Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Study on Addition of Surfactants Agents to Improve the Behavior of High Water Content Sediment for Rare Earth Mining in Deep Sea

Sasaoka Takashi, Hamanaka Akihiro, Funatsu Takahiro, Shimada Hideki, Takahashi Keisuke

Inżynieria Mineralna

|

2020

|

no. 1, vol. 2

183--188

EN

Importance of rare mineral metal resources is increasing currently. Therefore, the rare earth elements rich mud which exist on the deep-sea floor has the potential to be developed to fulfill their demand. As one of the effective mining method, a suction mining method is expected to apply to seabed mining. The seabed sediment containing rare earth element shows the very high water content, more than 100%. And the sediment movement during the suction is greatly affected by the water content (WC) and liquid limit (WL) of the material. Therefore, it is important to modify the liquid limit by adding a chemical agent to control the behavior of sediment. We selected eight different surfactants which can be divided into three types. They are dispersant type, water retention type, and thickener type. We carried out a liquid limit test and viscosity measurement of the sediment mixed with the agents. It is found that the water-absorbing polymer and the hydroxyethyl cellulose increase the liquid limit and viscosity. Whereas, the alkyl ammonium salt surfactant and the alkyl ammonium salt, alkyl aryl sulfonate blend decrease the liquid limit and viscosity. It is possible to control sediment behavior by adding suitable surfactants.

PL

Złoża metali rzadkich są bardzo ważne a ich istotność wzrasta w ostatnich latach. Zatem, dno morskie, które zawiera duże ilości tego typu pierwiastków posiada potencjał do zaspokojenia potrzeb w tym zakresie. Jako jedną z efektywnych metod górniczych w tym aspekcie należy traktować ssanie. Osad denny z dna morskiego, który zawiera pierwiastki ziem rzadkich wykazuje bardzo dużą zawartość wody. Ruch osadu podczas ssania jest uzależniony w dużym stopniu od zawartości wody (WC) oraz krytycznego limitu cieczy (WL) materiału. Zatem, ważnym jest aby zmodyfikować limit cieczy poprzez dodatek odczynnika chemicznego w celu kontrolowania zachowania się osadu. Wybrano osiem różnych odczynników powierzchniowych, które mogą być podzielona na trzy typy. Są to odczynniki typu dyspergującego, typu retencji wody oraz typu zagęszczającego. Przeprowadzono test limitu cieczy i pomiaru lepkości osadu wymieszanego z odczynnikami. Stwierdzono, że polimer absorbujący wodę oraz hydroksyetyloceluloza zwiększają limit cieczy oraz lepkość. Z kolei, sól amoniowo-alkilowa oraz blenda alkiloarylosulfonianowa zmniejszają te wielkości. Możliwa jest kontrola zachowania się osadu poprzez dodatek odpowiednich odczynników powierzchniowych.

2

Development of Filling Material with Fly Ash and Slag as Lubricant in Pipe Jacking Under Acid Sulfate Soils

Maehara Kazuki, Shimada Hideki, Sasaoka Takashi, Hamanaka Akihiro

Inżynieria Mineralna

|

2020

|

no. 1, vol. 2

89--93

EN

The pipe jacking method is relatively reasonable among trenchless construction methods. For the application of this method, the acid sulfate soils have negative impacts on filling materials (one of the cement materials) injected into the tail-void which are over-cutting areas formed to reduce the friction between the pipes and the surrounding soils. In this study, the application of fly ash and slag is discussed to minimize the effect of sulfur acid to filling materials. As the results of the experiments, the addition of fly ash and slag can control the gelling time and prevent the reduction of uniaxial strength of filling materials under the acid sulfate soils. In addition, the filling materials added slag lowered frictional resistance compared to that of fly ash. Filling materials with the lower frictional resistance are preferred to apply for the smooth pipe jacking constructions. Therefore, filling materials added slag would show better performance than that of fly ash under the acid sulfate soils due to its lower frictional resistance.

PL

Metoda przeciskania rur jest zaliczana do metod budowy bezwykopowej. W przypadku zastosowania tej metody kwaśne gleby siarczanowe mają negatywny wpływ na materiały wypełniające (jeden z materiałów cementowych) wstrzykiwane w pustkę końcową, które są obszarami utworzonymi w celu zmniejszenia tarcia między rurami a otaczającymi glebami. W artykule omówiono zastosowanie popiołu lotnego i żużla w celu zminimalizowania wpływu kwasu siarkowego na materiały wypełniające. W wyniku eksperymentów stwierdzono, że dodanie popiołu lotnego i żużla pozwala na kontrolowanie czasu żelowania i zapobiega zmniejszeniu jednoosiowej wytrzymałości materiałów wypełniających. Ponadto dodany materiał wypełniający obniżył opór tarcia w porównaniu z popiołem lotnym. W przypadku gładkich konstrukcji rurowych zaleca się stosowanie materiałów wypełniających o niższym oporze tarcia. Dlatego dodany żużel z materiałów wypełniających wykazywałby lepszą wydajność niż popioły lotne ze względu na niższy opór tarcia.

3

Securing Topsoil for Rehabilitation Using Fly Ash in Open-Cast Coal Mines: Effects of Fly Ash on Plant Growth

Matsumoto Shinji, Hamanaka Akihiro, Murakami Kaito, Shimada Hideki, Sasaoka Takashi

Inżynieria Mineralna

|

2019

|

R. 21, nr 1

13--18

EN

Rehabilitation is an important stage in mining operations for environmental conservation. However, the shortage of topsoil makes it difficult to achieve rehabilitation in open-cast coal mines. Securing topsoil by mixing soil with fly ash (FA), which is treated as an industrial waste, is expected to solve this issue in coal mines. While mixing soil with FA makes it possible to secure the topsoil and treat industrial waste simultaneously, the high alkalinity of FA and the dissolution of heavy metals from FA may inhibit plant growth. This study investigated the effects of FA in the topsoil on plant growth via vegetation tests with simulated topsoil mixed with FA using Acacia mangium, a species of flowering tree: the FA mixing ratios were set to 0%, 20%, 40%, 60%, and 100%. The growth of Acacia mangium was inhibited with increasing FA mixing ratio, especially from 60% to 80%. However, the growth rate of Acacia mangium in an FA mixing ratio of 100% was nearly comparable to that in a mixing ratio of 40%. Furthermore, there were no effects of the physical characteristics and pH conditions in the topsoil on the plant growth at any of the mixing ratios; meanwhi- le, the accumulated concentration of Al in the plant body increased significantly at an FA mixing ratio of 60%–80%. This suggests that the accumulation of Al, which inhibits plant growth, including root growth and its functions, in the plant body inhibited the growth of Acacia mangium. Therefore, the most important aspect in terms of rehabilitation concerning the use of FA for securing topsoil is not the mixing ratio of FA but the amount of Al in the FA and the accumulation of Al in the plant body.

PL

Rekultywacja jest ważnym etapem w eksploatacji górniczej wzakresie ochrony środowiska. Brak wierzchniej warstwy gleby utrudnia osiągnięcie efektu rekultywacji w kopalniach odkrywkowych. Oczekuje się, że zabezpieczenie wierzchniej warstwy gleby przez zmieszanie gleby z popiołem lotnym (FA), który jest traktowany jako odpad przemysłowy, rozwiąże ten problem w odkrywkowych kopalniach węgla. Podczas mieszania gleby z FA możliwe jest jednoczesne zabezpieczenie wierzchniej warstwy gleby i utylizacja odpadów przemysłowych. Jednak wysoka alkaliczność FA i rozpuszczanie metali ciężkich z FA może hamować wzrost roślin. W artykule przedstawiono wpływ dodatku FA do wierzchniej warstwy gleby na wzrost roślin poprzez testy roślinności z symulowaną wierzchnią warstwą gleby zmieszaną z FA przy użyciu Acacia mangium i gatunków drzew kwitnących. Proporcje mieszanek FA zostały określone na 0%, 20%, 40%, 60% i 100%. Wzrost Acacia Mangium był hamowany wraz ze wzrostem zawartości FA, zwłaszcza od 60% do 80%. Jednak tempo wzrostu w mieszance FA w proporcji 40% było praktycznie takie jak bez dodatku FA. Ponadto nie zaobserwowano wpływu właściwości fizycznych i warunków pH w wierzchniej warstwie gleby na wzrost roślin w żadnej mieszance. Oznacza to, że skumulowane stężenie Al w roślinie znacznie wzrosło dla mieszanek z dodatkiem FA 60% -80%. Sugeruje to, że nagromadzenie Al, które hamuje wzrost roślin, w tym wzrost korzeni i jego funkcje, w organizmie rośliny hamuje wzrost Acacia Mangium. Dlatego najważniejszym aspektem rekultywacji z zastosowaniem FA do zabezpieczania wierzchniej warstwy gleby nie jest wielkość dodatku FA, lecz ilość Al w FA i akumulacja Al w roślinie.