Technologia wzbogacania węgla w zakładzie przeróbczym KWK BUDRYK S.A. A technology of coal beneficiation at a coal preparation plant of Budryk Mine

Transkrypt

1 POLSKIE TOWARZYSTWO PRZERÓBKI KOPALIN Technologia wzbogacania węgla w zakładzie pzeóbczym KWK BUDRYK S.A. A technology of coal beneficiation at a coal pepaation plant of Budyk Mine Andzej GAWLIŃSKI 1) 1) Inż.; KWK BUDRYK S.A., ul. Zamkowa 2, Onontowice; tel.: (+48-32) , RECENZENCI: Pof. Ing. Pete FEČKO, CSc; D inż. Zofia BLASCHKE Steszczenie Atykuł pzedstawia skótowy opis technologii wzbogacania węgla kamiennego oaz wyposażanie techniczne do ealizacji tej technologii. Summay This aticle pesents a shot desciption of had coal enichment technology and the technical equipment used in this technology. 1. Infomacje ogólne Złoże węgla kamiennego Budyk, w któym powadzi eksploatację KWK Budyk S.A. położone jest w śodkowej części Gónośląskiego Zagłębia Węglowego. Dla złoża wyznaczono obsza góniczy Onontowice I o powiezchni 35,97 km 2, położony na teenie powiatów mikołowskiego, gliwickiego i ybnickiego w województwie śląskim. Położenie KWK Budyk S.A. pokazano na ysunku Geneal infomation Budyk had coal deposit in which Budyk mine uns its extaction opeations is situated in the cental pat of the Uppe Silesian Coalfield. Onontowice I mining aea was assigned in the deposit with suface aea of km 2, located on the teain of Mikołów, Gliwice and Rybnik administative disticts in Silesian voivodship. The location of Budyk mine is pesented in fig. 1. Gdańsk Poznań Waszawa Wocław Katowice GLIWICE ZABRZE CHORZÓW Kaków KATOWICE MIKOŁÓW RYBNIK ŻORY CZECHY Rys. 1 Lokalizacja KWK Budyk S.A. Fig. 1 The location of Budyk mine Inżynieia Minealna LIPIEC GRUDZIEŃ < 2004 > JULY DECEMBER Jounal of the Polish Mineal Engineeing Society 50

2 Powiezchnia obszau góniczego ma chaakte olniczy. Teen jest słabo zabudowany i nieupzemysłowiony za wyjątkiem obiektów pzemysłowych kopalni. Skupiska ludności stanowią wsie połączone dogami lokalnego znaczenia. Nadkład złoża stanowią utwoy czwatozędu, tzeciozędu i tiasu. Złoże twozą wastwy ozeskie i udzkie należące do kabonu gónego (Westfal A i B). Pokłady węgla zalegają w fomie monokliny z niewielkim upadem wynoszącym pzeciętnie 5 do 12, w kieunku południowo - wschodnim i popzecinane są kilkoma dużymi uskokami o zzucie od około 7 do 80 m. W złożu udokumentowano 35 pokładów bilansowych zawieających 692 mln ton węgla, w tym 19 pokładów uznano za pzemysłowe zawieające 252 mln ton zasobów opeatywnych. Są to głównie węgle typu 34 i 35, w niewielkiej ilości występuje ównież typ 32 i 33. Obecnie eksploatowane są tzy pokłady: 338/2, 341 i 358/1. 2. Opis pzeóbki Wydobycie uobku suowego w kopalni BUDRYK ealizowane jest szybem wydobywczym za pomocą naczyń skipowych o pojemności 30 ton. Wydobyty uobek tafia w całości do obiektu stacji pzygotowania węgla suowego gdzie w wyniku wstępnych pocesów pzeóbczych zostaje oczyszczony z wielkogabaytowych był kamienia i zanieczyszczeń niewęglowych, a następnie po upzednim odsianiu, na pzesiewaczach klasyfikacyjnych, ziaen 65 0 mm jest poddany selektywnemu kuszeniu i odkamienieniu w kuszace bębnowej. Tak wydzielona klasa zianowa 65 0 mm popzez zbioniki wyównawcze (2 8 tys. ton) jest kieowana do mechanicznego wzbogacania, metodami mokymi, w Zakładzie Pzeóbki Mechanicznej Węgla. W zależności od stuktuy i wymagań odbioców, jak ównież chaakteystyki węgla suowego, może być on po upzednim odmulaniu wzbogacany w całości lub poddany, pzy wykozystaniu pzesiewaczy wibacyjnych o tajektoii eliptycznej, pocesowi wydzielenia na sucho klasy dobnej 6 (10) 0 mm stanowiącej składnik węgla handlowego. W dalszej kolejności podukt góny pzesiewaczy jest wzbogacany w tójpoduktowych osadzakach śedniozianowych. Koncentaty z tych osadzaek są kieowane do klasyfikacji i odwadniania na pzesiewaczach. Podukt dolny pzesiewaczy jest kieowany do odwadniania na sitach odśodkowych oaz wiówkach sitowych, a następnie tafia do zbioników poduktu handlowego. Wydzielony wcześniej koncentat zianowy mm może być The suface of the mining aea is of an agicultual chaacte. The teain is pooly built-up and is non-industialised one, with the exception of industial stuctues of the mine itself. Population settlements consist of villages connected by oads of local impotance. The ovebuden of the deposit consists of quatenay, tetiay and tiassic fomations. The deposit is compised of Ozesze and Ruda layes belonging to Uppe cabonifeous measues (Westfal A and B). The seams ae bedded in the fom of monocline with a little dip amounting on aveage 5 to 12, towads south-east and is coss-cut by seveal lage faults with the thust fom about 7 to 80 m. 35 balance seams have been documented in the deposit compising 692 mln tons of coal, out of which 19 seams have been acknowledged as ecoveable with 252 mln tons of opeational eseves. Those ae mainly coals of 34 and 35 types. Thee ae also limited quantities of coals of 32 and 33 types. At pesent thee seams ae being mined, namely: 338/2, 341 i 358/1. 2. Desciption of coal beneficiation Vetical tanspot of the un-of-mine at BUDRYK mine is done via the extaction shaft with the use of skips, each of capacity of 30 tons. The whole un-of-mine coal bought to the suface is diected to the aw coal pepaation station whee, as the esult of initial pepaation pocesses, is cleaned of lage dimension lumps of stone and non-coal impuities and then afte sceening on classifications sceens of the gain size 65 0 mm is subjected to selective cushing and stone emoval in a dum cushe. Gain size class 65 0 mm sepaated as said above is diected via suge tanks (2 8 th. tons) to mechanical coal pepaation by wet methods in the mechanical coal pepaation plant. Depending on the stuctue and equiements of the customes as well as the chaacteistics of the aw coal it can all be pepaed, afte pio disliming, o subjected, with the use of vibation sceens with elliptical tajectoy, to the pocess of dy sepaation of small gain size class 6 (10) 0 mm, constituting a component of commecial coal. Then the ovesize is teated at in thee-poduct, medium gain size jigs. The concentates fom the jigs ae diected to classification and dewateing at sieves. The undesize fom the sceens is diected fo dewateing at centifugal sieves and sceen centifuges and then it gets to the tank with commecial coal. The ealie sepaated concentate of gain size mm can be diected to etail 51 Inżynieia Minealna LIPIEC GRUDZIEŃ < 2004 > JULY DECEMBER Jounal of the Polish Mineal Engineeing Society

3 kieowany do dobnej spzedaży lub po skuszeniu w kuszakach pieścieniowo-udaowych, w zależności od potzeb, łączony z jednym z poduktów handlowych. Pzeosty z osadzaek śedniozianowych po selektywnym skuszeniu w układzie: pzesiewacz i kuszaka, do uzianienia <10 mm są wzbogacane w pneumatycznej osadzace miałowej. Koncentat z osadzaki po odwodnieniu na sitach odśodkowych i wiówkach jest kieowany do poduktu handlowego. ze wzbogacania w osadzakach zianowych oaz osadzace miałowej, po odwodnieniu w podnośnikach kubełkowych i na pzesiewaczach popzez zbioniki bufoowe (2 5 tys. ton), kieowane są do załadunku na śodki tanspotu. Odsącza z pocesów odwadniania poduktów wzbogacania, popzez ząpia technologiczne tafiają do hydocyklonów, skąd ich wylewy łączone są z koncentatami miałowymi, a następnie wspólnie odwadniane. Pzelewy z wszystkich ząpi technologicznych znajdujących się w obiekcie płuczki są zagęszczane w zagęszczaczach pomieniowych wód popłuczkowych. Wylew z zagęszczaczy popzez ząpie flotacyjne, gdzie następuje wyegulowanie poziomu zagęszczenia klasy zianowej 0,5 0 mm (mułów suowych), jest kieowany do wzbogacania w bateii flotowników. Flotokoncentat po odwodnieniu w wiówkach sedymentacyjno-filtacyjnych stanowi składnik węgla handlowego. flotacyjne po zagęszczeniu w osadnikach pomieniowych i odwodnieniu na pasach taśmowych kieowane są do instalacji pzygotowania mieszaniny odpadowo-pyłowej i waz z silnie zasolonymi wodami kopalnianymi kieowane do doszczelniania zobów poeksploatacyjnych. Wyposażenie zakładu pzeóbczego w podstawowe maszyny pzedstawiono w tabeli 1, a blokowy schemat technologiczny pokazano na ys Jakość podukcji KWK BUDRYK S.A. eksploatuje obecnie węgiel gazowy typu 33 i gazowo-koksowy typu Z uwagi na dużą kuchość węgla oaz ozmywalność skały płonnej w technologii zakładu pzeóbczego pzewidziano możliwość wydzielania pewnej części ziaen dobnych pzed pocesem mokego wzbogacania. Poduktami handlowymi zakładu pzeóbczego są mieszanki enegetyczne (MII A) o kaloyczności od 21 MJ/kg do 26 MJ/kg, zawatości popiołu 25 14% oaz węgiel do celów koksowniczych klasy 08/08/08. W skład mieszanki enegetycznej wchodzą koncentaty z osadzaek, węgiel suowy o uzianie- sales o afte cushing in the ing-impact cushes it can be mixed, depending on the needs, with one of commecial poducts. The middlings fom medium gain size jigs, afte selective cushing in the system: a sceen and a cushe, to gain size of <10 mm ae pepaed in the fine coal pneumatic jig. The concentate fom the jig, afte its dewateing at centifugal sieves and sceen centifuges, is diected to commecial poduct. The eject fom washing in a gain jig and a fine coal jig, afte its dewateing in bucket elevatos and on sceens ae diected, via buffet containes (2 5 th. tons) fo loading onto tanspotation means. Bleed-outs fom dewateing pocesses of the pepaation poducts, via technological sump, get to hydocyclones fom which the oveflows ae integated with fine coal concentates and then dewateed togethe. The outflow fom all technological sumps being in the building of the washey ae thickened in adial thickenes of wates dained fom the washey. The outflow fom the thickenes, via a flotation sump, whee the level of thickening is adjusted fo gain size mm (aw slimes) is diected fo washing in a battey of flotation machines. Flotation concentate, afte its dewateing in sedimentation-filtation centifuges, constitutes a component of commecial poduct. Flotation tailings, afte thei thickening in adial thickenes and dewateing on belt pesses ae diected to the installation fo pepaation of waste-dust mixtue and togethe with highly salinated mine wates ae diected fo exta sealing of gobs. The equipment of the coal pepaation plant in basic machines is pesented in table 1, and a block technological flowsheet is pesented in fig Poduction quality BUDRYK mine poduces at pesent gaseous coal of 33 type and gaseous-coking coal of 34.2 type. Because of high fagility of coal and wash-out popeties of intebedded ock, coal pepaation technology envisages the possibility to sepaate a cetain pat of fine gains befoe the pocess of wet beneficiation. The commecial poducts of coal pepaation plant include powe coal blends (MII A) of caloific value fom 21 MJ/kg to 26 MJ/kg, ash content 25 14% and coal fo coking pupose of the 08/08/08 class. The powe coal blends consist of concentates fom jigs, aw coal in sizes 6 (10) 0 mm, and coal Inżynieia Minealna LIPIEC GRUDZIEŃ < 2004 > JULY DECEMBER Jounal of the Polish Mineal Engineeing Society 52

4 niu 6 (10) 0 mm, muły węglowe. Węgiel koksowy typu 34.2 stanowią czyste koncentaty z osadzaek oaz flotokoncentat. Podukowany jest ównież altenatywnie sotyment ozech II w klasie 28/10/10. Szczegółowe paamety podukowanego obecnie węgla podano w tab. 2 i 3. sluies. Coking coal of 34.2 type consists of clean concentates fom jigs and flotation concentates. Altenatively nut coal II is also poduced in the class 28/10/10. Detailed paametes of cuently poduced coals ae pesented in tables 2 and t/h mm Stacja pzygotowania węgla suowego Raw coal pepaation station Zbioniki węgla suowego Raw coal bins Klasyfikacja wstępna Pe-classification Obieg wodno-mułowy Wate - sluy cicuit Wzbogacanie flotacyjne Flotation +65 mm 0,5 0 mm Rys. 2 Blokowy schemat pzepływu uobku w zakładzie pzeóbczym KWK BUDRYK S.A. Wzbogacanie w osadzakach śedniozianowych OS Washing in coase jigs OS Klasyfikacja Classification Rozdabnianie Ginding Wzbogacanie OM Washing - fine coal jigs 65 0 mm 10 0 mm Klasyfikacja Classification Podukt handlowy: O II O II commecial poduct mm Podukt handlowy: Miał suowy Commecial poduct: Raw fines 6(10) 0 mm Dewateing Podukt handlowy Miał Commecial poduct: Fines 20 0 mm Dewateing Podukt handlowy: Muł suowy Commecial poduct: Raw slimes 0,5 0 mm Dewateing Podukt handlowy: Miał Commecial poduct: Fines 10 0 mm Dewateing Podukt handlowy: Muł wzbogacony Commecial poduct: Washed slimes 0,5 0 mm Fig. 2 Block diagam of aw coal flow in coal pepaation plant in BUDRYK mine 53 Inżynieia Minealna LIPIEC GRUDZIEŃ < 2004 > JULY DECEMBER Jounal of the Polish Mineal Engineeing Society

5 Tablica 1 Wyposażenie zakładu pzeóbczego w podstawowe maszyny Table 1 Povision of the coal pepaation plant in basic machines Lp N o Stacja pzygotowania Pepaation station Klasyfikacja wstępna Pe-classification Płuczka Washey Główne węzły technologiczne Main technological cicuits poduktów wzbogacania Dewateing of the poducts fom washing Główne maszyny i uządzenia w węzłach technologicznych Main machines and equipment in technological cicuits Pzesiewacz wibacyjny WK-1 Vibation sceen WK-1 Kuszaka bębnowa KB 3,2x 6 Dum cushe KB 3,2x 6 Kołowa osadzaka gubozianista KOD Wheel coase jig KOD Pzesiewacz wibacyjny PWE-1 Vibation sceen PWE-1 Osadzaka zianowa OS-36-3E Gain jig OS-36-3E Osadzaka miałowa OM-24L-4E Fine coal jig OM-24L-4E Maszyna flotacyjna IZ-12 Flotation machine IZ-12 Pzesiewacz wibacyjny PWP-1 Vibation sceen PWP-1 Filt taczowy FTC 150 Disc filte FTC 150 Sito odśodkowe OSO Centifugal dewateing sieve OSO Podwójne sito odśodkowe BISO Double centifugal dewateing sieve BISO Wiówka odwadniająca-wibacyjna WOW-1,3 Dewateing-vibation centifuge WOW-1,3 Pasa taśmowa ICRC Belt pess ICRC Wiówka sedymentacyjno - filtacyjna HUMBOLDT WEDAG HUMBOLDT WEDAG sedimentation-filtation centifuge Tablica 2 Chaakteystyka węgla enegetycznego M IIA śednie paamety fizyko-chemiczne Sotyment: miał 20 0 mm Table 2 Chaacteistics of powe coal M IIA mean physico-chemical paametes Size categoy: fines 20 0 mm paamety jakościowe quality paametes Popiół Ash Watość opałowa Net caloific value Zawatość siaki Sulphu content A Q i [MJ/kg] S t ,71 1,1 Zawatość wilgoci Moistue content Zawatość części lotnych Volatile matte content Podatność pzemiałowa Gindability index W t V daf [GH] tempeatuy topliwości fusion tempeatues temp. spiekania sinteing temp. temp. mięknienia softening temp. t S [ C] t A [ C] Atmosf. eduk temp. topnienia melting temp. temp. płynięcia flow temp. t B [ C] t C [ C] Atmosf. eduk Inżynieia Minealna LIPIEC GRUDZIEŃ < 2004 > JULY DECEMBER Jounal of the Polish Mineal Engineeing Society 54

6 Tablica 2 (cd) Table 2 (cont.) analiza chemiczna popiołu [% wagowo] chemical analyses of ash [% of weight] SiO 2 49,36 K 2O 2,90 Na 2O 0,98 P 2O 5 0,69 Fe 2O 3 8,62 TiO 2 1,10 SO 3 4,02 BaO 0,22 MgO 3,19 CaO 3,73 Al 2O 3 24,60 SO 0,11 zawatość piewiastków w pzeliczeniu na węgiel (stan analityczny) [% wagowo] content of elements as calculated into cabon (analytical status) [% of weight] P 0,070 F 0,013 C 63,72 Cl 0,261 Hg [ppm] 0,25 H 3,92 pomieniotwóczość natualna popiołu natual adioactivity of ash f 1 = 0,00027 C + 0,0027 C Ra + 0,0043 C Th = 0,99 ± 0,07 < 1 f 2 = C = 123 ± 10 Bq/kg < 185 Bq/kg N 1,09 Tablica 3 Chaakteystyka węgla koksowego typu 34.2 Table 3 Chaacteistics of coking coal type 34.2 paamety techniczne technical paametes Uzianienie Ganulation Ciepło spalania Goss caloific value Watość opałowa Net caloific value [mm] Q s [MJ/kg] Q i [MJ/kg] Zawatość popiołu Ash conect Zawatość wilgoci Moistue content Zawatość siaki Sulphu content A d W t S t d ,6 0,8 własności koksownicze coking popeties Zawatość części lotnych Volatile matte content Wskaźnik wolnego wydymania Fee swelling index Spiekalność wg Rogi Roga index Wskaźnik odbicia światła witynitu Vitinite ligh s eflection Typ koksu wg Gay-Kinga Coke type accod. to Gay-King Max ciśnienie ozpężania Maximum pessue of expansion V daf SI RI R 0 A-G P max [kg/cm 2 ] ,86 G8 1,4 Własności dylatometyczne: Dilatometic popeties: dylatacja dilatation kontakcja contaction temp. mięknienia softening temp. temp. kontakcji contaction temp. temp. dylatacji dilatation temp. b a [ C] [ C] [ C] tempeatuy topliwości popiołu ash fusion tempeatues temp. spiekania sinteing temp. temp. mięknienia softening temp. t S [ C] t A [ C] Atmosf. eduk temp. topnienia melting temp. temp. płynięcia flow temp. t B [ C] t C [ C] Atmosf. eduk analiza elementana (stan analityczny) elemental analysis (analytical status) Zawatość chlou Chloine content Cl a 0,13 Zawatość tytanu Titanium content Ti a 0,0639 Zawatość fosfou Phosphoous content P a 0, Inżynieia Minealna LIPIEC GRUDZIEŃ < 2004 > JULY DECEMBER Jounal of the Polish Mineal Engineeing Society