礦物燃料選礦方法及隨後通過管線運輸輸送至用戶的製作方法
2023-07-10 04:53:06
礦物燃料選礦方法及隨後通過管線運輸輸送至用戶的製作方法
【專利摘要】礦物燃料選礦方法及隨後通過管線運輸輸送至用戶的方法，其涉及燃料和能源綜合體，可以應用於煤炭和石板熱力學中。本發明的主要目的是保證來自煤礦(或露天開採的煤礦)的固體燃料以已富集的形式輸送，並隨後通過管線在任何情況下以流動模式輸送至用戶，沒有任何中間轉運操作。為此目的，使用具有複雜的物理、衛生和生態特性的液體，同時具有以下四個品質：作為用於研磨材料的環境，需要進一步減小尺寸；作為用於隨後的另外的環境，在減小尺寸後，可燃材料的深地下重力富集，作為豎直管道的靜止填料，用於將來自煤礦的成品浮起在陸地表面上：作為通過主管道將最終漂移的最終產品送至用戶的載體介質。根據用戶需要的固體燃料類型，年限以及氣候條件，其中這樣的非汙染、採礦能源綜合體運轉，根據這樣的非汙染選礦-運輸技術過程，以及這樣的技術鏈之間的連接的範圍內，使用不同的技術途徑，各種不同的再生方法，使用多種功能性液體，這些功能性液體在固體燃料和其消費者之間的循環的封閉周線內。
【專利說明】礦物燃料選礦方法及隨後通過管線運輸輸送至用戶
【技術領域】
[0001]本發明涉及開採不同種類的發電燃料，並可以用於煤、頁巖的開採，還涉及與通過運輸基礎設施設備與固體燃料用戶相連的礦業的其他分支。
【背景技術】
[0002]為不同用戶提供煤或其他固體礦物燃料的傳統方法是已知的。為此，通過料車升降機(skip hoists)將原礦煤輸送到地面儲存，併集中在選煤廠(coal-concentratingplant)。然後，將這樣得到的高質量固體燃料通過鐵路運輸從成品儲存廠運到用戶。
[0003]將到達目的地的精煤從車上卸載，堆放在開闊場地，然後輸送以直接使用(參見例如 Golitsyn Μ.V., Μ.B., Golitsyn A.M.Everything About Coal.Moscow, NaukaPublishers,1989.- 192pp.))?
[0004]上述生產工序(string)包括多個儲存操作，由於礦用料車升降機操作的循環特性和鐵路運輸模式，所述儲存操作是必要的。
[0005]然而，絕大多數用戶連續地將固體燃料送入他們的工藝中，而不是周期性的，用戶甚至以高速率將固體燃料送入他們的工藝中。例如，現代燃料燃燒電廠的煤炭消耗量以數百噸計，有時是以數千萬噸計。因此，為了避免發電中斷的危險，尤其是在冬季(電力消耗達到峰值，並且由於雪堤，煤炭運輸常常不規律)，露天的燃料庫存可能達到成百上千噸，甚至數百萬噸。
[0006]然而，與石英砂相比，煤炭不是化學惰性材料，並且只要不希望失去其使用性能，就不能在室外儲存。
[0007]在鐵路運輸和室外儲`藏期間，不可避免地發生空氣中氧氣的煤氧化過程。因此，大量的煤炭經常成為火災源，更不必說即使不燃燒，在這些煤堆中發生的煤質物質的不可逆的內生氧化過程大幅降低煤的發熱量，導致固體燃料需求增加，並以此，發電效率顯著降低。
[0008]此外，大量煤的堆積本質上意味著形成第二次人造煤礦床。特別是在冬季，當煤失去其流動性並合併成凍結的整塊時，從所述「礦床」運送用於燃燒的燃料不比從天然礦床(在天然礦床中，在煤田開發的整個過程中，煤的脆性保持不變)採礦容易，甚至更加麻煩。
[0009]在冬季，從火車車廂卸載煤是令人沮喪的問題，特別是當使用溼選方法時。煤合併成凍結的塊，與車廂形成單個塊。
[0010]因此，使用鐵路運輸固體燃料，特別是要運到大的電廠時，尤其是在冬季，會需要二次採礦:第一次，從天然礦床採礦，然後，從人造的人為形成的「礦床」採礦。
[0011]除了煤的使用價值的不可逆的大幅損失之外，從礦山採煤工作面到電廠鍋爐過程中，由於嚴重的粉塵問題，煤的中間儲存和鐵路運輸以及整個工藝過程中的眾多操作都會導致顯著的可流動材料的機械損失。實際上，僅僅在鐵路運輸過程中，由風吹損失的煤就達到每車廂2-5噸，這取決於煤的粗度、天氣和火車速度。
[0012]除了巨大的經濟損失之外，考慮到每年世界煤炭生產量以數十億噸計，進入環境中的煤粉將造成嚴重的生態問題和緊迫的衛生問題，特別是對於緊鄰粉塵形成位置的社區。
[0013]從技術本質和產生的效果來看，與本發明最接近的方法是使用含水的磁鐵礦懸浮液來選煤，並隨後運輸到目的地(特別地，參見例如美國專利5169267)。
[0014]使用含水的磁鐵礦懸浮液作為用於通過管線運輸的載體介質可以避免鐵路運輸，並形成集成的流動式選煤處理(stream-handling concentration)和運輸過程。大型固體燃料在重力選煤場進行處理，並只使用管線運輸直接輸送到目的地。使用磁鐵礦懸浮液用於煤選礦是成熟的技術，在世界採煤行業中是最常見的選礦方法。
[0015]然而，磁鐵礦的密度(5.2-5.5g/cm3)超過煤的密度(1.3-1.5g/cm3)幾倍。因此，該人工重介質，含水磁鐵礦懸浮液(其在靜止條件下不穩定)不能用於在下述條件下將煤從廢石中分離。不必說任何選礦工藝，即使該懸浮液的儲存也需要強烈的混合以避免磁鐵礦沉積。然而，通過恆定攪動使磁鐵礦穩定保持在懸浮狀態需要連續的動力消耗。此外，在各種分離裝置中保持劇烈攪動模式防止了密度與廢石的密度接近的煤的聚集體的顆粒的分離。這不可避免地導致煤精礦被礦物雜質以及與選煤尾礦一起攜帶至煤堆的煤質物質汙染；對於處理的材料的粗粒部分尤其如此。因此，煤的深選礦需要通過連續研磨破碎聚集體。
[0016]然而，隨著原料的尺寸減小，用於製備重介質的懸浮質顆粒的尺寸變得越來越大，和待分離的礦物的尺寸相當。
[0017]因此，用於分離細分散的材料的流體起到水本身的作用，而不是重懸浮液的作用。然而，水的密度太小而不能提供構成原料的礦物的有效分層。因此，使用重磁鐵礦懸浮液的煤選礦不代表通用的選礦工藝。這導致在用於煤粉(其構成總的煤質量體積的三分之一)的選礦的選煤場必須使用浮選，記住現代採礦方法面臨機械化的勝利。
[0018]然而，浮選選礦方法比重力方法的成本昂貴一個數量級。此外，在選煤廠附近儲存煤浮選選礦尾礦仍然是亟待解決的嚴重的生態問題，所述解決方案應從各個方面來看都令人滿意。
[0019]磁鐵礦懸浮液的離散結構阻止利用這樣的非均勻介質作為用於在充滿該介質的豎直井中通過直接漂浮將煤從煤礦流體靜力提升到地面的重流體:在靜止條件下，當液體靜止，磁鐵礦不可逆地沉澱在這樣的垂直柱中幾百米高處，液體失去重介質性質，並且在該管線的底部形成密的磁鐵礦塞子(plug)。
[0020]在高流體湍流條件下在中繼管路中發生，磁鐵礦可能僅在不可抗力事件中沉澱，例如泵站電源故障、恐怖襲擊等。
[0021]然而，在任何情況下，使用磁鐵礦懸浮液在長距離運輸系統中作為載體介質導致耗電量大幅增加，以避免磁鐵礦沉澱，煤-懸浮液混合物應加速至顯著高於煤-水混合物的速度。另一個問題是由高速移動的高摩擦性顆粒引起的管線和離心泵工作輪的高腐蝕磨損。注意，管線流速的增加伴隨著耗電量的二次方增加(速度增加3倍需要電力增加9倍)。這種非均勻系統的不正常的高速度也會導致耗電量增加。
[0022]除了耗電量過大以外，不可避免地使用高速煤水力運輸也導致高摩擦性磁鐵礦的磨損加劇，並且，因此造成輸送至用戶的煤的劣化和從載體介質回收乾燥煤之後由於形成的煤粉增加造成機械損失增大。[0023]細煤的增加不僅導致煤的劣化和在所有後續操作中粉塵的增加，還加劇了輸出的乾燥煤與水和管線幹線運輸過程中產生的糊狀泥渣分離的問題，並且還嚴重限制了煤的非燃料用途(例如，用於生產焦炭)。
[0024]必須考慮這一事實，絕大多數化石煤含有甲烷。因此，在煤的破壞過程中，煤含有的所有甲烷揮發，並最後進入空氣中，這不僅大幅降低了燃料熱容量，而且不可逆轉地破壞了環境，因為甲烷和冷凍劑(氟利昂)是地球大氣臭氧層的主要破壞者之一。
[0025]而且，在載體介質中存在類似磁鐵礦的固體提起物(solid heaver)導致運輸通道吞吐率大幅降低，因為大量管線內部體積被雜質固體物質佔據，需要增大載體密度到一定水平，以至少在運轉中提供浮遊選煤。
[0026]水的冰點是0°C，這使得不可能在冬季使用含水磁鐵礦懸浮液作為載體介質用於煤的中繼管線運輸。然而，對於大多數用戶來說，對固體燃料的最大的需求是在冬季；相似地，負溫度加劇了由於鐵路車廂和室外管線中煤的高凍結造成的鐵路運輸連續帶卷輸出(uninterrupted coil delivery)問題。
【發明內容】
[0027]本發明的目的在於降低電力強度並提高產率，簡化運行並提高整個採礦和發電系統的可靠性，避免整個技術線的固體燃料損失，並消去該技術線的一些中間元件(intermediate elements),提高輸送至目的地的化石煤的用戶性能,增加煤的使用充分性，在冬季提供運輸通道不間斷操作，以及減小整個採礦和發電系統對環境的不利影響。
[0028]在提出的選礦化石燃料並隨後通過管線運輸輸送到客戶的方法中，通過在生產現場將原礦石篩分成幾個粒級，另外粉碎篩上產物，隨後將粉碎的產物和一部分從粉末狀粒級得到的一部分起始礦石一起浸沒在液體中，所述液體的密度在化石燃料和廢石的密度之間，研磨並分離所述液體中的化石燃料和廢石，隨後由於在顯示較高密度的液體介質中飄浮而將精選的產物輸送到地面`，隨後在同樣的天然重液體流中將精選的化石燃料輸送到目的地，載體介質再生並返回化石燃料生產現場，這裡，平行的，將所述載體介質從廢石表面除去，並使用具有溶解礦物鹽的含水介質，或非含水揮發液體，或液化氣體作為密度值在化石燃料和廢石的密度之間的天然液體對一部分成品產物進行另外的浮選。
[0029]重液體組合物和載體介質再生方法的選擇取決於化石燃料的種類、特定客戶和該方法的氣候條件。
[0030]主要由於在緊鄰採礦面的附近進行選礦過程，化石燃料(特別是煤)的選礦，隨後使用上述方法輸送到客戶導致該採礦設備的總耗電量大幅降低，並由於不再需要轉移大量的廢石很遠距離，更不需要清理礦山區域附近的廢石堆，對環境的不利影響顯著降低。將該地下選礦方法的尾礦置於廢棄空間不僅避免了地面的塌陷及伴隨的對地下採礦場區域內的所有物品的不可挽回的破壞，而且也為這些礦場提供了免費的填充物質，因此，可以控制上覆巖層移動的地質力學過程。
[0031]在密度在煤和廢石的密度之間的液體介質中研磨採礦物質，在該介質中分離煤和廢石，隨後在相同的重燃料中對化石燃料深選礦可以避免對煤塊的進一步破壞，不需要進一步減小尺寸。研磨的這種節約模式不僅有助於降低能耗，而且還大幅增加不含細煤的最有價值的級別的煤的產量，因而提高產品的質量。與利用一部分含甲烷的煤、不可凍結的載體介質組合，管線運輸耗電量的大幅降低，最大可能地保留通過管線輸送的材料的起始尺寸，所提出的方法可以降低供應給各客戶的固體燃料的成本，並同時提高煤的主要的消費性能。
[0032]因此，本發明的主要顯著特徵本質上是相互關聯的，並且本發明的目的僅通過這些特徵的組合實現。對專利和文獻的檢索沒有找到與所提出的技術方案相似或在技術上類似的方法，所述技術方案得到所述顯著特徵的關鍵特徵。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0033]圖1顯示了固體燃料選礦和運輸到熱電站的流程圖。
[0034]圖2顯示了低溫重力(Cryo-Gravitational)選礦的流程圖。
[0035]圖3顯示了輸送煤到熱電廠用於燃燒的流程圖。
[0036]圖4a和圖4b顯示了粉末材料運輸的流程圖。
[0037]圖5顯示了在冬季選礦和運輸的流程圖。
[0038]圖6顯示了鬆散材料運輸的流程圖(選擇a)。
[0039]圖7顯示了鬆散材料運輸的流程圖(選擇b)。
[0040]圖8顯示了礦物的重力選礦的流程圖。
[0041]圖9顯示了夏 季水力運輸散裝材料(bulk cargo)的流程圖。
[0042]圖10顯示了在高壓管線中裝載單件貨(loose cargo)的流程圖。
[0043]圖11顯示了組合提升和選礦過程的流程圖。
[0044]圖12顯示了選礦-運輸過程的流程圖。
[0045]圖13顯示了固體燃料水力運輸到熱電廠的流程圖。
[0046]發明詳述
[0047]所提出的方法通過連續進行以下操作實施:
[0048]-將起始的礦物質篩分，另外粉碎過大的、塊狀和大塊的煤，隨後對製得的材料分
級，用於進一步綜合處理；
[0049]-對起始原料部分進行乾燥選礦，不需要另外的粉碎，並隨後將分離的廢石置於廢棄空間中；
[0050]-在重水-鹽介質中對不能使用幹法有效分離的原料部分進行溼選礦；
[0051]-在非含水揮發性重液體中對不能在重水-鹽介質中有效分離的原料粉狀部分進行溼選礦；
[0052]-在密度在煤和廢石的密度之間的液體中對需要另外減小尺寸的材料進行溼研磨，同時在該介質中溼分離煤和廢石；
[0053]-從填充材料表面除去重液體後，將溼選礦廢物置於廢採礦空間中；
[0054]-製備用於輸送到地面的煤；
[0055]-在豎井中通過直接浮選將煤從煤礦提升到地面；
[0056]-通過液體流經管線將煤輸送到目的地；
[0057]-載體介質再生並返回到煤生產現場。
[0058]特別是從技術新穎性的角度來看，從下面的顯示集成選礦-運輸設備的各部分的附圖可以更清楚地理解本發明的原理。[0059]實施例1
[0060]圖1顯示了需要在深採礦條件下另外減小尺寸的起始巖石部分的地下處理過程的流程圖，其中所述巖石在全年通過內部熱量保持充分受熱，而與氣候條件無關，並且所生產的煤用於電廠。
[0061]將該部分通過篩分分離並需要另外減小尺寸以提高廢石分離的起始巖石在充滿液體的滾筒I中研磨，所述液體的密度在化石燃料和廢石的密度之間。所述滾筒在封閉的循環中操作，具有三產物重介質水力旋流器(three-product heavy-mediahydrocyclone)2。
[0062]液體表示密度為1.48g/cm3的硝酸鈣/氯化鋅混合物的含水溶液。
[0063]經選礦的產品，離開水力旋流器2仍懸浮在重含水介質中，其首先將產品帶到井底，然後通過泵3和地面泵站(未顯示)，或者如果合適，通過重力將煤輸送到目的地(電廠)。
[0064]在溼研磨期間未裂開(under-opened)的固體燃料與廢石的聚集體從液壓機械分離器的第二節排出，並送入滾筒I中用於進一步研磨；從該技術流程分離的廢石從由外部冷卻劑冷卻(這導致含水液體密度增大)的液壓機械分離器的錐形部分排出，並送入過濾離心器4用於脫水。
[0065]在帶式真空過濾器5上用非水性揮發性液體(例如丙酮)對脫水後的最終尾礦進行逆流衝洗，並用於填充地下廢棄空間6。
[0066]在用溼填料完全填充廢棄空間6後，堵塞該空間，並連接壓縮機7的吸入端，泵出在內部熱的作用下從填充材料的表面蒸發的低沸點非水性液體的蒸汽。
[0067]將由壓縮機7加壓的有機蒸汽在壓縮機8中液化。將這樣再生的揮發性非水性液體返回用於清洗被含水液體浸潰`的最終尾礦。
[0068]得到的廢物是有機液體與水-鹽介質的混合物，將所述廢物送入精餾塔9進行蒸餾，用熱水加熱所述精餾塔9的沸騰部分，帶走壓縮機8中液化的蒸汽的加壓和冷凝熱。
[0069]所述蒸餾將該混合物分成最初的重含水液體(將其返回到選礦過程)和再生的非水性有機揮發液體，將其送回用於浸潰殘餘含水液體相的廢物的衝洗選礦。
[0070]對通過含水液體流輸送到電廠的選礦後的煤進行相似的處理，區別在於用水進行衝洗，而不是用非水性有機揮發液體進行。
[0071]為此，首先使用離心器10通過液壓機械將通過管線運輸的化石燃料與液體載體分離，然後在帶式真空過濾器11上在熱水的逆流中衝洗，用熱空氣乾燥，粉碎，並送至電廠爐用於燃燒。
[0072]在蒸發器12中蒸發由衝洗產生的典型地為稀釋的礦物鹽混合物的水溶液的廢水，所述蒸發器12使用廢蒸汽(發電廠蒸汽輪機熱力循環的工作介質，在所述熱力循環中固體燃料燃燒熱轉化為電力)或其他廢熱量(例如排放至大氣的廢氣的廢熱)加熱。在使用廢蒸汽的情況中，在蒸發器中形成的冷凝液12返回到電廠蒸汽鍋爐中，再用於產生高壓工作蒸汽。
[0073]來自蒸發的溶液的二次蒸汽從蒸發器12進入冷凝器13，並轉變成冷凝液，作為用於逆流衝洗固體燃料並除去在離心器10中處理後留下的殘餘含水-鹽溶液的熱衝洗水返回。[0074]將在蒸發器12中蒸發至起始密度的溶液與在離心器10中固體燃料脫水過程中產生的離心液(centrifuge centrate)混合,並使用泵14(圖中僅顯示一個這樣的泵)返回到固體燃料生產和選礦的地方。
[0075]實施例2
[0076]圖2顯示粉狀物質的地下選礦的流程圖，所述粉狀物質耐高選擇性乾燥分離。由於水-鹽介質流變特性對高分散材料的影響增大，在礦物鹽的含水溶液中處理該部分原料導致分離效率降低，而糊狀選礦產品的高溼度導致與乾燥煤和乾燥最終尾礦的排放相關的耗電量的增加。
[0077]在這種情況下，使用密度在化石燃料和廢石密度之間的液態氬、非水性低溫液體作為分離介質。該液體的沸點太低，由於與環境接觸，殘餘液相的不可逆轉地沸騰，從而乾燥選礦產品的排放自動進行。
[0078]為此，將起初的粉狀原礦煤從料倉I通過門2送入回收冷交換器3，所述回收冷交換器3通過用於初步冷卻的低沸點冷卻劑冷卻。將在該冷卻器中冷卻至製冷溫度(cryogenic temperature)的材料裝入混合器4中，在混合器4中用液態空氣攪拌材料。將懸浮在液態空氣中的礦物質從混合器4送入也充滿液態空氣的磨機5中。
[0079]將材料粉碎成超細粉末，然後將其送入密封的弧形篩6，用於液壓機械扭幹，並在乾燥器7中通過乾燥使其最終沒有液態空氣。使用泵9將在密封弧形篩6上從粉碎的材料分離的液態空氣 從收集器8返回到混合器4，而將在磨機5中粉碎解聚的礦物的細顆粒混合物分入超淨煤精礦中，並且分離器10中最終尾礦充滿密度在目標組分的密度(1.34g/cm3)和廢石的密度(2.65g/cm3)之間的低溫重液體。對於煤選礦，這種低溫液體是密度為1.40g/cm3的液體氬，凝固點為-189.3 ο C。
[0080]該液體的密度不足以為較高密度的化石燃料(例如無煙煤和浙青頁巖)選礦。在這種情況下，將液體氪(密度2.4g/cm3)與液體氬混合。
[0081]為了將氬保持在液態，在冷隔熱槽11中安裝分離器10，作為填充液態空氣的杜瓦平。在大的採礦深度，液態空氣沸點顯著高於-189.3°C。液態氬不能在地下空氣壓力的值附近凍結，這保證了在底下選礦過程中將其保持在液態。如果在露天開採條件下進行分離過程，安裝在露天煤礦的冷隔熱槽裝有控制節流閥，並且在高於大氣壓下液態空氣沸騰。
[0082]在密封的弧形篩12上將選礦產物液壓機械扭幹液態氬，將液態氬帶出分離器之外。通過蒸發精礦和乾燥器13上的尾礦表面最終除去最後的殘餘氬。然後將這些完全乾燥但非常冷的固體選礦產物送入冷交換器(cold exchanger) 14,冷交換器14通過氣態氧的冷凝熱或其他用於將冷從選礦產物傳遞到起始巖石的低溫試劑加熱。使用泵15保持該冷凍劑的循環，泵15將其從收集器16送入乾燥器7，並進一步送至再生冷交換器3，在再生冷交換器3中該低沸點液體的沸騰熱來自用於處理的固體原材料的流動。
[0083]此外，乾燥選礦產物(其冷被傳遞到下面的再生冷交換設備(未顯示))，在這裡它們的溫度慢慢升高至周圍空氣的溫度，並且通過礦山運輸送至它們各自的目的地:最終尾礦用作填充材料，並且超淨精煤運輸至礦井提升機，將其排至地面。
[0084]將在乾燥器13中從選礦產物分離的氬蒸汽送至冷凝器17液化，冷凝器17表示為併入裝滿沸騰液態空氣的杜瓦平的蝸形管。這樣將再生的液態氬返回分離器10。
[0085]將在弧形篩12上從選礦產物分離的液態氬收集在收集器12中，並通過泵19返回到同一個分離器10。
[0086]通過浮動輸送該超淨精煤可以與塊狀煤一起進行，也可以單獨進行。這些選擇由下面的兩個實例表示。在這種情況下，塊狀煤是甲烷載體。因此，伴隨的將大煤塊中攜帶的甲烷運輸至電廠大幅提高了該固體燃料的發熱量，並有助於保護大氣臭氧層。
[0087]在豎直管線中通過浮力將大塊的材料和粉狀煤運送至地面。
[0088]根據當地條件，這種輸送工藝可以是共同輸送和分別輸送的。
[0089]實施例3
[0090]圖3中顯示了在固體燃料的用戶是熱電站時，將塊狀和粉狀煤從煤礦共同輸送至地面的基本技術方案。
[0091]在分離器I上將在主流中從採煤面輸送至井底的煤分級成塊狀材料和包含小塊煤及其所有粉狀粒級的細煤。
[0092]將從塊狀和大塊煤分離出的細煤送入裝備有熱交換夾套的螺旋進料機2，以擠壓模具3進行擠壓。將適量的浙青引入螺旋進料機2中作為粘合添加劑增強由細煤製成的單塊，其形狀為類似水力設備的活塞的圓柱形。將用於在擠壓前用浙青加熱煤混合物的蒸汽送入其熱交換夾套中。
[0093]將成批的塊狀煤和每個煤塊交替放置在運輸管線5的裝載系統的裝載室4中，使得煤「活塞」與成批的可傾倒的煤塊混合物交替。逆向地交替地清空裝載室4，用液體填充它們，所述液體構成整個運輸工藝的工作介質，是密度為1.42g/cm3的硝酸鈣的水溶液(煤的密度是1.39g/cm3)。
[0094]將該液體排出部`分收集在廢液容器6中，而交替用管線5的內容物填滿裝載室4，在用煤裝載後，使用旋塞7和可控的關閉閥門8的系統。因此，煤從煤礦飄浮至地面，然後在攜帶含水介質的流體中流動至目的地。通過使用泵8從廢液容器6供應液體噴射流來產生所述液體載體在管線5的水平部分中的流動。
[0095](但是，在開發山區煤炭床的情況下，使用基於重力操作的所述水力運輸的能源優勢高得多，其無需在所述運輸管線中產生載體液體的人工流)。
[0096]將輸送至熱電廠的煤與分離器10上的載體液體液壓機械分離，然後用分離器11上的自來水衝洗，並過載至帶式真空過濾器12，在這裡再用逆流模式的水洗滌，最後擠出殘餘洗滌水，並使用熱空氣或其他熱傳輸介質在開始磨碎前者之前將其乾燥以生產粉狀燃料。
[0097]煤炭的粉碎在密閉球磨機13內進行。在這個過程中釋放的甲烷和其他可燃氣體進入管線14並同煤一起輸送到熱電廠的鍋爐中。
[0098]留在振動篩(shaker) 10上的煤的殘餘廢棄物聚集在收集器15中，而煤衝洗後在振動篩11上留下的衝洗水，以及來自帶式真空過濾器12的最終濾液直接引入收集器16中，使用泵17將這些工藝流體從該處引導到蒸發系統18中進行蒸發。
[0099]該衝洗水的蒸發是通過使用離開熱電廠的渦輪機的廢蒸氣的冷凝熱量來實現，所述蒸汽是將煤燃燒熱轉換成電能的熱動力循環的工作介質。因此，在蒸發系統18的蒸汽生成管的管間空間形成冷凝液，向下流到收集器19中，並使用泵20再次引導到熱電廠的蒸汽鍋爐中，在所述蒸汽鍋爐中冷凝液再次被處理為高壓工作蒸汽，並引導到蒸汽渦輪機用於膨脹，通過這種方式閉合，工作介質在熱能轉換為電能的循環中循環。[0100]在蒸發系統18中衝洗水蒸發後留下的水蒸汽在冷凝器21中冷凝並以熱衝洗水的形式返回到振動篩11和帶式真空過濾器12中以衝洗煤。
[0101]在蒸發系統18中蒸發至其起始密度1.42g/cm3的含水鹽溶液在收集器15中與在混合器10上煤脫水後剩餘的排放流混合。得到的混合物為完全再生的含水液體，密度超過煤的密度，通過泵22將所述混合物返回到容器6中，到達煤的起始裝載位置。
[0102]對於單獨將煤輸送至地面的情況，可以在豎直管線中輸送粉狀材料，然後使用僅用於該目的的水作為重流體在管線中將其運輸至用戶。
[0103]圖4a和4b中顯示了將燃料從煤礦輸送至其用戶的變化方案的工藝流程圖。
[0104]實施例4
[0105]在混合器I中的井底站混合起始的乾燥粉狀煤(圖4a)和粘合劑(煤重量的5_7%)。粘合劑可以包括從封閉的盤2(由外部熱交換劑加熱)供給的裂解殘渣(crackedresidue)、焦油或其他石油-或浙青基碳氫化合物材料，或其他有機可燃粘合劑，例如亞硫酸鹽-醇蒸餾器、技術級木素磺酸鹽、各種木樹脂、糖的糖漿狀廢料和在煤磚(coalbriquetting)中廣泛使用的焦糖(糖蜜)。而且，或者向這種混合裝置的熱交換夾套中加入熱交換劑或用電熱盤管加熱混合物。
[0106]將熱混合物(80-90°C )填入裝配有兩種類型的衝壓機的擠壓模具3和4中，並且擠壓模具3和4的兩個壓模表示內徑對應於水力運輸系統的管道的內徑的圓筒。
[0107]擠壓模具3裝配有T形橫截面的衝壓機。其中心柱的外徑接近於形狀為朝上的玻璃杯(upturned glass )的另一個衝壓機的中心軸向空腔的內徑,這屬於第二擠壓模具4。這裡，插入第二擠壓模具4中的玻璃杯底部厚度增大，以確保與沿第一坯件的軸製成的圓筒軸孔的深度相比，將形成的第二坯件的軸向圓筒突出物的垂直尺度較小。
[0108]在高強度壓力(10-30MN/m2)的擠壓下，第一擠壓模具3中形成的製品具有厚壁圓筒玻璃杯的形狀，而第二擠壓模具4生成的產品則看起來像帶有厚帽子和短葉柄的蘑菇狀。
[0109]為將這兩個坯件組裝成空心柱塞狀塊，具有T形橫截面的坯件的圓柱形突出物外側面，以及所述蘑菇狀產品的帽子的環形後表面都塗上了熔融石油基碳氫化合物材料，或浙青基碳氫化合物材料，將一個插入另一個中，通過水力擠壓模具5將它們緊密擠壓在一起。
[0110]在此粘性物質最終固化後，從在擠壓模具3和4中成型的所述兩個坯件形成由煤製成的空心圓柱體。由於外徑接近運輸管線的內徑，它看起來像液壓系統中的活塞。
[0111]使用塔狀旋轉閘裝置(rotary lockage device) 6可以將擠壓成空心厚壁塊的煤裝入垂直水柱內，並能實現裝載過程的完全機械化與高效率。在沿其垂直軸轉動裝載圓筒的過程中，首先，會從運輸管線7下連續不斷出來圓柱形鼓單元，空心煤塊浮起來之後，水流會湧入運輸管線7內。這一過程完全符合上孔截面和垂直立管的下部底部。從每一單元中流出的水流匯聚在收集器8中，由離心泵9泵送至運輸管線7的水平部分。煤塊在流動的載體介質中漂浮，就像通往目的地的河流中漂浮的木材。
[0112]與此同時，連續空心煤塊插入已排空了水的填充鼓單元。連續加入煤塊，逐一加入，運輸管線7下部每一個連貫的鼓單元內都有煤塊，之後進入垂直水柱內。這樣，進行機械閘的連續作業。[0113]因此，在垂直水柱內逐步形成由空心煤柱塞不斷形成的移動的固體粒。上述柱塞從垂直水柱向上漂浮進入運輸管線7水平部分，形成的這些圓柱體像花環一樣彼此在末端緊密連接。
[0114]然後，由於離水泵9在運輸系統這一部分內產生的水流，圓柱形空心煤塊形成的漂浮鏈會漂浮到用煤點:熱電廠，或者當地居民家用固體燃料供應點。
[0115]在運輸管線7出口處安裝有輥道10 (顯示了側視圖)，重新裝滿將送到熱電站的煤圓筒至帶式真空過濾器11，也從它們的表面初步排出水，水將它們傳送來。
[0116]然後，在帶式真空過濾器11上進行另外的煤脫水程序，而在過濾帶最後部分，在煤從傳動筒落下之前，留在傳動筒上的煤的表面的殘餘水將最終被熱氣吹乾。從煤塊脫出的水聚集在收集器12內，被泵13送到外部用戶以進一步使用。
[0117]在熱電站的爐中燃燒之前，將乾燥的煤塊粉碎或磨碎，或者通過圓盤鋸橫向切割成墊圈形狀的煤餅用於為人們供應家用煤(將用作家用燃料)。
[0118]如果不需組織高效率地提升煤(例如，礦井中掘進和清理)，在垂直水柱中填充煤塊的單元可以在更簡便的構造中進行。如圖4b所示，封閉隔間I分為兩翼，它們通過普通的旋轉門3與運輸管線2的垂直部分聯通。
[0119]簡易的填充操作如下所述。連續的煤塊由水龍頭4放出的水漂浮上升輸送出去後，清空封閉隔間1，之後填入下一個煤圓柱，密封裝料孔5，而開啟水龍頭6，以使水流填滿封閉隔間內煤塊未填滿的空間。之後反方向轉動門3，先前填入封閉隔間I內的空心煤塊則可以進入運輸通道2內的垂直部分。與此同時，和垂直立管由同一門3隔離開的第二個(對稱的)封閉隔間I則被抽空，並填充下一個煤塊。
[0120]通過封閉隔間I的這種平衡反相操作，旋轉門3方向持續轉換，空心煤塊依次逐個從礦井的垂直水柱中漂浮到地表。之後它們由運輸管線的水平部分(圖中未顯示)漂流至目的地。`
[0121]封閉隔間I中輸出的水聚集在收集器7內，由離心泵8抽到運輸管線的水平部分，繼而泵送到地面。
[0122]然而，如實施例4所示，通過水中浮力在管線內飄流將各種煤輸送到用戶，這種方法只在夏季才能行得通。
[0123]在冬季，尤其是露天開採條件下，煤的選礦和送煤到用戶要用不同的辦法，放解凍劑到冰裡，增加運送貨物的水中浮力，同時隔離貨物外表面，使其不能接觸運輸介質。
[0124]該工藝的技術流程如圖5所示。
[0125]實施例5
[0126]從礦場運來的巖塊在壓碎機I中壓碎，而後在振動器2中除塵。將用於加工的以此方式製備的原料在攪拌筒3中用水加溼，而後轉到懸空漏篩4內，經由下面吹入的冷空氣降溫，在分離的材料表面上凍結冰層。冰層厚度通過加入攪拌筒3內的水量和供應懸空漏篩4的水氣溶膠的量調節。通過特殊噴霧器將上述氣溶膠加入到冷空氣流內，用細的噴霧水滴均勻地加溼在冷空氣流中提升的礦物顆粒的表面。由此，每一礦物顆粒都逐漸被堅固的冰層包覆，完全隔離礦物材料，避免其隨後和水-鹽介質的接觸。
[0127]被冰層包覆的巖塊分層為最終尾礦和精煤，所述分層在輪式分離器5內進行，重水-鹽介質裝滿所述分離器，所述重水-鹽介質是水溶性礦物鹽例如硝酸鈣或氯化鋅等的溶液。
[0128]將從輪式分離器5內排出的廢巖塊在脫水分離器6內進行脫水，通過吹入熱空氣從離心過濾器7內的材料最終除去殘餘液相。在這個階段，覆蓋固體表面的冰融化，出現融化水，和上述水的稀釋液。
[0129]留在水-鹽溶液中飄浮的除塵後的煤通過管線8在抗凍重液體中轉移到其目的地。通過液壓機械除去液體載體和最終從固體燃料擠出殘餘液相也使用與用於廢石脫水所使用的相同的設備-排水分離器9和離心過濾器10，吹入熱空氣使冰融化。
[0130]從選礦產品排出的廢水和收集在冷凍機11中，將用水稀釋的溶液冷卻到它開始凍結的溫度。產生的新冰漂浮上升，而通過水-鹽溶液將其從精煤表層除去是在裝有穿孔勺的升降轉輪內進行，在所述穿孔勺中用淨水漂洗新冰。
[0131]從冷凍機11中排出的冰在熔爐12中融化，得到的融化水通過泵13抽回以在攪拌筒3中加溼最初始原料，並在振動器4內在表面上凍結冰層。
[0132]在冷凍機11內完全再生的重水-鹽液體返回到輪式分離器5，再次用於分離組成最初混合物的礦物。
[0133]夏季，由於沒有冬日的寒冷條件，冰包覆粉碎的材料以及對煤產生額外的浮力的作用由低密度的可熔碳氫化合物多孔覆蓋物實現，所述多孔覆蓋物可靠地分離採礦產物的礦物組分的表面，使其不與水或水-鹽溶液接觸。然而，在用碳氫化合物代替煤的情況中，這種方法使煤塊產生浮力，其不但可用於高濃度水-鹽介質中運輸煤，也可用於在水中的礦物鹽稀溶液中甚至在水流中將包覆有有機包覆物的塊狀固體燃料運輸至目的地。
[0134]該運輸工藝的技術流程如圖6所示。
[0135]實施例6
[0136]將開採並精選的煤從採礦場運到井底，在壓碎機I中壓碎並在振動篩2上除塵。
[0137]與此同時，在由外部傳熱劑加熱的密封飽和器3內製備厚泡沫。由各種增稠劑改性的非水烴油液體，例如高粘度重油，或廢機油(或變壓器油)都被一些氣體大量飽和，例如，壓縮空氣、氮氣、二氧化碳、煤礦甲烷或者其他鏈烷烴類氣態脂肪族烴。為控制這些油的流變性，可以使用某些烴聚合物，以及不飽和脂的派生物，例如，聚異丁烯、聚乙烯烷基醚、聚甲基丙烯酸烷基酯、聚丙烯酸烷基酯作為增稠劑。根據氣象環境條件，這種強發泡組合物也可以基於具有適當熔化溫度的其他易熔化烴或它們的混合物製備。其包括石蠟、硬脂酸甘油酯、浙青、焦油、蠟、人造黃油、或脂製品廢物、各種糖漿、油性樹脂及其加工產品、香脂或其他樹脂、脂肪和礦物油、植物油或動物油。加熱後，可從外部將一些氣體壓入這些烴，除此之外，在泡沫形成過程中，由於化學反應伴隨著強烈的氣體釋放，在其整體體積內形成氣泡。在這種情況下，將多種可以分解釋放入氣相的化學不穩定粉狀物質引入這些組合物中，例如，碳酸氫鈉與檸檬酸相互作用產生二氧化碳，或這樣的熱不穩定絡合物如包合物(clatrate compounds),例如甲燒水合物和其他燒烴在微熱狀況下的不可逆分解物。
[0138]為增大製備的泡沫的穩定性,可向受熱的液態烴中另外加入表面活性劑,所述液態烴在飽和器中保持在高壓下。所述表面活性劑是松木油、液體皂、陰離子表面活性劑(sulfonol)、油酸鈉或三 聚磷酸鹽、苯胺、多種低級醇和有機酸，以及甲氧苯酚，這些都是高效發泡劑，能夠確保形成的泡沫較高的穩定性和厚度，並增大其粘性。
[0139]在振動篩2上除塵後，將煤塊送入從底部吹入冷空氣的傾斜不通過振動篩(inclined non-passing vibratory sieve)4中。同時，將由飽和器3內的過量氣壓擠壓出來的起沫液體注入到在煤塊表面流動的製冷劑流中。這通過使用具有沿其長度設置的噴霧器的分布噴霧收集器來實現，就像人在刮鬍須前從化妝盒施用泡沫層一樣。
[0140]因此，用密的且易於固化的粘性泡沫均勻塗覆較冷(相對於泡沫凝固溫度)的煤塊，所述粘性泡沫逐漸變為連續固化多孔浮石狀塗層。
[0141]將用這種固體多孔塗層塗覆的材料和礦井水一起重新裝入混合器5中。得到的稠漿料被活塞管6擠到垂直管7內。煤漂浮到地表，然後以膠囊形式通過水平主管線8在水流中漂浮，到達熱電站。
[0142]將運達到目的地的煤塊首先在振動篩9上脫水，然後在離心過濾器10上用從內部吹入的熱氣將剩餘水擠出。這樣，奶油狀多孔塗層覆蓋煤熔體塊，得到的排出的濾液是液態烴和從煤擠出的水的機械混合物。該技術流程進入到靜電分離器11，在這裡雙相液體體系分層成為兩部分。輕餾分代表輸送到熱電站鍋爐的爐中用於燃燒的液態烴，而將水供給到附近工業或農業用戶，或排放到最近的蓄水池。
[0143]所述用多孔覆蓋物來保護處理原料的辦法，在重水-鹽介質中礦物質的礦物組分分層之前，也能成功運用到煤和尾礦材料的表面的可熔防水覆蓋物的塗層。
[0144]另外，在冬季條件下，大氣處於適度低溫，或是多年凍土區地下採煤，可基於水製備這種泡沫。
[0145]該工藝的技術流程如圖7所示。
[0146]實施例7
[0147]冷煤塊經由皮帶運輸機從礦場運至粉碎機I內進行粉碎，然後在振動篩2上除去細顆粒後，送入不通過篩3以`用密粘性水泡沫塗抹。
[0148]通過多孔冰來覆蓋煤塊的泡沫在飽和器4中除去，飽和器4裝備有被外部傳熱劑加熱的熱交換夾套，其中在升高的壓力下用二氧化碳使水飽和。向飽和器4內的水中加入液體皂和松木油分別作為起泡劑和泡沫穩定性添加劑。
[0149]在煤塊表面凍結成多孔冰層是通過從安裝在不通過篩3下的一個集散器中噴射出濃厚平泡沫來實現的。用這種方法多孔冰層開始在煤表層形成，在氣墊支持體的幫助下向下移動，逐漸變厚。
[0150]懸停在不通過篩3外表面上方的煤通過從下方吹來的冷空氣來維持狀態，從而冷空氣流可以從各側均勻吹過每個煤塊。
[0151]被多孔冰層包覆成膠囊狀的煤塊漂浮在混合器5內的礦井水中，使用泵6運送給用戶，先是通過主管線7的傾斜節段，然後是水平節段。由於管線7內的水連續流動，這就一定程度上，即使是結霜環境下，也保持了過冷(低於零攝氏度)的非凍結狀態。如果主管線7的一些節段外部空氣溫度超過0°C左右，內溫度會緩緩上升，冰層慢慢融化，漂浮的煤塊會暴露出來，而導致水中運輸原料的浮力損失，而這種情況可以通過有目的地初始時在煤塊表面凍結多孔冰層來預防。塗層的厚度應當超過保持運送的煤塊飄浮所需的最小厚度。
[0152]到達目的地後，在振動器8上使煤脫水除去大多數的運輸用水，最後在帶式真空過濾器9中從其結冰表面擠出殘餘水。而由於與安裝脫水設備的加熱點的熱交換，煤塊的多孔冰塗層劇烈融化，同時通過濾布過濾融化的水。在帶式真空過濾器9的輸出段，煤塊被熱氣乾燥，然後以乾燥狀態連續運送給用戶，作為通過連續流水運方法下運送到目的地的煤礦成品。
[0153]煤塊留下的濾出液，以及排出物，和從煤塊表面融化流下來的水聚集在靜態分離器10中。在分離器內，兩相流將被分層成下相-水，和將被運送去像煤一樣燃燒的上相-飄浮的有機液體，而釋放的水則被運送給其他用戶。
[0154]因此，運輸煤塊的水無需再返回該工藝起始處，不用鋪設管線分支。另外，除了額外資金投入，也節省了將水泵送回煤礦的能量消耗。
[0155]同時，在一些情況下，當需要以新鮮形式從鹽水溶液中萃取選礦產品時，為此只使用液力機械方法，可以通過替換其在粉碎的礦物表面上而實現再生，不是具有複雜的熱力學、流變、和衛生性能的含水液體,並隨後通過替換水來再生有機液體。
[0156]圖例8顯示該工藝的不同實現方式。
[0157]實施例8
[0158]粉碎的煤塊在混合器I中與鈣硝酸鹽水溶液(密度1，47g/sm3)混合，然後用泵2送入水力旋流器3中，在水力旋流器3中由最初始原料組成的礦物不可逆地分層為輕部分(最終尾礦)和重部分(精煤部分)。
[0159]精煤產物在排水篩4中脫水。釋放出來的排水流聚集在收集器5中，用泵6送回到混合器I中，與最初始原料混合在一起。
[0160]然後將潮溼的精煤產物送入離心機7中，另外擠出液相，然後在密封振動篩8中用生理惰性不可燃有機液體(己烷與四氟二溴乙烷的混合物)洗去硝酸鈣Ca(NO3)2的水溶液。將產生的兩相排出水 流送入靜水力學分離器9中。
[0161]然後將最終尾礦和用有機液體潤溼的精煤送入密封振動篩10，用水洗滌除去非水液相的浸潰殘餘。將排出的兩相排水流送入靜水力學分離器11中。
[0162]接下來，送入用普通水浸潰的精煤產物進一步使用，最終尾礦用於填充開採區，而將精煤送入井底然後通過礦井提升機拉到地表。
[0163]將不互溶液體在靜水力學分離器9和11中分離，然後送回到工藝循環中使用它們的地方。因此，用泵13將重水-鹽介質泵入收集器5中，用泵6從這裡將完全再生的重水-鹽介質送入混合器I中與最初始原料混合，即，送到工藝流程的起始處。用泵12和泵15將有機洗滌液體和水分別返回到篩8和10，用來洗滌精煤產品。
[0164]因此，在選煤系統中沒有經過任何熱力工藝，所用重水-鹽介質和非水有機液體的循環幾乎完全封閉。這不僅使得工藝流程節省了能量，而且環保，因為在這種情況下，可以在地下隨後將最終尾礦填充在開採區域。
[0165]與此同時，如果可以使用免費的天然熱能，在有著炎熱乾燥氣候的地區，在工藝流程上，工作循環中，考慮到大量的太陽能，使用的水-鹽介質循環使用中的熱量消耗問題就沒有那麼尖銳了。
[0166]圖9顯示了輸運過程的工藝設計圖，用戶位於海拔較高的地方，通過住管線運輸運送煤。
[0167]實施例9
[0168]將密度為1.366g/cm3的塊狀煤從料鬥I送入攪拌筒2中，在此將其在運輸介質中攪動起來，上述介質是用泵4從蓄水容器3導入的密度為1.368g/cm3的硝酸鈣的混合水溶液。
[0169]用活塞泵5沿運輸管線6將攪拌筒2中形成的水混合物送到測地線(geodesicmark)較高的目的地。
[0170]首先，在排水篩7上將輸送的煤塊與所述輸送介質的主要部分分離，然後送至帶式真空過濾器8進行擠壓液相的深層處理，用通過泵9從蓄水容器10取出的淡水逆流洗滌輸送材料的塊狀體。
[0171]這樣，塊狀煤完全從溼煤鹽溶液的最終殘留物中洗滌出來，它們的表面只溼潤帶有淡水。
[0172]以乾燥狀態完成整個工藝流程匯中煤塊的最終回收，在從帶式真空過濾器8卸下貨物之前即刻，通過移動過濾帶的末端，用熱氣來進行乾燥。除了吹熱風外，在白天時間，強烈的太陽輻射也有助於煤塊表面水分的蒸發。因此，為加速運輸過程中貨物以乾燥狀態出來，使用裝有加大黑色過濾帶的帶式真空過濾器。
[0173]將逆流洗滌煤塊後產生的衝洗水從收集器11送入機械通風塔12進行衝洗操作。機械通風塔12上面安裝有表層冷凝器13，而生成的冷凝液則通過斜道14流回到淡水蓄水器10。部分蒸發的水-鹽溶液聚集在機械通風塔12底部，流經朝陽方向的傾斜露天扇形水槽15，進入鋪在地面上的管線16。由供應商直接送到運煤地點。沿途水溶液會被太陽再加熱，到達運輸流程頂端後，又會在露天蒸發容器17內在太陽輻射下再蒸發。在此，管線16由高導熱金屬製成，並被塗成黑色。此外，也在內部安裝有太陽反射器18，表現為具有鏡面表面的開放槽，聚焦在管線16底層的額外太陽能。
[0174]徹底蒸發達到最初密度的水-鹽溶液從蒸發容器17流入蓄水容器3中，從這裡再次送入到運輸流程中。
[0175]與此同時，水混合物經流體力學分離運送到目的地後，從煤上分離出來的水-鹽運輸介質反方向流入蓄水容器3中，通過可以鋪設在地下的主要空載分支(main idlebranch) 9將煤輸送到運煤地點`。
[0176]因此，在運輸流程中，沒有任何能量供應源，在工藝流程中，運輸介質的循環幾乎完全封閉。小心關閉主要設備和輔助設備以及高生產率標準，在這個循環迴路內用來增加水溶液重量的天然鹽沒有完全消耗掉，更不用說這個運輸系統也是不可逆消耗任何碳氫化合物輔助材料。
[0177]地下選礦之後，所述辦法提供的產業鏈中主要運輸鏈是將煤置於密度高於它的液體中，通過煤在其中的浮力在陸地表面運輸煤塊。
[0178]然而，在深度數十米(露天礦井)、數百米(地下礦井)的豎井內裝載這種鬆散煤塊，需要克服高重液體柱的靜水壓力。
[0179]實現這種裝載操作的工藝設計如圖10所示。
[0180]實施例10
[0181]在高壓管線內裝載此類鬆散煤塊操作如下:
[0182]連續從採礦地點到達鬆散煤塊，通過關閉門1，輪流將煤塊送至靜水力學提升系統的裝載設備的各個接收室內，所述提升系統為密封下通小暗井2。
[0183]裝入左側小暗井2內後，下一部分的煤塊將與水-鹽介質充分融合，所述介質是例如，碳酸鹽(K2CO3)融入水中形成的密度為1，412g/sm3的40%-s』水溶液，並裝入密度為O,890g/sm3的水混合物初始層液壓油鏡面之上，與液壓油液體的水相溶，然後裝載艙口的蓋子3緊緊壓下來(緊閉狀態下，左邊小暗井艙口的蓋子由標線指出來)，然後，無需停止倒入油質，打開空中起重機4。
[0184]空中起重機4先是會掉下油滴，而不是排除內部空氣，這個封閉機體也是緊閉狀態，而且，通過帶有起重機6的油管5，充分受壓的小暗井2開始在液壓油部分(圖中未示)產生的壓力下壓縮液壓油，所述壓力超過運輸管線7內水-鹽溶液圓柱體產生的靜水壓力。結果，回流閥8增壓，這個時候，運輸管線7打開，然後，懸浮在小暗井2內硝酸鉀溶液上的下一部分塊狀煤，從此水-鹽介質的垂直圓柱內擠壓出來。此時，小暗井2內是空的，沒有下一批煤塊，在加壓下停止進入液壓油，啟動起重機9，開始排除聚集槽10內的這些非水碳氫化合物液體。然後小暗井2內的壓力開始逐漸下降，在不是來自內部，而是來自外界的逐漸增大的壓力下，回流閥8逐漸回歸原始位置，重新封閉住運輸管線7內的重水-鹽介質垂直圓柱體。由此，空中起重機4重新啟動，用礦井內空氣排出小暗井2內的液壓油。在這個非水液體排除程序的最後，小暗井2的艙口的蓋子3重新打開，轉開封閉門I，下一批煤塊再次進入接收室內。
[0185]小暗井2左側在裝入下一批煤塊的同時，和運輸管線7內擠壓煤塊的相同程序在與小暗井2左側逆相工作的小暗井2內右側進行。因此，裝載循環出現(smoothes out)，也達到了從煤礦將煤藉助在重水-鹽介質中的浮力的連續流體運輸。
[0186]從礦井出來到陸地表面的塊狀煤，藉助在硝酸鉀水溶液內的浮力，聚集在易碎「帽子」狀的壓頭塔11內，從這裡將會以在重水-鹽運輸介質中持續漂流模式運至主管線12，從而進一步運至用戶。
[0187]運輸原料到達目的地後，開始實施散煤塊和硝酸鉀水溶液運輸介質的液壓機械分離，最終提取出 來的煤塊是乾燥且完全去除礦物質的狀態，然後通過第二根管線13將最終再生的水-鹽介質運回煤礦裝載煤塊的位置。
[0188]在運輸管線7內與煤塊一起，隨機得到的液壓油油滴，在壓頭塔11內高壓管線7內的這種水-鹽介質中同樣具有浮力，在水溶液鏡面上形成非水液體14。在收集可評估重量的這種油質的過程中，定時將其送回煤礦，將其倒入到下一批水力混合物的位置。
[0189]由此，在水運過程中重水-鹽介質，和輕的與其相融合的碳氫化合物液體的循環使用完全運行完畢。
[0190]使用所述方法，與已知的將散塊狀煤裝載進入高壓主管線的方法相比，頗具多種重要工藝及經濟優勢，所述優勢為流程的建設性設計的重要簡化，減少能量耗費，高倍提高生產力，因為在這種水利設備內的工作缸內轉載入材料，沒有使用任何機械部件來增大其直徑，至到其尺寸限制豎井開發的地下建設的巖土力學條件，直徑尺寸能夠成功抵禦地下採礦作業中的深度很深處的高壓。
[0191]然而所述在重水-鹽介質圓柱中裝載煤塊的程序也需要能量，因為油質部分使用電力驅動器來講非水液壓油液體擠壓出到鏡面。
[0192]在深井，尤其是，超級深井內採煤，礦內空氣溫度常年保持在持續高溫水平，因此在豎井內的重液體內裝載煤塊可以通過礦內溫度重複循環，而無需任何附加能量消耗。此外，即使從煤礦的區域直接運送，被運輸到陸地表面，從煤囊(ballast)即廢石釋放出來的這種煤塊，和靜水力學提升系統內所用的液體相比，會重一些，在陸地表面不能漂浮，都留在礦內不斷以乾燥狀態填充已開發空間。
[0193]此綜合提升及提取流程的工藝設計如圖11所示。
[0194]實施例U
[0195]制動門2開啟，普通塊狀煤被裝入裝載制動裝置I的左翼。裝入下一批次提取後材料後，門2緊緊關閉，打開起重機3，在此緊閉間的固體塊狀煤放入一流動運輸管線，注入無粘性，易氣化，物理性懶惰，不易燃，不融水的液體，密度介於煤和廢石之間。
[0196]當所述液體使用完全氟化了的所謂全氟化碳的烷烴類鏈的碳氫化合物，或是它們之間的混合物，其基本物理屬性如下所示:
[0197]表1
[0198]
【權利要求】
1.權利要求1礦物燃料選礦方法及隨後通過管線運輸輸送至用戶的方法，其包括製備初始原料用於分離，其選礦和通過水力運輸輸送至用戶，其中為減少能量消耗，提高整個採礦-能源綜合體的生產力，簡化和提高操作的可靠性，減少整個工藝流程中固體燃料流失，減少一些中間單元，提高運至目的地的可燃礦物的消費性能並提高其使用綜合特性，確保冬季不間斷運輸操作，降低整個採礦-能源生產和運輸流程對自然環境的有害影響，最初巖塊在開採點被分割成多個尺寸等級，對上面部分進一步研磨，隨後將研磨產物和從粉末部分分離出來的原材料一起浸入一種流體，所述流體燃料密度介於可燃礦物和廢石之間，進行研磨及分層程序，隨後將選礦產品投入一種超過所述產品的密度的液體中漂浮至地表，將選礦後的可燃礦物通過自然重液體流進一步運到目的地，其殘餘物從固體燃料表面去除並送回採礦點，在這裡從廢選礦產品表面再生，也使用含水介質和溶解其中的各種礦物鹽為成品賦予額外的浮力，將非水揮發液體以及液化氣作為自然流體，其密度介於可燃礦物和廢石之間。
2.根據權利要求1所述的方法，其中使用高度水溶性的礦物鹽的水溶液作為用於選擇性研磨需要減小尺寸的原材料所用的重液體，地下選礦，將選礦產品漂浮至地表，並通過管線運至用戶，所述礦物鹽如 CaCl2' Ca (NO3) 2、FeCl3' K2CO3> ZnCl2' K2HPO4' SnCl4, Ni (NO3)2'NaH2PO4, Na2CrO4, NH4HSO4, MnSO4, Mn (NO3) 2、MnCl2, Fe (NO3) 3、Co (NO3) 2、Al (NO3) 3、CH3COOK,HCOOK, ZnBr2或者它們的混合物。
3.根據權利要求1所述的方法，其中從運輸到熱電站的固體燃料表面除去水-鹽運輸介質殘留物，通過用淡水逆流洗滌，並隨後通過熱電站廢熱蒸發衝洗水，蒸汽易於在自然環境中驅散，例如，通過蒸汽-能量單元的熱力循環中工作介質冷凝過程中釋放出來的熱量，或是煙霧散發攜帶的熱量。
4.根據權利要求1所述的方法，其中在地下足夠深度處採礦，從地下選礦物的廢料表面去除水-鹽介質殘餘物，這`通過用易揮發有機溶劑，如丙酮，採用逆-流洗滌實現，隨後用礦內熱量乾燥廢石，冷凝有機溶劑蒸汽，並將其返回以洗滌選礦廢料。
5.根據權利要求1所述的方法，其中原材料的粉末部分選礦是在低溫重液體介質中實現的，所述介質密度介於可燃礦物和廢石之間，例如，液氬與液氪的混合物，隨後通過選礦過程中與外界環境的盲熱交換，將選礦過程中的選礦產品撤離，低溫液體的剩餘蒸汽液化，返回到選礦過程頂端，固體燃料運到熱電站的同時，將選煤粉末壓入到噸計的圓柱狀煤塊中，通過管線中與塊狀原料相間的水-鹽介質運輸，而將塊狀固體燃料運至用戶，在使用地點在密封磨機中研磨，同時捕集研磨過程中釋放的甲烷。
6.根據權利要求1所述的方法，其中在夏季，將粉煤壓入隨後拖到地表的中空密封氣缸內，通過在水中漂浮運至用戶，在水流中漂移到目的地。
7.根據權利要求1所述的方法，其中在冬季，在塊狀固體燃料進入耐凍水-鹽介質之前，在固體燃料塊表面凍結形成水-鹽溶液不可透過的冰層，到達目的地後，所述冰層被熱氣熔化，同時伴隨著浸潤冰層表面的水-鹽介質殘餘物的液壓機械分離過程，然後通過凍析新冰，相對於礦物鹽濃縮流體，其中冰層可以牢固並多孔。
8.根據權利要求1所述的方法，其中在夏季，將固體燃料浸入到水-鹽介質中之前，在其表面上塗覆低密度低熔點有機材料的防水塗層，用熱空氣融化而除去輸送的固體燃料表面的防水塗層，同時將固體燃料表面和液相液壓機械分離，隨後將所得的兩相流分層，得到兩種不相溶的液體，返回到工藝流程中。
9.根據權利要求1所述的方法，其中在沒有熱力能源的情況下，通過兩次洗滌選礦產品再生水-鹽介質殘餘物，第一次用不溶於水的非水液體洗滌，第二次用水洗滌，隨後將所得的不互溶液體的混合物分層，並將其返回到工藝流程中。
10.根據權利要求1所述的方法，其中在夏季，通過用淡水洗滌到達目的地的固體燃料表面，隨後在洗滌用水到達可燃礦物生產地點的路上在太陽輻射下蒸發洗滌水，來再生水-鹽介質殘留物。
11.根據權利要求1所述的方法，其中將在地下條件生產的可燃礦物裝入垂直高壓管線，內有重水-鹽介質，在隔離地下洞內的水-鹽溶液反覆將塊狀礦物拖到地表，並隨後使用不溶非水液體，如錠子油，將塊狀礦物擠出這種密封地下洞，在沒有固體燃料的圓柱內將其排除，在灌入下一批被運的可燃礦物的水-鹽介質表面的壓力下注入非水液體。
12.根據權利要求1所述的方法，其中對塊狀可燃礦物進行選礦並將其從深處及超深處送至地表，非水介質注入垂直運輸管線作為靜止重液體，例如，一種全氟化碳或者其混合物，沸點低於礦內空氣溫度並高於大氣溫度，被選礦固體燃料漂浮至地表所用的管線內運輸介質的水-鹽溶液層篩過，隨後提取在垂直管線內沉澱的廢石，將其退出藉助礦內熱氣的盲熱交換使得廢石以乾燥狀態填充廢棄空間的過程，通過在地表冷凝使從廢料中釋放出來的揮發性液體蒸汽液化。
13.根據權利要求1所述的方法，其中在缺少自由熱源進行淺處操作下，使用同樣的礦物組成的水-鹽溶液用於靜水力學提升(較高選礦)，也作為將固體燃料用主幹管線運到熱電站的運輸介質，隨後通過使用淡水採用逆-流洗滌將在垂直管線內沉澱的選礦產品廢料表面的溶液殘餘物再生，和進一步稀釋濃溶液，固體燃料在此溶液中漂浮至地表，在後者通過主幹管線到達目的地之`前，洗滌廢石後將洗滌用水留下來。
【文檔編號】B02C4/26GK103797136SQ201180065867
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2011年1月24日 優先權日:2011年1月24日
【發明者】C·恩克博德, B·亞歷山大 申請人:C·恩克博德