Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Changes crushing resistance (CR) of granulated aggregate obtained from fluidized bed fly ash (FBFA) processed in a CO2 atmosphere and seasoned in an of high humidity air

Bzowski Zbigniew, Łączny Jacek Marian, Proksa Jadwiga

Instal

|

2023

|

nr 12

124--128

EN

The aim of the research presented in the article was to investigate how the high-humidity air environment changes the crushing resistance (CR) of granulated carbonated fluidized bed fly ash (CGFBFA). It was assumed that CR influences the way it is used in geoengineering as a substitute for natural aggregates. The results of testing the granulate obtained in the three-phase carbonation reaction with carbon dioxide and granulation process in a multifunctional rotary granulator (MRG) are presented. The obtained product was exposed for a period of time three years in the conditions of the atmosphere of the mine gallery of the experimental mine. The air humidity ranged from 76% to 98% and the temperature ranged from approx. 6°C to approx. 14°C. The crushing resistance tests (CRT) of the samples were carried out using a SCHIMADZU AGX-300kN VINSTON hydraulic press (USA). Mineralogical studies were performed using the powder diffractometric method (DSH), using Bragg-Brentano geometry. The Bruker D8 Discover diffractometer, CuKa radiation, Ni filter and LYNXEYE_XE detector were used. Has been demonstrated, that the 3-year exposure of in the mine air atmosphere had a positive effect on the increase CR of CGFBFA, causing its increase from 5 MPa to 7.4 MPa, i.e. by approx. 32.4%. The increase of CR was interpreted as the result of the formation of relatively large amounts of gypsum in the composition in CGFBFA after the exposed period. Mineralogical research also leads to the preliminary conclusion that calcite and ettringite also play a role in this process. It was hypothesized that calcite is a binding factor at the stage of the carbonation process. We assumed that later, this too phase participating in the crystallization process of ettringite by replacing some of the sulfate ions (SO32-) with CO32 - ions. As a result of this process, the conditions of thermodynamic equilibrium in ettringite may change, which favours the crystallization of gypsum. This issue will be the subject of further research. Research carried out and analyses showed that granulation of LPF in an atmosphere of carbon dioxide may be a prospective method of their management in combination with CO2 utilization. This idea is consistent with the EU strategy regarding the circular economy (CE) and carbon dioxide sequestration and utilisation (CCS/CCSU).

PL

Celem badań przedstawionych w artykule było zbadanie, jak środowisko powietrza o dużej wilgotności zmienia odporność na miażdżenie granulowanego karbonizowanego popiołu lotnego z kotła fluidalnego. Założono, że odporność na miażdżenie wpływa na sposób jego wykorzystania w geoinżynierii jako substytut kruszywa naturalnego. W artykule przedstawiono wyniki badań granulatu otrzymanego w wyniku trójfazowej reakcji karbonatacji dwutlenkiem węgla oraz procesu granulacji w wielofunkcyjnym granulatorze obrotowym. Otrzymany produkt poddano ekspozycji przez okres trzech lat w warunkach atmosfery chodnika kopalni doświadczalnej. Wilgotność powietrza wahała się od 76% do 98%, a temperatura od ok. 6°C do ok. 14°C. Badania odporności na miażdżenie próbek przeprowadzono przy użyciu prasy hydraulicznej SCHIMADZU AGX-300kN VINSTON (USA). Badania mineralogiczne przeprowadzono metodą dyfraktometrii proszkowej (DSH) z wykorzystaniem geometrii Bragga-Brentano. Zastosowano dyfraktometr Bruker D8 Discover, promieniowanie CuKa, filtr Ni i detektor LYNXEYE_XE. Wykazano, że 3-letnia ekspozycja atmosfery powietrza kopalnianego pozytywnie wpłynęła na wzrost odporności na miażdżenie badanych próbek, powodując jego wzrost z 5 MPa do 7,4 MPa, tj. o ok. 32,4%. Wzrost odporności na miażdżenie interpretowano jako skutek wytworzenia się po okresie naświetlania stosunkowo dużych ilości gipsu w składzie granulatu. Badania mineralogiczne prowadzą także do wstępnego wniosku, że rolę w tym procesie odgrywają także kalcyt i ettringit. Postawiono hipotezę, że kalcyt jest czynnikiem wiążącym na etapie procesu karbonatyzacji. Założyliśmy, że później także ta faza bierze udział w procesie krystalizacji ettringitu poprzez zastąpienie części jonów siarczanowych (SO32-) jonami CO32. W wyniku tego procesu warunki równowagi termodynamicznej w ettringicie mogą ulec zmianie, co sprzyja krystalizacji gipsu. Zagadnienie to będzie przedmiotem dalszych badań. Przeprowadzone badania i analizy wykazały, że granulacja popiołów lotnych z kotłów fluidalnych w atmosferze dwutlenku węgla może być perspektywiczną metodą ich zagospodarowania w połączeniu z utylizacją CO2. Idea ta jest spójna ze strategią UE dotyczącą gospodarki o obiegu zamkniętym (CE) oraz sekwestracji i utylizacji dwutlenku węgla (CCS/CCSU).

2

Impact of acid aggressiveness on the filtration resistance of hardening slurries with an addition of fluidized-bed fly-ash

Falaciński Paweł, Kledyński Zbigniew

Archives of Civil Engineering

|

2021

|

Vol. 67, nr 2

475--490

EN

The subject matter of the article comprises cement-bentonite-water hardening slurries with an addition of fluidized-bed fly-ash resulting from the combustion of hard and brown coal. The main objective of the study was to determine the filtration resistance of hardening slurries in the context of long-term exposure to the filtration of an aggressive substance in relation to a cement binder. A nitric acid aqueous solution with a concentration of 0.5 M was used, which modelled acid aggressiveness. The authors studied the hydraulic conductivity of the slurries as a function of time (18 months) for the exposure to a 0.5 M solution of nitric acid. Changes in the phase composition and hardening slurry surface structures were analysed in terms of their filtration resistance to the action of acid aggressiveness. The comparative base were samples subjected to filtration in tap water (neutral environment). The article reviews a methodology for studying hydraulic conductivity (k10) of hardening slurries. It also presents a study involving the phase composition using the X-ray diffraction analysis (XRD) method, infrared (IR) spectroscopy and showing an image of the hardening slurry surface structure. The findings of other researchers that the application of fluidized-bed fly-ash additives positively impacted improving the resistance of the cement matrix to acid aggressiveness were confirmed. The hydrated colloidal compounds, identified within the subsurface zone of the slurry, which has been in contact with an acidic environment, provide extra sealing of the material structure, thus significantly limiting the access of aggressive substance to the interior of the slurry.

PL

Przesłony przeciwfiltracyjne wykonywane z zawiesin twardniejących mogą być realizowane w obiektach hydrotechnicznych oraz ochrony środowiska, gdzie pracują w warunkach filtracyjnego oddziaływania wód zanieczyszczonych. Tym samym kluczowa staje się kwestia odporności filtracyjnej i korozyjnej zawiesin w kontekście filtracyjnego oddziaływania różnorodnych środowisk agresywnych chemicznie. Przedmiotem artykułu są zawiesiny twardniejące cementowo-bentonitowo-wodne z dodatkiem lotnych popiołów fluidalnych ze spalania węgla kamiennego i węgla brunatnego. Głównym celem pracy było określenie odporności filtracyjnej zawiesin twardniejących w świetle długotrwałej ekspozycji na filtracyjne oddziaływanie substancji agresywnej w stosunku do spoiwa cementowego. Zastosowano roztwór wodny kwasu azotowego o stężeniu 0,5 M, który modelował agresywność kwasową. Badano zmiany przepuszczalności hydraulicznej zawiesin w funkcji czasu (18 miesięcy) oddziaływania roztworu 0,5 M kwasu azotowego. Analizowano zmiany w składzie fazowym oraz strukturze powierzchni zawiesin twardniejących w kontekście jej odporności filtracyjnej na działanie agresywności kwasowej. Bazę porównawczą stanowiły próbki poddane filtracji wody wodociągowej (środowisko obojętne). W artykule przedstawiono metodykę badania przepuszczalności hydraulicznej (k10) zawiesin twardniejących. Przedstawiono badanie składu fazowego metodą rentgenowskiej analizy dyfrakcyjnej (XRD), spektroskopii w podczerwieni (IR), a także obraz struktury powierzchni zawiesin twardniejących. Analiza uzyskanych wyników badań zawiesin twardniejących poddanych filtracyjnemu oddziaływaniu roztworu kwasu azotowego pozwala stwierdzić, iż przebieg procesu korozji jest nieco inny niż materiałów budowlanych na bazie spoiwa cementowego. Potwierdzono obserwacje innych badaczy, iż zastosowanie dodatku lotnych popiołów fluidalnych wpływa korzystnie na zwiększenie odporności matrycy cementowej eksponowanej na agresywność kwasową. Zidentyfikowane w przypowierzchniowej strefie zawiesiny, która miała kontakt ze środowiskiem kwaśnym, uwodnione związki koloidalne doszczelniają strukturę materiału, przez co znacząco ograniczają dostęp substancji agresywnych do wnętrza zawiesiny. Powstałe substancje bezpostaciowe, w formie żelu uwodnionej krzemionki, zwiększyły szczelność zawiesin, zidentyfikowaną obniżeniem wartości przepuszczalności hydraulicznej.

3

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.

4

The influence of CFBC fly ash addition on phase composition of air-entrained concrete

Glinicki M.A., Zieliński M.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2008

|

Vol. 56, nr 1

45-52

EN

The phase composition of the cement paste phase of concrete containing fly ash from circulating fluidized bed combustion (CFEC) was studied. The motivation was to broaden the knowledge concerning the microstructure and the durability of concrete containing new by-products from the power industry. Several air-entrained concrete mixes were designed with constant water to binder ratio and with substitution of a part of the cement by CFBC fly ash (20%, 30% or 40% by weight). X-ray diffraction tests and thermal analysis (DTG, DTA and TG) were per-formed on cement paste specimens taken from concrete either stored in water at 18°C or subjected to aggressive freeze-thaw cyclic action. The evaluation of the phase composition as a function of CFBC fly ash content revealed significant changes in portlandite content and only slight changes in the content of ettringite. The cyclic freeze-thaw exposure did not have any significant influence on the phase composition of concrete with and without the CFBC fly ash.