[发明专利]用于由高灰分煤生产低灰分清洁煤的改进的选矿方法

说明书

发明领域

本发明涉及由高灰分煤生产低灰分清洁煤的改进的选矿方法。本发明进一步涉及用于实施由高灰分煤生产低灰分清洁煤的改进的选矿方法的系统。

发明背景

煤和煤产品在满足我们社会的能源需求方面继续扮演日益重要的角色。然而，通常已知大多数原煤与矿物质有关，这使得它不适于有效利用，例如碳化、气化、燃烧或液化。因此，原煤的脱矿质在需要具有低灰分含量的煤的冶金工业、热力发电站及其它工业中具有极大的应用。因此，已经探索了物理洗煤(选矿)方法以及化学洗煤(选矿)方法。一般来说，物理洗煤方法包括磨碎煤以除去杂质，其中煤的细度通常决定着释放杂质的程度。尽管制备煤的成本随着所处理细粉的量呈指数增加，然而，在此仍存在尺寸缩减的最佳经济效果。尽管研磨煤到极细尺寸的步骤在除去所有杂质方面未必有效。根据实现煤与杂质分离的物理性质，通常将物理洗煤方法分成四类：例如重力洗煤、浮选洗煤、磁力洗煤和电气洗煤。

与物理洗煤技术相比，化学洗煤技术处于发展的非常初期阶段。就涉及印度的情况来说，大多数存在于印度的煤为堆积来源并具有从5％到大于50％变化的高矿物质含量的低等级。此外，矿物质良好分散在煤基料内部且有时牢固结合。此外，由于印度煤的可洗涤特性不良，所以难以通过基于比重差异例如重介质和致密介质等的常规物理洗煤技术从煤中除去矿物质。因此，例如重介质和泡沫浮选的物理选矿方法在煤选矿以生产用于冶金焦炭制备和电力生产的低灰分煤方面的应用中用途有限。

煤的化学浸滤是生产特净煤的相当熟悉的技术，其中基于原料煤的矿物组成清洁煤的灰分含量低到约1.0％。该特净煤的潜在用途是用作燃料和非燃料两者。

现有技术方法披露了德国煤加工装置在高温和高压下用氢氧化钠水溶液处理煤且此后用盐酸水溶液提取煤。所述方法降低了煤的硫含量和灰分含量。(Crawford，BIOS总结报告第522号，第30项，1946年2月19日，British Intelligence Objectives Sub-committee，London(A.T.I.-118668，Central Documents OfficeWright-Patterson Airforce，Dayton，Ohio)。随后，美国矿业局评估了用于处理煤的类似方法，其包括在有和没有采用盐酸水溶液的最后阶段提取的情况下在225℃下用氢氧化钠水溶液浸滤。在1972年由Reggel等所做的报告中，得出结论说氢氧化钠处理和盐酸提取的顺序除去最初存在于煤中的大部分矿物质。Am.Chem.Soc.Div.of FuelChem.Preprints，17(1)：44-48。Battelle Memorial Institute(巴特尔纪念学会)开发了类似方法，它描述在1977年Stambaugh等的美国专利第4,055,400号中。根据所述公开内容，将煤的含水碱性浆料在高温和高压下加热以浸滤出硫和矿物质。巴特尔方法可任选包括用酸水溶液进行最后阶段提取以降低最终灰分含量。(Stambaugh等，Hydrocarbon Processing(烃加工)，54(7)：115-116(1975))。另一已知方法在Iowa State University，Ames，Iowa已得到广泛发展。“Ames”方法使用在碳酸钠的含水浆料中的氧化脱硫反应。典型条件是在约4大气压的氧气分压和120-140℃的温度下用0.2M Na₂CO₃进行1-2小时。该开发在1981年由T.D.Wheelock博士详细综述。(Chem.Eng.Commun.，12；137-159)。在一个代表性试验中，使用120-140℃的温度，煤的总硫含量降低了70％且发热性(pyretic)硫含量降低了78％。(Wheelock(1981)。