(57)【要約】【課題】微粉炭の選炭において、従来は油滴との接合力が弱く浮選法が適用できなかった、〔Ｈ／Ｃ×１００〕値が８０以下の炭種においても、微粉炭に浮選性を付与でき、浮選法の適用を可能にすると共に、使用する油量も少なくて済む微粉炭の浮選方法等を提供する。【解決手段】〔Ｈ／Ｃ×１００〕が０〜８０である０．５ｍｍ以下の微粉状石炭を含む石炭スラリーＳ２から微粉炭ｃの回収を行う石炭の浮選方法を、石炭スラリーＳ２に浮選油Ａを添加する油分添加工程と、該油分添加工程の後の、石炭スラリーＳ２を急速攪拌して微粉炭及び浮選油Ａの油滴ａに剪断力を付与するシェアーリング工程と、該シェアーリング工程の後の、微粉炭ｃを浮揚させて精炭回収をする浮選工程とを含んで構成する。【選択図】　図１
2004141797.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
０．５ｍｍ以下の微粉状石炭を含む石炭スラリーから微粉炭の回収を行う微粉炭の浮選方法であって、石炭スラリーに浮選油を添加する油分添加工程と、該油分添加工程の後の、石炭スラリーを急速攪拌して微粉炭の粒子及び浮選油の油滴に剪断力を付与するシェアーリング工程と、該シェアーリング工程の後の、微粉炭を浮揚させて精炭回収をする浮選工程とを含み、前記微粉状石炭が、該石炭に含まれる炭素原子に対する水素原子の割合である水素原子比の１００倍の値〔Ｈ／Ｃ×１００〕が、０〜８０であることを特徴とする微粉炭の浮選方法。
【請求項２】
前記油分添加工程において、浮選油の添加量を、乾原炭に対して重量％で、０．００５％〜０．０５％とすることを特徴とする請求項１記載の微粉炭の浮選方法。
【請求項３】
微粉炭の浮選工程の前のシェアーリング工程を行う急速攪拌装置であって、円筒形状のドラムの内側に流通路を中心に有する仕切板を複数設けて、中心部で連通する複数の攪拌室を形成すると共に、該攪拌室内で回転してドラム内の石炭スラリーを急速攪拌する攪拌翼付きの攪拌板を複数枚備えた回転軸を前記流通路内に配設したことを特徴とする微粉炭表面改質装置。
【請求項４】
前記攪拌板の攪拌翼を、前記攪拌板から前記回転軸の軸方向に突出させて設けると共に、前記回転軸の軸方向から見た時に、前記攪拌板の回転方向に対して前方側が凸となる形状に形成したことを特徴とする請求項３記載の微粉炭表面改質装置。
【請求項５】
前記攪拌板の前記回転軸の近傍に、流通穴を設けたことを特徴とする請求項３又は４記載の微粉炭表面改質装置。
【請求項６】
前記仕切板の少なくとも一つに、前記回転軸の軸方向に突出する固定翼を設けたことを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の微粉炭表面改質装置。
【請求項７】
表面改質部と浮選処理部とを有してなり、前記表面改質部が、請求項３〜６のいずれか一つの微粉炭の表面改質装置と浮選油供給システムを備え、前記浮選処理部が、少なくとも一つの浮選機を備えていることを特徴とする微粉炭の浮選システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微粉炭の表面改質方法、微粉炭の浮選方法、微粉炭表面改質装置及び微粉炭の浮選システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
石炭の微粉炭燃焼に使用する微粉炭は、０．５ｍｍ以上のものは、比重選別による選別されるが、０．５ｍｍ以下のものは、石炭スラリーを形成して、この石炭スラリーから、浮選法（浮遊選炭法）により、良質な不燃分の少ない精炭を得ている。
【０００３】
この浮選法は、石炭−水スラリー（石炭スラリー）に、捕集剤及び起泡剤を添加し、機械的あるいは空気の圧入により気泡を形成し、この気泡に可燃成分の多い石炭（微粉炭）を付着させ回収する方法であり、脱灰高濃度石炭−水スラリーの製造方法において、低灰分の石炭微粒子（微粉炭）が浮揚分として回収され、高灰分のいわゆる沈炭スラッジ（灰）が沈降分離される脱灰工程に使用されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
そして、従来の浮選法では、浮選工程の前に微粉原炭（微粉状石炭）の沈降を防ぐためにコンディショニングを行っている。このコンディショニングでは緩攪拌を行って、スラリーの均一化や微粉炭と浮選油の油滴とが会合する確率の増大を図り、この微粉炭と油滴との会合により微粉炭表面の水膜を油膜に置換している。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−１１２６８号公報　（第３頁左欄第３３行〜第４５行）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この緩攪拌を行うコンディショニングでは、石炭化度が低くて含酸素官能基が多く、水膜に被われた微粉炭表面に親水基が過多にある場合や、石炭化度が高くて水素含有量が少なく、微粉炭表面の表面エネルギーが元々低い場合には、微粉炭表面における水膜から油膜への置換が旨く行われないという問題がある。
【０００７】
つまり、炭質には種々あり、微粉炭表面の水膜を油膜に置換し難い浮選性（浮選浮遊性）が悪い炭質もある。例えば、図１１に炭質図を示すが、この図１１において、縦軸の炭素原子に対する水素原子の原子比の１００倍の値〔Ｈ／Ｃ×１００〕が８０以上で、横軸の炭素原子に対する酸素原子の原子比の１００倍の〔Ｏ／Ｃ×１００〕が約７以下の石炭は、極めて浮選性が良好で微粉炭表面の水膜を油膜に置換し易いが、この浮選性の良好な石炭ばかりでなく、〔Ｈ／Ｃ×１００〕が６０以下の所謂半無煙炭、無煙炭と呼ばれる浮選性の悪い炭種や、〔Ｏ／Ｃ×１００〕が１０以上の所謂亜歴青炭と呼ばれる浮選性の悪い炭種も多く分布している。
【０００８】
なお、より詳細には、図１１では、含酸素官能基の増減は横軸〔Ｏ／Ｃ×１００〕方向で示され、この〔Ｏ／Ｃ×１００〕は、水酸基やカルボキシル基等親水性の官能基比率と関連するため、この〔Ｏ／Ｃ×１００〕の数値の増加は、親水性の増加即ち親油性の減少を意味し、浮選性が低下することになる。
【０００９】
また、炭化水素の鎖状性／芳香環状性の増減は縦軸〔Ｈ／Ｃ×１００〕方向で示されており、この〔Ｈ／Ｃ×１００〕の減少は、炭化水素の飽和（鎖状）炭化水素から不飽和（芳香族）炭化水素への移行を示し、親油性が減少するため浮選性が低下することになる。
【００１０】
そして、〔Ｈ／Ｃ×１００〕値が８０程度以下の高石炭化度炭では、油脂に特徴的な鎖状性が減じ、芳香環の発達が進むため、親油性が減ずるばかりでなく、表面エネルギーも低くなる。とりわけ、〔Ｈ／Ｃ×１００〕値が６０程度以下の所謂半無煙炭、無煙炭と呼ばれる炭種では、この表面エネルギーが低くなる傾向が著しい。そのため、スラリー中で水膜に被われていても、水分子との接合力も弱い。しかし同時に油滴との接合力も弱いため、緩攪拌では油滴と会合しても水膜を油膜に置換することができず、浮選性が悪いので、これらの炭種に対しては浮選法を採用できないという問題がある。
【００１１】
一般的に、浮選性のあまり良好でない石炭に対して浮選法を行った場合には、浮選機における微粉炭の回収が悪く、また、浮選浮遊速度が遅く、浮選機で浮遊しきらずに、多量の微粉炭及び過剰に添加された浮選油が多量に排水シックナーに流失し、シックナーで微粉炭が浮遊して表層に微粉炭炭層を形成してしまう。そのため、シックナーの処理能力を超えて過負荷状態となり、周辺環境の汚染の恐れが生じる。
【００１２】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、微粉炭の選炭において、従来は油滴との接合力が弱く浮選法が適用できなかった、〔Ｈ／Ｃ×１００〕値が６０程度以下の所謂半無煙炭や無煙炭と呼ばれる炭種においても、微粉炭に浮選性を付与でき、浮選法の適用を可能にすると共に、使用する油量も少なくて済む微粉炭の浮選方法を提供することにある。
【００１３】
また、本発明の更なる目的は、この微粉炭の浮選方法の実施に使用する浮選用前処理装置及び微粉炭の浮選システムを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明の微粉炭の浮選方法は、０．５ｍｍ以下の微粉状石炭を含む石炭スラリーから微粉炭の回収を行う微粉炭の浮選方法であって、石炭スラリーに浮選油を添加する油分添加工程と、該油分添加工程の後の、石炭スラリーを急速攪拌して微粉炭の粒子及び浮選油の油滴に剪断力を付与するシェアーリング工程と、該シェアーリング工程の後の、微粉炭を浮揚させて精炭回収をする浮選工程とを含み、前記微粉状石炭が、該石炭に含まれる炭素原子に対する水素原子の割合である水素原子比の１００倍の値〔Ｈ／Ｃ×１００〕が、０〜８０であることを特徴として構成される。
【００１５】
この０．５ｍｍ以下の微粉状石炭とは、０．５ｍｍ角のメッシュを通過する石炭のことをいう。
【００１６】
また、この急速攪拌とは、従来のコンデショナーによる緩攪拌に対するものであり、攪拌エネルギーが１０ｋＷ／ｍ３　以上のことをいい、好ましくは、２５ｋＷ／ｍ３　〜１００ｋＷ／ｍ３　である。
【００１７】
即ち、コンデショナーでは、微粉状石炭の沈降防止を目的としたスラリーの均一化のための攪拌であり、緩やか（例えば、攪拌エネルギーが数ｋＷ／ｍ３　程度）に行われるのに対して、本発明の急速攪拌は、微粉炭の粒子及び浮選油の油滴を容器（ドラム）内の固定部分（ドラムの円筒壁面、仕切板、固定翼）や移動部分（攪拌板、攪拌翼）等に強制的に接触させて、剪断力を付与し、微粉炭の粒子の表面に油滴を付着乃至展着させて、微粉炭の表面の浮選性を改善するために、高い攪拌エネルギーで行われる。
【００１８】
この本発明の微粉炭の浮選方法によれば、急速攪拌のシェアーリング（剪断力付与）により、微粉炭の粒子及び浮選油の油滴に剪断活性面が形成され、この剪断活性面の発生により、過渡的であるが、表面エネルギーが相対的に上がる。この表面エネルギーの増分により、微粉炭と油滴と会合により微粉炭の表面に油膜が形成できるようになる。
【００１９】
そのため、従来技術においては浮選法を適用できなかった〔Ｈ／Ｃ×１００〕値が６０程度以下の所謂半無煙炭、無煙炭に対しても、浮選法を適用することが可能となる。しかも、油膜形成用の浮選油の量も微量で済む。
【００２０】
そして、特に、微粉状石炭が、石炭に含まれる炭素原子に対する水素原子の割合である水素原子比の１００倍の値〔Ｈ／Ｃ×１００〕が、０〜８０である場合に大きな効果を奏する。この範囲の炭種の浮選性が良くないので、本発明のシェアーリング工程による改質効果が大きいからである。
【００２１】
前記油分添加工程において、浮選油の添加量を、乾原炭に対して重量％で、０．００５％〜０．０５％、好ましくは０．００７％〜０．０２％とする。特に、半無煙炭や無煙炭等の親油性の悪い炭質では、改質された後であっても付着する油分の量は、元々親油性の良い炭質のものに比べて少ないので、非常に少ない添加量で済む。これにより、効率よく微粉炭の浮選を行うことができ、また、排水処理の負荷を減少できる。
【００２２】
そして、上記の微粉炭の表面改質方法と微粉炭の浮選方法を実施するために使用される微粉炭表面改質装置と微粉炭の浮選システムは次のように構成される。
【００２３】
先ず、微粉炭表面改質装置は、微粉炭の浮選工程の前のシェアーリング工程を行う急速攪拌装置であって、円筒形状のドラムの内側に流通路を中心に有する仕切板を複数設けて、中心部で連通する複数の攪拌室を形成すると共に、該攪拌室内で回転してドラム内の石炭スラリーを攪拌する攪拌翼付きの攪拌板を複数枚備えた回転軸を前記流通路内に配設して構成される。
【００２４】
この微粉炭表面改質装置において、前記攪拌板の攪拌翼を、前記攪拌板から前記回転軸の軸方向に突出させて設けると共に、前記回転軸の軸方向から見た時に、前記攪拌板の回転方向に対して前方側が凸となる形状に形成する。
【００２５】
更に、前記攪拌板の前記回転軸の近傍に、流通穴を設けて形成する。
【００２６】
また、上記の微粉炭表面改質装置において、前記仕切板の少なくとも一つに、前記回転軸の軸方向に突出する固定翼を設けて構成する。
【００２７】
そして、微粉炭の浮選システムは、表面改質部と浮選処理部とを有してなり、前記表面改質部が、上記のいずれか一つの微粉炭の表面改質装置と浮選油供給システムを備え、前記浮選処理部が、少なくとも一つの浮選機を備えて構成される。
【００２８】
また、上記の微粉炭の浮選方法、浮選用前処理装置及び微粉炭の浮選システムで使用する微粉炭の表面改質方法は、０．５ｍｍ以下の微粉状石炭を含む石炭スラリーにおいて、可燃分を多く含む微粉炭の浮選性を増加する微粉炭の表面改質方法であって、浮選油を添加した石炭スラリーを容器内で急速攪拌して、微粉炭の粒子及び浮選油の油滴を剪断力を付与することにより、微粉炭の粒子の表面に油滴を付着させる方法である。そして、この剪断力の付与は、急速攪拌により、微粉炭の粒子及び浮選油の油滴を容器内の固定部分又は移動部分の少なくとも一方に接触させて行う。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明に係る微粉炭の浮選方法及び浮選用前処理装置と微粉炭の浮選システムの実施の形態について説明する。
【００３０】
本発明に係る浮選用前処理装置の概要説明を兼ねて、最初に、微粉炭の浮選方法とこの方法を実施するための微粉炭の浮選システムについて説明する。
【００３１】
図１に本発明の微粉炭の浮選方法を実施するための微粉炭の浮選システム１のプロセスフローを示す。また、図２にこの微粉炭の浮選方法で行われる浮選の原理を示す。
【００３２】
図１及び図２に示すように、この微粉炭の浮選システム１は、０．５ｍｍ以下の石炭スラリーＳ１から灰分の少ない微粉炭Ｃの回収（精炭回収）を目的としたシステムであり、表面改質部１０と浮選処理部２０とから構成される。
【００３３】
この表面改質部１０は、スラリー調整タンク（石炭スラリー受け槽）１１、スラリーポンプ１２、浮選油タンク１３、浮選油定量供給ポンプ１４、微粉炭表面改質装置１５、サンプタンク１６、スラリーポンプ１７等で構成される。
【００３４】
また、浮選処理部２０は、コンディショニングタンク（条件槽）２１、起泡剤タンク２２、起泡剤定量供給ポンプ２３、粗選用浮選機２４、精選用浮選機２５、真空濾過機２６等で構成される。
【００３５】
そして、この表面改質部１０では、予め粉砕され粒径が０．５ｍｍ以下（実用的には０．５ｍｍ角のメッシュを通過したもの）となった微粉状石炭を水と混合した石炭スラリーＳ１が、スラリー調整タンク１１に入り、スラリーポンプ１２で、微粉炭表面改質装置１５に供給される。また、浮選油Ａが浮選油タンク１３と浮選油定量供給ポンプ１４とからなる浮選油供給システムによって供給され、この微粉炭表面改質装置１５に供給される前の石炭スラリーＳ１に混入され、石炭スラリーＳ１は浮選油Ａとの混合物Ｓ２として微粉炭表面改質装置１５に供給される。この状態は、図２に示す（混合）の状態であり、微粉炭ｃと灰ｄと油滴（浮選油）ａが混合している状態である。
【００３６】
なお、この浮選油Ａとしては、灯油、軽油等の鉱油を主に使用することができ、炭質にもよるが、親油性の少ない半無煙炭や無煙炭では、スラリーＳ１に対する重量％で０．００５％〜０．０５％好ましくは０．００７％〜０．０２％という極少量の浮選油Ａの添加で浮選機２４、２５にて微粉炭フロスを形成することができる。
【００３７】
そして、この石炭スラリーＳ１と浮選油Ａの混合物Ｓ２が、微粉炭表面改質装置１５で、急速攪拌される。即ち、攪拌エネルギーが１０ｋＷ／ｍ３　以上、好ましくは、２５ｋＷ／ｍ３　〜１００ｋＷ／ｍ３　となるような攪拌を行う。
【００３８】
この急速攪拌により、石炭スラリーＳ１と油滴ａの混合を行って石炭スラリーＳ１中に油滴ａを高度に分散させると共に、微粉炭の粒子ｃ及び油滴ａを、図３〜図７に示す微粉炭表面改質装置１５の円筒壁面４１ａ、仕切板４２、攪拌板５２等の表面に接触させることにより、微粉炭の粒子ｃと油滴ａに強い剪断力を付与し、即ち、シェアーリングを行い、図２の（表面改質）に示すように、微粉炭の粒子ｃの表面に非常に薄い油膜ａを付着乃至展着させる。この油膜展着により、微粉炭ｃの表面の濡れ性を改質して浮選性を改善する。
【００３９】
そして、この微粉炭表面改質装置１５で、微粉炭ｃの表面が改質され、微粉炭ｃに油膜ａが付着した状態の改質された石炭スラリーＳ３が、図１に示すように、サンプタンク１６に入り、スラリーポンプ１７により、浮選部２０のコンディショニングタンク２１に送られる。
【００４０】
そして、このコンディショニングタンク２１において、改質された石炭スラリーＳ３に、起泡剤タンク２２と起泡剤定量供給ポンプ２３とからなる起泡剤システムにより供給される起泡剤Ｂが添加される。なお、従来技術の通常の浮選工程ではコンディショニングタンク２１で起泡剤Ｂ及び浮選油Ａを添加するが、この浮選システム１においては、微粉炭表面改質装置１５の手前で既に浮選油Ａを添加しているので、このコンディショニングタンク２１では起泡剤Ｂのみで浮選油Ａの添加は行わない。
【００４１】
この起泡剤Ｂは、改質された石炭スラリーＳ３を発泡させるためのものであり、パイン油、テルピネオール、ポリオキシプロピレンアルキルエーテル、高級アルコール等を使用することができる。
【００４２】
そして、このコンディショニングタンク２１では、穏攪拌により、改質された石炭スラリーＳ３の均一化と微粉炭ｃと起泡剤Ｂや油滴ａとの接触及び結合を図る。この穏攪拌により、調整された石炭スラリーＳ４は、粗選用浮選機２４と精選用浮選機２５に順次に送られる。
【００４３】
この両浮選機２４，２５では、油膜ａが付着した低灰分の微粉炭ｃは起泡剤Ｂによって生じた気泡ｅに付着した、図２に示す（精炭回収）の状態となり、水面に浮上するので、浮揚分として回収され、更に、この浮上した微粉炭ｃを図示しないシックナー等で分離し、微粉精炭Ｃとして回収する。
【００４４】
一方の灰ｄは、微粉炭ｃよりも親水性が大きいので浮上せずに沈降し、沈炭スラッジＤとして分離される。この沈炭スラッジＤは真空濾過機２６に送られて、水Ｗと分離され、廃棄又は「低品位石炭−水スラリー」の原料として再利用される。一方、この沈炭スラッジＤを分離した水Ｗは石炭スラリー用の水として再利用される。
【００４５】
従って、この微粉炭の浮選システム１によれば、微粉炭表面改質装置１５で石炭スラリーＳ２と浮選油Ａの混合物Ｓ３を改質することにより、浮選精炭回収率と浮選浮遊速度を大幅に改善することができる。また、回収率の向上により排水中の固形分を減少することができるので、選炭工場の排水負荷を低減できる。
【００４６】
その上、本発明に係る微粉炭の浮選方法及び微粉炭の浮選システム１は、濃縮浮選から直接浮選まで、幅広いスラリー濃度に対応可能であり、更に、これまで浮遊法による精炭回収が困難であった浮選性不良の石炭に対しても、この表面改質により浮選性を改善することにより、浮選法を適用できるようになり、浮選法による微粉炭の回収を効率良く行うことができる。
【００４７】
次に、本発明の微粉炭の浮選方法及び微粉炭の浮選システム１で重要な役割を果たす微粉炭の表面改質方法とこの方法を実施するための微粉炭表面改質装置１５について説明する。
【００４８】
この微粉炭表面改質装置１５は、その概形を図３に示すように、横型多段高速ミキサーとして構成される。この横型多段高速ミキサー１５は、支持脚４７で基盤に支持されたドラム４１と、モーター６１と減速機６２とを備えて形成されており、モータ６１により駆動される回転軸５１に設けられた攪拌板５２を高速回転することにより、微粉炭スラリーＳ２中の微粉炭の粒子ｃ及び油滴ａを円筒壁面４１ａ、仕切板４２、攪拌板５２等に接触させて剪断力付与を行って微粉炭を改質する。
【００４９】
より詳細に説明すると、この微粉炭表面改質装置１５は、図４にその断面を示すように、ドラム４１内に、図５に示すような仕切板（バッフル）４２がドラム４１の軸方向に略等間隔に設けられている。この仕切板４２は、上下２枚の半円板を向かい合わせ配置した円板状に形成され、外周側をドラム４１の円筒壁面４１ａに固定支持されると共に、中央部に石炭スラリーＳ２と浮選油の混合物Ｓ３及び空気Ｅが流通するための流通路４３が設けられている。なお、仕切板４２を上下２枚の半円板とするのは、組立及び分解を容易とするためである。
【００５０】
また、石炭スラリーＳ１の入口４４の近傍に設けられる仕切板４２ａ，４２ｂでは、帯状又は矩形状の固定翼４８が円板から略垂直方向に突設される。図４では、混合物Ｓ３の攪拌を促進するため、仕切板４２ａでは両面に固定翼４８が設けられ、仕切板４２ｂでは入口４４側の片面にのみに固定翼４８がそれぞれ複数個（図５では３個）設けられている。
【００５１】
そして、ドラム４１の両側の軸受部４６，４６で枢支される回転軸５１が、ドラム４１の内部に配設され、この回転軸５１には、図６及び図７に示すような攪拌翼５３と流通穴５４を有する攪拌板５２が、ボス部５２ａを介して嵌合されている。この攪拌板５２は回転軸５１の軸方向に対して垂直に設けられると共に、回転軸５１の軸方向に略等間隔に配置される。これにより、攪拌板５２がドラム４１内に配設された時に、それぞれの攪拌板５２が、仕切板４２で仕切られているそれぞれの攪拌室５０内に配置される。
【００５２】
また、攪拌翼５３は、攪拌効率を高めるため、回転方向Ｒに対して凸で放射状になるように形成された帯状体が、攪拌板５２の両面に攪拌板５２に対して略垂直になるように、即ち、回転軸５１の軸方向になるように設けられる。この攪拌翼５３は、回転軸５１の回転方向に関しては略等間隔に複数個（図６では４個）設けられる。
【００５３】
そして、ドラム４１内の混合物Ｓ２に接触する部分、即ち、円筒壁面４１ａ、仕切板４２、固定翼４８、攪拌板５２、攪拌翼５３の表面には、微粉炭ｃや油滴ａとの接触時に剪断力を効率良く付与するためと、微粉炭ｃの接触による摩耗を防止するために、アルミナ等のセラミックライニング６０を施す。図中の格子状ハッチングは、このセラミックライニング６０が施されていることを示し、図では部分的に格子状ハッチングしているが、各表面全体に施されている。
【００５４】
そして、回転軸５１がチェーンカップリング６４により減速機６２に連結し、減速機６２はチェーンカップリング６３によりモータ６１に連結しているので、モータ６１の駆動により、回転軸５１が回転する。
【００５５】
なお、微粉炭表面改質装置１０の寸法や形状はその処理する炭質や処理量によって大きく変化するが、一例を示すと、図４に示すドラム４１の径が１．３ｍφ程度である。
【００５６】
次に、この微粉炭表面改質装置１０を使用したシェアーリング工程について説明する。
【００５７】
この微粉炭表面改質装置１０においては、石炭スラリーＳ１と浮選油Ａの混合物Ｓ２が入口４４からドラム４１内に供給され、回転軸５１を高速回転することにより、入口４４から供給される石炭スラリーＳ１と浮遊油Ａの混合物Ｓ２を高速回転で攪拌する。この高速回転の攪拌により、混合物Ｓ２は、回転軸５１の回転と共に回転する攪拌板５２によって急速攪拌されながら、流通路４３、攪拌板５２と円筒壁面４１ａとの隙間等を通過し、順次下流側の攪拌室５０に送りだされ、改質された石炭スラリーＳ３となり出口４５から排出される。
【００５８】
このドラム４１内における急速攪拌により、微粉炭ｃと油滴ａを高度に分散させると共に、微粉炭ｃと油滴ａを、円筒壁面４１ａ、仕切板４２、固定翼４３、攪拌板５２、攪拌翼５３等の表面に接触させる。この接触により、微粉炭ｃ及び油滴ａに強い剪断力を付与し、微粉炭ｃの表面に非常に薄い油膜ａを展着させる。この油膜ａにより、微粉炭ｃの表面の濡れ性を改質及び改善し、微粉炭ｃの表面の親油性を上げ、浮選性を画期的に向上させる。
【００５９】
この剪断力の付与（シェアーリング）はコンディショニングとは異なり急速攪拌であるため、微粉炭の粒子ｃ、並びに、油滴ａに剪断力を与え、剪断面を惹起する。この剪断面が生じた瞬間は、瞬時過渡的に高表面エネルギー性を示すので、油滴ａが微粉炭の粒子ｃに付着し易くなる。つまり、剪断面が生じた瞬間においては、剪断面から水も油も除外されて真空に近い状態になっていると考えられる。
【００６０】
そして、この微粉炭表面改質装置１５の構造によれば、仕切板４２と攪拌板５２を交互に配置しているので、この構成により、微粉炭ｃと油滴ａの入口４４から出口４５へのショートパスを防止でき、効率的な混合と接触による剪断力付与を行うことができる。この混合と接触による剪断力付与により微粉炭ｃの表面への油滴ａの付着を効率的に行うことができる。そのため、少量の浮選油Ａで、しかも、短時間で微粉炭ｃの表面の改質を行うことができる。
【００６１】
従って、この構成の微粉炭表面改質装置１５は、非常にコンパクトな装置となるので、設置場所が少なくて済む。そのため、既存の微粉炭の浮選システムにおいても、浮選プロセスの前段に容易に組み込むことができる。
【００６２】
次に、本発明の実施例について説明する。
【００６３】
図８に浮選性の劣る微粉炭に本発明の微粉炭の浮選方法を適用した表面改質効果の例を示す。この図８によれば、本浮選方法の実施例と従来技術の通常の浮選法による比較例との比較により、本浮選方法における精炭の歩留まりと浮選速度に関係する浮選時間が大幅に向上していることが分かる。
【００６４】
図９は、実施例と比較例の物質収支を示す。実施例では、比較例に比べて精炭の歩留りが増加している一方で、テーリングの灰分が上昇しており、非常に高い効率で可燃分の石炭と不燃分の灰を分離していることが分かる。これにより、本来回収されるべき石炭のテーリングへの流出が減り、ひいては下流側のシックナーにおける濃縮、濃縮テーリングの脱水、溢流水の循環水使用等を円滑に行えるようになることが分かる。
【００６５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明に係る微粉炭の浮選方法、微粉炭表面改質装置、微粉炭の浮選システムによれば、次のような効果を奏することができる。
【００６６】
従来技術の通常の微粉炭の浮選法では、歩留りゼロで回収不能であったような、炭素に対する水素の割合である水素原子比〔Ｈ／Ｃ×１００〕の値が、８０以下であるような炭質においても、浮選工程の前のシェアーリング工程で、微粉炭の浮選性を大きく改善できるので、高い精炭回収率を実現することができる。
【００６７】
また、シェア−リング工程により、薄い油膜を効率よく石炭に付着できるため、従来の通常の浮選法と比べて、油使用量が少量となる。
【００６８】
しかも、浮選浮遊速度が大幅に改善され、浮選機における滞留時間を減らすことができるので、浮選機の台数を減少でき、場合によっては、精選機を使用することなく、粗選機のみでの操業が可能となる。
【００６９】
その上、本発明の微粉炭の浮選システムより下流側のシックナーの表層に微粉炭や浮選油が浮遊することがなくなり、排水負荷も低くなるので、シックナーや浮選テールフィルタープレス等を含む下流側の排水処理系で順調な操業を全般に渡り行うことができる。つまり、良好な浮選性達成により排水系の負荷が低減され、順調な工場運転、環境負荷の低減を図ることができる。
【００７０】
そして、本発明に係る微粉炭表面改質装置によれば、石炭スラリーと浮選油の混合物を攪拌して、微粉炭等に剪断力を付与して微粉炭の浮選性を改善でき、しかも、複数の仕切板と複数の攪拌板の構成により、非常に効率よく微粉炭を改質できる。そのため、非常にコンパクトな装置となるので、設置場所が少なくて済む。従って、既存の微粉炭の浮選システムにおいても、浮選プロセスの前段に容易に組み込むことができる。
【００７１】
また、この微粉炭表面改質装置によれば、微粉炭に高い浮選性を付与できるので、浮選機における滞留時間を短くできる。従って、浮選機の容量や台数を小さく又は少なくでき、また、浮選機運転に要する電力消費量を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る微粉炭の浮選方法を実施するための微粉炭の浮選システムのプロセスフローを示す図である。
【図２】本発明に係る微粉炭の浮選方法で行われる浮選の原理を示す。
【図３】本発明に係る微粉炭表面改質装置の概形を示す図である。
【図４】図３の微粉炭表面改質装置の断面を示す側面図である。
【図５】図４のＸ−Ｘ矢視図である。
【図６】微粉炭表面改質装置の攪拌板と攪拌翼を示す図である。
【図７】図６の上半分は攪拌翼の形状を示すための側断面図であり、下半分は攪拌板の形状を示すための攪拌板の端面図である。
【図８】実施例と比較例の浮遊時間と歩留まりの関係を示す図である。
【図９】実施例（Ａ炭）と比較例（Ａ炭）における歩留まりを示す図である。
【図１０】実施例（Ａ炭）における浮選前の原炭と、本発明の微粉炭の浮選方法を適用した後の改質炭の成分の重量割合を示す図である。
【図１１】Ｆ炭の種類とその元素成分の原子比との関係を示す炭質図である。
【符号の説明】
１０　　　表面改質部
１５　　微粉炭表面改質装置
２０　　浮選処理部
４１　　ドラム
４２　　仕切板
４３　　流通路
４８　　固定翼
５０　　攪拌室
５１　　回転軸
５２　　攪拌板
５３　　攪拌翼
Ａ　　浮選油
Ｃ　　精炭
Ｄ　　沈降スラッジ
Ｅ　　空気
ａ　　油滴
ｃ　　微粉炭
ｄ　　灰
ｅ　　気泡
Ｓ１　　石炭スラリー
Ｓ２　　石炭スラリーと浮選油との混合物
Ｓ３　　改質された石炭スラリー
Ｓ４　　調整された石炭スラリー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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