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Verfahren zur Herstellung eines Erzeugnisses von niedrigerem Aschengehalt
aus hochaschehaltigen bzw. stark verwachsenen kohlehaltigen Stoffen Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Erzeugnisses von niedrigerem
Aschengehalt aus hochaschehaltigen bzw. stark verwachsenen kohlehaltigen Stoffen.
Sie schafft die Möglichkeit, solche an sich geringwertigen, aber in außerordentlichen
Mengen vorkommenden Stoffe, wie z. B. die gasreichen geologisch jüngeren Kohlen,
nämlich Lignite, Braunkohlen allgemein, überhaupt Kohlen von geringerem Inkohlungsgrad,
zu veredeln.
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Alle diese Kohlenstoffträger haben ein verhältnismäßig geringes spezifisches
Gewicht, weil ihr Gesamtgehalt an mineralischer Substanz im Vergleich zu dem an
flüchtigen Bestandteilen und dem gebundenen Wassergehalt nur gering ist.
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Eine lignitische Braunkohle, die z. B. 15 % reine Bergesubstanz (mit
80% Glührückstand), 20% gebundenes Wasser und 400,1o flüchtige Kohlenwasserstoffe
und nur 251/o feste Kohlenstoffe enthält, hat trotz ihres verhältnismäßig hohen
Aschegehalts eine Wichte von nur etwa 1,3, wobei in dem Gesamtkörper die festen
Kohlenteilchen in mit den Aschenträgern innig verwachsenem Zustand vorliegen und
freie reine Berge darin kaum enthalten sind.
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Eine solche Kohle kann wegen dieser geringen Wichteunterschiede durch
einen normalen Waschprozeß, z. B. auf Setzmaschinen, Rinnenwäschen, Herdwäschen
oder auch durch Schwerflüssigkeitsaufbereitung, trotz des häufig erheblichen Unterschiedes
der Aschengehalte der einzelnen Stücke oder Körner nicht bzw. allenfalls mit einem
unwirtschaftlich geringen Ausbringen aufbereitet werden.
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Auch ihre Aufbereitung durch bekannte Feinstkornaufbereitungsverfahren,
insbesondere durch Flotation oder das Convertolverfahren, kommt wegen der hohen
Kosten der Feinzerkleinerung und der auch dann noch unbefriedigenden Trennung in
aschenarme und aschenreiche Produkte als Folge der Verwachsung und der niedrigen
Wichte nicht in Betracht.
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Aus diesen Gründen konnte bisher eine wirtschaftliche Verwertung solcher
Kohlen, wenn man nicht überhaupt auf ihre Gewinnung verzichtete, nur durch einfaches
Verfeuern, z. B. im Kesselhaus, erfolgen - aber auch dann nur unter Inkaufnahme
der Nachteile des hohen Aschenanfalls.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung, welches die eingangs gekennzeichnete
Aufgabe löst, besteht seinem Grundgedanken nach darin, daß die Ausgangsstoffe unmittelbar
oder nach Ausscheidung der groben Verunreinigungen und einer Vorzerkleinerung auf
eine zweckmäßige Korngröße einer Verkokungsbehandlung unterworfen werden, die so
weit getrieben wird, bis eine Porosität der Kohlesubstanz eingetreten ist und dann
in üblicher Weise nach einem Wichtesortierverfahren aufbereitet, d. h. in aschenärmere
und aschenreichere Bestandteile zerlegt werden.
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Die Temperaturen, bei denen die Verkokungsbehandlung durchgeführt
wird, «erden im Hinblick auf die Korngröße bzw. Kornbeschaffenheit des durch sie
erzeugten Kokses gewählt.
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Diese Temperaturen können von den einer Niedrigtemperaturverkokung
bzw. Verschwelung entsprechenden bis zu den üblichen Temperaturen für die Herstellung
von Hochtemperaturkoks gehen.
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Der Erfolg des neuen Verfahrens beruht darauf, daß durch diese Hitzebehandlung
und die dadurch bewirkte Austreibung des gebundenen Wassers sowie der flüchtigen
Kohlenwasserstoffe, wie auch durch Veränderung der Mineralstoffe (Karbonate, Sulfide
usw.) als Folge der Wärmeeinwirkung eine Differenzierung der Wichten der Bestandteile
bewirkt wird.
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Bei der Umwandlung der Kohlensubstanz zu Koks wird theoretisch das
spezifische Gewicht der Kohleteilchen erhöht, ohne daß sich aber, insbesondere im
Fall der in erster Linie in Betracht kommenden Ausgangsstoffe mit hohem Gehalt an
flüchtigen Bestandteilen, ihr Volumen wesentlich verringert. Die deshalb stark porösen
Teilchen besitzen deshalb eine scheinbare niedrige Wichte.
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Die unreinen, hoch aschehaltigen Bestandteile, die vor der Behandlung
nur eine geringfügig größere Wichte besaßen, werden, da durch den Verkokungsvorgang
außer der Kohlensubstanz auch die Mineralsubstanz
verändert wird,
infolge dieser chemischen Umwandlung, da die Mineralsubstanz nur sehr wenig Wasser
und gasförmige Stoffe abgibt, effektiv, und zwar relativ wesentlich schwerer.
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Das Ergebnis ist also eine wichtemäßige Differenzierung der Bestandteile
von niedrigerem und von höherem Aschengehalt, die nun die Möglichkeit ergibt, das
Erzeugnis der Erhitzungsbehandlung einer normalen Aufbereitung, die nach den üblichen
Gleichfälligkeitsverfahren, besonders wirksam wegen der höheren Trennschärfe durch
Schwerflüssigkeitsaufbereitung erfolgen kann, zu unterziehen.
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Im letzten Fall ist es zweckmäßig, vor dem Einbringen des aufzubereitenden
Gutes in die Scheideflüssigkeit die Oberflächen der Teilchen, z. B. durch eine Sprühbehandlung
mit Öl, zu hydrophobieren und derart das Eindringen der Schwerflüssigkeit in die
Poren der Teilchen zu verhindern.
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Das neue Verfahren ergibt aus den gleichen Gründen der dadurch erzielten
Differenzierung der Wichten der Kohle- und Aschenträger auch Vorteile im Sinne der
weitgehenden Ermäßigung des Endaschengehalts, wenn eine bereits vorgewaschene Kohle
verkokt und dann nochmals nachgetrennt wird: Wenn bei der Behandlung die Stückigkeit
des Produktes erhalten bleibt, so wird dieses entweder unmittelbar separiert oder
zunächst auf die Korngröße zerkleinert, die für das anzuwendende Aufbereitungsverfahren
am günstigsten ist.
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In. der Regel zerfällt jedoch bei der Behandlung das dieser unterworfene
Gut schon von selbst in kleinere Korngrößen, die dann lediglich einer Siebung -
Absiebung des feinsten Korns - unterworfen zu werden brauchen.
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Als Beispiel der für die Durchführung des neuen Verfahrens gegebenen
Möglichkeiten sei erwähnt, daß bei der Erhitzungsbehandlung einer Rohkohle von der
eingangs angegebenen Beschaffenheit und nachträglicher Zerkleinerung des hierdurch
hergestellten Produktes auf unter 10 mm Korngröße aus diesem durch Schwerfiüssigkeitsaufbereitung
bei einer Trennwichte von 1,35 aus der Körnung von 10 bis 0,5 mm ein Konzentrat
mit 11% Asche bei einem Ausbringen von 60% erzielt wurde. Abgesehen von den grundsätzlichen
Vorteilen des neuen Verfahrens besteht ein weiterer Vorteil in der Vermeidung einer
weitgehenden Zerkleinerung der Rohkohle vor der Aufbereitung, weil die erforderliche
Zerkleinerung entweder von selbst bei der Behandlung erfolgt bzw. das sehr poröse
Produkt leicht auf die für die Aufbereitung zweckmäßige Korngröße aufgeschlossen
werden kann.
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Dieser Vorteil macht das neue Verfahren auch geeignet für die Veredelung
von Rohkohle allgemein, d. h. nicht nur solche, deren Aufbereitung wegen der Beschaffenheit
der Ausgangskohle an sich den eingangs erwähnten Schwierigkeiten unterliegt.
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Das als Endprodukt dieses Verfahrens gewonnene aschenarme Produkt
kann entweder unmittelbar als Kohlenstoffträger verwendet werden, oder auch als
Ausgangsprodukt für eine weitere Veredelung des Brennstoffs zu Formkoks dienen,
indem er mit Bindemitteln brikettiert und dann verkokt wird.