[其他]連續減少和除去炭結構中所含礦物的化學處理方法

無效

• 申請號: 86101114
• 申請日: 1986-02-19
• 公開（公告）號: CN86101114A
• 公開（公告）日: 1986-08-13
• 發明（設計）人: 羅伯特·勞埃德;馬克斯韋爾·詹姆斯特納
• 申請（專利權）人: 韋梅特有限公司
• 主分類號: C01B31/02
• 分類號: C01B31/02;C01B31/04
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 巫肖南

此發明是藉一化學處理過程以除去炭結構中的灰份。本說明書以及權利要求書中提到的“炭”包括了煤、焦炭、石墨和其他的炭結構物。

將未經處理的炭作商業運用，如作為燃料，因炭中的污染物造成了使用工業界工廠中大量的污染以及保養的困難。同時當炭結構物如石墨，被電的工業應用作陽極，或陰極，或是石墨被用作潤滑劑時含有的污染物可以造成污染，不良導電度和磨損機械部份。設法除去炭中的污染物一直是一個很大的問題，乃至因不易達到環境保護要求而嚴格限制了運用煤為基礎燃料的使用范圍。此外，使用原煤為燃料的工業界其工廠裝置成本很高，基于控制污染設備需要清除廢氣。相對的當清理這些工廠中裝備的表面因燃燒炭及因與廢氣接觸而形成的一層污染層面時，需相當高的保養費用。就石墨而言含有的污染物減低了它的經濟價值同時造成了應用的電的工業界的環境污染。當石墨被用作潤滑劑時，其中含有的污染物也會降低其經濟價值和潤滑效果。

曾發現使用氫氟酸（HF）可以至少清除部分炭中的污染物。單用氫氟酸與硅化物（silliceous）反應和與炭中其他無機污染物反應會碰到的問題是氫氟酸不具選擇性，而幾乎與所有的污染物反應。此不具選擇性的不利是因此污染物中的鈣和鎂會與氫氟酸反應生成不溶解的氟化鈣（CaF₂）和氟化鎂（MgF₂）。這兩種物質都不容易分除。此項反應的速度及傾向直接與溫度和酸度有關。

與炭的體積相比較，使炭結構中所含氧化金屬完全反應所需的氫氟酸量是非常少的，因此，單獨此酸液量并不足以使整個炭結構浸透。而當加入足量的水于酸液中以便浸透炭結構，溶液的酸度變低，而影響到反應時間、炭結構的凈化度，并影響到酸液溶解的能力和將炭結構中轉生成的氟化金屬的攜出能力，而同時造成處理大量廢液的需要。

一旦炭被酸液浸透，炭形同泥漿離開濾除循環，經用一個固態、液態的物態分離系統過程，此屬典型的離心機或真空過濾的機械裝置，經此固態、液態分離步驟，炭表面仍帶有約百分之十五重量的濾除液，此百分之十五的重量是指炭結構中余留在內的濾除液。因為酸液在此殘留濾除液部份可能在處理中流失，所以需要確定此運用的濾除液含有最少的氫氟酸重量組成，以便使此處理過程在經濟上有可行性。

炭結構中的氧化金屬轉變成氟化物，大部份被帶入溶液中，但某些氟化金屬不溶于氫氟酸中，例如氟化鈣。由于不溶于氫氟酸中造成了大問題，因這些氟化金屬易于堵塞炭結構中的小孔因而限制了反應時間，并限制了結構中其他被堵在后面的氧化金屬的化學反應。

由于過濾之后存留在炭結構中的殘余液通常為15%，大部份此殘余液為氟與硅的化合物或氟與鋁的化合物。從這些金屬生成的氟化物作經濟回收，成本很高。

在用氫氟酸與氧化金屬反應的問題是在化學反應中氟的高成本：Al₂O₃+6HF→2AlF₃+3H₂O的反應中，將三氧化二鋁（Al₂O₃）同氫氟酸（HF）作用生成氟化鋁（AlF₃）和水（H₂O）的反應中，一個三氧化二鋁消耗六倍相對量的氫氟酸。

作為更進一步的例子說明，主要的損失在下列反應：SiO₂+4HF→SiF₄+2H₂O，二氧化硅同氫氟酸反應生成氟化硅（SiF₄）和水，而在水溶液中，氟化硅（SiF₄）會水解生成氟硅酸（H₂SiF₆）而放出一個二氧化硅（SiO₂）。此二氧化硅會同更多的氫氟酸（HF）反應，因此我們在溶液中進一步減少了氟化物（FLUORIDES）量，因而需更高的原料成本。

本發明的目的是在針對改良前述的問題，提供一個處理過程來除去炭中的灰份。