专利名称：一种煤的化学脱灰方法
技术领域：
本发明涉及一种高纯煤的制备方法，具体涉及一种煤的化学脱灰方法。
背景技术：
我国的煤炭资源丰富、品种齐全，但无机矿物(灰分)含量较高，因而在一定的程 度上限制了在工业上的广泛应用。特别是煤在炭电极制造、石墨制品、活性炭、高温润滑、石 油替代用于内燃机等领域的应用，对煤的灰分含量提出了较高要求。高灰分煤的贮存、运输 还存在费用消耗大的问题。因此，长期以来煤炭的脱灰技术的开发成为得到广泛研究的洁 净煤技术。目前，煤炭脱灰制备高纯煤、超纯煤的方法主要分为物理法、化学脱灰法、物理化 学脱灰法三大类。其中，化学法具有脱灰彻底、适用面宽的特点，因而在制取超纯煤的工艺中占有重 要地位。化学脱灰法有氢氟酸法、酸碱法、融熔碱浙滤法、化学煤技术等，效果较好时可将灰 分降至0.5%左右，但由于工艺复杂，成本高，使其发展受到限制。采用化学法脱灰时，一般要求原料煤的粒度较细，原料煤粒度越细，脱灰率越高， 精煤灰分几乎随原料粒度的降低成线性降低。目前的酸洗化学脱灰技术，一般采用HF或者含氢氟酸的混酸，对原料粒度及灰分 的提出了较高要求，超纯煤的制取，一般采用含氢氟酸的混酸对灰分含量不高于10 %，最好 在3.0%以下，粒径在Imm以下的原料煤进行脱灰。通常认为化学法的优势是原料煤不必达到单体解离的磨细度，且脱灰的效果不受 原料煤的灰分限制。但实际上目前的酸洗化学脱灰法为保证脱灰效果，仍然对原料煤的颗 粒细度提出了较高要求，这样有利于酸液可以充分与煤表面进行接触，迅速扩散进入煤的 微孔进行脱灰。但将煤磨细到一定程度会增加能耗，而且也将给过滤、洗涤等后续处理带来 困难，原料损失大，降低了生产效率。同时由于脱灰煤粒度过细，造成了其应用范围的局限 性
发明内容
本发明的目的是提供一种解决上述问题的生产效率高生产成本低的煤的化学脱 灰方法。本发明解决上述技术问题的技术方案为一种煤的化学脱灰方法，采用如下步 骤将原料煤与脱灰酸溶液混合进行酸浸反应，反应后将脱灰产品与溶液分离，得到脱灰 产品和废混酸液，将脱灰产品进行洗涤，然后将脱灰产品烘干，烘干后的脱灰产品进行脱氟 处理，废混酸液反复回用，所述脱灰酸溶液为氢氟酸与至少一种其他无机酸的混酸，其中， 氢氟酸的质量百分含量为5% -30%，其他无机酸的质量百分含量为10-40%，总酸浓度为 10-40%。作为优选氢氟酸的质量百分含量为8% -15%，其他无机酸的质量百分含量为10-20%。作为优选所述其他 无机酸为盐酸、硝酸、硫酸中的至少一种。作为优选酸浸反应时，脱灰酸溶液与原料煤的体质比为(1-6) 1，反应温度为 10-80°C，酸浸时间4-24小时，所谓体质比，即脱灰酸溶液的体积与原料煤的质量之间的比 例。进一步的酸浸反应时，脱灰酸溶液与原料煤的体质比为(2-4) 1，反应温度为 20-60°C，酸浸时间为6-12小时。作为优选脱氟处理时产生的废气，采用石灰溶液进行吸收处理。作为优选洗涤后，洗涤水分级回用后，加入石灰进行处理，澄清过滤后，进行排 放。作为优选废混酸液反复回用后，加入石灰进行处理，提取氟化钙后过滤排放。本发明的有益效果为一是经过大量实验，采用了新的含氢氟酸的混酸配方，使其 可以适用于粒径为l_5mm的较大煤颗粒的脱灰，同时能达到较好的脱灰效果，可将灰分含 量不超过5.0%的煤脱灰后灰分含量降到0.9%以下。从传热、传质、动量传递的角度来说， 煤的粒度越细，表面积越大，越利于酸脱灰反应。本技术结合煤质特点，通过大量实验探索 脱灰机理，得到了适用于大粒径煤(l-5mm)脱灰的反应条件，并通过改变反应条件，可得到 低灰(Ad < 2. 0% )甚至超低灰煤(Ad < 1. 0% )，并在脱灰的同时将硫含量降低到2. 0% 以下，使得脱灰效率提高，煤质得到深度净化；二是采用了温和的反应条件，使含氢氟酸的脱灰混酸不易挥发，充分利用，降低能 耗，节约了成本的同时减轻了环境污染；三是对于本技术生产过程中产生的废水、废混酸液的分级回收利用、对废气进行 吸收，最后采用石灰进行处理，进一步减轻了环境污染，环境友好。
具体实施例方式下面结合具体实施方式
对本发明作进一步的详细描述。但不应将此理解为本发明 上述主题的范围仅限于下述实施例。实施例1
一种煤的化学脱灰方法，采用的步骤为将粒径为l_5mm、灰分含量为4. 9%的含灰煤 与脱灰溶液在温度10°C下进行酸浸反应脱灰，反应时间为4小时，脱灰溶液为氢氟酸和盐 酸的混酸，其中氢氟酸含量为5%，盐酸含量为10%，酸浸反应后将脱灰产品与溶液分离，得 到脱灰产品和废混酸液，烘干脱灰产品后，在煅烧炉内将脱灰产品进行脱氟处理，同时采用 石灰溶液吸收煅烧炉废气，脱灰废混酸反复回用后，加入石灰进行处理，提取氟化钙过滤排 放，洗涤水分级回用后，加入石灰进行处理，澄清过滤后，进行排放。最后得到的脱灰煤的灰 分含量为0. 9%。实施例2一种煤的化学脱灰方法，采用的步骤为将粒径为l_5mm、灰分含量为4. 9%的含 灰煤与脱灰溶液在温度80°C下进行酸浸反应脱灰，反应时间为24小时，脱灰溶液为氢氟酸 和盐酸的混酸，其中氢氟酸含量为30%，盐酸含量为40%，酸浸反应后将脱灰产品与溶液分离，得到脱灰产品和废混酸液，烘干脱灰产品后，在煅烧炉内将脱灰产品进行脱氟处理， 同时采用石灰溶液吸收煅烧炉废气，脱灰废混酸反复回用后，加入石灰进行处理，提取氟化 钙过滤排放，洗涤水分级回用后，加入石灰进行处理，澄清过滤后，进行排放。最后得到的脱 灰煤的灰分含量为0.5%。实施例3一种煤的化学脱灰方法，采用的步骤为将粒径为l_5mm、灰分含量为4. 9%的含 灰煤与脱灰溶液在温度60°C下进行酸浸反应脱灰，反应时间为12小时，脱灰溶液为氢氟酸 和盐酸的混酸，其中氢氟酸含量为15%，盐酸含量为20%，酸浸反应后将脱灰产品与溶液 分离，得到脱灰产品和废混酸液，烘干脱灰产品后，在煅烧炉内将脱灰产品进行脱氟处理， 同时采用石灰溶液吸收煅烧炉废气，脱灰废混酸反复回用后，加入石灰进行处理，提取氟化 钙过滤排放，洗涤水分级回用后，加入石灰进行处理，澄清过滤后，进行排放。最后得到的脱 灰煤的灰分含量为0.6%。实施例4一种煤的化学脱灰方法，采用的步骤为将粒径为l_5mm、灰分含量为4. 9%的含 灰煤与脱灰溶液在温度60°C下进行酸浸反应脱灰，反应时间为12小时，脱灰溶液为氢氟 酸、盐酸和硝酸的混酸，其中氢氟酸含量为15%、盐酸含量为10%、硝酸含量为10%，酸浸 反应后将脱灰产品与溶液分离，得到脱灰产品和废混酸液，烘干脱灰产品后，在煅烧炉内将 脱灰产品进行脱氟处理，同时采用石灰溶液吸收煅烧炉废气，脱灰废混酸反复回用后，加入 石灰进行处理，提取氟化钙过滤排放，洗涤水分级回用后，加入石灰进行处理，澄清过滤后， 进行排放。最后得到的脱灰煤的灰分含量为0. 52%。实施例5一种煤的化学脱灰方法，采用的步骤为将粒径为l_5mm、灰分含量为4. 9%的含 灰煤与脱灰溶液在温度60°C下进行酸浸反应脱灰，反应时间为12小时，脱灰溶液为氢氟 酸、盐酸、硝酸和硫酸的混酸，其中氢氟酸含量为20%、盐酸含量为8%、硝酸含量为2%、硫 酸含量为5%，酸浸反应后将脱灰产品与溶液分离，得到脱灰产品和废混酸液，烘干脱灰产 品后，在煅烧炉内将脱灰产品进行脱氟处理，同时采用石灰溶液吸收煅烧炉废气，脱灰废混 酸反复回用后，加入石灰进行处理，提取氟化钙过滤排放，洗涤水分级回用后，加入石灰进 行处理，澄清过滤后，进行排放。最后得到的脱灰煤的灰分含量为0. 61%。实施例6 一种煤的化学脱灰方法，采用的步骤为将粒径为l_5mm、灰分含量为4. 9%的含 灰煤与脱灰溶液在温度60°C下进行酸浸反应脱灰，反应时间为12小时，脱灰溶液为氢氟 酸、硝酸和硫酸的混酸，其中氢氟酸含量为15%、硝酸含量为7%、硫酸含量为10%，酸浸反 应后将脱灰产品与溶液分离，得到脱灰产品和废混酸液，烘干脱灰产品后，在煅烧炉内将 脱灰产品进行脱氟处理，同时采用石灰溶液吸收煅烧炉废气，脱灰废混酸反复回用后，加入 石灰进行处理，提取氟化钙过滤排放，洗涤水分级回用后，加入石灰进行处理，澄清过滤后， 进行排放。最后得到的脱灰煤的灰分含量为0. 53%。
权利要求
1.一种煤的化学脱灰方法，采用如下步骤将原料煤与脱灰酸溶液混合进行酸浸反 应，反应后将脱灰产品与溶液分离，得到脱灰产品和废混酸液，将脱灰产品进行洗涤，然后 将脱灰产品烘干，烘干后的脱灰产品进行脱氟处理，废混酸液反复回用，其特征在于，所 述脱灰酸溶液为氢氟酸与至少一种其他无机酸的混酸，其中，氢氟酸的质量百分含量为 5% _30%，其他无机酸的质量百分含量为10-40%，总酸浓度为10-40%。
2.根据权利要求1所述的一种煤的化学脱灰方法，其特征在于氢氟酸的质量百分含 量为8% -15%，其他无机酸的质量百分含量为10-20%。
3.根据权利要求1所述的一种煤的化学脱灰方法，其特征在于所述其他无机酸为盐 酸、硝酸、硫酸中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的一种煤的化学脱灰方法，其特征在于酸浸反应时，脱灰酸溶 液与原料煤的体质比为(1-6) 1，反应温度为10-80°C，酸浸时间4-24小时。
5.根据权利要求4所述的一种煤的化学脱灰方法，其特征在于酸浸反应时，脱灰酸溶 液与原料煤的体质比为(2-4) 1，反应温度为20-60°C，酸浸时间为6-12小时。
6.根据权利要求1所述的一种煤的化学脱灰方法，其特征在于脱氟处理时产生的废 气，采用石灰溶液进行吸收处理。
7.根据权利要求1所述的一种煤的化学脱灰方法，其特征在于洗涤后，洗涤水分级回 用后，加入石灰进行处理，澄清过滤后，进行排放。
8.根据权利要求1所述的一种煤的化学脱灰方法，其特征在于废混酸液反复回用后， 加入石灰进行处理，提取氟化钙后过滤排放。
全文摘要
本发明公开了一种煤的化学脱灰方法，属于洁净煤技术领域，采用一种新的脱灰酸溶液进行煤脱灰，这种脱灰酸溶液为氢氟酸与至少一种其他无机酸的混酸，其中，氢氟酸的质量百分含量为5％-30％，其他无机酸的质量百分含量为10-40％，总酸浓度为10-40％，酸浸时脱灰酸溶液与原料煤的体质比为(1-6)∶1，反应温度为10-80℃，酸浸时间4-24小时，同时，脱氟处理时产生的废气、洗涤水分级回用后以及废混酸液反复回用后均采用石灰溶液进行吸收处理；本发明可以适用于粒径为1-5mm的较大煤颗粒的脱灰，同时能达到较好的脱灰效果，采用了温和的反应条件，使含氢氟酸的脱灰混酸不易挥发，降低能耗，节约了成本的同时减轻了环境污染。
文档编号B01D53/78GK102041128SQ20101057174
公开日2011年5月4日 申请日期2010年12月3日 优先权日2010年12月3日
发明者李晓蓉, 蒋伟 申请人:宜宾天原集团股份有限公司