Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The high temperature ashes (HTA ) from bituminous coal combustion as a potential resource of rare earth elements

Adamczyk Z., Komorek J., Lewandowska M.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2018

|

T. 34, z. 3

135--150

EN

Potential sources of rare earth elements are sought after in the world by many researchers. Coal ash obtained at high temperatures (HTA ) is considered among these sources. The aim of the study was an evaluation of the suitability of the high temperature ash (HTA ) formed during the combustion of bituminous coal from the Ruda beds of the Pniówek coal mine as an potential resource of REY. The 13 samples of HTA obtained from the combustion of metabituminous (B) coal were analyzed. The analyses showed that the examined HTA samples varied in their chemical composition. In accordance with the chemical classification of HTA , the analyzed ash samples were classified as belonging to the following types: sialic, sialocalcic, sialoferricalcic, calsialic, fericalsialic, ferisialic. The research has shown that the rare earth elements content (REY) in examined HTA samples are characterized by high variability. The average REY content in the analyzed ashes was 2.5 times higher than the world average (404 ppm). Among rare earth elements, the light elements (LREY) were the most abundant. Heavy elements (HREY) had the lowest share. A comparison of the content of the individual rare earth elements in HTA samples and in UCC showed that it was almost 20 times higher than in UCC. The distribution patterns of REY plotted for all samples within their entire range were positioned above the reference level and these curves were of the M-H or M-L type. The data presented indicate, that the analyzed ash samples should be regarded as promising REY raw materials. Considering the fact that in 7 out of 13 analyzed ash samples the REY content was higher than 800 ppm, REY recovery from these ashes may prove to be economic.

PL

Potencjalne źródła pierwiastków ziem rzadkich są poszukiwane w świecie przez wielu badaczy. Wśród tych źródeł rozpatrywany jest popiół z węgla uzyskiwany w wysokich temperaturach (HTA). Celem artykułu była ocena wysokotemperaturowych popiołów (HTA) pochodzących ze spalania węgla kamiennego warstw rudzkich z KWK Pniówek, pod kątem ich wykorzystania jako alternatywnego źródła REY. Badaniom poddano 13 próbek popiołów HTA uzyskanych ze spalenia węgla o średnim stopniu uwęglenia B. Zgodnie z klasyfikacją chemiczną popiołów HTA , badane próbki popiołów zaklasyfikowano do następujących typów: krzemianowo-glinowych, krzemianowo-glinowo-wapniowych, krzemianowoglinowo-żelazowo-wapniowych, wapniowo-krzemianowo-glinowych, żelazowo-wapniowokrzemianowo-glinowych, żelazowo-krzemianowo-glinowych. Badania wykazały, że zawartość pierwiastków ziem rzadkich REY w badanych próbkach popiołów HTA charakteryzuje się dużą zmiennością. Średni udział REY w analizowanych popiołach jest 2,5 razy większy od średniej dla złóż światowych (404 ppm). Wśród pierwiastków ziem rzadkich największy udział mają pierwiastki lekkie LREY. Najmniejszym udziałem charakteryzują się pierwiastki ciężkie HREY. Porównanie zawartości poszczególnych pierwiastków ziem rzadkich w próbkach popiołów HTA i w UCC wykazało, że jest ona prawie do 20 razy większa niż w UCC. Krzywe normalizacyjne wyznaczone dla wszystkich próbek w całym swoim zakresie znajdują się powyżej poziomu odniesienia i są to krzywe typu M-H lub typu M-L. Przedstawione dane wskazują, że analizowane próbki popiołów należy uznać za obiecujące surowce REY. Uwzględniając fakt, że w 7 z 13 analizowanych próbek popiołu zawartość REY jest wyższa niż 800 ppm, odzysk REY z tych popiołów może okazać się ekonomiczny.

2

Ashes from bituminous coal burning in fluidized bed boilers as a potential source of rare earth elements

Adamczyk Z., Komorek J., Lewandowska M., Nowak J., Białecka B., Całusz-Moszko J., Klupa A.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2018

|

T. 34, z. 2

21--36

EN

Rare earth elements are characterized by the high risk of their shortage resulting from limited resources. From this reason REE constitute a group of elements of special importance for the European Union. The aim of this study was to evaluate ashes from the burning of coal in fluidized bed boilers as an potential source of REY . Twelve samples of fly ash and bottom ash taken from power plants in Poland were analyzed. Tests have shown that despite some differences in chemical composition, the fly ash and bottom ash from fluidized beds could be classified as the calsialic, low acid type. It was found that fly ashes contained more REY than bottom ashes. Among REY , the light elements (LREY ) had the highest share in the total REY content in both fly ashes and bottom ashes. Heavy elements (HREY ) had the lowest content. The normalized curves plotted for fly ash samples within almost all of their entire range were positioned above the reference level and these curves were of the L-M or H-M type. The content of the individual REY in these samples was even twice as high as in UCC. The normalized curves plotted for bottom ash samples were classified as of L, L-M or H type. They were positioned on the reference level or above it. The content of the individual REY in these samples was the same or up to about 4 times lower than in UCC. It was found that the content of critical elements and of excessive elements in fly ash and bottom ash differs, which has an effect on the value of the outlook coefficient Coutl, and which is always higher in the case of fly ash than in the case of bottom ash. Nevertheless, the computed values of the outlook coefficient Coutl allow both fly ash and bottom ash from fluidized beds to be regarded as promising REY raw materials.

PL

Pierwiastki ziem rzadkich charakteryzują się wysokim ryzykiem niedoboru, wynikającym z ograniczonej ilości źródeł ich pozyskiwania. Z tego powodu stanowią grupę pierwiastków o specjalnym znaczeniu w Unii Europejskiej. Celem pracy była ocena popiołów ze spalania węgla kamiennego w kotłach fluidalnych, pod kątem ich wykorzystania, jako potencjalnego źródła REY. Badaniom poddano 12 próbek popiołów lotnych i dennych fluidalnych pobranych z elektrowni w Polsce. Badania wykazały, że mimo różnic w składzie chemicznym badane popioły lotne i denne fluidalne zostały zaklasyfikowane do typu calsialic – słabo kwaśnych. Stwierdzono, że popioły lotne charakteryzują się większą zawartością REY niż denne. Zarówno w popiołach lotnych, jak i dennych największy udział wśród REY mają pierwiastki lekkie LREY. Natomiast najmniejszym udziałem charakteryzują się pierwiastki ciężkie HREY. Krzywe normalizacyjne wyznaczone dla próbek popiołów lotnych w prawie całym swoim zakresie znajdują się powyżej poziomu odniesienia, są to krzywe typu L-M lub H-M. Zawartości poszczególnych REY w tych próbkach są nawet dwukrotnie większe niż w UCC. Krzywe normalizacyjne wyznaczone dla próbek popiołów dennych zaliczono do typów L, L-M i H. Znajdują się one, na lub poniżej poziomu odniesienia. Zawartość poszczególnych REY w tych próbkach jest taka sama lub do około 4 razy mniejsza niż w UCC. Stwierdzono, że udział pierwiastków krytycznych i nadmiarowych w popiołach lotnych i dennych różni się, co ma wpływ na wartość współczynnika perspektywicznego Coutl, który dla popiołów lotnych przyjmuje zawsze wyższe wartości niż dla dennych. Pomimo to, uzyskane wartości współczynnika perspektywicznego Coutl pozwalają zaliczyć, zarówno analizowane popioły lotne jak i denne fluidalne do surowców perspektywicznych REY.

3

The impact of a Neogene basalt intrusion on the optical properties and internal structure of the dispersed organic matter in Carboniferous strata (SW-part USCB)

Adamczyk Z., Kokowska-Pawłowska M., Komorek J., Klupa A., Lewandowska M., Nowak J.

Acta Geologica Polonica

|

2018

|

Vol. 68, no. 2

249--262

EN

The S-7 borehole log from the Sumina area (USCB Poland) revealed the presence of three basaltic veins originating from a basalt dyke. Coal interlayers in the rocks surrounding the basaltic veins have been coked to form natural coke. Photometric measurements revealed that the optical properties of the studied natural coke samples are characteristic of semi-graphite (Rmax > 9%). The natural coke matrix of all of the analyzed samples has a biaxial negative optical character. Vitrinite in the examined natural coke samples is characterized by a lower optical anisotropy than that of the natural matrix and it has a biaxial positive optical character. Vitrinite in almost all samples taken at locations more distant from the intrusion has a biaxial positive optical character. A reversal of the changes of the true maximum vitrinite reflectance and bireflectance with changing distance from the second basaltic vein has been observed. The temperature regime that acted upon the dispersed organic matter located in the immediate vicinity of the intrusion, estimated on the basis of the selected experimental data, is suggested to be higher than 750°C.

4

Dystrybucja pierwiastków ziem rzadkich (REE) w procesie sekwencyjnego ługowania węgla z pokładu 404 KWK „Pniówek” (GZW)

Adamczyk Z., Jakóbik A., Komorek J., Lewandowska M., Osadnik M.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2016

|

z. 5 (17)

21--37

PL

Celem pracy było określenie dystrybucji pierwiastków ziem rzadkich (REE) w procesie sekwencyjnego chemicznego ługowania próbek węgla z pokładu 404 KWK Pniówek. Na potrzeby pracy wykorzystano pięciostopniową zmodyfikowaną procedurę ługowania opisaną w pracy D.A. Spears. Zawartość REE w uzyskanych roztworach oznaczono metodą ICP-MS). Analizowano oddzielnie udziały REE w próbkach bruzdowych węgla oraz w roztworach będących produktami sekwencyjnego ługowania substancji nieorganicznej i organicznej węgla. Stwierdzono zróżnicowany udział REE w analizowanych próbkach węgla. Normalizacja udziałów REE do chondrytów wykazała obecność małej anomalii ujemnej dla Eu i większej dodatniej dla Gd. Na wszystkich krzywych po znormalizowaniu widoczne jest wzbogacenie próbek węgla w LREE i odpowiednio niższy mało zróżnicowany udział HREE. Podobnym przebiegiem charakteryzują się krzywe po znormalizowaniu uzyskane dla produktów ługowania związanych z substancją organiczną węgla (etap IV-V) i krzemianami. Krzywe normalizacyjne uzyskane dla produktów ługowania związanych z substancją mineralną (etap I-III) dla poszczególnych próbek węgla są podobne. Wszystkie charakteryzują się dodatnimi anomaliami w zakresie Sm-Tb oraz wzbogaceniem udziałów MREE względem LREE.

EN

The aim of the study was to determine the distribution of REE in coal using during the sequential chemical leaching of four coal samples from 404 seam of Ruda beds of “Pniówek” coal mine. The five digestion steps were used to determine REE distribution. In this study adopted the leaching procedure described in work D.A. Spears.The content of REE in obtained solutions was determined by ICP-MS method.The contents of REE in the samples was analyzed in coal and separately in the solutions which were products of the sequential leaching of inorganic and organic substances of coal. It was found that the REE content in coal samples is varied. The contents of REE were normalized to chondrites. It showed a small negative anomaly for Eu and larger positive anomaly for Gd. The enrichment in LREE of coal samples and respectively lower and less diverse of HREE content are shown on all of the normalized curves. The normalized curves obtained for chondrites REE content in the leaching products connected with organic substance (stage IV-V) have a similar course.The normalized curves obtained for chondrites REE content of the leaching products connected with mineral substance (stage I-III) for the individual samples of coal were similar. All these curves are characterized by positive anomalies in the range of Sm-Tb and enrichment in MREE relative to LREE.

5

Internal structure of vitrinite and sporinite in the view of micro-FTIR spectroscopy using the example of coal from the seam 405 of the Upper-Silesian Coal Basin (USCB)

Komorek J.

Archives of Mining Sciences

|

2016

|

Vol. 61, no. 4

729--748

EN

The aim of the study was to compare the internal structure of vitrinite and sporinite obtained from coal from the seam 405. The examinations were performed with the use of infrared spectroscopy in the micro-area (micro-FTIR). Studies have shown that vitrinite is characterized by lower content of aliphatic components and greater content of aromatic components than sporinite. Sporinite is characterized by longer and less branched aliphatic chains than vitrinite. It was found that vitrinite internal structure is characterized by a greater relative content of aromatic than aliphatic components. The degree of condensation of aromatic rings in structure of vitrinite increases, when the coal rank rises. Studies have shown that the transformation of the vitrinite internal structure towards a structure characterized by a greater degree condensation of aromatic components proceeds at the cost of restructuring the aliphatic groups and is related to the restructuring of the aromatic systems. The structure of sporinite is characterized by a greater participation of aliphatic bonds as compared to aromatic bonds. The relative content of the aliphatic components decreases together with increase of aromatic hydrogen functional group CHar content in the internal structure of sporinite when the coal rank rises. The aliphatic bonds in the sporinite are subject to restructuring. The aliphatic chains are getting increasingly shorter.

PL

Celem przeprowadzonych badań było porównanie struktury wewnętrznej witrynitu i sporynitu z węgla z pokładu 405 z GZW. Badania przeprowadzono metodą analizy spektralnej w podczerwieni w mikroobszarze (mikro-FTIR). Badania wykazały, że witrynit charakteryzuje się mniejszym udziałem składników alifatycznych i większym udziałem składników aromatycznych niż sporynit. Sporynit charakteryzuje dłuższymi słabiej rozgałęzionymi łańcuchami alifatycznymi niż witrynit. Stwierdzono, że struktura witrynitu charakteryzujesię większym względnym udziałem składników aromatycznych niż alifatycznych. Wraz ze wzrostem stopnia uwęglenia rośnie stopień kondensacji pierścieni aromatycznych w witrynicie. Badania wykazały, że przemiany struktury witrynitu w kierunku struktury charakteryzującej się większym stopniem kondensacji składników aromatycznych odbywają się kosztem przebudowy składników alifatycznych oraz związane są też z przebudową układów aromatycznych. Struktura sporynitu z charakteryzuje się większym udziałem wiązań alifatycznych niż aromatycznych. Wraz ze wzrostem stopnia uwęglenia w strukturze wewnętrznej sporynitu maleje udział wiązań alifatycznych przy jednoczesnym wzroście zawartości wiązań aromatycznych CHar. Wiązania alifatyczne w sporynicie ulegają przebudowie. Łańcuchy wiązań alifatycznych stają się coraz krótsze.

6

Rare earth elements of orzeskie beds of south-west part Upper Silesian Coal Basin (Poland)

Adamczyk Z., Białecka B., Całusz Moszko J., Komorek J., Lewandowska M.

Archives of Mining Sciences

|

2015

|

Vol. 60, no. 1

157--172

EN

The subject of the research concerned the coal samples from 360/1, 361 and 362/1 seams of the Orzesze beds in the “Pniówek” coal mine. The obtained samples were characterized by low ash content – 2.22-6.27% of the mass. The chemical composition of the ash indicates the presence of aluminosilicate minerale in the analyzed coal samples – most likely clay minerals, the presence of which has been confirmed In microscopic tests of the petrographic composition of channel samples of coal. The content of rare earth elements (REE sum) in the ash of the tested coal seams ranged from 364 to 1429 ppm. Variation of the REE content has been observed within a single seam. The fraction of REE indicates a relation with a mineral substance. No relation of the REE fraction and the presence of red beds has been found based on the tested samples. The content of REE found in ash, normalized to chondrites, is characterized by LREE enrichment in relation to HREE. The Eu anomaly is most likely related to tuff and tonstein levels occurring in Orzesze beds, which accompany the coal seams in the Upper Silesian Coal Basin (i.a., south of the studied area). The research has indicated that LREE in the tested samples are more related to the mineral substance, while HREE have a stronger affinity with organic substances.

PL

Przedmiotem badań były próbki węgla z pokładów 360/1, 361 i 362/1 warstw orzeskich KWK Pniówek. Próbki te charakteryzują się niewielką zawartością popiołu 2,22-6,27% mas. Skład chemiczny popiołów wskazuje na obecność w analizowanych próbkach węgla minerałów z grupy glinokrzemianów najprawdopodobniej minerałów ilastych, których obecność była stwierdzona w badaniach mikroskopowych składu petrograficznego próbek bruzdowych węgla. Zawartości pierwiastków ziem rzadkich (suma REE) w popiołach badanych pokładów węgla wahają się od 364 do 1429 ppm. Obserwuje się zróżnicowanie zawartości REE w obrębie jednego pokładu. Udział REE wykazuje związek z substancją mineralną. Nie stwierdzono związku udziału REE, w badanych próbkach, z obecnością utworów pstrych w stropie karbonu. Zawartości REE oznaczone w popiołach, znormalizowane do chondrytów, charakteryzują się wzbogaceniem LREE wobec HREE. Anomalia Eu związana jest prawdopodobnie z występującymi w warstwach orzeskich (m.in. na północ od obszaru badań) Górnośląskiego Zagłębia Węglowego poziomami tufów i tonsteinów, które towarzyszą pokładom węgla. Badania wykazały, że LREE w badanych próbkach związane są raczej z substancją mineralną, natomiast HREE posiadają silniejsze powinowactwo z substancją organiczną.

7

Specific types of coal macerals from Orzesze and Ruda beds from ”Pniówek” Coal Mine (Upper Silesian Coal Basin – Poland) as a manifestation of thermal metamorphism

Adamczyk Z., Komorek J., Lewandowska M.

Archives of Mining Sciences

|

2014

|

Vol. 59, no. 1

77--91

EN

Subject of the research were coal samples from the seams of Orzesze and Ruda beds from “Pniówek” coal mine. All samples represent methabituminous coal B, which present high vitrinite content (V mmf > 60%). Optical character of vitrinite from all analyzed coal samples is biaxial negative and it is characterized by low differentiation of bireflectance. The experiments have shown that the coal rank of investigated samples is generally decreasing with increasing both depth of coal seams and the distance between sampling point and the Carboniferous roof. It may suggests inversion of coalification. Specific types of macerals, typical for thermally metamorphosed coals have been found for all analysed coal samples. It was found, presence of such components like: fluorescing bituminous substance (FBS) filling of cellular spaces in semifusinite, fusinite, and funginite; pseudomorphs after megaspores exhibiting strong bireflectance, and anisotropic semifusinite. Petrographic components with a structure similar to structure of coke and pyrolytic carbon were observed rarely. Presence of colotelinite grains which are visible darker, impregnated with bituminous substance and exhibiting weak fluorescence may be related with influence of temperature on coal. Carbonates occur as filling of cellular spaces in semifusinite, in examined coal samples and there are the effect of thermal alteration of coal.

PL

Przedmiotem badań były próbki węgla z pokładów warstw orzeskich i rudzkich KWK Pniówek. Badane próbki reprezentują węgiel średniouwęglony typu B (metabitumiczny), wysokowitrynitowy. Stwierdzono, że witrynit z badanych próbek ma dwuosiowy ujemny charakter optyczny i wykazuje małe zróżnicowanie w wartościach dwójodbicia. Przeprowadzone badania wykazały, że stopień uwęglenia badanych próbek generalnie maleje wraz ze wzrostem głębokości występowania pokładów węgla oraz ze wzrostem odległości miejsca opróbowania od stropu karbonu co może wskazywać na inwersję uwęglenia. We wszystkich analizowanych próbkach węgla stwierdzono występowanie specyficznych odmian macerałów typowych dla węgli zmetamorfizowanych termicznie. W próbkach stwierdzono obecność takich składników jak: fluoryzująca substancja bitumiczna (FBS) wypełniająca przestrzenie komórkowe w semifuzynicie, fuzynicie i funginicie; pseudomorfozy po makrosporach wykazujące silne dwójodbicie oraz anizotropowy semifuzynit. Rzadziej obserwowano składniki petrograficzne o strukturze wykazującej podobieństwo do struktury koksu i węgiel pirolityczny. Z oddziaływaniem temperatury na badany węgiel można wiązać także obecność w analizowanych próbkach wyraźnie ciemniejszych, przesyconych substancją bitumiczną, wykazujących słabą fluorescencję ziaren kolotelinitu. Przejawem przemian termicznych obserwowanych w badanych próbkach węgla może być także obecność węglanów najczęściej wypełniających przestrzenie komórkowe w semifuzynicie.

8

Zastosowanie analizy spektralnej w podczerwieni w mikroobszarze (mikro- -FTIR) do charakterystyki struktury wewnętrznej witrynitu i liptynitu

Komorek J.

Przegląd Górniczy

|

2013

|

T. 69, nr 1

43--50

PL

W pracy dokonano charakterystyki struktury wewnętrznej witrynitu (kolotelinit) i liptynitu (sporynitu) na podstawie analizy spektralnej w podczerwieni w mikroobszarze (mikro-FTIR). Stwierdzono, że witrynit charakteryzuje się większą względną zawartością wiązań aromatycznych niż alifatycznych. Wraz ze wzrostem stopnia uwęglenia rośnie stopień kondensacji pierścieni aromatycznych w witrynicie. Struktura wewnętrzna sporynitu charakteryzuje się większym udziałem wiązań alifatycznych niż aromatycznych. Wraz ze wzrostem stopnia uwęglenia w strukturze wewnętrznej liptynitu rośnie udział wiązań aromatycznych δCHar, C=C przy jednoczesnym spadku zawartości wiązań alifatycznych νCH2+CH3. Witrynit ze wszystkich analizowanych próbek reprezentuje kerogen typu III natomiast sporynit reprezentuje kerogen typu II i III.

EN

This paper present the characterisation of vitrinite (colotelinite) and liptinite (sporinite) inner structures developed by performing the spectral analysis of infrared radation in the micro-area (micro-FTIR). It was observed that vitrinite consists of higher relative content of aromatic bonds than the aliphatic ones. The higher the extent of coalifi cation, the higher increase in the condensation aromatic rings inside the vitrinite. Alternatively, the inner structure of sporinite consists of higher content of aliphatic bonds than the aromatic ones. The higher the extent of coalifi cation in the inner structure of liptinite, the higher content of aromatic bonds δCHar, C= C by the simultaneous decrease in the content of aliphatic bonds νCH2+CH3. Vitrinite in each tested sample holds the same kerogen type III whereas sporinite contains both kerogen type II and III.

9

Ocena stopnia zanieczyszczenia gruntów wybranymi pierwiastkami w gminie Pawłowice

Adamczyk Z., Komorek J., Kozik A., Nowińska K.

Górnictwo i Geologia

|

2010

|

T. 5, z. 4

7-19

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań koncentracji pierwiastków śladowych w gruntach gminy Pawłowice. Wyniki badań ujawniają, że udział substancji organicznej jest niski i nie przekracza 6 procent. Analizowane grunty charakteryzują się niemal identycznym składem mineralnym. Zawartości wszystkich analizowanych pierwiastków ujawniają na ogół większą ich koncentrację w poziomie 0,30-1,00 m, w porównaniu do poziomu 0,00-0,30 m. Niezależnie od głębokości poziomu, klasa ziarnowa ‹ 0,05 mm zawiera zwykle wyższe koncentracje pierwiastków śladowych w porównaniu do klasy › 0,05 mm. Maksymalne zawartości oznaczonych pierwiastków śladowych w badanych punktach gminy Pawłowice nie stanowią nawet 20 procent wartości dopuszczalnej. Zawartości prawie wszystkich oznaczonych pierwiastków śladowych mieszczą się w zakresie niższych koncentracji, niż wynikające z interpolacji z "Atlasu geochemicznego Górnego Śląska". Wyjątkiem jest chrom, którego zawartość w gruntach gminy Pawłowice jest 2-3 razy większa.

EN

The paper presents results of trace elements concentration analysis in grounds of Pawłowice Gmina. This results show that participation of organie matter is low and do not exceed 6 percent. Analyzed grounds are characterize by almost identical mineralogical composition. Contents of all analyzed elements shows in general higher concentration in 0,30-1,00 level in comparison with 0,00-0,30 m level. Apart from depth of level, size grade ‹ 0,05mm usually consists higher concentrations of trace elements in comparison with size grade › 0,05 mm. Maximum concentration of tracę elements in analyzed points of Pawłowice Gmina are not part even 20 precent of acceptable value. Contents of almost all analyzed trace elements are contained in lower concentrations range than these which follow from "Atlas geochemiczny Górnego Śląska". Exception chromium which concentration in Pawłowice Gmina grounds is 2-3 times highest.

10

Peculiarities of petrographic composition of coking coals in southwest part of Upper Silesian Coal Basin (Poland) as a result of thermal metamorphism influence

Komorek J., Lewandowska M., Probierz K.

Archives of Mining Sciences

|

2010

|

Vol. 55, no 4

783-798

EN

Subject of the research were coal samples taken from different tectonic blocks of a coal bed, from the seams 404/2, 409/3, 409/4, and 415/3 (Namurian C) in coal mine Zofiówka. Samples from investigated seams represent middle ranked coal type B (metabituminous), characterised by a mean reflectance of vitrinite in a range of Ro = 1,12 to 1,33%. It was found that for samples collected from coal seams 415/3, 409/4, and 409/3, value of vitrinite reflectance decreases slightly with increasing distance between the sampling location and red beds that exist in the Carboniferous roof, what points on certain inversion of coal rank. All analysed coal samples from Ruda beds are characterized by certain peculiarities in petrographic composition, which are typical for thermally metamorphosed coals, in the temperature range of 400-500 C. Presence of such components as anisotropic inertinite, fluorescing bituminous substance, and more rarely pseudomorphs after macrospores characterized by intense bireflectance, were observed. Sporadically pyrolytic coal was also observed, characterised by intense anisotropy with visible Brewster crosses by cross-Nicol position. Components, which exhibit structure similar do coke, were also observed in tested coal samples. A manifestation of thermal processes could be also presence of significant amounts of carbonates in tested samples, which are present in a form of filling of cellular spaces in semifusinite, fusinite, and funginite.

PL

Przedmiotem badań były próbki węgla pochodzące, z różnych bloków tektonicznych złoża, z pokładów 404/2, 409/3, 409/4 i 415/3 (Namur C) z KWK Zofiówka. Próbki z analizowanych pokładów reprezentują węgiel średniouwęglony B (metabitumiczny), charakteryzujący się średnią refleksyjnością witrynitu z zakresu Ro = 1,12 do 1,33%. Stwierdzono, że dla próbek pobranych z pokładów 415/3, 409/4 i 409/3, wartość refleksyjności witrynitu nieznacznie maleje, wraz ze wzrostem odległości miejsca opróbowania od występujących w stropie karbonu utworów pstrych, co wskazuje na pewną inwersję uwęglenia. Wszystkie analizowane próbki węgla warstw rudzkich charakteryzują się pewnymi osobliwościami w składzie petrograficznym, typowymi dla węgli zmetamorfizowanych termicznie, zaś temperatura mogła osiągać nawet wartość 400-500 C. W próbkach stwierdzono obecność takich składników jak anizotropowy inertynit, fluoryzująca substancja bitumiczna i rzadziej pseudomorfozy po makrosporach wykazujących silne dwójodbicie. Sporadycznie obserwowano także węgiel pirolityczny charakteryzujący się silną anizotropią z widocznymi przy nikolach skrzyżowanych krzyżami Brewstera. W badanych próbkach węgla obserwowano także składniki wykazujące strukturę podobną do struktury koksu. Przejawem przemian termicznych może być także występowanie w badanych próbkach węgla znacznych ilości węglanów, które stanowią wypełnienie wolnych przestrzeni komórkowych w semifuzynicie i fuzynicie oraz funginicie.

11

Zastosowanie badań petrologicznych w procesach uzyskiwania "czystych" paliw węglowych

Probierz K., Komorek J., Lewandowska M.

Przegląd Górniczy

|

2009

|

T. 65, nr 7-8

67-72

PL

Szczegółowa charakterystyka petrograficzna węgla, polegająca na określaniu udziału grup macerałów, mikrolitotypów, karbominerytów i skały, jest wykorzystywana do projektowania efektywnego wzbogacania i uzyskiwania wysoko jakościowego, ekologicznego paliwa. Celem badań było określenie składu petrograficznego miału węglowego o uziarnieniu 20-0 mm z KWK B-C, oraz jego frakcji gęstościowych, a także rozpoznanie możliwości uzyskania paliwa spełniającego wymogi ochrony środowiska. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że próbki uzyskane po wzbogacaniu w cieczy o gęstości d=1,3 g/cm[^3] mogą stanowić koncentrat ekologicznego paliwa. Próbki te stanowią węgiel wysokowitrynitowy, niezawierający substancji mineralnej związanej z karbominerytami i skałą.

EN

The detailed petrographic characteristic of coal is connected with determination of the percentage content of maceral groups, microlithotypes, carbomonerities and rock. It is used for designing an effective coal cleaning to obtain the high quality ecological coal fuel. The aim of work was determination of petrographical composition of the coal smalls sized 20-0 mm from the hard coal mines B - C as well as its density fractions and also recognition of possibility to obtain the fuel meeting the requirements of environment protection. Basing on performed research it has been stated, that the concentrate from the samples cleaned in dense medium of density 1.3 g/cu.cm can be accepted. These samples represent the high-vitrinite coal with no content of mineral substance connected with carbomonerities and rock.

12

Charakterystyka zmian cech optycznych liptynitu i inertynitu pod wpływem obróbki termicznej

Morga R., Komorek J.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2006

|

z. 273

72-83

PL

Obiektem prac były koncentraty liptynitu i inertyniru, sporządzone z bruzdowych próbek węgla o różnym stopniu uwęglenia. Sporynit, niezależnie od stopnia metamorfizmu węgla wyjściowego, w temperaturze 1200°C osiąga zbliżone wartości parametrów optycznych. Cechy optyczne matrix karbonizatów liptynitowych różnią się natomiast podczas całego eksperymentu. Macerały tkankowe z grupy inertyniru również reagują na wpływ temperatury w podobny sposób, niezależnie od stopnia uwęglenia węgla, z którego pochodzą. Cechy optyczne ich form niereaktywnych, obserwowane po obróbce przeprowadzonej w 1200°C, są zbliżone. Poszczególne odmiany genetyczne semifuzynitu są reaktywne w różnych temperaturach, a po wygrzaniu w 1200°C wyróżniamy jest jedynie w pełni niereaktywny semifuzynit, którego cechy optyczne nie różnią się od cech fuzynitu.

EN

Examination was performed on liptinite and inertinite concentrates prepared from channel samples of coal of different rank. Sporinite, independently from the rank of the parent coal, at 1200°C has similar optical properties. Optical properties of matrix of liptinite concentrates, however, significantly differ during the whole experiment. Cellular macerals of the inertinite group also react similarly, independently from the rank of the parent coal. Optical properties of their non-reactive forms, observed after treatment at 1200°C are similar. Genetical forms of semifusinite are reactive in different temperatures, and at 1200°C only non-reactive semifusinite can be determined, optical properties of which does not differ from the properties of fusinite.

13

Charakterystyka zmian składu petrograficznego węgla z KWK Zofiówka

Probierz K., Komorek J., Lewandowska M.

Górnictwo i Geologia

|

2006

|

T. 1, z. 3

67-79

PL

Celem pracy była szczegółowa charakterystyka składu petrograficznego obecnie eksploatowanych pokładów węgla 404/2, 409/3, 409/4 i415/3 KWK "Zofiówka". Stwierdzono, że wraz ze wzrostem stopnia uwęglenia od pokładu 404/2 do pokładu 415/3 maleje zawartość witrytu, przy jednoczesnym wzroście zawartości witrynertytu oraz trimacerytu i durytu w pokładzie 415/3. Tendencja ta znajduje także potwierdzenie w składzie maceralnym badanych próbek. Wraz ze wzrostem stopnia uwęglenia obserwuje się wzrost zawartości inertynitu. Jednocześnie zawartość witrynitu maleje. Dla węgla z obszaru badań charakterystyczne są substancje żywiczne (eksudatynit ?), stwierdzone w durytach jako wypełnienia przestrzeni komórkowych semifuzynitów i fuzynitów.

EN

The aim of the work was to characterize changes in petrographical composition of coal from "Zofiówka" coal mine. The object of examination were coal seams 404/2, 409/3, 409/4 and 415/3. It was found that with increase of coal rank, vitrite content decreases, while vitrinertite, trimacerite and durite content increases in 415/3 coal seam. The similar changes were observed in maceral content of examined samples. While coal rank increases, inertinite content increase too, but vitrinite content decreases. For coal from the study area typical are resins (exudatinite ?) which fill cellular space in fusinite and semifusinite.

14

Charakterystyka porównawcza własności optycznych witrynitu, sporynitu i semifuzynitu, poddanych obróbce termicznej, na przykładzie węgla z pokładu 405/1 KWK Jankowice

Komorek J., Morga R.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2005

|

z. 268

89-98

PL

Celem przeprowadzonych badań była charakterystyka zmian refleksyjności, anizotropii optycznej i kształtu indykatrysy optycznej witrynitu, sporynitu i semifuzynitu, zachodzących pod wpływem wygrzewania w temperaturze od 400 do 1200°C, w atmosferze argonu. Po wygrzewaniu przeprowadzonym w 1200°C spośród badanych składników petrograficznych najniższą refleksyjnością średnią i anizotropią optyczną. odznacza się sporynit. Cechy witrynitu i semifuzynitu upodabniają się do siebie.

EN

The objective of the study was to characterize changes of reflectance, reflectance anisotropy and RIS shape of vitrinite, sporinite and semifusinite subjected to thermal treatment at temperature of 400-1200 °C, in argon atmosphere. After heating at 1200°C sporinite is characterized by the lowest random reflectance value. Properties of vitrinite and semifusinite become similar.

15

Zmiany własności optycznych i struktury wewnętrznej witrynitu z węgla koksowego pod wpływem obróbki termicznej

Komorek J., Morga R.

Przegląd Górniczy

|

2005

|

T. 61, nr 1

35-42

PL

Celem niniejszej pracy było scharakteryzowanie zmian własności optycznych i struktury witrynitu, poddanego obróbce termicznej w zakresie 400 - 1200 0C, przez czas 1+7 h, w atmosferze argonu. Badania przeprowadzono na koncentracie witrynitowym sporządzonym z próbki węgla kamiennego, pobranej w pokładzie 358/1 kopalni węgla kamiennego "Budryk", reprezentującej typ technologicmy 35.1. Wykazano, że zmiany własności optycznych wygrzewanego witrynitu przebiegają w ścisłym powiązaniu ze zmianami w jego strukturze wewnętrznej. W większym stopniu wpływa na nie zastosowana temperatura, niż czas wygrzewania. W trakcie przebudowy struktury wewnętrznej (pojawienie się mezofazy, gwałtowny ubytek grup funkcyjnych) następuje skokowy wzrost wartości refleksyjności i dwój odbicia. Zmienia się również kształt indykatrysy optycznej witrynitu, który jednak, po obróbce przeprowadzonej w 1200 .C, staje się podobny do stwierdzonego dla próbki surowej. Matrix koksu charakteryzuje się wyższą refleksyjnością i większą anizotropią optyczną niż witrynit. Może to oznaczać, że wewnętrzna struktura matrix, odznacza się wyższym stopniem uporządkowania niż struktura witrynitu.

EN

The aim of this work was to charaeterise changes of optical properties and the structure of vitrinite undergoing heat treatment in the range of 400 + 1200 oC, for l + 7 h, in the argon atmosphere. The research has been eonducted on the vitrinite concentrate prepared from the sample ofhard coal, taken from the seam 358/1 of hard coal mine "Budryk", representing technological type 35. I. lt has been proved that optical properties' changes proceed in the close connection with its intemal structure changes. The used temperature influences them to the bigger extent than the time of heating. In the course of reconstruction of the structure (appearance ofmesophase, rapid 10ss in functional groups) ensues step increase ofreflexivity and bireflection. Also the shape ofvitrinite optical indicatrix chan ges, which after treatment at 1200 oC becomes similarto the one stated for the raw sample. Matrix of coke is characterised by a higher reflectivity and higher optical anisotropy than vitrinite. It may mea n that intemal structure of matrix distinguishes itself with higher degree of order than the structure ofvitrinite.

16

Wpływ muskowitu i zeolitów na grafityzację witrynitu w trakcie laboratoryjnej karbonizacji

Adamczyk Z., Komorek J., Morga R.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2004

|

z. 260

29-38

PL

Koncentrat witrynitowy (Rr=l,15%) w stanie czystym oraz z dodatkiem muskowitu lub zeolitów wygrzewano w atmosferze argonu, w 500, 800 i 1200°C przez 3h, a następnie poddano obserwacji mikroskopowej i badaniom rentgenostrukturalnym. Finalne produkty karbonizacji charakteryzują się różnym kształtem porów. Pory w koksie z czystego koncentratu są okrągłe lub soczewkowate. Dodatek muskowitu powoduje, że pory zwykle są wydłużone, w części z nich znajdują się słabo zmienione blaszki muskowitu. Dodatek zeolitów sprawia, że pojawiają się pory wieloboczne - wypełnione kryształami wtórnego nefelinu, z reliktami zeolitów. Widoczne na rentgenogramach zmiany wskazują na to, że zwiększanie temperatury obróbki termicznej powoduje postępującą grafityzację czystego witrynitu. Domieszka muskowitu powoduje znaczne nasilenie się tego procesu, a obecność zeolitów nie wywiera zauważalnego wpływu na proces grafityzacji i wzrost domen krystalicznych.

EN

Pure vitrinite concentrate (Rr=l,15%), as well as with addition of muscovite and zeolites, was heated in an argon atmosphere at the temperature of 500, 800 and 1200°C for time of 3 hours and then subjected to microscopic observation and X-ray diffractometry examination. Final carbonization products arę characterized by different shape of pores. Pores in coke obtained from pure vitrinite concentrate are circular or lenticular. Addition of muscovite causes that they arę mostly elongated. In some of them, poorly altered muscovite blades can be seen. Addition of zeolites causes that pores arę mostly polygonal - filled with crystals of secondary nepheline or relics of zeolites. Changes, which can be seen on diffractograms, indicate gradual graphitization of vitrinite with increasing temperature. Addition of muscovite causes substantial increase of graphitization, while occurrence of zeolites does not affect this process.

17

Wpływ substancji wiążącej w preparatach mikroskopowych na kształt krzywych spektralnych, uzyskanych podczas badań węgla we fluorescencji

Morga R., Komorek J.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2003

|

z. 257

143-151

PL

Przeprowadzono analizę fluorescencyjną dwóch próbek węgla różniącego się stopniem uwęglenia,, z których wykonano preparaty z zastosowaniem różnych substancji wiążących (standardowy Duracryl, Duracryl "O", Epofix). Stwierdzono, że każda z użytych żywic charakteryzuje się znaczącą fluorescencją. Największe względne różnice intensywności fluorescencji dla składnika fluoryzującego i żywicy wiążącej oraz składnika fluoryzującego i niefluoryzującego otrzymano stosując Duracryl "O", który w związku z tym najbardziej, spośród badanych preparatów, nadaje się do badań fluorescencyjnych. Aby było możliwe porównywanie wyników, konieczne jest normalizowanie krzywych spektralnych badanych macerałów poprzez odjęcie od nich, jako krzywej referencyjnej, spektrum uzyskanego dla zastosowanej żywicy wiążącej lub niefluoryzującego tła.

EN

Spectral fluorescence analysis of two samples of coal, characterized by different rank, was carried out. From each of the samples polished mounts were prepared with the use of selected mounting resins (Duracryl, Duracryl "O", Epofix). Each of the resins used in the study is characterized by substantial fluorescence. The biggest relative differences of fluorescence intensity for fluorescent constituent and mounting resin, as well as for fluorescent and non-fluorescent constituents were found, when Duracryl "O" was used. Therefore this is the most suitable of the examined resins, for the aims of routine analysis. To compare results of fluorescence analysis it is necessary to normalize spectral curves, obtained forexamined macerals, by subtraction of spectrum of the resin or non-fluorescent constituent, as a reference curve.

18

Catalytic Combustion of Trichloroethylene over Pd-Doped Ti-Pillared Montmorillonites

Bahranowski K., Gaweł A., Janik R., Komorek J., Machej T., Michalik A., Serwicka E., Włodarczyk W.

Polish Journal of Chemistry

|

2003

|

Vol. 77 / nr 5

675-682

EN

Palladium (0.8 wt.%) was introduced onto Ti-pillared montmorillonite samples by means of incipient wetness technique either before or after calcination of the pillared matrix. Combustion of trichloroethylene (TCE) has been chosen to test the catalytic properties of clay catalysts in deep oxidation of chlorinated volatile organics. The results were referred to the performance of a commercial catalyst. Both materials based on pillared clays were more active than the reference sample. The clay sample doped after calcination was better of the two and gave complete combustion of TCE at temperature by 100 K lower than the commercial catalyst. This material showed also the highest selectivity to HCl at maximum TCE conversion. Further improvement of the clay catalyst performance in terms of the HCl yield and suppression of chlorine evolution was achieved by addition of the methanol vapour to the reaction mixture. The results are discussed in terms of textural and acidic properties of the investigated catalysts.

19

Wyznaczanie stopnia uwęglenia za pomocą cyfrowej analizy obrazu

Komorek J., Krzeszowska E., Morga R.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2002

|

z. 254

85-92

PL

Wartość średniego poziomu szarości kolotelinitu w 15 przebadanych próbkach węgla kamiennego zmienia się w zakresie od GL=125 do GL=164 i rośnie wraz ze stopniem uwęglenia wyrażonym przez wartość Rr Wykazano, że istnieje możliwość wyznaczenia średniej refleksyjności kolotelinitu za pomocą cyfrowej analizy obrazu. Dokładność wyliczonych wartości Rrc można zwiększyć poprzez wykorzystanie do tworzenia krzywej wzorcowej większej ilości standardów refleksyjności, szczególnie z przedziału Rrs=(1. 00-5.00)%.

EN

The value of mean grey level of collotelinite for 15 samples of coal under research ranges from GL=125 and GL=164 and increases together with the rank of coal described by Rr, value. It is possible to determine random reflectance of collotelinite with the use of digital image analysis. Precision of calculated Rrc values could be increased using more reflectance standards (especially those of Rrs value between 1.00 and 5.00%) for construction of the standard curve.

20

Wpływ obróbki termicznej na własności optyczne i strukturę wewnętrzną antracytu

Morga R., Komorek J.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2002

|

z. 254

111-128

PL

Zmiany własności optycznych antracytu poddanego wygrzewaniu w temperaturze od 400 do 1200°C następują w ścisłym powiązaniu z przemianami, zachodzącymi w jego strukturze wewnętrznej. W większym stopniu wpływa na nie temperatura niż czas obróbki Proces grafityzacji antracytu zaznacza się po zastosowaniu temperatury 800°C. Po wygrzaniu antracytu w 1000°C matrix charakteryzuje się wyższą refleksyjnością(Rmmean=8,84%) i większą anizotropią optyczną niż witrynit (Rvmean=6,52%).

EN

Changes of optical properties and internal structure of anthracite subjected to thermal treatment in the temperature from 400 to 1200°C are accompanied by changes in its internal structure. They are influenced more by the temperature used than the time of heating. After heating in 800°C graphitisation process of anthracite was first observed. After treatment in 1000°C matrix is characterized by higher mean reflectance (Rmmean=8,84%) and bigger anisotropy than vitrinite (Rvmean=6,52%).