Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badania filtracji ciśnieniowej i wirowej zawiesiny flotokoncentratu węglowego po dodaniu flokulantu i jego sonifikacji

Palica M., Obrochta N., Rozmus B., Tlałka A.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2012

|

Nr 1

4-7

PL

Testom filtracji ciśnieniowej w zakresie AP = 0,09+1,5 MPa oraz filtracji wirowej w zakresie a/g = 112&divite;1787 i x = 4&divite;30 min poddano przemysłową zawiesinę flotokoncentratu, zawiesinę z dodatkiem flokulantu 70+170 g/l Mg s. p. oraz z flokulantem sonifikowanym. Wykazano, że filtracja wirowa flotokoncentratu z dodatkiem 110 g flok./l Mg s. p. pozwala uzyskać przy dostatecznie wysokich a/g i i znacząco niższe wpl w porównaniu z wpl po filtracji próżniowej i ciśnieniowej.

EN

Industrial suspension of flotoconcentrate, suspension with the addition of 70÷l 70 g/l Mg s. p. of flocculant and suspension with sonicated flocculant underwent pressure filtration tests in the range AP = 0.09+1.5 MPa and centrifugal filtration tests in the ranges.a/g = 112÷1787 and x = 4÷30 min. It was proved that centrifugal filtration of flotoconcentrate with the addition of 110 g/1 Mg s. p. of flocculant allowed one to obtain significantly lower wp, (at appropriate high a/g and i τ in comparison with wpl obtained after vacuum and pressure filtration.

2

Odwadnianie szlamu węglowego na drodze periodycznej filtracji wirowej

Palica M., Wątor K., Thullie J., Kurowski Ł.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2010

|

Tom 12

489-502

PL

W jednej z kopalń węgla kamiennego odwadnianie zawiesiny z wirówek sedymentacyjno-sitowych polega na podawaniu odsączu do odmulnika DORR'a, skąd szlam kierowany jest na prasy filtracyjne typu PF - ROW, a proces filtracji prowadzony jest przy ciśnieniu roboczym 6 bar. W wyniku odwadniania uzyskuje się osad o wilgotności 36÷37%. Dane technologiczne przewidują, że zagęszczony wylew z odmulnika DORR'a zawiera 250÷300 g/dm3 ciała stałego, a przelew zawracany do obiegu zawiera 2÷4 g/dm3 ciała stałego, będącego wg danych [1] w ok. 81,5% węglem, a więc ciało stałe stanowi cenny surowiec energetyczny. Problemem technicznym znanych technik odwadniania takich szlamów jest ich drobne uziarnienie, dlatego rozważono zmianę sposobu odwadniania na periodyczną filtrację wirową, a ideą badań było stwierdzenie, czy w czasie takiej filtracji uzyskuje się zbliżone wilgotności końcowe osadów. Potwierdzenie takiej tezy dla periodycznej filtracji wirowej mogłoby stanowić asumpt do zmiany technologii odwadniania w kierunku filtracji wirowej ciągłej, dla której wprawdzie koszty inwestycyjne takich wirówek są bardzo wysokie, ale zdecydowanie mniejsze są koszty robocizny. Oczywiście o ewentualnym wyborze sposobu odwadniania musiałby decydować rachunek ekonomiczny.

EN

Results of experiments dealing with laboratory-scale periodical centrifugal filtration of sludge originated from one of coal mines, currently dewatering in filtration press, is presented in the paper. This sludge is characterized by a quite high, i.e. greater than 20% mass concentration of solid phase being the coal in 81.3%. Because a final moisture content in the sediment is approximately equal to 37% at pressure of 6 bars, a question appears, if using the centrifugal filtration for simplex a/ g = 1000 (usually applied in industrial conditions) and the centrifugation time close to 10 min, a lower final moisture content of sedimentcan be achieved? It was stated that for such conditions, the final moisture content was equal to about 0.418, what was much higher than after presses. Researches on centrifugal filtration were conducted in a relatively broad range of a/g = 174.5-.;-1786.8 and 't =4-.;-30 min. It was proved that the influence of a/g on the final moisture content was stronger than 't. For the highest a/ g and 't used in the experiments, values of w = 36.6% (for the supply 2) and w = 37.2% (for the supply 1) were obtained. The data for sludge presented in this work indicate that the increase of solid phase mass concentration in the suspension influences the decrease the final moisture content of sediment, and this conclusion is a result of comparison of the data taken from works [26] and [27], obtained for a few and over 20% solid phase concentration in suspension. Quite high values of moisture content in sediments indicate the difficulties in mechanical phase separation. This was also proved by additional measurements, including particle size distribution and sedimentation tests. It was stated that particle size distribution was very fine (Jlm) and critical sedimentation time - long (ca. 120 hr.). This means that the initial suspension thickening using sedimentation is unnecessary. One of the conclusion derived from the researches leads to the statement that periodical or continuous centrifugal filtration is useless because of wet sediments obtained. It is also worth to mention that filtration tests were carried out for previously selected filtration cloth of the type PT - 912 and suspension tested could be treated as without addition of flocculant.

3

Wpływ dodatku flokulantu Magnafloc 919 na przebieg filtracji wirowej podekantacyjnej zawiesiny odpadowej

Palica M., Dolina A., Gierczycki A., Kolorz S.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2009

|

Tom 11

1063-1075

PL

Niniejszy artykuł jest kontynuacją cyklu prac Palicy i współpracowników dotyczących separacji fazowej zawiesin zrzutowych po wirówkach DECANTER, na których odwadnia się flotokoncentraty węgli kamiennych [1÷12]. Wiele prac w tej problematyce począwszy od lat 70-tych prowadził Piecuch i współpracownicy.

EN

In the paper experimental results dealing with centrifugal filtration of postdecantation dump suspension after the DECANTER centrifuge and obtained in a coal mine of "Jastrzębska Spółka Węglowa". Magnaflog-919 flocculant, used by operating service, was added to suspension. The suspension is characterized by very fine grainsize increasing during subsequent cycles, what leads, in consequence, to its replacement. This is connected not only with water and deposition costs but also with the losses of solid phase which is about 81% coal. In the mentioned coal mine 30 g of dry Magnaflog-919 flocculant per 1 Mg of dry product is added to flotoconcentrate. Floccu lant is dosed in a form of 0.1% gel. Therefore it appears a question if during dewatering of dump suspension containing 7÷8% of solid phase (using e.g. centrifugal or pressure filtration) flocculant should be again added, and if an answer is positive - in what amount? As a measure of dewatering efficiency, the final moisture content in cake obtained during centrifugal filtration for defined parameters of the laboratory centrifuge (adapted to a filtration centrifuge) was assumed. The test were carried out in the range of multiplication coefficient ? = a/g = 251.3÷1786.8 and centrifugal time ? = 280÷1800 s for dump suspension containing a base flocculant dose of 30 g/1 Mg, and doses of 15 and 60 g/1 Mg. Each experimental run consists of 6 values of ? and 7 of ? (altogether 42x4 points). For each experimental run tri-parameter correlations in a form of w = f(a/g, ?) = exp[A(a/g)b ?c] + D with regression coefficient R2>0.983 were elaborated. It should be noted that however the correlations quite well describe the process they have no theoretical bases. It was stated that the Magnaflog-919 flocculant dosage in the range 15÷60 g/1 Mg of dry product, for the same a/g and ?, produced an increase of moisture content in cake after centrifugation in comparison with values obtained for dump suspension. This, rather unexpected effect, can be explained by disruption of large flocs during decantation in DECANTER centrifuges and deposition of filtrate in smaller fragments or newly created flocs, for which centrifugal forces were not sufficiently high to remove it from cake. It was proved by higher values of moisture content in cake after centrifugal filtration in comparison with pressure filtration with cake compression. It was also stated the a good usability of filter cloth PT 912 for filtration, while an additive of flocculant accelerated sedimentation. Taking these into account, it seems that dewatering of dump suspension should be carried on in two stages. In the first stage suspension (with 30 g of flocculant per 1 Mg) should be directed to a settling tank, clarified liquid from this apparatus should be used in recirculation. In the second stage post-sedimentation slurry should be directed to a mixing process unit with flotoconcentrate, situated before DECANTER centrifuges.

4

Wpływ zawartości flokulantu Magnaflog 336 na przebieg filtracji ciśnieniowej kopalnianej zawiesiny zrzutowej po wirówkach BIRD'a

Palica M., Kocy G., Kurowski Ł., Pławecka A.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2008

|

Tom 10

301-318

EN

Recovery of solid phase containing about 82% of coal in dry matter from mine dump suspension after the BIRD centrifuge and filtrate recirculation is important from the environmental point of view. Such phase separation is very difficult in the existing system due to the increase of concentration of the smallest solid phase fractions in liquid during a course of the process finally resulting in periodical exchange of circulating liquid. Among possible methods facilitating the separation, pressure filtration of settled in a clarifier sludge formed during sedimentation of dump suspension containing appropriate amount of Magnaflog 336 flocculant seems to be the promising one. In presented research, the usefulness of PT-912 filter cloth in the separation process (pressure and centrifugal filtration) was proved. The main goal of the investigations was the determination of optimal dosage of Magnaflog 336 flocculant in dump suspension and comparison of this value with the ones currently used in industrial practice. Tests were also performed to confirm that the separation process proceeded in agreement with the compressible cake formation model, and PT-912 filter cloth behaved according to the filtration theory. Filtration parameters measured or calculated on the base of experiments allowed one to compare experimental results with the Sorensen model (i.e. the of model of sediment filtration accompanied by filter cake compression). A full compatibility between the model and experimental results for dump suspension with and without addition of Magnaflog 336 flocculant was proved. It was stated that the dry flocculant dosage used in industrial practice equal to 3.2 g/m3 susp. (this value corresponded to 12.8 mg/4 dm3 susp. in the laboratory mixer) was overestimated with respect to the data in Fig.1. Flocculation occurred for the 40% smaller dosage than abovementioned, i.e. equal to about 1.9 g/m3 susp. The analysis of constants K' in Fig.1 proved that the addition of flocculant was necessary. Namely, flocculant dosage equal to 1.9 g/m3 susp. increased the decisive rate constant K' 2.2-3.3- folded. Flocculant addition did not change significantly moisture content in sediment after pressure filtration. For the pressure equal to about 0.2 MPa one can expect a value of the cake moisture content in the range 40.0-41.0%, while for the pressure about 1.6 MPa - 36.5-37.0%. Regardless the amount of flocculant (in the range 0.5-1.5 g/m3 susp., i.e. 2-6 g/m3 susp.) one obtained (except for one experimental result) similar values of the sediment compressibility coefficient according to Spery (s = 0.222-0.239) or Tiller and Leu (s = 0.45-0.55). In the tests performed the limiting porosity was ?0 = 0.57-0.64, while the porosity coefficient of susceptibility to pressure was in the range ß = 0.041-0.084. It was proved that the resistance of the filter medium Rk increased with the increase of flocculant amount, what was in agreement with the filtration theory. Presented in this work experimental results were compared with the earlier ones dealing with dewatering of sediment after the BIRD centrifuge. The good agreement was achieved for suspension without flocculant and with the addition of Magnaflog 336 flocculant of concentration 1 g/m3 susp. Therefore it was proved that separation of dump suspension using pressure filtration is technically possible. Post-filtration cake (after drying up) can be used for energetic purposes, filtrate (characterized by very good clarity) can be turned back to circulation, while the flocculant dosage may be decreased from about 3.2 to 2 g/m3 susp.

5

Periodyczna filtracja wirowa zawiesiny zrzutowej po wirówkach BIRD'a, zawierającej dodatek flokulantu Magnaflog

Palica M., Pęczek K., Kurowski Ł., Niemirowski J.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2008

|

Tom 10

275-288

EN

A course of centrifugal filtration of dump suspension with and without Magnaflog 336 flocculant of concentration 1 g/m3 susp. was compared in the paper. In both cases the filter cloth PT 912 selected in batch filtration tests was used. Similarly, a flocculant dosage was chosen in additional tests in which an influence of the flocculant amount on pressure filtration was checked. It was proved that practically justifiable dosage should be slightly smaller than abovementioned (1.7 g/m3 susp.). On basis of 42 tests for suspension without flocculant and 42 tests for suspension containing flocculant, two dependencies describing dewatering intensity (final moisture content in cake) as a function of the acceleration simplex and centrifugation time were found. They are as follows w exp [A (a g)B C ] D pl = ? + where constants and exponents are given in Tab.2. The dependencies are valid with good accuracy. For most common values of (a/g) and ? used in experiments, and suspension with and without flocculant, the final moisture content of cake was in the range wpl = 37.2 - 37.6 %. Also, what was very important, filtrate was quite clear and could be turned backward to a process line. Additional experiments, such as PSD analysis and sedimentation tests, proved that the deposition of suspension and addition of flocculant favour agglomeration thus facilitating (accelerating) phase separation. Selected data of PSD analyses performed in the particle size analyser Analysette 22 of Fritsch are gathered in Tab.3. The sedimentation tests proved a decrease of the turbidity zone after 2 hours to such extent that it is possible to reduce the amount of suspension at least 5 times. Roughly calculations indicated that solid phase fraction in post-sedimentation sludge increased from about uz = 0.045 to uz = 0.173. Therefore, such sludge can be easier separated, and moreover (very important), its amount is many times smaller than the amount of inlet suspension. This implies that the initial separation of inlet suspension is strongly advisable. On the other hand, no significant differences between sedimentation with and without addition of Magnaflog 336 flocculant were observed. It seems that the turn-back of clarified liquid to circulation and a supply of sludge from a settling tank to inlet suspension, or alternatively the filtration of sludge after a settling tank should be the relatively cheaper and advisable method of dewatering

6

Dobór dawki flokulantu Magnaflog 336 do kopalnianej zawiesiny zrzutowej po wirówkach BIRD'a

Palica M., Spyrka W.

Karbo

|

2008

|

Nr 3

142-148

PL

Narastająca ilość drobnych frakcji ciała stałego (będącego w ok. 82 % węglem) w zawiesinie zrzutowej po dekantacji wirowej flotokoncentratu na wirówkach BIRD'a wymaga okresowej wymiany cieczy obiegowej, co wiąże się z problemami ekologicznymi i kosztami wody. W związku z tym, przebadano w skali laboratoryjnej wpływ dodatku flokulantu Magnaflog 336 na przebieg filtracji ciśnieniowej (w zakresie ΔP = 0,226-1,766 MPa i wirowej (dla a/g = 251-1878 i t = 240-1800 s). Badania przeprowadzono przy użyciu tkaniny PT-912 i PT-2038s dla zawiesiny zrzutowej bez i z dodatkiem 0,5-1,5 g suchego flokulantu w 1 m3 zawiesiny o zawartości ciała stałego ok. 0,045 kg/kg zawiesiny. Wykazano, że dodatek flokulantu Magnaflog 336 przewyższający 1,5-1,7 g/m3 zawiesiny praktycznie nie wpływa na stałą kinetyczną równania filtracji, dodatek taki można uznać za optymalny. Po filtracji ciśnieniowej zawiesiny z flokulantem przy ΔP ≈ 0,8 MPa można oczekiwać końcowej wilgotności osadu ok. 38,6 %, natomiast po filtracji wirowej przy a/g ≈ 1000 i t = 600 s - około 39,3 %. Wskazana jest zmiana technologii odwadniania, polegająca na wstępnej sedymentacji zawiesiny zrzutowej (do której dodawano by flokulantu w ilości 1,5-1,7 g/m3 zawiesiny) przez kilka godzin, odprowadzenie do obiegu cieczy klarownej i podanie szlamu posedymentacyjnego do węzła mieszania z flotokoncentratem. Skuteczność flokulantu Magnaflog 336 w ilości 1,5 g/m3 zawiesiny potwierdzają testy sedymentacyjne i analizy ziarnowe.

EN

An increasing amount of solid phase fine fractions (containing about 82% of coal) in dump suspension after centrifugal decantation obtained in the BIRD centrifuge requires periodical replacement of circulating liquid. This leads to additional ecological problems and costs of water used. Therefore, an influence of addition of Magnafloc 336 flocculant on the course of pressure filtration (for ΔP = 0.226 - 1.766 [MPa]) and centrifugal filtration (for a/g = 251 - 1878 and τ = 240 - 1800 [s]) was tested in a laboratory scale. Experiments were performed using the filter cloth PT 912 and PT 2038 s for dump suspension without and with flocculant (0.5 - 1.5 [g] of dry flocculant in 1 [m3] of suspension containing 0.045 [kg sol./kg susp.]). It was proved that a dosage of flocculant greater than 1.5 - 1.7 [g/m3 susp.] did not influence, in practice, on the filtration kinetic constant. Hence, such a dosage can be treated as an optimal one. After pressure filtration of suspension with flocculant at ΔP ≈ 8 bar one can expected the cake final moisture content equal to about 38.6%, whereas after centrifugal filtration at a/g ≈ 1000 and τ = 600 [s] this value should be equal to about 39.3%. In conclusion one can stated that a change of dewatering technology is recommended in a form of initial sedimentation of dump suspension (containing 1.5 - 1.7 [g/m3 susp.] of flocculant) during a few hours, an off-take of clear liquid to a circulation system and supplying of after-sedimentation slurry to a mixing system (to mix it with flotoconcentrate). Efficiency of Magnafloc 336 flocculant at concentration equal to 1.5 [g/m3 susp.] was proved by sedimentation tests and sieve analysis.

7

Opis odwadniania zawiesiny zrzutowej po wirówce filtracyjno-sedymentacyjnej BIRDa modelem SORENSENA

Palica M., Grotek A., Gruca M., Niemirowski J.

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2007

|

Tom 9

133-157

PL

Nowoczesne technologie odzysku węgla z flotokoncentratów opierają się zwykle na intensywnych metodach separacji fazowej, zwłaszcza na dekantacji lub filtracji wirowej, ewentualnie filtracji ciśnieniowej z pominięciem lub znaczącym ograniczeniem węzła suszenia. Ze względu na duże strumienie mediów ma to decydujące znaczenie w rachunku kosztów. Niestety po wirówkach filtracyjnych lub dekantacyjnych generowana jest zawiesina zrzutowa, zawierająca najmniejsze frakcje ciała stałego (węgla), które nie są zatrzymywane w trakcie separacji. Ponieważ koncentracja tych frakcji rośnie z czasem, a do niektórych operacji czy procesów wymagana jest faza ciekła o określonej (bardzo niskiej) zawartości fazy stałej, taka zawiesinę należy traktować jako uciążliwy odpad i cyklicznie odprowadzać z produkcji. W ten sposób nie tylko muszą być ponoszone koszty uzupełniania wody obiegowej, ale ciało stałe, zawierające ponad 80% węgla, które mogłoby być użyte jako paliwo, jest bezpowrotnie tracone. Dodatkowym problemem, związanym z ekologią, jest konieczność deponowania takich zrzutów. W wypadku filtrowania flotokoncentratów na filtrach próżniowych lub na prasach filtracyjnych uzyskany filtrat jest zwykle na tyle klarowny, że może być zawracany do obiegu, natomiast przy dużych strumieniach flotokoncentratów użycie metod o stosunkowo małych modułach napędowych procesu (czyli niskich ?P) staje się nieracjonalne ze względu na konieczność użycia dużej ilości takich urządzeń. Zdecydowaną przewagę ma wówczas metoda filtracji lub dekantacji wirowej, jednak o jej użyciu decyduje rachunek kosztów głównie koszty inwestycyjne urządzeń odwadniających, a więc dekantera czy wirówki filtracyjnej). Jak podano w [1], prócz użycia intensywnych metod odwadniania istnieje jeszcze możliwość przyspieszenia rozdziału poprzez modyfikację składu ziarnowego zawiesiny np. poprzez użycie flokulantów, przez co separacja staje się łatwiejsza. Ponieważ strumienie poddawane przeróbce są bardzo duże (odpowiadają one strumieniom flotokoncentratu pomniejszonym o ilość odzyskanego po wirówce wilgotnego ciała stałego), a koncentracje ciała stałego relatywnie niskie (rzędu kilku procent) pojawia się jeszcze jedna możliwość zmniejszenia kosztów węzła odzysku ciała stałego z zawiesiny zrzutowej, poprzez zmniejszenie ilości zawiesiny zrzutowej do urządzeń separujących fazy mechanicznie. Można to zrealizować poprzez skierowanie strumienia zrzutu do odstojnika i poddawanie separacji (np. na drodze filtracji ciśnieniowej czy wirowej) szlamu lub zawiesiny zagęszczonej i powtórnym użyciu cieczy klarownej w obiegu technologicznym. Wreszcie można metody te skojarzyć, np. kierować do odstojnika zawiesinę zrzutową, do której dodawany byłby flokulant i filtrować szlam po odstojniku. W każdym wypadku należy wcześniej zebrać dane, które pozwolą ocenić możliwości techniczne zmiany technologii. Do danych tych należą m.in.: - właściwości fizyczne zawiesiny zrzutowej, czyli gęstość zawiesiny, filtratu, ciała stałego, koncentracja fazy stałej, zawartość soli w odzyskanej fazie stałej i w filtracie, klarowność filtratu przy różnych sposobach rozdziału fazowego, pH zawiesiny; - własności sedymentacyjne i skład ziarnowy, w tym czas krytyczny sedymentacji, średnia średnica arytmetyczna, kształt ziaren; - własności filtracyjne, w tym stałe filtracji klasycznej przy różnych różnicach ciśnień, porowatość graniczna, współczynnik podatności porowatości na ciśnienie procesowe, współczynnik ściśliwości, opór właściwy i wilgotność osadu po długim czasie kompresji itp. Podstawową kwestią w badaniach jest stwierdzenia, czy proces separacji odpowiada tzw. filtracji osadowej, czy też występuje jakiś inny mechanizm rozdziału [2],[3] oraz wyznaczenie tzw. parametrów filtracyjnych, niezbędnych w modelowaniu procesu i przenoszeniu skali. Modelowanie pozwala określić ilość filtratu i powstałego osadu dla zadanego ciśnienia i czasu rozdziału, zarówno w trakcie filtracji, jak i w strefie kompresji osadu podczas periodycznej filtracji ciśnieniowej. Ponieważ dotyczy ono wyłącznie określonej zawiesiny, wymaga to przeprowadzenia odrębnych badań dla każdej z analizowanych zawiesin, zarówno pierwotnych, jak i z dodatkiem flokulantu. Niezależnie od tego trzeba wiedzieć, w jakiej fazie procesu pobierano zawiesinę do badań, jako że inne właściwości ma zawiesina bezpośrednio po wymianie wody obiegowej, a inne w momencie, gdy ilość ciała stałego w zasadzie uniemożliwia jej dalsze użycie. W niniejszej pracy zebrano dane pozwalające na modelowanie procesu dla dwu dostaw zawiesiny zrzutowej bez dodatku flokulantu (nazwanych jako "Dostawa I" i "Dostawa II") oraz dla dostawy I i II z dodatkiem flokulantów Magnaflog 336, Magnaflog 333, Magnaflog 156 i Magnaflog 919. Sposób preparowania flokulantów, ich rodzaj i dawka wynikały z danych firmy CIBA [4] oraz informacji uzyskanej od dr hab. inż. Andrzeja Gierczyckiego [5].

EN

The process of flotoconcentrate dewatering using the BIRD centrifuge is connected to the production of dump suspension characterized by increasing with time concentration of fine fractions. Such suspension should be periodically removed from production and refilled with circulating water. Solid phase containing 81.6% of coal is lost together with the suspension removed. This is an equivalent of about 10 Mg/hr coal, taking into account that suspension mass flow rate us equal to about 300 Mg/hr at 4% solid phase concentration. A well-performed phase separation not only enables the coal recovery and the decrease of the amount of refilling water but also facilitates the running of processing centre and decidedly decreases environmental hazards. Therefore, the laboratory scale investigation into filterability of dump suspension in order to change dewatering technology was undertaken in this work. There are different methods how to accelerate phase separation. The most popular is the use of the high pressure difference that can be performed in filtration centrifuges and pressure filters. Another method is connected with the filtration (pressure or centrifugal) of dump suspension previously decanted and usually modified by the addition of flocculants. Finally the method mentioned could be matched together and the correct selection should be restricted by economic calculations. It was stated on the basis of pressure filtration experiments for dump suspension with the addition of different flocculants that such process enabled, in practice, a full phase separation. As a result it was possible to obtain filtrate containing a very small amount of solid phase, and depending on time and filtration pressure the cake characterized by 35-45% of moisture content. The experimental data enabled one to determine so called filtration parameters useful in modelling of the separation process or more precisely to calculate cake moisture content for assumed ?P and ?. Additionally, a number of auxiliary tests including sedimentation and PSD analysis, microscope photos, pH determination in suspension and coal concentration measurements in solid phase were carried out. The tests confirmed that separation via filtration was a difficult process for the suspension mentioned. It was also stated that Magnaflog 156 flocculant produced by the CIBA is much more advantageous than currently used Magnaflog 336. Magnaflog 156 was selected on the basis of extensive tests of centrifugal filtration for four flocculants Magnaflog and one Floeger F-105, which are not presented in this paper. The dosage of Magnaflog 156 should be equal to 0.4 g of dry flocculant in 1 Mg suspension containing 4% of solid phase (in accordance with the producer advice). As to filter cloth, the best, among the seven cloths checked, appeared to be imported Finnish cloth type 71-2183. However, made in Poland PPT-2081 cloth was not much worse. The cloth valuation criteria included pressure resistance, filtrate turbidity and easiness of cake removal. On the basis of experiments performed it can be stated that the most advantageous method of phase separation should consist of the following steps: dump suspension with the addition of Magnaflog 156 is conducted to a settling tank, clarified liquid flows back to circulation and sludge from the settling tank is mixed with flotoconcentrate before entering the BIRD centrifuge. A little less advantageous is a variant in which sludge is conducted to a filter-press. However, in the case of long distance pipes and the close location of a settling tank and filter-press this variant could have been interesting from the economical point of view. Independently of a technological variant selected, the main conclusion originated from these investigations is that dump suspension can be (despite fine fractions of solid phase) separated using mechanical methods.

8

Filtrowalność flotokoncentratów węgla kamiennego pochodzących z różnych źródeł

Palica M.

Karbo

|

2006

|

Nr 3

164-168

PL

W oparciu o rezultaty własnych badań prowadzonych w latach 1993-2005 przeanalizowano filtrowalność flotokoncentratów węglowych pochodzących z byłych spółek węglowych: jastrzębskiej, gliwickiej, rudzkiej i rybnickiej. Skoncentrowano się na filtracji ciśnieniowej i wirowej, które porównywano z powszechnie stosowaną filtracją próżniową. Wykazano, że intensywne metody mechaniczne pozwalają uzyskać osady pofiltracyjne o znacząco niższej wilgotności niż po filtracji próżniowej, a o filtrowalności flotokoncentratów decyduje w głównej mierze skład ziarnowy. Ostateczna decyzja w wyborze sposobu odwadniania winna wynikać z analizy techniczno-ekonomicznej procesu, uwzględniającej m.in. koszt inwestycyjny, koszty ruchowe i wypadku zastosowania węzła dosuszania koszty związane z wymogami środowiskowymi, np. z emisją pyłu i gazów spalinowych.

EN

Based on own experiments carried out in 1993 – 2005, filterability of coal flotoconcentrate originated from former Jastrzębie’s, Gliwice’s, Ruda’s and Rybnik’s coal companies were analyzed. One focused on pressure and centrifugal filtration, which were compared with commonly used vacuum filtration. It was proved that intensive mechanical methods enabled one to obtain post-filtration cakes having significantly lower moisture content in comparison with those produced after vacuum filtration. The PSD was a decisive factor in flotoconcentrate filterability. A final decision in selection of the dewatering method should result from technical-economic analysis of the process, taking into account, among others, capital costs, running costs and in the case of a drying unit – costs involved with environmental requirements, i.e. dust and outlet gases emissions.

9

Filtracja wirowa flotokoncentratu węgla kamiennego

Palica M., Ryż M., Niemiec M.

Karbo

|

2006

|

Nr 2

121-125

PL

Zaprezentowano wyniki badań filtracji wirowej dwu zawiesin flotokoncentratu węgla kamiennego pochodzących z jednej z kopalń Rybnickiej Spółki Węglowej, różniących się istotnie składem ziarnowym. Stwierdzono, że dla zawiesiny o większej średniej średnicy uziarnienia można przy wysokich wartościach simpleksu przyspieszeń a/g i dużych czasach wirowania τ uzyskać takie odwodnienie, które pozwoli wyeliminować węzeł suszenia. W pracy podano szczegółowe funkcje empiryczne trójparametrowe typu w = f(a/g, τ), pozwalające wyznaczyć końcową wilgotność osadu po wirowaniu w zakresie a/g = 251-1787 i τ = 30-1800 s z dobrą dokładnością. Funkcje te obowiązują wilgotności z i bez uwzględnienia soli w filtracie zawartym w osadzie. Wykazano, że filtracja wirowa może być atrakcyjną alternatywą dla stosowanej powszechnie w wypadku odwadniania flotokoncentratów filtracji próżniowej.

EN

The results of centrifugal filtration of two suspensions of hard coal flotoconcentrate differed significantly in PSD and originated from the Rybnicka Spółka Węglowa coal mines are presented in the paper. It was stated that for suspension characterized by higher average particle diameter, at a high value of the a/g simplex and long centrifugation time τ, it was possible to obtain such dewatering that will allow to eliminate a drying unit . The specific, triparametric empirical functions of a type w = f(a/g, τ), enabling one to determine with a good accuracy a final cake moisture content after centrifugation in the ranges a/g = 251-1787 and τ = 30-1800 s are given in the paper. These functions are valid for the moisture content calculations neglecting or no salt in filtrate comprised in the cake. It was proved that centrifugal filtration can be an attractive alternative in comparison with commonly used vacuum filtration for flotoconcentrate dewatering.

10

Badania filtracji w skali laboratoryjnej

Palica M.

Chemik

|

2005

|

Vol. 58, nr 6

307-309

PL

W pracy przedstawiono sposoby badań filtracji próżniowej, ciśnieniowej, wirowej i dekantacji wirowej, prowadzonych przy użyciu urządzeń testowych. Stwierdzono, że dane z badań takich urządzeń mogą służyć do opisu procesu separacji fazowej i stanowić podstawę do projektowania filtrów. Badania takie charakteryzują się dużą prostotą i małymi kosztami.

EN

The research methods for testing: vacuum, pressure, centrifugal filtration, as well as the centrifugal decantation by the use of laboratory equipment are presented. It has been stated that the experimental data obtained from these devices can be successfully applied to the mathematical description of the phase separation processes, being a base for the rational filter design. It is worth to emphasize that the proposed research is simple and inexpensive.

11

Badania filtrowalności zawiesiny fosfogipsu w skali laboratoryjnej

Kocurek J., Dzido G., Palica M.

Karbo

|

2002

|

Nr 2

66-71

PL

Przedstawiono wyniki badań periodycznej filtracji ciśnieniowej i wirowej zawiesiny fosfogipsu w skali laboratoryjnej. Rezultaty testów filtracji ciśnieniowej prowadzonych w zakresie AP = (0,125^1,667) MPa pozwoliły wyznaczyć stałe równania filtracji z tworzeniem osadu, współczynnik ściśliwości osadu oraz skorelować końcowe wilgotności placków filtracyjnych w funkcji ciśnienia procesowego. Testy filtracji wirowej prowadzono w zakresie simpleksu przyspieszeń a/'g = 286^-2363 i czasu filtracji T = 60-H200 s wyznaczając wilgotność osadu po wirowaniu. Wyniki skorelowano odpowiednią funkcją uzyskując dobrą dokładność. Analiza ziarnowa wykazała znaczący udział drobnych ziaren ciała stałego, co świadczy o trudnościach w prowadzeniu procesu filtracji szczególnie próżniowej. Rezultaty badań dla najniższych uzyskanych wilgotności końcowych porównano z danymi dotyczącymi filtracji próżniowej zawiesiny fosfogipsu prowadzonej w skali przemysłowej. Wykazano, że filtracja ciśnieniowa, a zwłaszcza filtracja wirowa pozwalają znacząco obniżyć końcową wilgotność osadu w stosunku do filtracji próżniowej, a więc zmniejszyć ilość wywożonych na składowisko wilgotnych osadów oraz zawrócić dodatkowo odzyskany filtrat do obiegu technologicznego, co stanowi o możliwościach wykorzystania rezultatów badań w praktyce.

EN

Results of laboratory tests of the periodic pressure and centrifugal filtration are presented in the paper. The pressure filtration data carried out at AP in the range from 0,125 up to 1,667 MPa enabled us to determine the filtration equation constants, compressibility coefficient and to correlate the filter cake moisture versus the process pressure. The centrifugal filtration tests have been carried out at acceleration simplex a/g from 286 up to 2363 and filtration period in the range of T = 60-H200 s. The filter cake moisture has been determined and correlated using the appropriate function with a good accuracy. It has been shown by P.S.D. that the small particles fraction in suspension is high causing problems in filtration, especially a vacuum one. The results of tests giving the lowest moisture content in filter cake have been compared with the vacuum filtration data obtained in the industrial phospho-gypsum suspension separation. It has been shown that the pressure filtration and, especially, centrifugal filtration enables one to decrease significantly the final moisture content in filter cake relatively to moisture content in vacuum filtration filter cakes. The change of a separation method decreases amount of waste sediments stored on the site and increases amount of filtrate returned into the plant installation. Therefore a practical aspect of presented research results is shown.

12

Intensywne odwadnianie zneutralizowanej zawiesiny pogalwanicznej. Cz.I: Dekantacja wirowa

Palica M., Skiba P., Tatarczuk A.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2002

|

Nr 5

10-13

PL

Dekantacji wirowej poddano zawiesinę pogalwaniczną, przyjmując w badaniach laboratoryjnych zakres zmienności a/g = 63+2793 i T = 60+1800 s. Zawiesinę taką odwadnia się na prasach filtracyjnych, uzyskując wilgotności końcowe osadu do 90%, przy wysokich kosztach robocizny. Stosując proces dwuetapowy, tzn. dekantację wirową zawiesiny i filtrację wirową osadu podekanta-cyjnego, można w krótkim czasie, ale przy wysokich a/g, znacząco obniżyć wilgotność końcową osadu (do 75%), zmniejszając ilość wilgotnych odpadów o ponad 12%. Wadą proponowanego sposobu odwadniania są wysokie koszty inwestycyjne (koszt wirówki dekantacyjnej).

EN

Post-galvanic suspension underwent laboratory centrifugal decantation in the ranges a/g = 63^-2753 and T = 60^-1800 s. Such suspension is usually dewatered in a filter-press where the final moisture content up to 90% is obtained at high labour costs. Using two-stage process, i.e. centrifugal decantation of suspension and centrifugal filtration of post-decantation cake, one can achieve (at short time but for a high value of a/g) a significant decrease of the final moisture content (up to 75%), and a decrease of wet wastes of over 12%. High investment costs is the disadvantage of the dewatering method presented (i.e. a price of the decantation centrifuge).

13

Wpływ flokulantu carbaflock F-106 na stopień odwodnienia wybranych zawiesin odpadowych w czasie periodycznej filtracji wirowej

Dzido G., Kocurek J., Palica M., Raczek J.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2000

|

z. 245

67-74

PL

Praca przestawia wyniki badań nad filtracją wirową zawiesin pochodzących z przeróbki węgla kamiennego z dodatkiem flokulantu CARBAFLOCK F-106. Na podstawie uzyskanych wyników opracowano empiryczne równania pozwalające na określenie końcowej wilgotności osadu w zależności od parametrów prowadzenia procesu.

EN

This work presents the results of the investigations on centrifugal filtration of the coal processing slurries with addition of the flocculant agent CARBAFLOCK F 106. On the basis of the obtained results the empirical equations describing final water contents versus processing parameters were developed.

14

Periodyczna filtracja wirowa wybranych zawiesin wodno-mułowych

Palica M., Smyczek H., Więcław L., Zielińska I.

Karbo

|

1999

|

Nr 4

152-156

PL

Periodycznej filtracji wirowej w skali laboratoryjnej poddano dwie nadawy (zawiesiny wodno-mułowe) na prasy filtracyjne, po których produkt stały wywozi się na składowisko odpadów. Pierwsza z nadaw powstaje w procesie uszlachetniania węgla, druga ze wzbogacania węgla surowego i z procesu rekuperacji ciężkiej cieczy magnetytowej. Badania przeprowadzono w zakresie simpleksu przyśpieszeń (a/g) i czasu wirowania r, zapewniającym rozdział faz. Znaleziono dla obydwu zawiesin pierwotnych empiryczne funkcje wilgotności końcowej osadu od (a/g) i P: Badania powt6rzono po dodaniu do zawiesin pierwotnych flokulantu "CARBAFLOCK F-106", używanego w procesach wzbogacania flotokoncentratu w in-nej kopalni węgla kamiennego. Stwierdzono znaczące przyspieszenie filtracji wirowej zawiesin odpadowych zawierających taki flokulant.

EN

Periodic centrifugal filtration on a laboratory .scale was applied to two feeds (water -slurry suspensions) for filtration presses after which the solid product is taken to the waste storage sites. The first from the feeds is created in the process of coal enrichment of coal the other one from washing of raw coal and from the process of magnetite dense medium recuperation the investigations were carried out with respect to acceleration simplex ( a/ g) and rotation time t, securing the separation stages. Empirical functions of final humidity of the sediment have been found for both the primary suspensions from (a/g) and t. The investigations were repeated after adding to primary suspensions of "CARBOFLOCK F -106" flocculation agent used in the processes of flotation concentrate treatment in other hard coal mines. Considerable acceleration of centrifugal filtration of waste suspensions containing such a flocculation agent was determined.

15

Filtracja wirowa zawiesiny gipsu po hydrocyklonie.

Palica M., Falecki A., Mróz W.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

1999

|

Vol. 6, nr 2-3

239-246

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań periodycznej filtracji wirowej w skali laboratoryjnej zawiesiny gipsu po neutralizacji [wzór] z gazów energetycznych pobranej z instalacji przemysłowej za hydrocyklonem. Do opisu stopnia odwodnienia zaproponowano korelację eksperymentalną opartą na 35 doświadczeniach.

EN

The laboratory tests of batch centrifugal filtration of gypsum suspension formed after [formula] neutralization from combustion gases and taken after hydrocyclone in the industrial line are presented in the paper. The correlation describing dewatering process and based on 35 experimental runs is proposed [formula] . The correlation is valid in the range of acceleration simplex equal to [formula] and to the range of centrifugation time [formula].

16

Odwadnianie zawiesin gipsów poneutralizacyjnych otrzymanych w różnych stanach technologicznych procesu. Cz. II. Filtracja wirowa

Palica M., Waluś J., Jaschik M., Buzek J.

Ochrona Powietrza i Problemy Odpadów

|

1998

|

nr 4

119-127

PL

W niniejszej części pracy omówiono wyniki badań periodycznej filtracji wirowej w skali labolatoryjnej dla zawiesin gipsu niedotlenionego, dotlenionego z przerwą w trakcie absorpcji i dotlenionego. Na ich podstawie zaproponowano własne zależności empiryczne obowiązujące w przebadanym zakresie zmienności i z dobrą dokładnością. Zakres ten określono indywidualnie dla każdego typu zawiesiny.

EN

In this part of work the results of the labolatory scale studies of periodical centrifugal filtration for suspencions of underoxidised, oxidised with a pause during absorption, and oxidised gypsum have been discussed. Taking them as a basis, the autors propose their own empirical formulae, being valid in the investigated range and variation with good accuracy. This variation ranges were defined individualy for each type of the suspension.