Способ обработки угля с целью подготовки к брикетированию

Способ обработки угля с целью подготовки к брикетированию

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

/г ф

Х 3508

Класс 10 Ь, 7

ПАТЕНТ HA ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАКИЕ способа обработки угля с целью подготовки к брикетированию.

К патенту ин-ной фирмы „Общество Сепарация Минералов, с orp. отв." (М1пегарв Separation, Limited) в г. Лондоне, Англия, заявленному 5 марта 1923 года (ваяв. свид. Лов 76407), с присоединением заявки от 7 марта 1923 г. (заяв. свид. Ла 76425).

Действительные изобретатели ин-цы: Э. Эдзер (E. Edser), В. Бродбридж (W. Sroadbridge), В. Г. Беслей (W. И. Beasley), В. В. Стеннинг (W. W. Stenning), А. Б. Миддльтон (А. В. МЫй1eton} и П. Т. Уильямс (P. Th. Williams).

0 выдаче патента опубликовано 30 июня 1928 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 15 сентября 1024 года.

Предлагаемое изобретение ка-, :подобному взбалтыванию в присается способов утилизации уголь- i сутствии разжиженного связуюных отбросов путем отделения щего вещества, то угольные частицы частиц угля от породы и последую- покрываются этим веществом и щего брикетирования. собираются в хлопья, в каком соОбогащенный каким-либо спосо- стоянии их легко отделить от воды. ( бом уголь представляет влажную Взбалтываниесопровождаетсяболее массу тонко измельченных частиц: или менее сильною аэрациею. Поугля, из которых необходимо для, крытый, таким образом, связующим брикетирования удалить воду. При i веществом уголь может прессоработах с обогащением руд по lваться в брикеты. методу отделения пены, авторы В качестве связующего вещества нашли, что применяемый при этом применяются несмешивающиеся с процесс взбалтывания пульпы, со- водо.:о углеводороды, напр., распластоящей из руды и воды с приба- вленная смола, деготь, камедь или влением масла, дегтя и т. п. реак- смесь смолы с дегтем или смолы тивов, способствует покрыванию с камедью и т. п. Оно может соминеральных частиц этим реактивом держать также в смеси со смолой и образованию из них хлопьев, нафталин, фенантрен или антрацен. которые легко отделяются от воды. Если желательно получить твердые

Если подвергать суспендированный брикеты, то необходимо брать в воде тонко измельченный уголь хорошо затвердевающее связующее вещество, напр., смолу или смесь смолы с дегтем, камедь, смесь смолы с нафталином или с фенантреном или же с антраценом. Для получения более мягких кирпичей или если преследуется лишь цель отделения угля от воды, следует пользоваться более маслянистыми реактивами, Количество связующего вещества варьируется в зависимости от свойств ( угля, но обыкновенно достаточно, брать его в количестве от 3 /„до

10 /о по весу угля. Возможно при- бавлять небольшое количество не-,, органического реактива, способствующего образованию хлопьев, например, негашеной извести. Содержащаяся в угле или оставшаяся после обогащения порода не уча- ствует в образовании хлопьев и остается суспендированной в воде,, чем и отделяется от угля. Процесс покрывания угля связующим веществом схож в некоторых отношениях . с процессом вспенивания, ибо оба процесса включают в себя операцию взбалтывания угля в воде вместе с аэрациею и с прибавлением жидкого или разжиженного реактива; поэтому, весьма удобно соединять эти процессы в виде подготовительной операции перед брикетированием. В виду чего, прибавляемые I ! к смеси реактивы могут содержать в себе одновременно вспенивающий реактив и связующее вещество и, таким образом, угольные частицы не только обволакиваются пленкою и дают хлопья, но и всплывают в виде пены, что позволяет отделить их от пустой породы; при этом обрабатываемую жидкость можно подогревать. В случае применения твердых связующих веществ, подогревание может оказаться необходимым для аггломерирования угольных частиц.

Так как авторы обнаружили, что, прибавление к смоле нафталина, фенантрена или антрацена превра- щает ее при обыкновенной темпе- ратуре в жидкое, клейкое состояние, но затвердевающее через короткое, время при смешении с углем, то оказалось возможным процесс вести на твердой смоле без нагревания жидкости, в которой находятся уголь и связующее вещество. Образование хлопьев или аггломерацию частиц, сопровождающую покрывание их связующим веществом, можно в некоторых случаях ускорить, подвергнув пульпу из угля и воды взбалтыванию для удаления воздуха и нагреву, или взбалтыванию с перекатыванием во вращающемся цилиндрическом горизонтальном барабане. Удалению воздуха из пульпы можно также содействовать при помощи цилиндрических валков или роликов, находящихся на дне барабана и раскатывающих слипшиеся частицы угля; при этом барабан возможно подогревать.

При некоторых сортах угля, напр., в случае некоксующегося угля из вашингтонских угольных копей в Нортемберлэнде, в Великобритании, полезно подкислять жидкость или предварительно обрабатывать уголь кислотой, в целях лучшего покрывания угольных частиц связующим веществом. Для этого берутся минеральные кислоты, напр., серная, в количестве приблизительно 1 кг на тонну сухого обрабатываемого материала. Обрабатывать связующим веществом возможно не всю массу угля, а лишь мелкие частицы, так как при взбалтывании покрытых связующим или образующим хлопья веществом мелких частиц угля с более крупными его частями, все частицы образуют хлопья или аггломераты и легко отделяются от воды. Таким образом, уголь можно отделять двумя фракциями: мелкие частицы покрываются образующим хлопья реактивом, благодаря взбалтыванию с реактивом в обрабатываемой жидкой среде и аэрации, более же крупные частицы суспендируются в этой среде и взбалтываются совместно с покрытыми пленкою мелкими частицами, с прибавлением или без прибавления связующего или образующего хлопья вещества; при этом связующее вещество расходуется в меньшем количестве.

Кроме того, при изготовлении твердых брикетов с применением мягкого или жирного реактива для начальной обработки и образования из мелочи хлопьев процесс может быть выполнен на холоду. Отделенные от холодной воды частицы могут быть введены в подогретую пульпу для окончательной обработки, без понижения температуры жидкости, Для такого начального образования хлопьев из мелких частиц применяется, преимущественно, антраценовое масло или масло, содержащее значительное количество нафталина, фенантрена или антрацена. Уголь измельчается настолько, чтобы частицы его могли свободно проходить через сито, имеющее приблизительно 4 отверстия на протяжении одного сантиметра, затем от него отделяют частицы, проходящие через сито с 25 отверстиями на протяжении одного сантиметра. Для образования хлопьев из мелких частиц достаточно около 1 /р антраценового масла, по весу всей массы угля, мелкого и крупного. Затем, образовавшиеся хлопья подвергаются взбалтыванию с более крупными частицами угля и с 4 /„(от веса всего угля) смолы в пульпе, подогретой до 80 — 100 Ц.

Предла-.аемый способ возможно применять при изготовлении кокса из неподдающегося коксованию угля. Для этого некоксующийся уголь измельчается до прохождения через сито с отверстиями около /, дюйма.

Вещества с малым содержанием угля и пустые породы выделяются помощью вспенивания. Тонко измельченный уголь суспендируется в воде и взбалтывается с целью введения воздуха, который может вводиться в смесь и особо. Во время взбалтывания связующее вещество в жидком виде поступает в смесь, которую, в зависимости от природы взятого связующего вещества, можно нагревать до 80 Ц; при применении дегтя или мягких смесей дегтя со смолою процесс проходит без нагрева, в горячих же жидкостях можно применять одну смолу. Когда к жидкости прибавлено достаточное количество связующего вещества (3 — 4, о от веса угля) и жидкость, если требуется, нагрета, частицы угля равномерно покрываются связующим веществом и одновременно с этим собираются в хлопья, в каком виде они легко отделяются от воды.

С прекращением взбалтывания хлопья погружаются на дно или при аэрации всплывают в виде пены.

Покрытый связующим веществом уголь вынимают, высушивают и прессуют с целью изготовления брикетов. Полученные брикеты, содержащие минимальное количество наполненных воздухом пустот, помещают в коксовальную печь и нагревают для получения кокса.

Пример 1. Опыт производился с полученными по методу вспенивания концентратами грунтового смолистого, способного коксоваться угля из Южно-Дургемской угольной копи. Применялись концентраты, содержавшие 150/ влажности, при чем 470 г заключали в себе 400 г. сухого угля. Концентраты смеши вались с водою в отношении 4: 1 для образования пульпы, к которой, при энергичном взбалтывани и и аэрации, прибавляли 28 г распла(вленной смолы (7 /о от сухого угля).

После фильтрации угля оказалось, что смола распределилась между всеми угольными частицами, при чем отдельных частиц смолы обнаружено не было. Фильтрованный материал затем подогревали, разминали, месили и, наконец, прессовали под давлением в 300 атмосфер.

Получились твердые однородные брикеты, без трещин, оказавшиеся во всех отношениях более доброкачественными, чем брикеты, полученные из тех же концентратов высушиванием их с прибавлением твердой смолы, измельченной до размера 0,2 люлю в длину, подогрева нием, разминанием и прессованием под давлением в 300 атмосфер.

Пример 2. Обрабатываемым материалом служили отбросы от замечено, что вода стала мутной и связующее вещество угольных хлопьев не образовало, как не образовала хлопьев и пустая порода.

Затем, к этой смеси прибавили серной кислоты в количестве 1,1 кг на тонну концентрата. Тогда угольные частицы стали покрываться дегтем и смолой и сразу же началось энергичное образование хлопьев и аггломерация частиц.

Пустая порода также дала хлопья, чему служила доказательством чистота водяного слоя по прекращении взбалтывания.

После прессования материала, под давлением в 2 тонны на кв. дюйм,. получились брикеты с сспротивлением раздроблению в 150 кг на кв. сл. Выжатая из формы вода была совершенно чиста и потери угля не было.

Пример 4. Опыт производился с углем из Саар Валлей во Франции, состоявшим из смеси блестящего и тусклого угля с примесью углеродного сланца. Содержание золы составляло 24,97% но, после концентрации путем вспенивания, содержание золы уменьшилось ро

9,12 /р. Этот концентрат был просеян для отделения тех мелких частиц, которые проходили через отверстие в 0,2 лм длиною; полученную мелочь обрабатывали в жидкости с содержанием 4 кг серной кислоты на тонну. Обраоотка производилась с прибавлением связующего вещества, состоявшего из трех частей смолы на две части дегтя, в количестве 5 / от общего веса всего угля (мелкого и крупного). Затем впускали пар до повышения температуры пульпы до

90 U,. После образования хлопьев был введен, при взбалтывании., крупный уголь и, таким образом, весь материал был переведен в хлопья, Далее, материал был освобожден от воды и брикетирован под давлением в 300 кг на кв. сл.

Пример 5. Некоторое количество угля из угольных копей

Повель Деффрин в Южном Валлисе, измельченного до 2,5 ляг смолистого, способного к коксова- нию угля, содержавшего 17 /„золы, при чем 400 г его смешивали с водой в отношении 4: 1 в испытательном вспенивательном приборе. Затем была прибавлена в количестве 5 /o расплавленная смола, 0,66 кг крезола и 0,66 кг нефти на тонну сырого продукта, Уголь, покрытый смолою и всплывший в виде пены, был отделен, профильтрован, размят, вымешан и спрессован в бри- кеты, как описано выше.

Полученные брикеты обладали превосходными качествами и давали 7 /q /o золы.

Пример 3. 1200 г угольной мелочи, полученной из Ншингтонских копей в Нортемберлэнде (Янглия), не поддававшейся брикетированию и содержащей 20,7o/ золы, были измельчены до прохождения через сито с 2 отверстиями на протяжении одного сантиметра.

Этот материал был затем подвергнут концентрации по методу вспенивания. Введенные реактивы состояли из крезола в количестве

0 4 кг и парафина в количестве

0,3 кг на тонну мелочи. Получен- ные концентраты заключали в себе

802 г угля с содержанием золы 7,5 !,.

В первой части опыта была сде- лана попытка покрыть частицы концентратов смолой с дегтем и образовать хлопья. Концентрат, в виде пульпы, содержащей около

1,4 части воды и 1 части твердого вещества, был смешан с 2 / дегтя (по весу угля в концентрате, без воды) и 5 / смолы, измельченной до такой степени, чтобы она могла проходить через сито с 40 отверстиями на протяжении одного санти- метра. Смешение производилось при комнатной температуре. Затем смесь подвергали взбалтыванию в соответствующем резервуаре, применяемом при процессе вспенивания и допускающем энергичную аэрацию, при чем для повышения температуры до 100 Ц впускали пар. Смола и деготь всплыли на поверхность в виде пены, не покрыв угольных частиц; при этом было, цами, которые уже до того были покрыты связующим или способствующим образованию хлопьев материалом.

8. Прием выполнения указанного в и. 7 способа, отличающиися тем, что тонко размельченный уголь разделяют на две фракции: одну, состоящую из более крупных, а другую — из более мелких частиц, после, чего мелкие частицы покрывают, пленкою из связующего материала, а более крупные суспендируют в жидкости и подвергают взбалты- l нию вместе с упомянутыми более мелкими частицами, с дополнительным прибавлением связующего ве. щества или без такого прибавления.

9. Прием выполнения способа, указанного в и. и. 1 — 8, отличающийся тем, что не поддающийся коксованию уголь в тонко измельченном состоянии покрывают связующим материалом в суспендированном состоянии в воде, затем брикетируют и брикеты подвергают коксов а н и ю.

Типо-аитотрафик «Красный Печатник», Ленинград, Международный, 15. и более, обрабатывалось по способу вспенивания с прибавлением 0,3 кг, крезола и 0,15 кг парафинового масла на тонну угля, Получившаяся, пена, содержавшая приблизительно равные части угля и воды, была введена в сепаратор, в котором могла совершенно свободно пере1 мещаться пульпа состава 1: 1, и быть подвергнута взбалтыванию, и аэрации с прибавлением к неи . смолы, измельченной до прохождения через сито с 40 проволоками на сл, в количестве 5О/, и обыкно- венного каменноугольного дегтя, в количестве 2 /о от сухого угля.

Затем, вся пульпа была введена в горизонтальный вращающийся цилиндр, который подогревался.

Взбалтывание производилось без аэрации и, наоборот, воздух даже I удалялся. При температуре около, 80= аггломерация покрытых связую-, щим веществом частиц протекала весьма заметно. Вся пульпа во время, взбалтывания подвергалась нагреванию до точки кипения. По окончании этого процесса, проба пульпы, была пропущена через сито с 24, проволоками на сяг, при чем оказалось, что протекавшая через сито вода была совершенно чиста. До нагревания и взбалтывания, с целью: удаления воздуха, вода была мутна и не могла быть легко отделена от угля и от связующего вещества., При другом опыте с тем же углем получились те же результаты после прибавления, во время предварительного взбалтывания с аэрациею, смолы, не измельченной в порошок, а расплавленной. Йггломерированный материал был введен горячим в пресс для брикетирования и быстро полученные брикеты были ; ( удовлетворительного качества. Ка- менноугольный деготь, взятый в количестве 2"/о, возможно заменить

1О/ нафталина или смеси дегтя с нафталином. Количества этих ингредиентов могут быть изменяемы; хорошие результаты получились при применении 0,05О/o нафталина и 0,115 /о дегтя (по отношению к количеству сухого угля) .

Предмет патента.

1. Способ обработки угля с целью подготовки к брикетированию, отличающийся тем, что тонко измельченный уголь, суспендированный в воде, подвергают взбалтыванию вместе с жидким связующим веществом (напр., смолой, дегтем, камедью или их смесью), взятым в количестве, достаточном для связывания частичек угля при последующем брикетировании выделенных из суспензии частиц угля, покрытых связующим веществом.

2. Прием выполнения способа, указанного в пункте 1, отличающийся тем, что к связующему веществу, добавляемому к суспензии, прибавляют отпенивающие вещества с целью всплывания угля в виде пены и отделения его от пустой породы.

3. Прием выполнения способа, указанного в п.п. 1 и 2, отличающийся тем, что в качестве связующего вещества применяют смолу, содержащую нафталин, фенантрен или а нтра цен.

4. Прием выполнения указанного в и. п. 1, 2 и 3 способа, отличающийся тем, что уголь, после смешивания со связующим веществом, подогревают и подвергают взбалтыванию или перемешиванию для удаленич воздуха и для содействия аггломерации угольных частиц.

5. Прием выполнения указанного в п.п. 1 — 4 способа, отличающийся тем, что для облегчения приставания связующего вещества уголь, до процесса покрывания или во время его, обрабатывают минеральной кислотой (напр., серной). б. Прием выполнения указанного в и. 5 способа, отличающийся тем, что кислоту прибавляют к суспендированному в воде материалу.

7. Прием выполнения указанного в и. и. 1 — б способа, отличающийся тем, что угольные частицы подвергают обработке взбалтывани ем подвижной жидкости вместе с более мелкими части