Metoda monitorowania stężenia odczynników flotacyjnych w wodach obiegowych zakładów przeróbczych węgla przez pomiar prędkości pęcherzyków powietrza

• Autorzy: Małysa E. , Iwańska A. , Hanc A. , Małysa K.

Warianty tytułu

EN

A method of monitoring of flotation reagents concentration in circulating waters of the coal processing plants by measurements the air bubbles velocity

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań nad zawartościami odczynników flotacyjnych w różnych punktach obiegu wodno-mułowego (nadawa na flotację, filtrat i woda obiegowa) zakładów przeróbczych kopalni węgla kamiennego Jankowice i Knurów, przy zastosowaniu prostej fizykochemicznej metody detekcji obecności substancji powierzchniowo aktywnych w wodzie. Metoda ta (zwana Simple Physicochemical Method for Detection - SPMD) polega na pomiarze prędkości pojedynczych pęcherzyków powietrza i wykorzystuje zjawisko zmniejszania prędkości wypływających pęcherzyków gazowych w obecności związków powierzchniowo czynnych. Wykonano także pomiary wpływu stężenia odczynników flotacyjnych Montanolu i Flotanolu na prędkości pęcherzyków powietrza i dzięki otrzymanym w ten sposób krzywym kalibracyjnym wyznaczono stężenia odczynników flotacyjnych w badanych próbkach wód obiegowych (w przeliczeniu na stężenie Montanolu oraz Flotanolu). Stwierdzono, że badane próbki wód obiegowych zawierały różne stężenia substancji powierzchniowo aktywnych. Ponadto, stężenia odczynników w wodach obiegowych ZP KWK Jankowice były o ponad rząd wielkości wyższe niż w ZP KWK Knurów - w wodach z Jankowic CMontanol = 0,89 mg/dm3, a wodach z Knurowa tylko 0,04 mg/dm3.

EN

Results of monitoring of concentrations of flotation reagents, at different points of the water circulating system (flotation feed, filtrate, circulating water) in the processing plants of the Knurów and Jankowice Coal Mines, are presented. The studies were carried out using a Simple Physicochemical Method for Detection (SPMD) of surface active substances in water. The SPMD method is based on measurements of variations of the bubble average velocity. Velocity of the rising bubbles is very sensitive to presence of surface active substances in water and decreases rapidly, at low concentrations of organic contaminants, with the solution concentration. The bubble velocity is lowered in surfactant solutions due to formation of the dynamic adsorption layer over surface of the rising bubble, which retards fluidity of its interface. When in surfactant solution the bubble surface is fully immobilized by the dynamic adsorption layer then the bubble velocity is by over 50% lower than in clean water. It was showed that the simple experimental set-up consisting of long glass tube with the capillary in bottom, air container and stop-watch enabled monitoring of variations of flotation reagent concentration in circulating waters of the coal processing plants. Precision of the SPMD method was found to be satisfactory when the time of the bubble rise over distance of 140 cm was measured 20 times and mean values were calculated. It was found that in all samples studied of the circulating waters the velocity of the rising bubbles was lower than in tap water. Moreover, values of the bubble velocity were systematically and significantly lower in the case of the samples from the water circulating system of the KWK Jankowice Processing Plant. Thus, flotation reagents were present in the circulating waters and their concentration was higher in circulating waters of the KWK Jankowice. Montanol and flotanol were chosen as the reference flotation reagents for determination concentration of the flotation reagents in the circulating waters. The dependences of the bubble rising velocity on concentration of montanol and flotanol were determined and the obtained calibration curves were used for calculation the flotation reagent concentration (expressed as equivalent concentrations of montanol and flotanol). It was found that the concentrations of the flotation reagents in circulating waters of the KWK Jankowice Processing Plant were by over order of magnitude higher than that ones in the KWK Knurów - CMontanol = 0,89 mg/dm3 in samples from Jankowice, while in samples from Knurów only 0,04 mg/dm3.

Słowa kluczowe

PL

woda obiegowa; odczynnik flotacyjny; adsorpcja; prędkość pęcherzyka; stężenie zanieczyszczeń

EN

circulating water; flotation reagent; adsorption; bubble velocity; contaminants concentration

• Wydawca: Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN ; Komitet Zrównoważonej Gospodarki Surowcami Mineralnymi PAN
• Czasopismo: Gospodarka Surowcami Mineralnymi
• Rocznik: 2009
• Tom: T. 25, z. 3
• Strony: 109--120
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Małysa E.

autor

Iwańska A.

autor

Hanc A.

autor

Małysa K.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Katedra Przeróbki Kopalin i Ochrony Środowiska,

Bibliografia

• Adamson A.W., 1963 - Chemia fizyczna powierzchni. PWN, Warszawa, s. 66-69.
• Anastasiu S., Jelescu E., 1973 - Środki powierzchniowo czynne. Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, s. 11-20, 43-47.
• Brzóska K., Ceglarska-Stefańska , Małysa E., Marecka A., Orzechowska-Zięba A., 2003 - Wybrane zagadnienia z fizykochemii węgla kamiennego. AGH Uczelniane Wydawnictwa Naukowo-Dydaktyczne Kraków, s. 71-84.
• Clift R., Grace J.R.,Weber N.E., 1978 - Bubbles, drops and particles. Academic Press, New York, Chapter 9.
• Dukhin S.S., Kretzschmar G., Miller R., 1995 - Dynamics of adsorption at liquid interfaces. Theory, Experiments, Application. Elsevier.
• Dukhin S.S., Miller R., Logio G., 1998 - Physico-chemical hydrodynamics of rising bubble, in Drop and Bubbles in Interfacial Research (D. Mobius and R. Miller Eds), Elsevier, pp. 367-433.
• Frumkin A.N., Levich V.G., 1947 - Zh. Phys. Chim., 211, p. 183
• Kłassen W. I., 1966 - Flotacja węgla. Wyd. Śląsk, Katowice, s. 127.
• Krzan M., Malysa K., 2002 - Colloids Surfaces A:, 207, p. 279.
• Krzan M., Lunkenheimer K.,Malysa K., 2004 - Colloids Surfaces A:, 250, p. 431.
• Laskowski J., 1969 - Chemia fizyczna w procesach mechanicznej przeróbki kopalin. Katowice, Wyd. Śląsk, s. 76-79.
• Levich V.G., 1962 - Physicochemical Hydrodynamics, Prentice-Hall, Englewood Cliffs.
• Małysa E., 2000 - Wpływ uziarnienia na wyniki flotacji węgla kamiennego. Gospodarka Sur. Mineralnymi 16 (1), s. 29-41.
• Małysa E., Ociepa Z., Oruba E., Sanak-Rydlewska S., 1981 - Ćwiczenia laboratoryjne z flotacji. AGH, s. 10-18, 78-90.
• Małysa E., Surowiak A., 2008 - A correlation between water content in froth and flotation results of hard coals. Gospodarka Sur. Mineralnymi 24 (4/1), pp. 52-61.
• Malysa K., Krasowska M., Krzan M., 2005 - Advances Coll. Interface Sci., 114-115, pp. 205-225.
• Prospekt firmy Hoest - 1992.
• Sam A., Gomez C.O., Finch J.A., 1996 - Intern. J. Miner. Process., 47, pp. 177-196.
• Zawała J., Święch K., Małysa K., 2006 - Prosta i szybka metoda detekcji zanieczyszczeń organicznych w wodach. Ekologia i Technika vol. XIV, s. 58-61.
• Zawała J., Święch K., Małysa K., 2007 - A simple physicochemical method for detection of organic contamination in water. Colloids Surfaces A:, 302, pp. 293-300.