Wyniki wyszukiwania - BazTech

Ograniczanie wyników

1 2006

Znaleziono wyników: 1

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Wyszukiwano:
w słowach kluczowych: odwadnianie zawiesin

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Modelowanie rozdziału flotokoncentratu węgla kamiennego na bazie parametrów filtracyjnych

Palica M., Kocurek J., Szymczyk S.

Rocznik Ochrona Środowiska

2006

Tom 8

215-237

Racjonalizacja odwadniania w zakładach przeróbczych węgla kamiennego przyczynia się do obniżenia kosztów tej operacji. Odwodnienie prowadzi się zwykle przy użyciu filtrów próżniowych, ze względu jednak na wymagania odbiorców osad pofiltracyjny dosusza się w suszarniach bębnowych obrotowych, przy czym proces suszenia prowadzony z użyciem gazów spalinowych wiąże się z emisją zanieczyszczeń gazowych (w tym gazów cieplarnianych) i pyłów. Z tego też tytułu na zakłady przeróbcze, w których znajdują się węzły suszenia, nakładane są ograniczenia emisji wynikające z obowiązujących przepisów dotyczących ochrony środowiska. Drugim argumentem skłaniającym do ograniczenia tego węzła jest jego duża energo-, a co za tym idzie także kosztochłonność. Dlatego atrakcyjne wydają się takie zamierzenia, które pozwalają możliwie głęboko odwodnić osad mechanicznie. Są one niestety często związane z wysokimi kosztami inwestycyjnymi (np. w przypadku zastąpienia filtrów próżniowych przez filtry ciśnieniowe, wirówki filtracyjne czy dekantery wirowe). Dlatego w każdym wypadku wskazana jest analiza czy nawet optymalizacja techniczno-ekonomiczna proponowanego rozwiązania, a uzasadnienia ta-kiego poglądu znajduje się w [1]. Zależnie od zakładu przeróbczego ilości odwadnianych flotokoncentratów mogą sięgać kilku tysięcy Mg/dobę, stąd nawet niewielkie obniżenie wilgotności osadów może skutkować znacznymi oszczędnościami w zużyciu paliwa czy energii. Jak podano w [2] wśród licznych wskaźników wpływających na ocenę poprawności rozwiązania węzła odwodnienia jako główne kryterium przyjmuje się końcową wilgotność produktu pofiltracyjnego, co wynika z przesłanek ekonomicznych i ekologicznych. Na wilgotność osadów wpływają nie tylko rodzaj urządzenia separującego i parametry procesowe, przy jakich prowadzi się ruch, ale też uziarnienie, a nawet, jak podano w przypisku Redakcji do artykułu [3], stopień uwęglenia flotokoncentratu. Stąd można oczekiwać, że dla takich samych parametrów procesowych, ale dla flotokoncentratów pochodzących z różnych kopalń czy nawet pokładów z tej samej kopalni, wilgotności produktów po odwodnieniu będą się znacząco różnić. Na wk może wpływać ponadto użycie flokulantów, sposób przygotowania flotokoncentratu, np. przez dodanie środków spieniających, a po flotacji redukujących pianę, czas stabilizacji (do podania na filtry) itp. Zatem wiarygodne dane dotyczące wk osadów uzyskiwanych po odwadnianiu zawiesin mogą pochodzić jedynie z badań doświadczalnych dla każdego rodzaju separacji fazowej danej zawiesiny, przy czym można oczekiwać, że periodyczna filtracja wirowa pozwoli na znacznie głębsze odwodnienie, niż próżniowa czy ciśnieniowa. Taką tezę dla mułowych produktów węglowych udowodniono m.in. w [4-10], a badania odnosiły się do wybranych osadów (w tym flotokoncentra-tów) pochodzący m.in. z takich kopalń jak: "Śląsk", "Chwałowice", "Jankowi-ce", "Szczygłowice", "1-go Maja" czy "Sośnica". Nadawy te odwadniano w skali laboratoryjnej poprzez filtracje próżniową, ciśnieniową i wirową stwierdzając dla wszystkich, że dobrze opisuje proces tzw. model filtracji osadowej z tworzeniem osadu ściśliwego [11]. Dopiero jednak w ostatnich pracach własnych ([9], [10]) dla flotokoncentratu pochodzącego z jednej z kopalń rudzkiej spółki węglowej wykorzystany został model zaproponowany przez Sorensena i wsp. [12], rozwinięty w pracy [13], który pozwala opisać proces odwodnienia na drodze filtracji, obejmujący zarówno właściwą filtracje jak i kompresję tworzonego osadu. Celem niniejszej pracy jest przedstawienie przydatności modelu zamieszczonego w [14] do opisu odwodnienia flotokoncentratu węgla kamienne-go pochodzącego z jednej z kopalń rybnickiej spółki węglowej i analiza głębokości odwodnienia podczas filtracji ciśnieniowej. Dane z modelowania mogą też posłużyć do porównania przebiegu procesu filtracji ciśnieniowej flotokoncentratów pochodzących z dwóch różnych spółek węglowych (rudzkiej i ryb-nickiej), dla których dysponowano odpowiednimi parametrami filtracyjnymi.

Application of vacuum filters in a dewatering unit of flotation concentrate seems to be irrational due to too high suspension flow and sediment moisture content. Therefore, dewatering of sediment obtained from those filters is necessary. Mechanical dewatering is performed by the use of pressure filters, however, a technical-economical analysis of the process taking into account the capital and running costs of dewatering unit is required in this case. The pressure difference, filtration time, PSD (particle size distribution), additives as flocculating, frothing and foam destruction agents influence a final moisture content of sediment. Selection of a type and working area of a dewatering device require the knowledge of filtration equation comprising the filtration and squeezing zones (in a case of pressure filtration). Therefore, suitability of modified Sorensen's et. al. model of filtration and filter cake compression used in the description of coal flotation concentrate separation taken from the Rudzka Spółka Węglowa mine is presented in the paper. Flotation concentrate comprised salt as a frothing agent and diesel oil as a foam destruction agent in the flotation process. It has been found that a final moisture content of filter cake can be predicted with a good accuracy from the filtration parameters. The modelling is based on easily measured data obtained in filtration tests and laboratory measurements carried out for suspension and filter cake. It has been proved that one of the decisive parameter in separation process is the solid phase PSD. It has been also stated that for flotation concentrate tested the filtration mechanism is typical for compressible cake formation in the filtration pressure range p = 0.12 - 0.61 MPa. Tests have been carried out for two parts of flotation concentrate of the same origin, however, differing in the PSD. The first part characterised by a bi-modal particle distribution with a large amount of tiny grains (52.77% vol. < 5 m for fresh material and 15.8% vol. < 5 m for material kept during 2 months and then tested). The second part contained only 9.8% vol. < 5 m and exhibited the close to normal distribution. Two parts of suspension comprised about 330 kg/m3 of solid phase including 7.8% of ashes. Before flotation, 5% of salt was added as frothing agent whereas for foam destruction diesel oil was used. Such additives caused that the classic two-phase system changed into multi-phase one. Therefore the question arose if the description of dewatering process is valid also for such compound system. Moreover, buyers are interested in coal without salt, hence salt is considered in cake moisture content and in liquid phase. In the first stage, filter cloths were tested and their usability was estimated on the basis of the constant C in Eq.(10), filtrate turbidity and easiness of filter cake removing from the cloth. Such tests were carried out for six ET and PT cloths equipped or not with filter paper. It has been stated that relatively small pressure drop, clear filtrate and easy cake separation (without filter paper) was obtained for the PT-911 cloth. Experimental results for different filtration pressures enabled one to determine a limiting porosity 0, porosity susceptibility to filtration pressure (Eq.(17) and (18)), cake compression coefficient s and specific resistance 0 (Eq.(19) and (20)). These parameters were the input data for the numerical calculations. The modelling results are graphically presented for two parts of flotation concentrate. In the classic coordination system V/F = f( ) for filtration and compression zones, the experimental data are shown as points and computational results as solid lines (Figs. 3 and 4). Filtrate velocity profiles in relation to solid phase versus time for both parts of flotation concentrate and low and high filtration pressure are shown in Figs. 6, 7, 8 and 9. It is visible from Figs. 3 and 4 that flotation concentrate filtration containing salt and oil additives is well described by the modified model of Sorensen, Moldrup and Hansen [13]. On the other hand, data comprised in [19, 20] proved that the use of pressure instead vacuum filtration enabled one to obtain the lower final moisture content values of the cake. Additionally, using an after-compression blow-off should lead to smaller moisture content values. In conclusion, based on the experimental dewatering results obtained for flotation concentrate produced in one of the Rudzka Spółka Węglowa coal mine one can stated that using the intensive flotation concentrate dewatering method enables the restriction of a drying unit of post-filtration cake.