Abrasive Water-Jet Technology Waste and Its Processing Possibilities

• Autorzy: Supolikova G. , Cerny J. , Gembalova L. , Hlavacova I. M.

Warianty tytułu

PL

Technologia obróbki Water-Jet i możliwości jej zastosowania

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper is dealing with the environmental research of waste material rising from abrasive water-jet cutting. On the occasion of disposal of the slurry from the overfull collector tank in the Laboratory of the Liquid jet of the Department of Physics at the Technical University of Ostrava the waste material was studied. Samples from different points of the catcher were collected into the beaks, dried up and consequently their elemental and structural composition has been analyzed. The results were primarily evaluated from the viewpoint of effectiveness of further abrasive recycling and usage (either as an abrasive - for this reason the residual cutting ability of the grains was discussed, or as a fine powder material for other applications – the size and shape of the grains was considered). Second viewpoint which was discussed was potential environmental hazard arising from the normal disposal of the waste material. The analysis of dried slurry samples was carried on by electron microprobe. Twenty one samples of waste mixture from various parts and depths of the tank were analyzed and compared with samples of non-used abrasive material. It was proved that abrasive material which had undergone the process of cutting was significantly impaired. It should be recycled in some cases but careful economic calculation taking into account all additional costs connected with separation of suitable abrasive fraction and its drying should be necessary. X-rays analysis provided information about chemical composition of the waste material. Most of the sludge was from abrasives, namely almandine. Higher contents of magnesium oxide, lower contents of aluminum oxide and higher contents of iron oxide, however, was probably caused by presence of other abrasive materials, such as olivine or zirconium which had been also used for cutting during the working period of the system. No potentially harmful material was detected by the X-ray analysis. It can be therefore stated that waste material from the water-jet cutting can be disposed on a common landfill without any restrictions.

PL

Praca traktuje o badaniu środowiskowym odpadów powstałych po cięciu strumieniem wodno-ściernym (water-jet). Materiał przebadano przy okazji czyszczenia zawiesiny z przepełnionego zbiornika kolektora w laboratorium prowadzącym badania nad ciekłym strumieniem na Uniwersytecie Technicznym w Ostrawie. Próbki zostały pobrane z różnych punktów zbiornika do zlewek i osuszone. Następnie przeanalizowano ich skład pierwiastkowy i strukturalny. Wyniki przede wszystkim były oceniane pod kątem skuteczności dalszego recyklingu i użytku odpadów ściernych (zarówno jako materiał ścierny – z tego powodu badano zdolności tnące resztek ziaren oraz inne zastosowania tego materiału w postaci drobnego proszku, brano pod uwagę wielkość i kształt ziaren). Drugim aspektem badań było ryzyko środowiskowe wynikające z dotychczasowego sposobu usuwania odpadów. Analizę próbek osuszonej zawiesiny dokonano przy użyciu mikrosondy elektronowej. Poddano analizie 21 próbek mieszaniny odpadów z różnych części i głębokości pojemnika i porównano je z próbkami niezużytego materiału. Wykazano, że materiał ścierny, który był użyty do procesu cięcia został znacząco zniszczony. W niektórych przypadkach powinien zostać poddany recyklingowi, jednakże należy przeprowadzić dokładne wyliczenia ekonomiczne uwzględniające dodatkowe koszty dotyczące separacji części materiału oraz osuszania. Analiza rentgenowska dostarczyła informacji na temat składu chemicznego odpadu. Większość osadu pochodziła z materiałów ściernych, dokładniej almandynu. Niemniej jednak, zwiększone zawartości tlenku magnezu oraz tlenku żelaza i niższe zawartości tlenku glinu były prawdopodobnie spowodowane obecnością innych materiałów ściernych, tj. oliwinu czy cyrkonu, które również zostały wykorzystane do cięcia w czasie pracy. Analiza rentgenowska nie wykazała występowania żadnych potencjalnie niebezpiecznych materiałów. Można zatem stwierdzić, ze odpady powstałe z cięcia strumieniem wodno-ściernym (watrer-jet) można składować na standardowym wysypisku bez żadnych ograniczeń.

Słowa kluczowe

EN

high-energy water jet; abrasive water jet; abrasive material; recycling; separation

PL

water-jet wysokoenergetyczny; ścierny water-jet; materiał ścierny; recykling; separacja

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 16, nr 2
• Strony: 171--176
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., tab., zdj.

Twórcy

autor

Supolikova G.

• VŠB – TU Ostrava, Faculty of Mining and Geology, 17. listopadu 15, 708 33, Ostrava – Poruba, Czech Republic

autor

Cerny J.

• VŠB – TU Ostrava, Faculty of Mining and Geology, 17. listopadu 15, 708 33, Ostrava – Poruba, Czech Republic

autor

Gembalova L.

• VŠB – TU Ostrava, Faculty of Metallurgy and Materials Engineering, 17. listopadu 15, 708 33, Ostrava – Poruba, Czech Republic

autor

Hlavacova I. M.

• VŠB – TU Ostrava, Faculty of Metallurgy and Materials Engineering, 17. listopadu 15, 708 33, Ostrava – Poruba, Czech Republic

Bibliografia

• 1. GERYK, V. 2013. Abrasives for cutting of hard materials. Bachelor thesis. Ostrava: VŠB-Technical University of Ostrava.
• 2. HLAVÁČ, L., MARTINEC P. 1998. "Almandine garnets as abrasive material in high-energy waterjet – physical modelling of interaction, experiment, and prediction." Jetting Technology, Bury StEdmunds/London, BHR Group, Prof. Eng. Pub. Ltd.: 211–223.
• 3. PUDE, F. et al. 2003. "Abrasive Waterjets as a New Tool for Cutting of Bone – Laboratory Tests in the Field of Knee Endoprosthese." MIT'2003, Ljubljana, Slovene Society for Abrasive Water Jet Technology, Laboratory for Alternative Technologies.
• 4. REED, S.J.B. 2005. Electron microprobe analysis and scanning electron microscopy in geology. Cambridge University: Cambridge University Press.
• 5. SHISHKIN, D. et al. 2005. "Investigation of the formation and applications of ice powder." Journal of applied mechanics-transactions of the ASME, New York: American Society of Mechanical Engineers 72(2): 222-226.
• 6. Abrasive-Garnet. Abrasives [online]. 2014 [cit. 2014-04-12]. In Czech. Available at: <http://www.abraziva.cz/abrazivo-granat>.
• 7. GMA Alluvial Australian Waterjet Garnet. Prime-Tech [online]. 2010 [cit. 2014-04-08]. Available online: <http://www.prime-tech.ca/gmaaustraliangarnet.htm>.
• 8. Abrasive recycling. PTV [online]. 2006 [cit. 2015-20-03]. In Czech. Available online: <http://www.ptv.cz/abraziva/index.html>.