201111. lajstromszámú szabadalom • Eljárás barnaszéniszapok olajjal történő szelektív dúsítására
1 HU 201111 B 2 A találmány tárgya eljárás nagy hamutartalmú finom szemcsés barnaszéniszapok olajjal történő szelektív dúsítására. A gyengébb minőségű szenek vagy széndúsitási technológiák melléktermékeinek megfelelő tüzelőanyaggá való átalakításának kérdése napjainkban újra előtérbe került. Az energiahordozók drágulása még az úgynevezett meddő termékek hasznosítását is aktuálissá tette. A probléma megoldását nehezíti az a tény, hogy ezek a meddők legtöbbször 20- -70 tX szilárdanyagot tartalmazó vizes szuszpenziók; így elsődleges kérdés a viz lehető legnagyobb részének eltávolítása, ami vákuumszűréssel megoldható olyan mértékben, hogy a nyert szűrőlepény víztartalma 10 és 20 tX közötti értékre csökkenthető. A meddő iszap szemcseméret szerinti eloszlása azonban rendszerint sem a szűrést, sem a hagyományos dúsítási eljárások alkalmazását nem teszi lehetővé. Ezért használtak már ciklonos elválasztást 100-200 pm felett. Az ennél kisebb szemcseméretű anyagot tartalmazó meddő további dúsítására kezdik bevezetni a .szférikus agglomerálásos* eljárást, melynek alapgondolatát az olajhomokból történő olajkinyerési technológia adta (W. Cherwinski, Sleaner coal - NRC pesits the way, Science Dimension 1979/3). Főleg a szabadalmi irodalomban található és elsősorban fekete kőszenek meddő iszapjainak feldolgozására irányul az olajagglomerálásos technológia, melynek folyamán a megfelelő mennyiségű és minőségű olajkomponens a meddő iszapban lévő feketeszén szemcsék felületén alakit ki vékony filmet és így a szemcsék a fellépő kapilláris erő és a felületi feszültség hatására nagyobb részecskékké tapadnak öszsze. Az agglomerizációt meghatározzák a technológiai paraméterek, mint pl. a keverés sebessége, ideje stb. Ezzel az eljárással a megnövelt méretű szénszemcsék egyszerű szűréssel vagy flotációval elkülöníthetők az olajjal nem nedvesíthető szervetlen anyagokból. A feketeszéniszap feldolgozásával foglalkozik a 4 126 428 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás is. Ezen eljárás szerint a szénzagyot két frakcióra bontják és először a kisebb méretű szemcséket tartalmazó részt kezelik az olajjal, majd ezt elkülönítés után adják a nagyobb szemcseméretű és külön víztelenített frakcióhoz. Az agglomerátum víztartalma kezelés után is lehet még 30 tX és igy még külön szárításra is szükség van. A 4 234 320 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásban ismertetett eljárás szerint két - egy alacsonyabb és egy magasabb hőmérsékleten lefolytatott - lépésben, adott esetben két különböző kötőanyaggal dolgoznak. Ugyancsak feketeszén iszapjainak feldolgozására vonatkozik a 4 355 999 sz. amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás. Az ismertetett technológia szerint a végtermék olajtartalmának csökkentését kívánták elérni - a példa tanúsága szerint úgy, hogy igen kis feketeszén-tartalmú (2 tX) vizes zagyot állítottak elő, majd ehhez a szénre számítva 12 tX kéntelenített könnyű olajat adagoltak az agglomeráláshoz, elválasztották a keletkezett terméket és újabb vizes feliszapolás után szénrészecskéket adtak a szuszpenzióhoz és keverés után a csökkentett olajtartalmú agglomerátumot elkülönítették. A nagy pirittartalmú szenek esetében kondicionáló anyagokat is alkalmaztak. Újszerű megoldást írnak le az 58 149 996 sz. japán szabadalmi leírásban, amennyiben szurokkal nedvesített alacsony hamutartalmú szenet használnak gyűjtőanyagként. Szelektív flokkuláló anyagként különböző kopolimerek alkalmazását ismerteti az 58 142 984 sz. japán szabadalmi leírás. Viszonylag kevés adat található a barnaszén iszapjának agglomerálásos feldolgozására. Ha ilyen megoldást alkalmaznak is, akkor csupán a barnaszén víztartalmának csökkentését kívánják elérni. Ezt igazolja az 57 180 694 sz. japán szabadalmi leírás is, amelyben az olajos kezelés után csupán a víztartalom csökkenését ismertetik. Tekintettel az energiahordozók jelenlegi értékelésére, fontossá vált a feketeszenek mellett a gyengébb fűtőértékü barnaszenek iszapjainak és a széndúsitási technológiák melléktermékeinek tüzelőanyaggá történő feldolgozása is. A barnaszenek a feketeszeneknél lényegesen fiatalabb korú - így lényegesen alacsonyabb szénültségi fokú - anyagok, amelyek a dúsítási technológiákban alkalmazott apoláros szénhidrogén alapú folyadékokkal kevésbé nedvesithetők, mint a feketeszenek. A feketeszén előfordulási helyein kísérő kőzetként márga sosem fordul elő (a feketeszén mindenütt szilikátos kőzetbe van beágyazva), ezzel szemben a barnaszenek egyik jellemző kísérő kőzete a márga, amelynek mennyisége a meddőtartalom 60 tömegX-át is elérheti. A márga - más agyagféleségekhez hasonlóan - az emulziókra és szuszpenziókra stabilizáló hatást fejt ki. Feltehetően ezzel magyarázható az a kísérleti tapasztalatunk, hogy ha a korábban idézett amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírásokban ismertetett, feketeszenek dúsítására kidolgozott eljárásokat barnaszenek dúsítására alkalmazzuk, a diszperzióból sem a szén, sem a víz, sem a kísérő ásványkomponensek nem válnak ki. Célul tűztük ki olyan eljárás kidolgozását, amelynek segítségével a barnaszéniszapok is gazdaságosan feldolgozhatok. Kísérleteink során azt tapasztaltuk, hogy ha a barnaszéniszapokat az eddigi technológiákban alkalmazottaknál lényegesen nagyobb mennyiségű - a barnaszéniszap széntartalmára vonatkoztatva legalább 45 tó-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
