセン及びそれらの混合物か らなる群から選ばれた軽油とブレンドされる 、請求の範囲10記載の方法。 12. 石炭の乾燥重量の約2%未満の油が、スラリー全体に分散される、請求の範 囲11記載の方法。 13. スラリー全体に表面活性剤を分散させる前に、表面活性剤の分散性を高める 為の工程を更に含む、請求の範囲1、2又は3記載の方法。 14. 表面活性剤の分散性が、それを希釈、加熱又は攪拌することによって高めら れる、請求の範囲13記載の方法。 15. 表面活性剤が、軽油の添加によって希釈される、請求の範囲14記載の方法。 16. スラリー全体に油を分散させる前に、油の分散性を高める為の工程を更に含 む、請求の範囲1、2又は3記載の方法。 17. 油の分散性が、それを加熱、攪拌又は乳化することによって高められる、請 求の範囲16記載の方法。 18. 石炭粒子が、約28メッシュ×0未満の粒径を有する、請求の範囲1、2又は 3記載の方法。

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