Statistical Analysis of Selected Coal Charateristics and Toxic Compounds for FGX Air-Vibrating Separation

• Autorzy: Mijał Waldemar , Niedoba Tomasz , Polek Daria , Baic Ireneusz , Blaschke Wiesław

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2023-02-06

Warianty tytułu

PL

Analiza statystyczna wybranych charakterystyk i składników toksycznych węgla dla procesu separacji w separatorze powietrznym FGX

• Konferencja: POL-VIET 2023 — the 7th International Conference POL-VIET
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Dry beneficiation methods were popular in the first part of the 20th century. In the 1930s, before World War II, dry separators were used more commonly in the United States. Currently, this method is very popular in China, the United States, India, Russia and other places where its implementation is possible. In Poland, by contrast, dry separation still remains uncommon. However, during the last 30 years, dry separators have started to be more commonly used in coal beneficiation. One example of this type of separator might be the FGX air-vibrating separator. This type of separator uses air suspension to separate heavier particles (tailings) from lighter coal grains. The process of dry separation may depend on various parameters, e.g. particle size fraction, air supply, feed parameters, etc.. This paper describes the mathematical model which shows the scope for using this separation method for coal beneficiation. Mathematical models are based on dependencies between calorific value and ash content in the samples tested as well as relations between arsenic, thallium, mercury, lead and other coal characteristics. The latter parameters are of vital importance as Polish emission standards do not have any limits for the elements mentioned above (arsenic, thallium, mercury and lead).

PL

Suche metody wzbogacania były popularne w pierwszej połowie XX wieku. Separatory suche były używane zwłaszcza przed II Wojną Światową w latach 30-ych w USA. Obecnie, metoda ta jest bardzo popularna w Chinach, USA, Indiach, Rosji oraz w innych miejscach, gdzie możliwe jest jej zastosowanie. W Polsce proces ten jest wciąż bardzo mało popularny. Podczas ostatnich 30 lat systemy wzbogacania węgla zaczęły szerzej korzystać z separatorów suchych a przykładem bardzo popularnego urządzenia tego typu jest FGX – wibracyjny stół powietrzny. Ten typ separatora korzysta z zawiesiny powietrznej w celu wydzielenia cięższych ziaren (odpadów) od lżejszych ziaren węgla. Sucha separacja może zależeć od różnych parametrów, tj. klasa ziarnowa, zasoby powietrza, parametry nadawy itp. Artykuł ten opisuje model matematyczny, który pokazuje możliwości zastosowania tej metody separacji przy wzbogacaniu węgla. Modele matematyczne oparte były na zależnościach pomiędzy wartością opałową oraz zawartością popiołu w testowanych próbkach, jak również na relacjach pomiędzy zawartościami arsenu, talu, rtęci, ołowiu i innych charakterystyk węgla. Ostatnie parametry są bardzo ważne ponieważ polskie standardy emisji nie zawierają limitów dla pierwiastków wymienionych powyżej, a więc arsenu, talu, rtęci oraz ołowiu.

Słowa kluczowe

EN

dry separation; FGX dry separator; deshaling; statistical analysis; correlation; mercury; arsenic; thallium; calorific value; ash content

PL

separacja sucha; suchy separator FGX; odkamienianie; analiza statystyczna; korelacja; rtęć; arsen; tal; wartość opałowa; zawartość popiołu

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2023
• Tom: no. 2, vol. 1
• Strony: 377--387
• Opis fizyczny: Bibliogr. 45 poz., tab.

Twórcy

autor

Mijał Waldemar

• Łukasiewicz Research Network - Institute of Non-Ferrous Metals, ul. Sowińskiego 5, 44-100 Gliwice, Poland

autor

Niedoba Tomasz

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Civil Engineering and Resources Management, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Polek Daria

• Polenergia Obrót S.A., ul. Krucza 24/26, 00-526 Warszawa, Poland

autor

Baic Ireneusz

• Łukasiewicz Research Network – Institute of Mechanised Construction & Rock Mining, al. Korfantego 193A, 40-157 Katowice, Poland

autor

Blaschke Wiesław

• Łukasiewicz Research Network – Institute of Mechanised Construction & Rock Mining, al. Korfantego 193A, 40-157 Katowice, Poland

Bibliografia

• 1. ADAMSKA B., 2014. Konwencja Minamata w sprawie rtęci. Rtęć w przemyśle – Konwencja, ograniczanie emisji, technologia, Warszawa, Poland, 26.11.2014.
• 2. BAIC I., BLASCHKE W., SZAFARCZYK J., 2014. Dry Coal Cleaning Technology, Inżynieria Mineralna - Journal of the Polish Mineral Engineering Society, vol. 2(34), 257-262.
• 3. BLASCHKE W., BAIC I., 2020. Gravity Concentration Technique. FGX Type Air-Vibration Separators, Studies, Dissertations, Monographs, vol. 212, IGSMiE PAN, Krakow, Poland, 9-171.
• 4. BLASCHKE W., BAIC I., 2019. FGX Air-Vibrating Separators for Cleaning Steam Coal – Functional and Economical Parameters, Inżynieria Mineralna - Journal of the Polish Mineral Engineering Society, vol. 2(44), 19-26.
• 5. BUCHALIK G., MOTYCZKA S., SZAFARCZYK J., BAIC I., BLASCHKE W., 2019. Economic efficiency of the dry separation process: Polish experience, Congress Proceeding Volume II - XIX International Coal Preparation Congress, New Delhi, India, 13-15.11.2019, Woodhead Publishing India. New Delhi, India, 54-63.
• 6. BUKOWSKI Z., BURCZYK A., 2008. Oznaczanie rtęci w węglach koksujących. Analiza korelacji. Konferencja Koksownictwo, Zakopane, Poland, 8-10.10.2008.
• 7. CHMIELARZ A., 2014. Propozycja BAT/BEP w dokumentach roboczych grupy eksperckiej konwencji Minamata w sprawie rtęci, Rtęć w przemyśle – Konwencja, ograniczanie emisji, technologia, Warszawa, Poland, 26.11.2014
• 8. CHOUNG J., MAK C., XU Z., 2006. Fine coal beneficiation using an air dense medium fluidized bed, Int. J. Coal Prep. Util., vol. 26, 1-15.
• 9. DAS T.B., PAL S.K., GOURICHARAN T., SHARMA K. K., CHOUDHURY A., 2013. Evaluation of reduction potential of selected heavy metals from an Indian coal by conventional coal cleaning. Int. J. Coal Prep. Util., vol. 33, 300-312.
• 10. DE KORTE G.J., 2010. Coal preparation research in South Africa, Proceedings of XVI International Coal Preparation Congress. Lexington. USA. 25-30.04.2010, 859-863.
• 11. DE KORTE G.J., 2013. Dry processing versus dense medium processing for preparing thermal coal. Proceedings of the XVII International Coal Preparation Congress. Istanbul. 1-6.10.2013, 301-308.
• 12. DE KORTE G.J., 2014. Dry processing of coal – status update, Report CSIR/Nre/Mmr/Er/2014/0040/B, Coaltech, South Africa.
• 13. DEY S., CHAURASIA B., SAHU L., 2020. Dry processing of high ash Indian coal by air fluidized vibrating deck, Int. J. Coal Prep. Util., vol. 42(6), 1675-1694..
• 14. DZIOK T., BAIC I., STRUGALA A., BLASCHKE W., 2019. Ekologiczne i ekonomiczne aspekty procesu suchego odkamieniania węgli kamiennych, Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi Polskiej Akademii Nauk – The Bulletin of The Mineral and Energy Economy Research Institute of the Polish Academy of Sciences, vol. 108, 99-110.
• 15. DZIOK T., STRUGAŁA A., CHMIELNIAK T., BAIC I., BLASCHKE W., 2017. Koncepcja hybrydowego procesu usuwania rtęci z węgla kamiennego, Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi Polskiej Akademii Nauk – The Bulletin of The Mineral and Energy Economy Research Institute of the Polish Academy of Sciences, vol. 98, 125-136.
• 16. E-PRTR - European Pollutant Release and Transfer Register, http://prtr.ec.europa.eu (available on-line 09.2020).
• 17. FOSZCZ D., DUCHNOWSKA M., NIEDOBA T., 2016. Accuracy Of Separation Parameters Resulting From Errors Of Chemical Analysis, Experimental Results And Data Approximation, Physicochem. Probl. Miner., vol. 52, no. 1, 98-111.
• 18. HONAKER R. Q., LUTTRELL G., MOHANTY M., 2010. Coal preparation research in the USA, Proceedings of XVI International Coal Preparation Congress. Lexington. USA, 25-30.04.2010, 864-874.
• 19. HONAKER R. Q., SARACOGLU M., THOMPSON E., BRATTON R., LUTTRELL G. H., RICHARDSON V., 2014. Dry coal cleaning using the FGX separator in “Thesis collection of FGX dry coal preparation technology”, Tangshan Shenzhou Manufacturing Co., Ltd. China, 13-20.
• 20. HONAKER R.Q., 2007. Dry Coal Cleaning Technologies for India Coal; Workshop on coal beneficiation and utilization of rejects: initiatives, policies and best practices, Ranchi, India.
• 21. JAMBAL D, KIM B.-G., JEON H.-S., 2020. Dry beneficiation of coal on KAT air table, Int. J. Coal Prep. Util., 1-13 (available on-line: 31.11.2020).
• 22. KRUKOWIECKI W., 1965. Przeróbka Mechaniczna Kopalin; PWN: Warszawa, 154-159.
• 23. LUTTRELL G. H., VENKATRAMAN P., YOON R. H., 1998. Removal of hazardous air pollutant precursors by advanced coal preparation, Int. J. Coal Prep. Util., vol. 19, 243-255.
• 24. MAK C., CHOUNG J., BEAUCHAMP R., KELLY D. J. A., XU Z., 2008. Potential of air dense medium fluidized bed separation of mineral matter for mercury rejection from Alberta sub-bituminous coal, Int J Coal Prep Util., vol. 28, 115-132.
• 25. MAKOWSKA D., WIERONSKA F., DZIOK T., STRUGAŁA A., 2017. Emisja pierwiastków ekotoksycznych z procesów spalania paliw stałych w świetle regulacji prawnych, Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal, vol. 20(4), 89-102.
• 26. MARCINIAK-KOWALSKA J., NIEDOBA T., SUROWIAK A., TUMIDAJSKI T., 2014. Multi-criteria evaluation of coal properties in terms of gasification, Arch. Min. Sci., vol. 59(3), 677-690.
• 27. MICHALSKA A., BIAŁECKA B., 2012. Zawartość rtęci w węglu i odpadach górniczych, Prace Naukowe GIG Górnictwo i Środowisko - Research Reports of Central Mining Institute. Mining & Environment, vol. 3, 73-87.
• 28. MIJAŁ W., 2018. Coal Mining and Coal Preparation in Vietnam. Inżynieria Mineralna-Journal of The Polish Mineral Engineering Society, vol. 41(1), 275-286.
• 29. MIJAŁ W., BLASCHKE W., BAIC I., 2018. Dry Coal Beneficiation Methods in Poland, 25th World Mining Congress Proceedings, Astana, Kazakhstan, 19-22.06.2018, 129-140.
• 30. MIJAŁ W., BLASCHKE W., BAIC I., 2018. Sucha metoda wzbogacania węgla w Polsce, Przegląd Górniczy – Mining Review, vol. 11(1152), 9-18.
• 31. MIJAŁ W., NIEDOBA T., POLEK D., 2019. Mathematical model of dry coal deshaling by using FGX vibrating air table, IOP Conf. Ser.-Mat. Sci., vol. 641, 1-11.
• 32. MIJAŁ W., TORA B., 2018. Development of dry coal gravity separation techniques. IOP Conf. Ser.-Mat. Sci., vol. 427, 1-8.
• 33. NIEDOBA T., 2013. Methodological Elements Of Applying Two- And Multi-Dimensional Distributions Of Grained Materials Properties To Coal Beneficiation, Gospod. Surowcami Min. – Mineral Resources Management, vol. 29(2), 155-172.
• 34. NIEDOBA T., PIĘTA P., SUROWIAK A., 2020. Factor Analysis and Mathematical Modeling in Determining the Quality of Coal, Inzynieria Miner., vol. 1, 151-160.
• 35. ÖNEY O., SAMANLI S., NIEDOBA T. SUROWIAK A, PIĘTA P., 2019. Optimization of reagent dosages with the use of response surface methodology and evaluation of test results with upgrading curves in graphite flotation, Particul. Sci. Technol., vol. 37(2), 171-181.
• 36. ÖNEY O., SAMANLI S., NIEDOBA T., PIĘTA P., SUROWIAK A., 2020. Determination of the Important Operating Variables On Cleaning Fine Coal by Knelson Concentrator and Evaluation Of The Performance Through Upgrading Curves, Int. J. Coal Prep. Util., vol. 40(10), 666-678.
• 37. PAN J., ZHOU C.-C., ZHANG N.-N., LIU C., TANG M.-C., CAO S.-S., 2020. Arsenic in coal: Modes of occurrence and reduction via coal preparation – a case study, Int. J. Coal Prep. Util., vol. 40(11), 766-779.
• 38. SMOLIŃSKI A., 2007. Energetyczne wykorzystanie węgla źródłem emisji rtęci – porównanie zawartości tego pierwiastka w węglach, Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów, vol. 41(2), 45-53
• 39. SOBKO W., BLASCHKE W., BAIC I., 2016. Constructional Improvements of FGX-1 Air Concentrating Table Aiming at Optimization of Operation. Inżynieria Mineralna - Journal of the Polish Mineral Engineering Society, vol. 1(37), 37-46.
• 40. TANGSHAN KAIYUAN COAL PREPARATION TECHNOLOGY CO. LTD. Brochure and promotional materials. available on-line 2.12.2020 http://www.kyxuanmei.com/
• 41. TANGSHAN SHENZHOU MANUFACTURING CO. LTD., Brochure and promotional materials, http://www.tsshenzhou.com/en/enindex.htm (available on-line 11.2019).
• 42. TUMIDAJSKI T., SARAMAK D., 2009. Metody i modele statystyki matematycznej w przeróbce surowców mineralnych, Wydawnictwo AGH, Kraków, Poland, 7-295.
• 43. WIENIEWSKI A, SZCZERBA E, NAD A, ŁUCZAK R, KOŁACZ J, SZEWCZUK A., 2015. Ocena możliwości zastosowania nowoczesnych technik separacji do wstępnego wzbogacania rudy Zn-Pb, CUPRUM – Czasopismo Naukowo-Techniczne Górnictwa Rud, vol. 2(75), 109-122.
• 44. ZHANG B., AKBARI H., YANG F., MOHANTY M. K., HIRSHI J., 2011. Performance optimization of the FGX dry separator for cleaning high-sulphur coal, Int. J. Coal Prep. Util., vol. 31, 161-186.
• 45. ZHENFU L., QINGRU C., YAOMIN Z., 2002. Dry beneficiation of coarse coal using an air dense medium fluidized bed (ADMFB), Int. J. Coal Prep. Util., vol. 22, 57-64.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu „Społeczna odpowiedzialność nauki” - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023)