zaiteresowaia wykorzystaiem tej metody w odiesieiu do iych droboziaristych materiałów odpadowych ze wzbogacaia węgla kamieego ależy poszukiwać owych, skutecziej działających odczyików. Zdecydowaie miej korzyste i bardzo podobe wyiki ao wzbogacając muły w klasyfikatorze ododkowym i wzbogacaliku strumieiowym zwojowym typu Reichert LD4. Z materiału podawaego a te urządzeia wzbogacające wydzieloo wcześiej w hydrocykloie ziara poiżej 0, mm. Średi wychód kocetratu w procesie wzbogacaia wyiósł dla spirali Reicherta ok. 25%, a dla klasyfikatora ododkowego ok. 22%. Uzyskae wartości opałowe tego kocetratu wyiosły odpowiedio 22 687 i 22 846 kj/kg. Zawartość popiołu w kocetracie wyiosła odpowiedio ok. 25 i 22%. W badaiach tymi metodami otowao też stosukowo iska zawartość popiołu w odpadach. Wyiosła oa edio 48 i 58%. W procesie wzbogacaia w hydrocykloie, w wyiku wydzieleia ziara poiżej 0, mm, ao wprawdzie zaczący wychód 53%, lecz kosztem jakości wzbogacoego materiału. Kocetrat charakteryzował się bowiem zaczą zawartością popiołu (39,6%) i iską wartością opałową (6 950 kj/kg). Natomiast odpad ay w tym procesie posiadał stosukowo iską zawartość popiołu (48,%). Proces rozdziału ziar drobych był w tym procesie iestety mało skuteczy. W kocetracie bowiem pozostało 38% ziar poiżej 0, mm, a ziara te posiadają wysoką zawartość popiołu. Podsumowując stwierdzić ależy, że istieje możliwość wzbogacaia ziar drobych. Jest to zabieg istoty z uwagi a zacze ilości materiału, który zdepooway został w osadikach ziemych w miioym okresie. Alteratywą dla wzbogacaia materiałów o tak drobych ziarach jest ich kierowaie do spalaia w piecach fluidalych. Kotły te projektowae są i wykoywae dla idywidualego paliwa charakteryzowaego uziarieiem i parametrami jakościowymi. Niektóre z materiałów, które poddae były badaiom spełiają te kryteria. prof. dr hab. iż. Aleksader Lutyński, dr iż. Ireeusz Baic, dr iż. Marci Lutyński Aaliza potecjału eergetyczego depozytów mułów węglowych Streszczeie W artykule przedstawioo wyiki aalizy potecjału eergetyczego depozytów mułów węglowych dla stau surowego tych mułów oraz dla produktów aych w wyiku wzbogacaia. Muły węglowe wzbogacao w hydrocykloie zagęszczająco-klasyfikującym, klasyfikatorze ododkowym, wzbogacaliku zwojowym Reicherta i metodą flotacji. Oceioo zarówo potecjał eergetyczy mułów po ich wzbogaceiu jak i straty potecjału eergetyczego, które pooszoe są w wyiku wzbogacaia.. Wprowadzeie Odpady o ajdrobiejszym uziarieiu, a więc muły węglowe i odpady flotacyje posiadają ajwyższy poziom substacji węglowej spoód wszystkich odpadów powstałych w wyiku wydobywaia i wzbogacaia węgla. Wskazują a to badaia jakości wykoywae w różych jedostkach aukowo-badawczych. Z tego względu poszukuje się skuteczych metod pozwalających a efektywe wykorzystaie potecjału eergetyczego, który zawierają te odpady. Metodami tymi mogą być metody wzbogacaia tych ajdrobiejszych odpadów lub metody bezpoediego wykorzystaia podczas spalaia p. w kotłach z łożem fluidaly. Metody wzbogacaia pozwalają a pozyskaie pełowartościowego paliwa w postaci drobo uziarioych mieszaek węglowych o wysokich parametrach eergetyczych. Poprawa jakości kocetratów pozyskiwaych w wyiku wzbogacaia pociąga za sobą powstawaie odpadów o pewej zawartości substacji węglowej. Jest to ieuikioe, mimo istiejących dzisiaj skuteczych metod wzbogacaia. W przeprowadzoych badaiach ad możliwością wzbogacaia mułów wykoaych w Katedrze Przeróbki Kopali i Utylizacji Odpadów Politechiki Śląskiej wykorzystao sześć różych metod. W prezetowaym materiale wykorzystao tylko wyiki czterech metod, które uzao za metody ajefektywiejsze. Metodami tymi są: metoda wzbogacaia z wykorzystaiem siły ododkowej, w której użyty został hydrocyklo klasyfikująco-zagęszczajacy i klasyfikator ododkowy, metoda wzbogacaia strumieiowego (jede z procesów wzbogacaia grawitacyjego), w której użyty został wzbogacalik strumieiowy zwojowy typu Reichert LD4, metoda fizykochemicza flotacji. Każda z tych metod pozwalała a aie kocetratu o cieple spalaia wyższym iż ciepło spalaia mułu surowego, który pozyskao z osadików. Jedak każda z aalizowaych metod powodowała stratę po- CZASOPISMO TCHNICZN 59
tecjału eergetyczego zawartego w odpadach. Wielkości tych strat były róże, co pokazao w iiejszym artykule. Badaia wzbogacaia mułów przeprowadzoo w hydrocykloie klasyfikująco-zagęszczajacym o edicy 50 mm. Nadawa o dobraym zagęszczeiu podawaa była pompą do hydrocyklou z przelewem zapewiającym utrzymaie stałego ciśieia hydrostatyczego. W badaiach wstępych ustaloo, że ajkorzystiejszym zagęszczeiem dla wzbogacaego materiału jest 50 g/l. W metodach wzbogacaia grawitacyjego jakość kocetratów jest pogarszaa zaczą zawartością iewzbogacoych ziar ajdrobiejszych <0, mm, które w większości trafiają razem z większymi, lekkimi ziarami węglowymi do kocetratów. Poprawę jakości kocetratów uje się odmulając adawę kierowaą do wzbogacaia lub odmulając ae kocetraty. W wykoywaych badaiach odmuloo materiał w hydrocykloie klasyfikująco-zagęszczajacym i materiał ay jako kocetrat wykorzystao w badaiu możliwości wzbogacaia mułów w klasyfikatorze ododkowym i wzbogacaliku strumieiowym. Badaia wzbogacaia mułów w klasyfikatorze ododkowym wykoao dla zagęszczeia adawy 00 i 50 g/l. W artykule zaprezetowao wyiki dla zagęszczeia adawy 50 g/l, które uzao za korzystiejsze. W metodzie wzbogacaia strumieiowego użyty został wzbogacalik Reichert typu LD4. Staowisko badawcze składało się ze zbiorika adawy, wzbogacalika strumieiowego LD4 o układzie 2 koryt po sześć zwojów i przesiewacza odwadiającego. Nadawa była podawaa grawitacyjie ze zbiorika z mieszadłem szybkoobrotowym i dodatkowo mieszaa powietrzem ze sprężarki. Ruch mieszadła i strumień powietrza powodowały, że adawa ie osiadała w zbioriku i miała stałe zagęszczeie. Badaia przeprowadzoo a materiałach z siedemastu i dziewiętastu osadików dla dwóch zagęszczeń adawy kierowaej a spiralę 300 g/l i 400 g/l. Wyiki badań dla zagęszczeia adawy 400 g/l, uzao za korzystiejsze. Badaia laboratoryje mułów węglowych metodą flotacji przeprowadzoe zostały a flotowikach laboratoryjych o pojemości komory flotacyjej wyoszącej dm 3. Zagęszczeie mieszaiy wodo-węglowej wyosiło 00 g/l. W badaiach użyte zostały dwa odczyiki flotacyje, ajczęściej stosowae w procesach flotacji w zakładach przeróbczych kopalń węgla kamieego. W pierwszej kolejości wykoao serię badań wstępych w celu ustaleia optymalej dawki odczyika flotacyjego. Badaia przeprowadzoo dla dawki flokulata: 0,4; 0,5 i 0,6 kg/mg materiału suchego. Badaia wykazały, że dla dawki flokulata 0,6 kg/mg materiału suchego ao ajlepszy efekt flotacji mułów węglowych. Badaia przeprowadzoo dla wszystkich zidetyfikowaych osadików. Za pozytywy wyik badań flotowalości mułów uzao taki, dla którego 80% badaych próbek daego osadika wykazywało pozytywy efekt flotacji. Za pozytywy wyik flotacji mułów z jedego badaego osadika uzawao taki, dla którego w 66% badaych prób ao wychód a poziomie większym iż 30%, a zawartość popiołu w kocetracie z tych prób była miejsza od 25%. Te waruki spełiały próbki z 2 osadików. 2. Sposób szacowaia potecjału eergetyczego depozytów Podstawowa aaliza jakościowa mułów węglowych i dokoae oszacowaia ich ilości wykoae w ramach projektu rozwojowego Nr N R09 0006 06/2009 pt: Idetyfikacja potecjału eergetyczego depozytów mułów węglowych w bilasie paliwowym kraju oraz strategia rozwoju techologiczego w zakresie ich wykorzystaia pozwoliły a oszacowaie potecjału eergetyczego tych mułów. W tym celu opracoway został algorytm szacowaia potecjału eergetyczego ziwetaryzowaych osadików. Zapropoowao szacowaie potecjału eergetyczego w dwóch wariatach. Pierwszy z tych wariatów staowi przybliżoe oszacowae potecjału eergetyczego osadika, którego podstawą są: oszacowaa masa mułów zajdujących się w osadiku, edia wartość opałowa wyzaczoa w badaiach jakościowych poszczególych próbek pobraych do badań z osadika. W powyżej poday sposób szacowaa jest edia przybliżoa wartość potecjału eergetyczego osadika, która jest wykorzystywaa i podawaa ajczęściej w różych opracowaiach przedmiotowych. Jest to iewątpliwie iformacja waża, lecz dla pełiejszej wiedzy wstępej o depozycie istotym też jest podaie graic w jakich może oscylować szacowaa wartość potecjału eergetyczego mułów. W tym celu oprócz wartości ediej potecjału eergetyczego podaje się jej wartości graicze: górą i dolą a podstawie oszacowaego odchyleia stadardowego z ozaczeń wartości opałowej dla poszczególych prób. Z teorii rachuku prawdopodobieństwa wiadomo, że w zakresie tych wartości graiczych leży 68% wartości oszacowań idywidualych z poszczególych prób aych w badaiach. Tak więc edią przybliżoą wartość potecjału eergetyczego osadika w staie roboczym lub laboratoryjym szacowaa jest z zależości: 3 = M 0 gdzie: edia wartość potecjału eergetyczego osadika, M oszacowaa masa mułów zajdujących się w osadiku, [Mg] edia wartość opałowa w staie roboczym lub aalityczym wyzaczoa w badaiach jakościowych poszczególych próbek pobraych do badań z osadika, która szacowaa jest z zależości: = i [kj / kg] Wartości graicze potecjału eergetyczego osadika szacowae są z zależości: oraz max mi = M = M 3 ( + S ) 0 3 ( S ) 0 60 CZASOPISMO TCHNICZN
gdzie: S odchyleie stadardowe wartości opałowej szacowae z wykorzystaiem zależości: S ( ) i = Wyiki przeprowadzoych oszacowań przedstawioo w tabeli i 2. Drugi z wariatów szacowaia potecjału eergetyczego osadików wykoyway jest a podstawie głębszej wiedzy o materiale zgromadzoym w osadiku, łączie z wiedzą o kieruku wykorzystaia mułów i sposobie jego wzbogaceia. Oszacowaie potecjału eergetyczego wykoywae jest w oparciu o: zdefiiowaą masę mułów zajdujących się w osadiku, Osadik Tabela. Potecjał eergetyczy mułów w staie roboczym zdepoowaych w osadikach Orietacyja pojemość osadika Średia wartość opałowa Odchyleie stadardowe wartości opałowej Potecjał eergetyczy w staie roboczym edi maksymaly miimaly [Mg] [kj/kg] [kj/kg] K3 000 000 2 380 674 2380000 305389 70609 K4 300 000 2 552 607 3765600 3947736 3583463 K2 000 000 2 79 568 278667 2748949 60385 K8/ 00 000 7 737 673 773747 94065 606428 K8/2 00 000 8 587 2369 858675 095554 62796 K/ 640 000 087 2324 7095825 8583052 5608598 K3/ 52 000 6 874 2270 0455354 3907739 7002969 K3/2 76 000 3 5 4655 2308240 327660 48889 K2 7 000 0 23 975 40807 364438 920776 K7 55 000 8 979 732 294794 320402 267387 K 53 000 9 352 062 22843 240979 258902 K4/ 345 600 9 285 290 6664939 70828 629049 K4/2 63 000 2 038 724 96222 2080363 844078 K4/3 460 000 6 55 394 743258 8072425 679009 K5/ 30 000 8 256 967 07336 99042 947589 K5/2 228 000 3 648 3628 3873 3938967 2284779 K5/3 06 000 4 869 680 576075 648248 503903 K5/4 02 000 5 385 763 569270 64764 49375 K/2 76 000 5 057 464 2650090 273792 2568388 K6 236 000 4 636 268 3453624 375303 35424 Osadik Tabela 2. Potecjał eergetyczy mułów w staie aalityczym zdepoowaych w osadikach Orietacyja pojemość osadika Średia wartość opałowa Odchyleie stadardowe wartości opałowej Potecjał eergetyczy w staie aalityczym edi maksymaly miimaly [Mg] [kj/kg] [kj/kg] K3 000 000 5 096 509 5095667 6604265 3587068 K4 300 000 5 646 830 4693800 4942657 4444943 K2 000 000 4 83 58 482667 5393327 4232006 K8/ 00 000 9 325 2052 932547 37768 727326 K8/2 00 000 0 073 2747 007325 28976 732674 K/ 640 000 3297 243 8509964 0054237 6965690 K3/ 52 000 9265 3498 4092825 94337 8772280 K3/2 76 000 4877 5976 268308 367009 566597 K2 7 000 2304 2803 3743987 687490 063064 K7 55 000 22807 538 3535074 3773403 3296745 K 53 000 23293 444 356380 3784749 334287 K4/ 345 600 2294 590 7928525 832297 7224753 K4/2 63 000 583 937 2577600 2730378 2424822 K4/3 460 000 20829 2065 95873 053094 863404 K5/ 30 000 205 504 566590 762060 379 K5/2 228 000 7802 535 4058928 5279050 2838807 K5/3 06 000 9402 646 205662 2253 98832 K5/4 02 000 2035 844 207576 26898 989625 K/2 76 000 9672 767 3462345 3597362 3327329 K6 236 000 8887 834 4457435 4890353 402458 CZASOPISMO TCHNICZN 6
kocetratu pozyskaego w wyiku zastosowaia wybraej techologii wzbogacaia, edią wartość opałową wyzaczoą dla kocetratów pozyskaych z poszczególych prób techologiczych. Ze względu a koieczość porówywaia potecjału eergetyczego mułów wzbogacaych z wykorzystaiem różych techologii do wykoywaych oszacowań przyjmowaa była wartość opałowa w staie aalityczym. Średią wartość potecjału eergetyczego osadika oszacowao z zależości: a 3 = M U 0 gdzie: edia przybliżoa wartość potecjału eergetyczego osadika, M oszacowaa masa mułów zajdujących się w osadiku, [Mg] a edia wartość opałowa kocetratu w staie aalityczym wyzaczoa w badaiach jakościowych poszczególych prób techologiczych procesu wzbogaceia wybraą techologią, [kj/kg] U kocetratu pozyskaego z poszczególych prób techologiczych procesu wzbogaceia wybraą techologią oszacoway z zależości: U = U i [ ] Wyiki oszacowań potecjału eergetyczego mułów w staie aalityczym dla czterech metod ich wzbogacaia przedstawioo w tabelach 3 i 4. 3. Omówieie wyików aych w badaiach i aalizie Zaprezetowae wyiki badań ze wzbogacaia mułów węglowych i aaliza ich potecjału eergetyczego wykazały, że w wyiku wzbogacaia zacza ilość tego potecjału jest stracoa. Jest to wyik przechodzeia ajdrobiejszych ziar węglowych do odpadów. Najkorzystiejsze rezultaty, co wydaje się zrozumiałe ze względu a istotę procesu wzbogacaia ao w przypadku metody flotacji. Średio strata potecjału eergetyczego wyiosła w tym przypadku 5%. Strata ta wahała w graicach od 3 do 3% dla poszczególych osadików. Średio wartość opałowa aego produktu wyiosła 25 057 kj/kg i była ajwyższa spoód aych we wszystkich aalizowaych metodach. Niestety, ie wszystkie muły węglowe, według przyjętego kryterium, były podate a tą metodę wzbogacaia przy zastosowaych w badaiach flokulatach. Najwyższe straty potecjału eergetyczego mułów węglowych zaotowao w przypadku wzbogacaia w klasyfikatorze ododkowym z wstępym odmuleiem wzbogacaego materiału. Strata potecjału eergetyczego wyiosła w tym przypadku edio 68% i wahała się dla poszczególych osadików od 3 do awet 98%. Jak widać są to bardzo szerokie graice, co świadczy rówież o iedoskoałości metody. Średio wartość opałowa aego produktu wyiosła 22864 kj/kg, co jest bardzo dobrym rezultatem. Wyiki te są podobe do osiągaych przy wzbogacaiu mułów w spiralach Reicherta z wstępym odmulaiem materiału. Średia strata wyiosła 64%, a ciepło spalaia produktu 22678 kj/kg. Najiższe wartości opałowe produktów wzbogacaia iwao w przypadku wzbogacaia w hydrocykloie. Mimo istotych strat potecjału eergetyczego mułów, Tabela 3. Zmiay potecjału eergetyczego mułów węglowych w poszczególych osadikach jako wyik wzbogacaia w hydrocykloie klasyfikującym klasyfikatorze ododkowym Sta surowy osadika Hydrocyklo Klasyfikator ododkowy, 50 g/l Osadik wart. potecjał wart. potecjał strata wart. potecjał strata pojemość opałowa opałowa pot. opałowa pot. [Mg] [kj/kg] [ ] [kj/kg] [%] [ ] [kj/kg] [%] K3 000 000 5096 5095667 0,47 82 856870 44 0,23 896 4350680 7 K4 300 000 5646 4693800 0,56 20362 342086 27 0,36 20654 2230632 52 K2 000 000 483 482667 0,50 728 8640500 42 0,0 22042 2204200 85 K8/ 00 000 9325 932547 0,50 9295 464750 50 K8/2 00 000 0073 007325 0,60 8576 54560 49 K/ 640 000 3297 8509964 0,5 5990 52936 39 0,04 2043 538700 94 K3/ 52 000 9265 4092825 0,57 6277 2377730 2 0,4 25840 5502369 6 K3/2 76 000 4877 268308 0,63 2027 333553 49 K2 7 000 2304 3743987 0,58 4234 922639 33 0,48 2404 923600 3 K7 55 000 22807 3535074 0,44 3444 96880 74 0,03 8965 8887 97 K 53 000 23293 356380 0,52 7972 429852 60 0,08 25046 306000 9 K4/ 345 600 2294 7928525 0,5 24363 429424 49 0,28 24095 233625 7 K4/2 63 000 583 2577600 0,59 24557 207336 20 0,47 2464 85204 28 K4/3 460 000 20828 95873 0,57 2550 6686362 30 0,52 2435 58648 39 K5/ 30 000 205 566590 0,46 245 8067 25 0,25 24430 793975 49 K5/2 228 000 7802 4058928 0,48 2085 2307542 43 0,22 24043 205997 70 K5/3 06 000 9402 2056663 0,50 26 2533 45 0,26 23802 655983 68 K5/4 02 000 2035 207576 0,5 2844 36324 45 0,22 2428 544865 74 K/2 76 000 9672 3462345 0,44 2008 92999 97 0,02 859 6587 98 K6 236 000 8887 4457435 0,47 8022 999000 55 0,08 2424 45546 90 edia 6427 0,53 6950 44 0,22 22846 68 62 CZASOPISMO TCHNICZN
Tabela 4. Zmiay potecjału eergetyczego mułów węglowych w poszczególych osadikach jako wyik wzbogacaia w spirali Reicherta i metodą flotacji Sta surowy osadika Spirala Reicherta, 400g/l Flotacja, odczyik 2 Osadik wart. potecjał wart. potecjał strata wart. potecjał strata pojemość opałowa opałowa pot. opałowa pot. [Mg] [kj/kg] [ ] [kj/kg] [%] [ ] [kj/kg] [%] K3 000 000 5096 5095667 0,29 8825 5459250 64 K4 300 000 5646 4693800 0,4 2027 2493333 47 K2 000 000 483 482667 0,8 2523 387440 74 K8/ 00 000 9325 932547 0,04 2042 92585 90 K8/2 00 000 0073 007325 K/ 640 000 3297 8509964 0,5 20760 992960 77 K3/ 52 000 9265 4092825 0,23 25843 9040657 36 K3/2 76 000 4877 268308 0,06 24258 50564 94 0,45 24 687 95520 25 K2 7 000 2304 3743987 0,50 24335 2602267 9 0,4 20 670 9466240 3 K7 55 000 22807 3535074 0,09 936 266947 92 0,74 27 620 36804 0 K 53 000 23293 356380 0,4 2424 59000 85 0,80 27 20 339488 7 K4/ 345 600 2294 7928525 0,30 24459 2535909 68 0,8 26 880 7524680 5 K4/2 63 000 583 2577600 0,50 23763 936684 25 0,65 2 525 2280574 K4/3 460 000 20828 95873 0,52 24333 5820454 39 0,4 24 520 4624472 5 K5/ 30 000 205 566590 0,30 23352 90728 42 - K5/2 228 000 7802 4058928 0,27 23666 456879 64 0,58 24 670 326236 20 K5/3 06 000 9402 2056663 0,30 24035 76433 63 0,72 25 875 974780 4 K5/4 02 000 2035 207576 0,27 2495 666330 68 0,7 25 80 86960 0 K/2 76 000 9672 3462345 0,07 8756 23074 93 0,70 25 845 38404 8 K6 236 000 8887 4457435 0,4 24256 80000 82 0,72 25 465 432703 3. 6427 0,25 22687 64 0,64 25057 5 który wyiósł edio 53% wartość opałowa produktu wyiosła edio 6950 kj/kg i iewiele wzrosła w stosuku do ciepła spalaia mułów surowych wyoszącego 6427 kj/kg. Przeprowadzoe badaia upoważiają do stwierdzeia, że istieje możliwość wzbogacaia mułów zdepoowaych w osadikach. Należy liczyć się jedak ze zaczymi stratami potecjału eergetyczego tych materiałów. Pamiętać rówież ależy, że każda z metod wzbogacaia wymaga rozmycia mułów, a więc dostarczeia zaczych ilości wody, a co wskazują zagęszczeia mieszaiy wodo-węglowej, iezbęde dla efektywości procesu. Z przeprowadzoej aalizy wyika, że przemysłowe wykorzystaie mułów będzie w pełi efektywe w przypadku zastosowaia metody pozbawioej koieczości dodatkowych zabiegów wzbogacających materiał. mgr iż. Jarosław Stakiewicz, dr Stefa Góralczyk Kieruki gospodarczego wykorzystaia odpadów po procesach wzbogacaia depozytów mułów węglowych Streszczeie W artykule zaprezetowao jede z potecjalych kieruków gospodarczego wykorzystaia odpadów powstających w trakcie procesów wzbogacaia depozytów mułów węglowych wraz z wytyczymi techologiczymi. Opracowae w ramach projektu pt. Idetyfikacja potecjału eergetyczego depozytów mułów węglowych w bilasie paliwowym kraju oraz strategia rozwoju techologiczego w zakresie ich wykorzystaia techologie wzbogacaia agromadzoych depozytów mułów węglowych a paliwo dla eergetyki zawodowej będą geerowały pewe ilości substacji odpadowych w postaci bardzo drobych frakcji. Z tego też względu w ramach realizacji projektu określoe zostały potecjale kieruki ich gospodarczego wykorzystaia wraz z wytyczymi techologiczymi. Ocea makroskopowa wybraych próbek odpadów wykazała, że jest to materiał bardzo droby, ilasty barwy od ciemoszarej do czarej. Czasami występuje w formie CZASOPISMO TCHNICZN 63