专利名称：石煤增值及提取有价金属元素技术的制作方法
技术领域：
本发明涉及以石煤为原料生产高燃值清洁燃煤和提取有价金属元素的生产技术和工艺。
背景技术：
日本专利(特开平7-233383号公报)描述了用劣质煤为原料生产固体燃料的生产技术和方法。该专利描述的生产方法分为4个步骤
1)对原料劣质煤进行破碎球磨；
2)掺重油和溶剂油的混合油制备浆料；
3)对浆料进行加热脱水(重油和溶剂油的混合油充分填充于劣质煤的疏松结构中)；
4)对浆料进行固液分离得到高燃值燃煤和可以重复使用的混合油。除此之外，上述专利还公开了如何制备具有低自燃性、便于运输和储存的高燃值清洁燃煤。具体生产设备有
1)将包含重油成分和溶剂油成分的混合油与劣质煤进行混合的混合槽；
2)对混合后的浆料加热脱水的蒸发器；
3)对加热后的浆料进行固液分离的固体分离器。
发明内容
针对国内石煤分布范围广、储量大、燃值低、水份含量高但伴生有价金属元素多等特点，特申请本发明。本发明涉及以石煤为原料生产高燃值清洁燃煤和有价金属元素的生产工艺及设备。首先对石煤进行机械破碎制备清洁煤粉，然后对煤粉进行酸浸、萃取，萃取后进行固、液分离。分离后的固体通过脱硫、掺油(混合油)及脱水处理，加工成颗粒状高燃值清洁煤；分离后的液体进行还原处理，提取有价金属元素如钒等。本发明是通过大量的实验研究完成的，已经在益阳某矿业公司(参见例子1)、怀化某矿业公司(参见例子2)、湘西两家钒业公司(参见例子3)等企业推广应用，取得明显效益。
该发明涉及一种以石煤为原料生产高燃值清洁燃煤的生产工艺及设备，有如下特点
1)对原料石煤进行两级破碎、一级圆磨；
2)对粉状石煤进行酸浸和萃取；
3)对萃取后的石煤浆料进行固、液分离；
4)对分离后的固体(石煤浆)进行脱硫、掺油(混合油)、脱水、分离处理后，加工成颗粒状高燃值清洁煤；
5)对分离后的液体(萃取液)进行还原等处理后，从中提取有价金属如钒等。
生产设备主要包括
1)对石煤块矿进行粗碎、细碎的鄂式破碎机及圆磨机；2)对粉状石煤进行酸浸和萃取的防腐钢筋混凝土池及搅拌机；
3)对分离后的石煤浆进行脱硫、掺油(混合油)处理的混合槽；
4)对混合后的石煤浆加热脱水的蒸发器；
5)对脱水后的石煤进行油(混合油)、煤分离的离心机；
6)对分离后的萃取液进行还原处理的防腐钢筋混凝土池及搅拌机等。
图1是本发明的用于生产高燃值清洁煤和有价金属元素的具体生产工艺流程。
具体实施例方式针对湖南本地的石煤分布以及石煤本身所含各种有价元素的情况，本发明通过反复试验，达到上述目的，并在湖南省内的几家企业中获得了成功应用。首先通过对原料石煤进行碎磨、酸浸、萃取，实现固、液分离(即石煤与有价金属元素的分离)。然后，对萃取后的石煤浆进行脱硫和提升燃值处理以获取高燃值清洁煤；对液相萃取液进行还原处理，以获取有价金属元素如钒等。例子1 益阳某矿业公司原来的生产工艺是利用石煤湿法提钒，萃取后的石煤浆全部当作废渣直接露天堆放，每年要占用20多亩土地，不仅浪费资源，增加企业运营成本，而且还对生态环境造成了恶劣影响。该公司应用本专利技术后，对原有的工艺进行了改造，成功地把石煤浆转化为优质燃煤，不仅提高了企业的经济效益，还基本上实现了污染物的“零排放”，减轻了环境压力。例子2 怀化某矿业公司利用石煤提钒，原来的设计工艺流程是通过石煤火法提钒和余热发电综合利用。但是，由于“三废”难以达到排放标准，环评通不过。该公司引进本发明技术后，对原工艺进行了改造，变火法提钒为湿法提钒、外加石煤增值发电。改变工艺后企业不仅通过了项目环评，投产后的效益相当可观。例子3 湘西两家钒业公司是经营多年的火法提钒企业，“三废”长期不达标，对其周边环境污染较大，群众意见很大。近年来，当地政府加大了环境监管执法力度，使这两家企业面临关停倒闭的危险。他们引进本专利技术进行工艺改造后，不仅实现了废气“零排放”和废液循环利用，废渣还变成了高燃值的动力煤。与此同时，钒的综合回收率也由原来的60%左右提高到了 75%以上，显著提高了企业的经济效益。本发明技术不会出现石煤粉末在管道内堆积的情况。因为混合油在冷却与干燥部分之间的内壁表面流动，并且靠近冷却部分的入口，石煤粉在粘附到管道内壁之前就被冲走。控制混合油在管道内壁表面上流动的频率和速度在一定程度上能防止管道内堵塞的发生，从而使混合油顺利流动。如果流量大还可以使混合油沿管道内壁表面流动到高温汽化部分(另一端)，被重新加热汽化，然后重新进入冷却部分。因此，选择适当的流速可以有效的控制汽化混合油所需的能耗。另外，将汽化后的混合油气导引到冷却管道时，应保持管道的温度梯度不变，如此才能够避免冷却管道堵塞。此外，可以在干燥与冷却部分之间的管道中间设置收尘设备，以减少汽化后混合油气中石煤粉末的含量，从而防止堵塞。冷却部分中的混合油可以通过机械分离器进行固液分离。分离出来的混合油可在管道内壁表面流动，冷却后的混合油与油气接触后，可以促使冷凝过程。分离后的混合油又可以与原料石煤浆混合，循环使用。 依照本发明的生产设备，并按照本发明的固体燃料的制造方法及有价金属元素的提取方法操作实施，可以达到现行同类产品的效果。
权利要求
1.一种以石煤为原料生产高燃值清洁燃煤并能够从中提取有价金属元素的生产技术和工艺。
2.根据权利要求1所述的生产技术和工艺，其特征是1)对原料石煤进行两级破碎、一级圆磨；2)对粉状石煤进行酸浸和萃取；3)对萃取后的石煤浆料进行固、液分离；4)对分离后的固体(石煤浆)进行脱硫、掺油(混合油)、脱水、分离处理后，加工成颗粒状高燃值清洁煤；5 )对分离后的液体(萃取液)进行还原等处理后，从中提取有价金属如钒等。
3.根据权利要求1所述的生产技术和工艺，相应的生产设备包括1)对石煤块矿进行粗碎、细碎的鄂式破碎机及圆磨机；2)对粉状石煤进行酸浸和萃取的防腐钢筋混凝土池及搅拌机；3)对分离后的石煤浆进行脱硫、掺油处理的混合槽；4)对混合后的石煤浆加热脱水的蒸发器；5)对脱水后的石煤进行油(混合油)、煤分离的离心机；6)对分离后的萃取液进行还原处理的防腐钢筋混凝土池及搅拌机等。
4.根据权利要求1所述的生产技术和工艺，其生产过程的特征是1)不会在管道内发生细粉的堆积和堵塞；2)混合油可以循环使用，减少原材料与能源消耗；3)清洁燃煤与有价金属元素的价值可以达到现行同类产品的效果。
全文摘要
本发明针对国内石煤分布范围广、储量大、燃值低、水份含量高、伴生有价金属元素多等特点，研发一套以石煤为原料，生产高燃值清洁燃煤和有价金属元素的生产工艺与设备。首先对石煤进行机械破碎制备清洁煤粉，然后通过酸浸和萃取对石煤浆料进行固液分离。对分离后的石煤浆进行脱硫、掺油(混合油)及脱水处理，然后加工成颗粒状的高燃值清洁煤，供给发电等行业；对分离后的萃取液进行还原处理，从中提取有价金属元素如钒等供给相关行业做进一步加工的原材料。
文档编号C10L9/00GK102391904SQ201110303159
公开日2012年3月28日 申请日期2011年10月10日 优先权日2011年10月10日
发明者欧晓峰, 郑峰 申请人:欧晓峰, 郑峰