[发明专利]用于利用经过纯化的煤组合物作为化学和热原料以及清洁剂燃烧燃料的方法

说明书

提供了一种用于对煤产物进行升级的方法。所述方法包括以下步骤：(i)提供经过纯化的煤组合物，其中所述组合物呈固体颗粒的形式，并且其中至少约90体积％(vol％)的所述固体颗粒的直径不大于约500μm；以及(ii)将所述经过纯化的煤组合物与固体煤原料组合，以产生经过组合的固体‑固体共混物升级的煤产物。进一步地，提供了一种用于制备经过纯化的煤产物的方法。所述方法包括以下步骤：获得包括煤的起始材料；使所述起始材料经受至少一个精细研磨阶段，以将所述起始材料减小成微粒组合物，其中所述颗粒中的基本上所有颗粒的直径均不大于500微米(μm)；将所述微粒组合物暴露于至少一个泡沫浮选阶段，以将包括在所述微粒组合物内的含烃材料与矿物质分离，其中在所述至少一个泡沫浮选阶段期间，所述含烃材料与所产生的泡沫缔合并且从所述至少一个泡沫浮选阶段分离出来；用水对从所述至少一个泡沫浮选阶段分离出来的泡沫进行洗涤，以释放所述含烃材料；以及使所述含烃材料经受至少一个脱水阶段，以获得灰含量小于12m％、水含量小于25m％的微粒经过纯化的煤产物，并且其中包括在所述微粒经过纯化的煤产物内的颗粒的d90小于00μm。还提供了包括可通过所描述的方法获得的经过纯化的煤材料的产物，如团粒化或团块煤。

技术领域

本发明处于固体烃，最具体地煤的加工和利用的领域。具体地，本发明处于补救和利用衍生自矿物提取和开采活动的废煤细粉的领域中。

背景技术

煤矿，特别是多矿层露天矿以及相关联的煤加工和制备厂，在输出和市场定价方面受到满足对炼焦煤和粉状煤喷吹(PCI)煤的高规格所需要的高等级质量矿层的可用性的限制。从快速减少全球资源基础的角度，这些限制导致此重要的化学原料的产量降低并且效率低下。对国际上交易的热能煤的更严格的产品规格也导致煤行业的产量降低并且效率降低。由于对环境标准的要求越来越高，煤加工厂将废煤产物储存在尾矿池、蓄水库或倾倒场的能力也越来越受到限制。

在国际上出售且交易的用于发电的热能煤典型地是高灰含量(至少15-20m％干基)、高硫含量(1-2m％干基)、适度高的水含量(10-15m％或更高)，并且具有相对粗糙的粒度分布(50mm)。煤电厂锅炉利用粉状PCI燃料(即，经过干燥的煤颗粒，典型地大小范围为20-120μm)，并且在破碎、干燥和粉碎热能煤时消耗显著量的能量。燃烧期间产生的灰必须以炉渣灰或飞灰的形式去除：在两种情况下，灰都会降低操作效率，并且引致处置的环境和商业成本。电站利用烟道气脱硫技术来最小化硫氧化物到大气的排放；操作此脱硫技术的成本与煤原料硫含量成正比。

具有高灰含量的煤矿层在世界范围内十分丰富，从多种地质储量的角度，其有时作为持续存在于广泛的地理区域内的厚矿层，但由于上述问题，许多矿层是经济上不可利用的。

煤细粉和超细粉(包含微细粉)是在开采和制备过程期间从较大团块产生的小颗粒的煤。尽管煤细粉保持了与煤炭相同的能源潜力，但由于产物的微粒性质使其难以销售和运送，因此其通常被视为废物产物。开采行业每年在美国单独产生多达7000-9000万吨煤细粉作为废物副产物(Baruva,P.,《煤供应链中的损失(Losses in the coal supplychain)》,IEA洁净煤中心(IEA Clean Coal Centre.)报告CCC/212,第26页,2012年12月,ISBN 978-92-9029-532-7)，其中绝大多数仍未使用。因此，通常靠近煤矿将煤细粉作为矿渣丢弃，从而形成大量废物堆，或将其容纳在需要未来仔细管理以避免环境污染的大型池中。