[发明专利]固体燃料选矿并向热电厂运输的方法

说明书

技术领域

本发明涉及化石能源矿物的开采和利用，并且可应用于各种煤炭和页岩油的选矿，所述煤炭和页岩油生产用作热电厂的固体燃料。

背景技术

已知用于发电的煤炭的重力选矿方法(参见，如Mitchell，D.R.Coal Preparation，New York：American Institute of Mining，1 950；Tsiperovich M.V.Coal beneficiation in heavy media，Moscow：Metallurgizdat，1953)。

根据该方法，通过地下矿井运输将采煤工作面上生产的石料输送至井底，然后使用矿井拉送单元将石料提升至地面，粉碎并浸入密度在化石燃料和废石的密度之间的液体介质中，在水中形成粉末磁铁矿悬浮体。由此，作为该体系中最轻的组分，固体燃料漂浮在该重介质(heavy medium)上而废石下沉。

在从所述重介质中提取选矿产物并将磁铁矿悬浮残余物再生送至地面之后，将富集的固体燃料干燥，并通过铁路或其它运输工具将其输送至热电厂用于燃烧，而湿选矿废物或者以废物堆的形式存放在地面上，或者为了防止土地异化(alienation)和地面沉陷，将其向下返回矿井中，输送至回填处并在开采处以湿润形式放置。

上述方法的特征是用于将废石作为部分石料从煤矿拉送至地面和用于将选矿废弃物输送至它们在开采处的放置位置中明显不实际的能量消耗，并且在通过铁路向热电厂运输大量富集固体燃料的过程中煤炭粉尘的严重环境污染，这是由于该干燥的可自由吹散材料的粉碎物被风强烈吹散。

最接近本发明方法的是以下的固体燃料选矿方法，其包括将在真水性介质(true aqueous medium)中由碎石料组成的矿物进行分层，然后提取选矿产物，用水将它们从随附的残余物中洗出，将所得流体蒸发，并将再生的重水-盐介质返回该工艺过程的起点，其中所述真水性介质表现为部分溶于水中的矿物盐溶体，其密度在目标组分和废石的密度之间(参见如′Washing coal：Patent 1724Great Britain，Cl.82′))。

但是，所述方法的特征是将由水润湿的最终尾矿排出选矿系统所造成的明显不可逆的水消耗，并且为了重水/盐介质的再生而蒸发用水洗涤选矿产物的过程中形成流体中的高能耗。

此外，(因高空气象原因)不可能在开采区域中最终尾料的邻近处地下放置蒸发设备，这使得必须将全部石料输送至地面，并因此导致用于运输该碎石(ballast)组分的主要部分中的能源过度消耗。

同时，如已强调地，通过铁路将干燥的富集燃料从陆基选矿厂输送至发电站时伴随着其粉碎物易于被风吹散，这不仅导致所输送货物的显著损失，而且导致因燃料粉尘的严重环境污染，特别是在运输该粉尘材料的地方。

发明内容

技术方案

本发明的目的是减少采矿所产生的能量消耗，消除固体燃料的损失，减少不可逆的水消耗和保护自然环境免受粉尘状燃料的污染。

通过在紧邻充填选矿废石的地方使用密度在目标组分和废石之间的水性液体，通过使用非水性的轻度挥发性液体洗涤而从最终选矿尾料再生，随后(在将它们置于开采区域之后)通过地热进行干燥，通过随后对它们压缩以冷凝废蒸气，并使用非水性液体将它们洗涤后通过在其废气液化时释放的热量将洗出物(effulent)分离为水性和非水性组分而实现该目的，其中以流体形式将保持可漂浮状态的富集固体燃料输送至热电厂，在热电厂中用水将其洗涤，干燥并进而燃烧，而使用热电厂的热力循环中工作介质冷凝时释放的热量将用水洗涤所剩余的洗出物蒸发，将其与向热电厂输送的固体燃料所剩余的液体介质混合，并将其返回该工艺过程的起点。

两种单独矿物盐溶于水的溶液，如氯化钙、氯化锌、氯化铁、硝酸钙、氯化锑、溴化钙、溴化锌及它们的各种混合物可用作所述重的水性液体，其密度在所述石料和废石的燃料组分的密度之间。

具有必要的流变性、热力学性质和化学性质组合的各种有机溶剂，如丙酮、乙醇、二乙醚、溴乙烷、四氟二溴乙烷和其它无毒的挥发性有机化合物及它们的具有较低沸点温度的混合物可用作从重水/盐介质的残余物中洗涤最终选矿尾料的非水性易挥发液体。