Direct material-reagent contact approach for upgrading difficult-to-float coals

• Autorzy: Ahmed H. A. M. , Drzymała J.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie metody bezpośredniego kontaktu materiał - reagenty do wzbogacania trudno flotujących węgli

• Konferencja: Zagadnienia interdyscyplinarne w górnictwie i geologii. V Konferencja Naukowa Doktorantów pod patronatem Prorektora Politechniki Wrocławskiej dr hab. inż. Jerzego Świątka, prof. PWr. Szklarska Poręba, 30 marca-1 kwietnia 2005
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Oxidized coals face difficulties during their flotation and therefore belong to a group of difficult-to-float materials. In this paper, different approaches tested to improve flotation of such materials are briefly discussed. In addition, a special flotation procedure called direct coal-reagents contact method was proposed and investigated for improving processing of difficult-to-float materials. The procedure relies on mixing dry coal with pure (anhydrous) flotation reagent/s followed by water addition before flotation. Experimental testing of the procedure to upgrade a difficult-to-float coal showed its ability to achieve clean coal yield reaching 95% compared to only 46% using normal flotation procedure. In addition, the selectivity of deashing of coal was highly improved by using the direct contact method. It seems that the procedure shows the potentials of cleaning of a given coal by flotation. However, it has a shortcoming due to high consumption of used reagents (up to 30 g/kg). Therefore, the procedure requires further improvement to minimize the high reagents dosage, before it is applied for coal cleaning.

PL

Węgle utlenione źle flotują za pomocą odczynników apolarnych i dlatego zaliczane są do grupy substancji trudno flotujących. W pracy opisano różne sposoby wykorzystywane w celu zwiększania flotowalności tych węgli. Ponadto zaproponowano zmodyfikowany sposób podnoszenia wyników flotacji węgli trudno flotujących, którą nazwano metodą bezpośredniego kontaktu węgiel - reagenty. Metoda ta polega na mieszaniu suchego węgla z bezwodnymi reagentami zanim do układu flotacyjnego wprowadzi się wodę. Badania wykazały, że stosując tę metodę można uzyskać dla badanego węgla nawet 95% wychodu zamiast 46%, co osiąga się stosując normalną procedurę flotacyjną polegającą na kontaktowaniu węgla z reagentami w postaci roztworów wodnych. Stosując metodę bezpośredniego kontaktu osiąga się także wyższe współczynniki selektywności rozdziału węgla od minerałów popiołotwórczych. Opisana metoda wydaje się pozwalać na ocenę potencjalnych maksymalnych możliwości oczyszczenia węgla za pomocą flotacji. Usunięcie niedogodności metody wynikających z konieczności stosowania dużych ilości odczynników (do 30 g/kg) wymaga dalszych badań.

Słowa kluczowe

EN

flotation; separation; oxidized coal; difficult-to-float materials

PL

flotacja; separacja; węgiel utleniony; trudno separowalne materiały

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej. Konferencje
• Rocznik: 2005
• Tom: Vol. 110, nr 42
• Strony: 355--364
• Opis fizyczny: Bibliogr. 40 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ahmed H. A. M.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii

autor

Drzymała J.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Geoinżynierii, Górnictwa i Geologii

Bibliografia

• [1] AKTAS, Z.; "The adsorption behavior of non-ionic reagents on two Iow rank British coals and their influence on the froth structure and flotation performance" Ph. D. Thesis, Department of Chemical Engineering, Victoria University of Manchester (UMIST), Manchester, UK, 1993.
• [2] APLAN, F.F.; "Estimating the floatability of Western coal, gold, silver, uranium and coal: Geology, mining, extraction and the environment" Fuerstenau, M.C., Palmer, B.K. (Eds.), AIME, 380, 1983.
• [3] APLAN, F.F.; ARNOLD, B. J.; "Coal preparation, Flotation" Leonard, J. W.; Hardinge, B. C. (Eds.), SME, Littleton, Co., P. 450-485, 1991.
• [4] BOLAT, E.; SAGLAM, S.; PISKIN, S.; "Effect of oxidation on the flotation properties of a Turkish bituminous coal" Fuel Processing Technology, 55, (2), pp. 101-105, 1998.
• [5] BUSTAMANTE, H.; WOODS, G.; "Interaction of dodecylamine and sodium dodecyl sulfate with a low-rank bituminous coal" Colloids Surf. 12, 381-399, 1984.
• [6] BUTTERMORE, W. H.; SŁOMKA, B. J.; "Effect of sonic treatment on the floatability of oxidized coal" International Journal of Minerał Processing, v 32, n 3-4, pp. 251-257, Sep, 1991.
• [7] CELIK, M. S.; "Effect of ultrasoinc treatment on the floatability of coal and galena" Separation Science and Technology, V. 24, n 14, Pp. 1159-1166, 1989.
• [8] CELIK, M.S.; SEYHAN, K.; "Effect of heat treatment on the flotation of Turkish lignites" Fuel Energy Abstr. 36 (6), 405, 1995.
• [9] CHANDER, S.; POLAT, H.; MOHAL, B.R., "Flotation and wettability of a low-rank coal in the presence of surfactants" J. Miner. Metall., 55-61, 1994.
• [10] CHANDER, S.; POLAT, H.; POLAT, M.; "High efficiency coal cleaning by a high shear treatment-flotation process" An Int. Symposium. SME, p. 197-206. Chapter 17, 1995.
• [11] CHANDER, S.; POLAT, H.; POLAT, M.; "Mechanism of coal flotation by insoluble collectors in the presence of PEO/PPO triblock copolymers" In: Kemal, M., Arslan, V., Akar, A., Cambazogɇlu, M. (Eds.), VI. Int. Mineral Process. Symposium, pp. 461-467. Kusadasy - Turkey, 24-26 Sept., 1996.
• [12] CRAWFORD R.J.; MAINWARING D.E.; "The influence of surfactant adsorption on the surface characterization of Australian coals" Fuel 80, p. 313-320, (2001)
• [13] DRZYMAŁA, J., GORKE, T., WHEELOCK, T.D.; "A flotation collector for the separation of unburned carbon from fly ash ”, 2005, Coal Preparation, in press
• [14] GHIANI M.; CARBINI P. ; CICCU R., SATTA F. "Advances in Coal and Mineral Processing Using Flotation" In: Chander S., Klimpel R. R., editors. New York: SME, p. 266-70, chap. 29, 1988.
• [15] GHIANI, M.; CARBINI, P.; CICCU, R.; SATTA, F. "Oils as collectors in low-rank coal flotation" Advances in Coal and Mineral Processing Using Flotation - Proceedings of an Engineering Foundation Conference, Dec 3-8, Palm Coast, FL, USA, p 266-270, 1989.
• [16] HARRIS, G.H.; "Coal flotation with nonionic surfactants" Coal Prep. 16, 135-147, 1995.
• [17] JIA, R.; HARRIS, G.H.; FUERSTENAU, D.W.; "An improved class of universal collectors for the flotation of oxidized and/or low-rank coal" Int. J. Miner. Process. 58, 99-118, 2000.
• [18] LASKOWSKI J.; "Coal flotation and fine coal utilization", Elsevier, London, 2001.
• [19] LASKOWSKI J.; "Mechanizm działania nieorganicznych soli w procesie "solnej" flotacji weingli kamiennych" Ph. D. Theis 1963, (in Polish)
• [20] LIU, D.; Somasundaran, P.; Vasudevan, T.V.; Harris, C.C.; "Role of pH and dissohed mineral species in Pittsburgh No. 8 coal flotation system, I. Floatability of coal" International Journal of Mineral Processing 41, 201-214, 1994a.
• [21] LIU, D.; Somasundaran, P.; Vasudevan, T.V.; Harris, C.C.; "Role of pH and dissohed mineral species in Pittsburgh No. 8 coal flotation system, II. Separation of pyrite and non-pyritic minerals from coal" International Journal of Mineral Processing, 41, 215-225, 1994b.
• [22] MAJKA-MYRCHA, B.; GIRCZYS, J. "Effect of REDOX conditions on the floatability of coal" Coal Preparation, v 13, n 1-2, 1993, p 21-30
• [23] MAJKA-MYRCHA, B.; SOBIERAJ, S.; "The effect of ionic flotation reagents and the oxidation of the surface upon the flotation of hard coal by means of an apolar collector" Trans. Tech. Univ. Silesia, 45, Series: Mining No. 160, 1987.
• [24] MOXON, N.T.; KEAST-JONES, R.; ASTON, J.R.; "Increased coarse coal yield from flotation using non-ionic frothers" Int. J. Miner. Process. 24, 295-305, 1988.
• [25] PAUL A. H.; ANH V. N.; GEOFFREY M. E.; "Influence of Electrical Double-Layer Interaction on Coal Flotation" Journal of Colloid and Interface Science 250,337-343 (2002)
• [26] POLAT, H.; CHANDER, S.; "Adsorption of PEO/PPO triblock copolymers and wetting of coal" J. Colloids Surf., A Phys. Chem. Eng. Aspects 146, 199-212, 1999.
• [27] POLAT, H.; CHANDER, S.; "Interaction between physical and chemical variables in flotation of Iow rank coals" J. Miner. Metall. Process. 5, 41-47, 1998.
• [28] POLAT, H.; POLAT, M.; CHANDER, S.; "Deep cleaning of a high bituminous coal using a polyethylene oxide/polypropylene oxide block co-polymer" Am. Chem. Soc. Div. Fuel Chem. 39 (2), 405-409, 1994.
• [29] RAMESH, R.; SOMASUNDARAN, P.; "Chemical and wettability studies on coal, humic acid and cyclized humic acid" Fuel 68 4 , pp. 533-535, 1989.
• [30] RATAJCZAK T.; Drzymała J.; "Flotacja solna" Wrocław, Poland, 2003, (in Polish)
• [31] SABLIK J.; "Flotacja Węgli Kamiennych" Katowice, Poland, 1998, (in Polish)
• [32] SARIKAYA, M.; "Flotation test as a method for studying coal weathering" Int. J. Miner. Process. 43, 31-35, 1995.
• [33] SARIKAYA, M.; OZBAYOGLU, G.; "Flotation characteristics of oxidized coal" Fuel, V 74, n 2, p 291-294, 1995.
• [34] SCHLYER, D.J.; WOLF, A.P.,"New approaches in coal chemistry" ACS Symp. Ser. 169, 87, 1981.
• [35] SOMASUNDARAN P.; Zhang L.; Fuerstenau, D.W.; "The effect of environment, oxidation and dissolved metal species on the chemistry of coal flotation" Int. J. Miner. Process., V.58, p. 85-97, 2000.
• [36] SOMASUNDARAN, P.; ROBERTS, C.E.; RAMESH, R. "Effects of oxidizing methods on the flotation of coal" Minerals Engineering, V. 4, n 1, p 43-48, 1991.
• [37] TEKELY, P., NICOLE, D., DELPUECH, J.J., TOTINO, E., MULLER, J.F., "Chemical structure changes in coals after low-temperature oxidation and demineralization by acid treatment as revealed by high resolution solid state 13C NMR" Fuel Process. Technol. 15, 225-231, 1987.
• [38] VAMVUKA D.; AGRIDIOTIS V., "The effect of chemical reagents on lignite flotation" Int. J. Miner. Process. 61, pp. 209-224, 2001.
• [39] WÓJCIK, W., JANCZUK, B., BIALOPIOTROWICZ, T., "Correlation between flotation activity of coal, the contact angle and stability of the coal/n-alkane film- air bubble-water system", Chem. Eng. J. 42, 63-67, 1989.
• [40] WÓJCIK, W., JANCZUK, B., BIALOPIOTROWICZ, T., "The influence of an apolar collector on the contact angle, detachment force and work of adhesion to the coal surface in agglomeration flotation of a Iow rank coal" Fuel, 69, 207-210, 1990.