Analysis of Mercury Content in Feed Coal and Rejects for Selected Hard Coal Cleaning Processes

• Autorzy: Dziok Tadeusz , Strugała Andrzej , Baic Ireneusz , Blaschke Wiesław

Warianty tytułu

PL

Analiza zawartości rtęci w nadawie i odpadach dla wybranych procesów wzbogacania węgla kamiennego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Due to the toxicity of mercury a reduction of its emission is the objective of many legislative actions. In the case of power plants, there are well-known methods allowing for the removal of mercury from flue gases (post-combustion). In the case of households and small-scale combustion installations these methods are not used, which is caused by high investment costs. The most effective solution for this group of customers is the removal of mercury from coal (pre-combustion). This can be obtained in the washing and deshaling processes. The coal-cleaning processes which is commonly used in Polish coal preparation plants were analyzed, i.e. dense media separation, grain and fine coal jigging, flotation, as well as dry deshaling using the pneumatic vibrating FGX type separator. The first four are the washing processes and the last one is the dry separation process. The effectiveness of the coal cleaning process was assessed with the use of the RF factor (the ratio of the mercury content in the rejects to the mercury content in the feed coal). The obtained values of the RF factors show that mercury has a tendency to remain in the rejects, while higher values of the RF factors were obtained for the dry deshaling process (from 0.83 to 2.82 with the average of 1.15) than for the washing process (from 0.53 to 2.24 with the average of 1.50). This shows the possibility of the effective removal of mercury occurring in the adventitious inorganic constituents of the analyzed Polish hard coals. However, it should be noted, that the obtained results varied within a relatively high range, which should be explained by the difference in the mode of mercury occurrence in individual coals.

PL

Emisja rtęci, z uwagi na jej toksyczne właściwości jest przedmiotem wielu działań legislacyjnych których przykładem jest m.in. przyjęcie w UE konkluzji BAT dla dużych obiektów energetycznego spalania. W przypadku dużych energetycznych instalacji znane i stosowane są różne metody usuwania rtęci ze spalin (etap post-combustion), natomiast w przypadku użytkowników domowych i instalacji energetycznych o małej mocy te metody nie są stosowane. Jest to spowodowane w głównej mierze wysokimi kosztami inwestycyjnymi. Najskuteczniejszym rozwiązaniem dla tej grupy użytkowników węgla jest usuwanie rtęci z węgla (etap precombustion), co umożliwia uzyskanie węgla o niskiej zawartości rtęci. Taki węgiel może być przygotowany w wyniku jego wzbogacania lub odkamieniania. Analizie poddano procesy wzbogacania węgla kamiennego stosowane w polskim sektorze przeróbczym: wzbogacanie w płuczkach zawiesinowych cieczy ciężkich, wzbogacanie w osadzarkach miałowych i ziarnowych, flotację a także proces odkamienianie przy wykorzystaniu separatora powietrzno-wibracyjnego. Cztery pierwsze procesy są stosowane do wzbogacania węgla kamiennego na mokro, a ostatni do suchej separacji. Dla analizowanych procesów przebadano próbki nadaw kierowanych do wzbogacania oraz odpady. Dla oceny efektywności procesu wzbogacania wykorzystano wskaźnik RF, wyznaczony jako stosunek zawartości rtęci w odpadzie do nadawy kierowanej do wzbogacania. Uzyskane wartości RF wskazują na tendencję do pozostawania rtęci w odpadach zarówno w procesie wzbogacania na mokro (od 0,53 do 2,24 przy średniej 1,15) jak i suchego odkamieniania (od 0,83 do 2,82 przy średniej 1,50), przy czym wyższe wartości wskaźnika uzyskano dla suchego odkamieniania. Świadczy to o możliwości efektywnego usuwania rtęci z badanych polskich węgli kamiennych. Należy zaznaczyć, że uzyskane wyniki wahały się w dość szerokim zakresie, co należy tłumaczyć różnicami w formach występowania rtęci w poszczególnych węglach.

Słowa kluczowe

EN

hard coal; washing; deshaling; mercury; removal

PL

węgiel kamienny; wzbogacanie; odkamienianie; rtęć; usuwanie

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2019
• Tom: Tom 21, cz. 2
• Strony: 951--961
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Dziok Tadeusz

• AGH University of Science and Technology, Krakow, Poland

autor

Strugała Andrzej

• AGH University of Science and Technology, Krakow, Poland

autor

Baic Ireneusz

• Łukasiewicz Research Network – Institute of Mechanised Construction and Rock Mining, Katowice Branch, Poland

autor

Blaschke Wiesław

• Łukasiewicz Research Network – Institute of Mechanised Construction and Rock Mining, Katowice Branch, Poland

Bibliografia

• 1. Baic, I., Blaschke, W. (2013). Analysis of the possibility of using air concentrating tables in order to obtain clean coal fuels and substitute natural aggregates. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal, 16(3), 247-260.
• 2. Baic, I., Blaschke, W., Szafarczyk, J. (2014). The first FGX unit in the European Union’, CPSI Journal a Magazine by the Coal Preparation Society of India., 16, 5-12.
• 3. Baic, I., Blaschke, W., Szafarczyk, J. (2014a): Dry coal cleaning technology. Inżynieria Mineralna – Journal of the Polish Mineral Engineering Society, 2(34), 257-262.
• 4. Baic, I., Blaschke, W., Góralczyk, S., Szaflarczyk, J., Buchalik, G. (2015). A new method for removing organic contaminants of gangue from the coal output. Rocznik Ochrona Środowiska, 17, 1274-1285.
• 5. Baic, I., Blaschke, W., Sobko, W. (2015a) Badania nad odkamienianiem energetycznego węgla kamiennego na powietrznych stołach koncentracyjnych. Rocznik Ochrona Środowiska, 17, 958-972.
• 6. Baic, I., Blaschke, W. (2017). Reduction of mercury content in steam coal – Preliminary study. 5th International Conference - Coal Washing: a sustainable approach towards greener environment CPSI Journal a Magazine by the Coal Preparation Society of India., 26, 141-151.
• 7. Baic, I., Blaschke, W. (2017a). Preliminary studies on the reduction of mercury content in steam coal through the use of air-vibrating concentration table. Rocznik Ochrona Środowiska, 19, 480-496.
• 8. Baic, I., Blaschke, W. (2018). Preliminary study on the reduction of mercury content in steam coal by using a pneumatic vibrating concentrating table. Inżynieria Mineralna– Journal of the Polish Mineral Engineering Society, 1(41), 141-149.
• 9. BAT-LCP (2017). Commission Implementing Decision (EU) 2017/1442 of 31 July 2017 establishing best available techniques (BAT) conclusions, under Directive 2010/75/EU of the European Parliament and of the Council, for large combustion plants.
• 10. Blaschke, W., Szafarczyk, J., Baic, I., Sobko, W. (2016). A study of the deshaling of Polish hard coal using an FGX unit type of air concentrating table. Proceedings of the 18th International Coal Preparation Congress. Saint Perersburg. Russia. Vol. 2. 1143-1148. Ed. Springer
• 11. Dziok, T., Strugała, A., Rozwadowski, A., Macherzyński, M. (2015). Studies of the correlation between mercury content and the content of various forms of sulfur in Polish hard coals, Fuel, 159(1), 206-213.
• 12. Dziok, T., Strugała, A. (2017). Preliminary assessment of the possibility of mercury removal from hard coal with the use of air concentrating tables. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management, 33(4), 125-142.
• 13. Dziok, T. (2018). A method of decreasing mercury content in bituminous coal. Przemysl Chemiczny, 97(1), 94-100.
• 14. Dziok, T., Strugała, A., Włodek, A. (2019). Studies on mercury occurrence in inorganic constituents of Polish coking coals. Environmental Science and Pollution Research, 26(9), 8371-8382.
• 15. Ketris, M.P., Yudovich, Ya.E. (2009). Estimations of clarkes for carbonaceous biolithes: World averages for trace element contents in black shales and coals. International Journal of Coal Geology, 78, 135-148.
• 16. Li, W.C., Tse, H.F. (2015). Health risk and significance of mercury in the environment. Environmental Science and Pollution Research, 22, 192-201.
• 17. Pacyna, J.M., Travnikov, O., De Simone, F., Hedgecock, I.M., Sundseth, K., Pacyna, E.G., Steenhuisen, F., Pirrone, N., Munthe, J., Kindbom, K. (2016). Current and future levels of mercury atmospheric pollution on a global scale. Atmospheric Chemistry and Physics, 16, 12495-12511.
• 18. Wierońska, F., Burmistrz, P., Strugała, A., Makowska, D., Lech, S. (2018). Effect of using coke dust as a sorbent for removing mercury from flue gases on the contents of selected ecotoxic elements in fly ash. Energy & Fuels, 32(5), 5693-5700.
• 19. Zheng, L., Liu, G., Qi, C., Zhang, Y., Wong, M. (2008). The use of sequential extraction to determine the distribution and modes of occurrence of mercury in Permian Huaibei coal, Anhui Province, China. International Journal of Coal Geology, 73, 139- 155.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).