Assessment of operation of pneumo-mechanical flotation machines using film flotation method

• Autorzy: Lenartowicz M. , Sablik J.

Warianty tytułu

PL

Ocena pracy pneumomechanicznych maszyn flotacyjnych przy wykorzystaniu frakcjonowanej flotacji powierzchniowej

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Flotation of coal slurry is carried out on a mass scale in flotation machines. In the industrial practice the concentrate output and separation selectivity, which is expressed in ash content in a concentrate and in tailings (Sablik, 1980, 1998) decide about technical efficiency of the flotation process. Also the yield of flammable substance in the concentrate is the measure of efficiency of washing process (Sablik, 1980, 1998). It is possible to assess the flotation process and efficiency of the flotation machines by use of film flotation method (Lenartowicz, 2007a, 2007b; Lenartowicz & Sablik, 2006; Sablik & Lenartowicz, 2007). Use of the above mentioned method enables determining surface characteristics (surface tension of wetting, energetic nonhomogeneity of surface) of floating particles along entire flotation machine, a content of hydrophilic particles in products and a content of hydrophobic particles in tailings. The method enables to analyze flotation process in a selected impeller compartment of pneumo-mechanical flotation machine. Assessment of applied flotation technology and efficiency of given machine is also possible. Besides, it is possible to identify the factors, which cause that the machines operate properly or they operate without satisfactory results (Lenartowicz, 2007a; Sablik & Lenartowicz, 2007). The procedure in assessment of operation of pneumo-mechanical flotation machines with use of film flotation method as well as operation of IZ - 12 flotation machine that beneficiates flame-and-gaseous coal of 32.1 type was presented in the paper.

PL

Proces flotacji pianowej mułów węglowych w sposób masowy prowadzi się w maszynach flotacyjnych. W praktyce przemysłowej o technicznej efektywności procesu flotacji decyduje wychód koncentratu oraz selektywność rozdziału miarą, której są zawartości popiołu w koncentracie i odpadach (Sablik, 1980, 1998). Miarą efektywności procesu wzbogacania, może być również uzysk substancji palnej w koncentracie (Sablik, 1980, 1998). Do oceny technologii flotacji i sprawności flotowników można wykorzystać badania procesu flotacji przy pomocy metody frakcjonowanej flotacji powierzchniowej (Lenartowicz, 2007a, 2007b; Lenartowicz i Sablik, 2006; Sablik i Lenartowicz, 2007). Zastosowanie ww. metody umożliwia określenie właściwości powierzchniowych (napięcie powierzchniowe zwilżania, niejednorodność energetyczną powierzchni) ziaren flotujących wzdłuż całej maszyny flotacyjnej, zawartości ziaren hydrofilowych w poszczególnych produktach oraz zawartości ziaren hydrofobowych w odpadach. Dzięki tej metodzie możliwa jest analiza przebiegu procesu flotacji w wybranym przedziale wirnikowym pneumomechanicznej maszyny flotacyjnej, a także możliwa jest ocena zastosowanej technologii flotacji i sprawności technologicznej danej maszyny. Ponadto możliwe jest określenie czynników, które powodują, że maszyny te pracują właściwie lub nie uzyskują zadawalających wyników (Lenartowicz, 2007a; Sablik i Lenartowicz, 2007). W pracy przedstawiono tok postępowania przy ocenie pracy pneumomechnicznych maszyn flotacyjnych za pomocą frakcjonowanej flotacji powierzchniowej oraz przedstawiono ocenę pracy flotownika IŻ - 12 wzbogacającego węgiel gazowo-płomienny typu 32.1.

Słowa kluczowe

EN

flotation; flotation machine; assessment of operation; film flotation method

PL

flotacja; maszyna flotacyjna; ocena pracy; metoda frakcjonowanej flotacji powierzchniowej

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 56, no 3
• Strony: 477--488
• Opis fizyczny: Bibliogr. 49 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Lenartowicz M.

autor

Sablik J.

• Komag Institute of Mining Technology, Division of Preparation Systems, Pszczyńska 37, 44-101 Gliwice, Poland,

Bibliografia

• Bangham D.H., Razouk R.I., 1937. Adsorption and the wettability of solid surfaces. Transaction of the Faraday Society, Vol. 33, pp. 1459-1463.
• Blaschke S., Blaschke W., 1990. Maszyny i urządzenia do przeróbki kopalin. Kraków, AGH.
• Brzezina R., 1972. Maszyny flotacyjne jako elementy technologii flotacji węgla. Projekty - Problemy, Budownictwo Węglowe, nr 2, s. 36-40.
• Brzezina R., Romańczyk E., Sablik J., 1974. Stosowanie pneumomechanicznych maszyn flotacyjnych do wzbogacania mułów węglowych. Wzbogacanie i Utylizacja Kopalin, nr 2, s. 3-8.
• Brzezina R., Sablik J., 1978. Zastosowanie maszyny flotacyjnej IZ - 12 do wzbogacania mułów węglowych. Projekty - Problemy, Budownictwo Węglowe, nr 3, s. 14-19.
• Diao I., Fuerstenau D.W., 1991. Characterisation of the wettability of solid particles by film flotation. Part II: Theoretical analysis. Colloids and Surfaces, Vol. 60, pp. 145-160.
• Eliaszewicz M.G., 1941. Trudy Donieckiego Industrialnogo Instituta.
• Fijał T., Małysa E., Stachurski J., 1980. The influence of pH on zeta potential of coals with different carbonification. Physicochemical Problems of Mineral Processing, Vol. 12, pp. 175-180.
• Folder Instytutu Metali Nieżelaznych, 2007. Maszyny flotacyjne dla przemysłu górniczego.
• Fowkes F.M., 1964. Attractive forces at interfaces. Industrial and Engineering Chemistry, Vol. 56, nr 12, pp. 40-52.
• Fuerstenau D.W., Diao J., Hanson J.S., 1990. Estimation of the distribution of surface sites and contact angels on coal particles from film flotation data. Energy and Fuels, Vol. 4, nr 34, pp. 34-37.
• Fuerstenau D.W., Diao J., Narayanan K.S., Herrera-Urbina R., 1988. Assessment of the film flotation efficacy for the characterization of solid surfaces. Interfacial phenomena in biotechnology and materials processing Y.A. Ed. Process Technology Proceedings 7 Amsterdam, New York, Elsevier, pp. 261-274.
• Fuerstenau D.W., Diao I., Williams M.C., 1991. Characterisation of the wettability of solid particles by film flotation. Part I: Experimental investigation. Colloids and Surfaces, Vol. 60, pp. 127-144.
• Fuerstenau D.W., Pradip., 1980. Electrokinetic phenomens in flotation-related systems. Physicochemical Problems of Mineral Processing, Vol. 12, pp. 3-21.
• Fuerstenau D.W., Williams M. C., 1987. Characterization of the lyophobicity of particles by film flotation. Colloids and Surfaces, Vol. 22, pp. 87-91.
• Fuerstenau D.W., Williams M. C., Narayanan K.S., Diao J.L., Urbina R.H., 1988. Assesing the wettability and degree of oxidation of coal by film flotation. Energy and Fuels, Vol. 2, nr 3.
• Hornsby D.T., Leja J., 1980. Critical surface tension and the selective separation of inherently hydrophobic solids. Coal and Surfaces, Vol. 1, pp. 425-429.
• Hornsby D.T., Leja J., 1983. Critical surface tension of floatability. Colloids and Surfaced, Vol. 7, pp. 339-349.
• Hornsby D.T., Leja J., 1984. A technique for evaluating floatability of coal fines using methanol solutions. Coal Preparation V. 1, pp.1-19.
• Jowett A., 1966. Flotation kinetics - gangue mineral contamination of froth. British Chemical Engineering, May, pp. 330-333.
• Lenartowicz M., 2007a. Aktywność flotacyjna węgla w korytowej pneumomechanicznej maszynie flotacyjnej w funkcji napięcia powierzchniowego zwilżania. GIG Katowice (Praca doktorska).
• Lenartowicz M., 2007b. Ocena technologii flotacji i sprawności flotownika IZ na podstawie badań metodą frakcjonowanej flotacji powierzchniowej. Przegląd Górniczy, nr 9, s. 31-35.
• Lenartowicz M., Sablik J., 2005. Rozkład napięcia powierzchniowego zwilżania ziaren węglowych w produktach wzbogacania maszyny flotacyjnej typu IZ. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej, Górnictwo, z. 266, s. 105-113.
• Lenartowicz M., Sablik J., 2006. Ocena pracy maszyn flotacyjnych IZ - 12 na podstawie pomiarów napięcia powierzchniowego zwilżania, Maszyny Górnicze, nr 2, s. 35-39.
• Sablik J., 1980. Flotowalność polskich węgli kamiennych jako funkcja stopnia ich uwęglenia. Prace Głównego Instytutu Górnictwa, Seria Dodatkowa, Katowice.
• Sablik J., 1998. Flotacja węgli kamiennych. Główny Instytut Górnictwa, Katowice.
• Sablik J., 2000. Niejednorodność krytycznego napięcia powierzchniowego zwilżania w zbiorze ziarn węglowych. Inżynieria mineralna, Rocznik I, nr 1, s. 17-22.
• Sablik J., 2003. The relationship between contact angle and mean critical surface tension of wetting of coals of different rank. Journal of the Polish Mineral Engineering Society, July - December, pp. 3-10.
• Sablik J., 2004. Zero values of flotation response and contact angle of coals in the function of their critical surface tension of wetting. Journal of the Polish Mineral Engineering Society, January - June, pp. 1-8.
• Sablik J., 2005. Fizykochemiczne właściwości powierzchniowe węgli najdrobniej uziarnionych. Przegląd Górniczy, nr 9, s. 51-55.
• Sablik J., 2007. Fizykochemiczne właściwości powierzchniowe węgli kamiennych. Główny Instytut Górnictwa, Katowice.
• Sablik J., Bednarska., Olszówka J., 1977. Technologiczna analiza warunków wzbogacania metodą flotacji mułów polskich węgli gazowych i energetycznych. Przegląd Górniczy, nr 1, s. 22-31.
• Sablik J., Brzezina R., Wierzchowisk K., 1991. Coal Metamorphism Degree and the Size of Grains Being Conveyed to froth during Flotation. Physicochemical Problems of Mineral Processing, Vol. 24, pp. 67-74.
• Sablik J., Brzezina R., Wierzchowisk K., 1992. Improving quality of power coals by flotation. Colliery Gwardian, Vol. 240, nr 3, pp. 90-94.
• Sablik J., Lenartowicz M., 2007. Energetyczne właściwości powierzchniowe ziaren w produktach przemysłowej flotacji węgla, Prace Naukowe - Monografie CMG KOMAG.
• Sablik J., Makula K., 1984. Wyznaczanie granicznego kąta zwilżania węgla poprzez pomiar ciśnienia kapilarnego. Aparatura Naukowa i Dydaktyczna, nr 6.
• Sablik J., Wierzchowski K., 1992. Evaluation of the influence of flotation reagents on the hydrophobicity of coal using the film flotation method. Fuel, Vol. 71, pp. 474-475.
• Sablik J., Wierzchowski K., 1994. The effect of pre - wetting with flotation reagents on the surface energy of coals. Coal Preparation, Vol. 15, pp. 1-10.
• Sablik J., Wierzchowski K., 1995. The film flotation method applied to determine surface energy of coal wetted with flotation agents. Archives of Mining Sciences, Vol. 40, No. 1, pp. 111-120.
• SablikJ., Wierzchowski K., 2001. Characteristic of hard coal surface properties using film flotation. Journal of the Polish Mineral Engineering Society, July - December, pp. 7-20.
• Sablik J., Wierzchowski K., 2003. Krytyczne napięcie powierzchniowe zwilżania różnych typów węgla wzbudzona odczynnikami stosowanymi w analizie gęstościowej i flotacji. Prace Naukowe GIG, nr 3, s. 27-44.
• Sablik J., Wierzchowski K., 2004. Wpływ odczynników technologicznych na wartości granicznych kątów zwilżania węgla w zbiorze ziaren mułowych. Górnictwo i Geoinżynieria, Zeszyt 2/1, s. 73-79.
• Sobieraj S., Majka-Myrcha B., 1980. An electrokinetic stydy on the cationic and anionic flotation of oxidized coals from Upper Silesia deposits. Physicochemical Problems of Mineral Processing, Vol. 12, pp. 165-174.
• Walker P.L., Petersen E.E., Wright C.C., 1952. Industrial and Engineering Chemistry. Vol. 44, nr 2389.
• Wierzchowski K., 1993. Zależność aktywności flotacyjnej węgla od jego energii powierzchniowej. Katowice, GIG (Praca Doktorska).
• Wierzchowski K., Sablik J., 1991. Critical Values of Free Surface Energy of Polish Coals Found by the Film Flotation Method. Physicochemical Problems of Mineral Processing, Vol. 24, pp. 173-178.
• Wierzchowski K., Sablik J., 1993. Energia powierzchniowa ziarn w mułach węgli o różnym stopniu zmetamorfizowania. Prace Naukowe Głównego Instytutu Górnictwa, Nr 775, Katowice.
• Williams M.C., Fuerstenau D.W., 1987. A simple flotation method for rapidly assessing the hydrophobicity of coal particles. Int. J. Miner. Process., Vol. 20, pp. 153-157.
• Zisman W.A., 1964. Relation of the equilibrium contact angle to liquid and solid constitution. Contact angle, wettability and adhesion. ACS Advances in Chem. Ser. Washington D.C., Vol. 43, pp. 1-51.