Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Przeciwwybuchowe wodoodporne pyły wapienne do zastosowania w kopalniach węgla kamiennego

Vogt E.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 97

57--70

PL

Wodoodporny pył wapienny używany w kopalniach węgla kamiennego stanowi ważne ogniwo systemu zabezpieczeń przeciwwybuchowych. Jest to jeden z najstarszych środków przeciwwybuchowych i według ekspertów pozostanie nim jeszcze przez długi czas. Praca stanowi podsumowanie badań nad opracowaniem nowego sposobu otrzymywania pyłu wapiennego wodoodpornego do zastosowania jako pył przeciwwybuchowy w kopalni węgla kamiennego. Wytwarzanie hydrofobowego pyłu za pomocą alternatywnej, w stosunku do obecnie używanej metody współmielenia, jest korzystne ze względu na zmiany restrukturyzacyjne w zakładach wydobywczych kamienia wapiennego. Główne badania przeprowadzono na pyle wapiennym standardowo używanym podczas tradycyjnej metody produkcji pyłu przeciwwybuchowego to jest: mączce wapiennej surowej (80 μm) (Kopalnia Wapienia Czatkowice oraz mączce hydrofobowej z kopalni w Małogoszczy i kwasie stearynowym pełniącym rolę modyfikatora. Zastosowano ponadto modyfikatory: preparat silikonowy oraz preparat bitumiczny Bitumenovoranstrich. Proces hydrofobizacji prowadzono z użyciem różnych technik: stosując roztwory eterowe kwasu stearynowego, stearynowego, roztwory żywicy metylosilikonowej oraz preparatu bitumicznego. Proces prowadzono również z fazy parowej kwasu stearynowego. Zmodyfikowane pyły wapienne poddano serii badań mających na celu określenie ich właściwości hydrofobowych oraz przepływowych. W zależności od metody hydrofobizacji wykonano: próby „pływania po powierzchni wody” ekstrakcję kwasu stearynowego, wyznaczono kąty zwilżania wody na materiale sprasowanym. Przeprowadzono rozkłady termiczne pyłów. O znaczono przyrost wilgoci po wilgotnym składowaniu. Przebadano właściwości przepływowe proszków z użyciem aparatu Powder Characteristics Tester. Dokonano oceny przydatności poszczególnych metod hydrofobizacji dla zrealizowania zamierzonego celu pracy.

EN

Waterproof lime dust used in coal mines is an important element in the system of protection against explosions. This is one of the oldest methods used to prevent coal dust explosions and, according to an expert’s opinion, it will remain so for a long time. The work is a summary of research on the development of a new method of producing waterproof limestone dust to use it as an anti-explosive powder in coal mines. The typical method of hydrophobic dust production (milling limestone with stearic acid) is no longer profitable due to the restructuring of the mining industry. The main research was conducted on raw materials traditionally used during the production of anti-explosion powder, namely limestone meal with a grain size diameter equal to 80 μm (Czatkowice Limestone Quarry) and stearic acid as a modifier. Silicone preparation and bituminous preparation (Bitumenovoranstrich) were used as additional modifiers. The hydrophobization process was conducted with the use of different techniques: from stearic acid ether solution, from stearic acid vapor, from methyl silicone resin or bituminous preparation solutions. A series of research on modified powders to determine hydrophobization and flow properties was conducted. Depending on method of hydrophobization, the test of “floating on water”, the extraction of stearic acid was carried out, water contact angles on compacted material were determined, the thermal decomposition of powder was made. The increase in moisture after wet storage was indicated. The flow properties of powders were measured with the use of the Powder Characteristics Tester. The evaluation of the suitability of each hydrophobization methods in achieving the intended purpose was valued.

2

Kinetyka flotacji drobnouziarnionego węgla kamiennego z kopalni Staříč za pomocą olejów popirolitycznych

Čablík V., Išek J., Żelazny S., Kušnierová M., Čablíková L., Dolinská S., Tora B., Vogt E.

Przemysł Chemiczny

|

2017

|

T. 96, nr 4

854--857

PL

Przedstawiono opis kinetyki flotacji węgla kamiennego za pomocą funkcji Boltzmanna. Model kinetyki procesu opracowano na podstawie wyników flotacji drobnouziarnionego węgla kamiennego z kopalni Staříč w Czechach. Zaletą tego modelu jest dobra aproksymacja wartości rzeczywistych oraz możliwość określenia granicy pomiędzy flotacją wstępną i czyszczącą. Przeprowadzono badania flotacji z użyciem olejów popirolitycznych KOPD (9) i KOPD (11) z dodatkiem odczynnika Montanol 551 i środka pianotwórczego (spieniacza). Analiza wyników wykazała, że największy uzysk (wychód) koncentratu osiągnięto w ciągu pierwszych 2 min procesu. Wydajność flotacji wzrastała gwałtownie na początku procesu i osiągał wartość maksymalną.

EN

Two pyrolysis oils were added to a com. flotation collector used then for enriching the coal muds. The highest concentrate yields were achieved during the first 2 min. The maximum recoveries of coal concentrate were 70% and 80%.

3

Wpływ wybranych zagrożeń środowiskowych na właściwości hydrofobowe drobnodyspersyjnego wapienia

Vogt E., Horak A., Wolak E., Kanik U.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2015

|

T. 31, z. 2

157--172

PL

Przedstawiono wyniki badań zmiany hydrofobowych właściwości drobnodyspersyjnego wapienia pod wpływem wybranych czynników korozyjnych. Badano dwie frakcje ziarnowe drobnodyspersyjnego wapienia, o średnicy ziaren zgodnie z danymi producenta (Kopalnia Wapienia Czatkowice) wynoszącej odpowiednio: dla mączki wapiennej poniżej 80 μm oraz piasku wapiennego z przedziału 100–400 μm. Badano również mączkę wapienną hydrofobizowaną w kamieniołomie wapieni i margli cementowni w Małogoszczy. Badano materiały surowe oraz hydrofobizowane za pomocą kwasu stearynowego, preparatu silikonowego oraz preparatu bitumicznego. Jako substancji agresywnych (korodotwórczych) użyto roztworów: kwasu etanowego, zasady amonowej, siarczanu VI sodu. Określono wpływ tych substancji na zmianę nasiąkliwości i ściśliwości badanych materiałów. Miarą nasiąkliwości była zmiana wilgotności materiałów podczas procesu wilgotnego składowania. Ściśliwość obliczano na podstawie pomiarów densymetrycznych: gęstości nasypowej swobodnej i upakowanej, oznaczanych za pomocą cylindra miarowego. Niewielkie zmiany wartości współczynników ściśliwości uzyskane dla materiałów skorodowanych w porównaniu do wartości uzyskanych dla materiałów wyjściowych świadczą o podobnych właściwościach kohezyjnych obu rodzajów materiałów. Większość modyfikowanych (hydrofobowych) materiałów po procesie korodowania uzyskiwała gorsze właściwości wodoodporne niż materiały wyjściowe, ale w dalszym ciągu charakteryzowała się wyższym stopniem hydrofobowości niż skorodowane materiały surowe. Dla mączki wapiennej nie uzyskano powtarzalnych wyników, co najprawdopodobniej spowodowane jest większą reaktywnością tego materiału związaną z małą średnicą ziaren. Przeprowadzone badania miały charakter wstępny.

EN

The paper concerns the results of researches carried out on the changes of hydrophobic properties of fine dispersional limestone caused by chosen corrode substances. The researches were conducted on two grain fractions of fine dispersional limestone, which grain diameter in accordance with the manufacturer’s data (Limestone Mine Czatkowice) equals less than 80 μm for lime meal and 100–400 μm for lime sand accordingly and also on a meal hydrophobized in the limestone and margiel quarry of cement plant in Małogoszcz. Raw materials and hydrophobized ones with the use of stearic acid, silicone preparation and bituminous preparation were tested. The acetic acid, ammonia hydroxide, sodium sulphate were used as aggressive substances. The researches proved the influence of these substances on an absorbability and a compressibility changes of studied materials. The absorbability was measured as changes of the material humidity during the storage in wet conditions. The compressibility was calculated on the base of the results of densimetric measurements such as loose and packed bulk density obtained with the use of measuring cylinder. A small changes in the compressibility coefficient values obtained for corroded materials in the comparison with values obtained for initial materials show that the cohesive properties of both kinds of material are similar. The majority of modified (hydrophobized) materials obtained after corrode process worse waterproof properties than initial materials, but they were still characterised by higher hydrophobization degree than corroded raw materials. No repeaTable results were obtained in the case of meal. It was probably caused by a higher reactivity of this material, connected with its little grain diameter. The measurements performed had the preliminary character.

4

Optymalizacja składu paliwa barwiącego płomień

Vogt E, Juszkiewicz J

Przemysł Chemiczny

|

2014

|

T. 93, nr 12

2077-2081

PL

Analiza rynku dostępnych produktów stosowanych jako paliwa bądź dodatki palne w kominkach domowych wskazuje, że w handlowym asortymencie tego typu tworzyw brakuje materiałów, które podczas spalania się tworzą efekty dekoracyjne. Stwierdzono, że paliwa spalające się barwnym płomieniem w znaczący sposób uatrakcyjniłyby proces spalania paliw klasycznych. Otrzymano paliwo, na bazie żywicy fenolowo-formaldehydowej oraz oleju parafinowego, spalające się barwnym płomieniem w typowych warunkach klasycznego paleniska kominkowego. Przeprowadzono optymalizację składu otrzymanego paliwa. Otrzymany produkt charakteryzuje się długotrwałym efektem dekoracyjnym podczas spalania.

EN

A flameless solid fuel was prepd. by compounding a basic fuel (consisting of Ph0H/CH20 resin, paraffinic oil or painter’s naphtha and H2SO4 1:1:0.05 by vol.), CuCI2, Ba(NO3)2, LiCi, SrCI2 and optionally NH4HCO3 starch, charcoal or wood pellets, moulded as pellets and tested for burning both under lab. conditions and in fireplace. The best flame-coloring effect was achieved when paraffinic oil was used for prepn. of the basic fuel and Lid and Cud2-2H20 were used as coloring agents.

5

Badanie właściwości hydrofobowych proszków wapiennych modyfikowanych handlowymi modyfikatorami

Vogt E., Bisztyga A.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2014

|

Nr 1

42--43

PL

Badano surowe i hydrofobowe pyły wapienne. Proces hydrofobizacji prowadzono za pomocą typowych przemysłowych modyfikatorów: kwasu stearynowego, preparatu silikonowego oraz preparatu bitumicznego. Właściwości hydrofobowe materiałów określano w oparciu o wyniki pomiarów kątów zwilżania, uzyskane metodami: siedzącej kropli, wzniesienia kapilarnego oraz zwilżania cienkiej warstwy. Otrzymane wyniki umożliwiły określenie właściwości powierzchniowych hydrofobowych proszków wapiennych.

EN

Raw and hydrophobized limestone powders were studied. The hydrophobi zation was carried out with the use of typical commercial modifiers: stearic acid, silicone preparation and bituminous preparation. Hydrophobic properties of materials were obtained based on results of wetting angle measurements made by sessile drop, capillary rise and thin layer wicking methods. Obtained results enabled one to determine the surface properties of hydro-phobic limestone powders.

6

Waterproof anti-explosive powders for coal mines

Buczek B., Vogt E.

Archives of Mining Sciences

|

2014

|

Vol. 59, no. 1

169--178

EN

Limestone powder characterized by hydrophobic properties is used as an anti-explosive agent in coal mining industry. Unfortunately, the standard method of producing such powder by milling limestone with stearic acid is practically unprofitable in many modernized quarries and plants, and sometimes literally impossible due to the introduction of technological changes and implementation of modern mills. Then new methods of hydrophobization of limestone surfaces ought be searched. In the work two methods hydrophobization: from the stearic acid vapour phase and from silicone solutions are proposed. Lime dust from the Czatkowice Quarry of Lime was used as a raw material during investigations. It is a good agent for research because it is possible to compare the properties of samples modified in this work to the properties of anti-explosive lime powder (Polish Standard, 1994) used in mining industry in Poland. The first technique of limestone powder hydrophobization was carried out in an apparatus of own design (Vogt, 2008, 2011), and it consisted in free sedimentation of the powder layer dispersed by stearic acid vapour in powder counter current flow. The second way of modification consisted in mixing in the evaporating dish substrates: limestone powder and dope - silicone solution - Sarsil® H-15 (Vogt & Opaliński, 2009; Vogt & Hołownia, 2010). Evaluation of properties so-obtained waterproof powders was carried out according to the Polish Standard, as well as using original powder determination ways, with the Powder Characteristic Tester (Index tables, Tablets & Capsules, 2005). Moreover water vapour adsorption isotherms were obtained and the thermal decomposition of powder was made. All modified samples acquired the hydrophobic character. Therefore we can state that the both proposed methods of hydrophobization of the limestone powder are useful. The parameters obtained with the use of Powder Characteristics Tester enable us to make a characterization of limestone properties not only as a water resistant material but also from the cohesion point of view. On the base of TG, DTG or DTA and EGA curves for all investigated materials was stated that the character of the thermal decomposition of modified samples is the same as this one for raw powder, what is profitable for application of hydrophobized powders as an anti-explosive agent.

PL

W górnictwie węgla kamiennego używany jest hydrofobowy pył wapienny jako substancja stosowana w systemie zabezpieczeń przeciwwybuchowych (Cybulski, 2004). Niestety, dotychczasowy sposób wytwarzania takiego produktu polegający na współmieleniu kamienia wapiennego z kwasem stearynowym staje się praktycznie niemożliwy do stosowania w nowoczesnych zakładach np. kamieniołomy. Sytuacja taka jest wynikiem wprowadzania zmian technologicznych, głównie związanych z wymianą starych konstrukcji młynów na nowe urządzenia. Tym samym istnieje potrzeba poszukiwania nowych metod hydrofobizacji powierzchni pyłów wapiennych. W pracy omówiono dwie nowe metody hydrofobizacji pyłu wapiennego: za pomocą par kwasu stearynowego oraz roztworu silikonowego - Sarsil® H-15. Podczas badań używano surowego pyłu wapiennego pochodzącego z Kopalni Kamienia Wapiennego w Czatkowicach. Materiał ten jest dobrym materiałem do badań gdyż istnieje możliwość porównywania właściwości materiałów hydrofobowych otrzymanych w pracy z właściwościami handlowego pyłu przeciwwybuchowego (Polska Norma, 1994), używanego w polskich kopalniach. Pierwszy sposób hydrofobizacji pyłu wapiennego, polegający na swobodnym opadaniu pyłu wapiennego w oparach kwasu stearynowego przepływających w przeciwprądzie, przeprowadzono w aparacie własnej konstrukcji (Vogt, 2008, 2011). Aparat gwarantuje dobry kontakt modyfikatora z ziarnami pyłu. Pył opadając, nie napotyka żadnych przeszkód ulegał rozproszeniu, a wprowadzony w stanie parowym kwas stearynowy może swobodnie osiadać na jego powierzchni zewnętrznej oraz penetrować w głąb porów, blokując je dla wilgoci. Drugi sposób hydrofobizacji sprowadzał się w uproszczeniu do zmieszania substratów: pyłu wapiennego i domieszki silikonowej - Sarsil® H-15, w parownicy (Vogt i Opaliński, 2009; Vogt i Hołownia, 2010). We wstępnych badaniach określono objętość preparatu, jaką trzeba dodać do pyłu w celu uzyskania optymalnych warunków kontaktu preparatu z ciałem stałym. Otrzymany po modyfikacji materiał był zbrylony w niewielkim stopniu, a jego całkowite rozdrobnienie uzyskano poprzez przecieranie pyłu przez sito o odpowiednim wymiarze oczek. Badanie właściwości tak otrzymanych hydrofobowych materiałów przeprowadzono w oparciu o PN (Polska Norma, 1994), jak również w oparciu o standardowe metody badania materiałów proszkowych z użyciem aparatu Powder Characteristic Tester (Index tables, Tablets & Capsules, 2005) (Tablica 2,3). Oceny stopnia hydrofobizacji materiałów po modyfikacji dokonano, w przypadku proszku hydrofobizowanego parami kwasu stearynowego, w oparciu o procedurę opisaną w Polskiej Normie (1994), oznaczając procentową zawartość kwasu stearynowego. Otrzymany podczas badań pył hydrofobizowany kwasem stearynowym zawierał 0,18% modyfikatora, co jest ilością dopuszczalną przez Polską Normę (1994).W celu oceny właściwości hydrofobowych materiału modyfikowanego roztworem silikonowym do badań zaadaptowano technikę pomiaru zwilżalności ziaren węglowych „film flotation” (Fuerstenau i Williams, 1987) przyjmując, jako materiał odniesienia hydrofobizowaną mączkę wapienną z Kopalni Kamienia Wapiennego w Małogoszczy. Opracowano metodę wyznaczania współczynnika C określonego, jako stopień hydrofobizacji (Vogt i Opaliński, 2009). Średnia wartość C = 84% wskazuje, że materiał modyfikowany preparatem silikonowym uzyskał odpowiednie właściwości hydrofobowe. Tym samym oba materiały po modyfikacji uzyskały zadowalające właściwości wodoodporne. Ponadto, dla badanych pyłów wyznaczono izotermy adsorpcji pary wodnej (Rys. 1). Uzyskane niższe wartości adsorpcji dla materiałów po modyfikacji niż dla proszku surowego potwierdzają, że materiały posiadają charakter hydrofobowy, co pozwala stwierdzić, że obie proponowane metody hydrofobizacji są użyteczne do produkcji wodoodpornego pyłu wapiennego. Analizę termiczną pyłów wapiennych wykonano w celu porównania efektu cieplnego przemian zachodzących podczas ogrzewania pyłów modyfikowanych z efektem cieplnym zachodzącym podczas ogrzewania surowego pyłu wapiennego. W trakcie badań użyto termowagę firmy TA Instruments 2960 SDT ze sprzężonym spektrometrem masowym firmy Balzers TermoStar 300. Otrzymane wynikiprzedstawiono na Rys. 2. Linie ciągłe na Rys. 2a i 2b przedstawiają przebieg krzywych TG, DTG oraz DTA dla pyłu surowego. Linie przerywane zostały otrzymane dla pyłu modyfikowanego kwasem stearynowym (Rys. 2a) oraz preparatem SARSIL® H-15 (Rys. 2b). Na Rys. 3 zobrazowano wyniki analizy zawartości tlenku węgla IV w składzie gazów otrzymywanych podczas rozkładu termicznego pyłu wapiennego (EGA). Krzywa otrzymana dla pyłu modyfikowanego kwasem stearynowym w zasadzie pokrywa się z krzywą otrzymaną dla pyłu surowego. Parametry uzyskane z użyciem aparatu Powder Characteristics Tester umożliwiły scharakteryzowanie pyłów wapiennych nie tylko pod kątem ich właściwości hydrofobowych, ale także właściwości kohezyjnych i przepływowych.

7

Badanie właściwości adhezyinych piasku wapiennego hydrofobizowanego handlowymi modyfikatorami

Vogt E.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 4

545-549

PL

Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych siły adhezji kapilarnej na powierzchni proszków wapiennych kontaktujących się z parą wodną. Pomiary wykonano dla surowego oraz hydrofobizowanych handlowymi modyfikatorami piasków wapiennych. Stwierdzono możliwość wykorzystania pomiarów sił adhezji do charakteryzowania powierzchni drobnodyspersyjnych materiałów hydrofobowych. Uzyskane wyniki pozwalają również ocenić trwałość właściwości hydrofobowych modyfikowanych proszków wapiennych podczas kontaktu z wilgocią.

EN

Limestone sand was modified with gaseous stearic acid or a com. MeSi resin soln. to change the hydrophobic properties of the solid. Use of the resin resulted in a substantial increase in the adhesion power esp. in presence of moisture. Use of stearic acid contributed to retaining the sand hydrophobicity.

8

Zastosowanie przemysłowych domieszek do hydrofobizacji mączki wapiennej

Vogt E.

Cement Wapno Beton

|

2012

|

R. 17/79, nr 3

160-164

PL

W pracy przedstawiono wyniki oceny różnych handlowych domieszek (kwas stearynowy, silikony i bitumy) stosowanych w celu hydrofobizacji mączek wapiennych. W oparciu o uzyskane wyniki można stwierdzić, że wszystkie zmieniają właściwości powierzchniowe proszków wapiennych nadając im hydrofobowość. Ta właściwość zależy jednak w poważnym stopniu nie tylko od stosowanej domieszki, lecz także od metody i warunków jej zastosowania.

EN

In the work the evaluation of the usability of commercial agents (stearic acid, silicone preparation and bituminous preparation) for hydrophobization of limestone flours was made. The hydrophobicity of modified materiais was determined and it was stated that all of the used admixtures change the properties of the limestone powder surface causing the water-repellent behavior. However, not only the type of agent but also the method and conditions of its application highly influence the hydrophobicity of treated flour.

9

Badania rozkładu termicznego pyłów wapiennych hydrofobizowanych handlowymi modyfikatorami

Vogt E.

Przemysł Chemiczny

|

2011

|

T. 90, nr 1

135-137

10

Hydrofobizacja pyłu wapiennego za pomocą par kwasu stearynowego

Vogt E.

Inżynieria i Aparatura Chemiczna

|

2011

|

Nr 6

12-14

PL

Pył wapienny poddano procesowi hydrofobizacji za pomocą par kwasu stearynowego w instalacji własnego projektu. Określono parametry prowadzenia procesu. Uzyskano materiały o różnym stopniu hydrofobizacji w zależności od stosowanych warunków modyfikacji. Opracowana metodyka otrzymywania wodoodpornego materiału może stanowić alternatywę dla powszechnie stosowanej techniki otrzymywania przeciwwybuchowego pyłu wapiennego.

EN

Limestone dust was hydrophobized using stearic acid vapour in the installation of own design. The parameters for this process were specified. Obtained materials were characterised by different degree of hydrophobization depending on the applied modification conditions. The developed methodology of waterproof material preparation may represent an alternative to commonly used techniques used in preparation of antiexplosive limestone powder.

11

Badanie właściwości powierzchniowych i reologicznych modyfikowanego pyłu wapiennego

Buczek B., Vogt E.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2010

|

T. 26, z. 1

73-81

PL

Materiały o właściwościach hydrofobowych są stosowane w wielu dziedzinach przemysłowych. Szczególnie szeroko są one używane w budownictwie, znajdują również bardziej specyficzne zastosowania, jak przykładowo hydrofobowy pył wapienny, który jest używany w charakterze czynnika przeciwwybuchowego w górnictwie węglowym. Proces hydrofobizacji ciał stałych charakteryzujących się dużą powierzchnią jest głównie przeprowadzany przez otaczanie powierzchni produktu stałego warstwą hydrofobową poprzez: malowanie, natryskiwanie, zanurzanie w kąpieli oraz dodatek specjalnych modyfikatorów podczas procesu produkcji. Metody te nie mogą być bezpośrednio stosowane do hydrofobizacji materiałów proszkowych. Również określenie właściwości modyfikowanych proszków jest trudniejsze niż określenie właściwości hydrofobowych ciał stałych o dużych powierzchniach. Jednakże uzyskanie takiej charakterystyki jest bardzo ważne. Znajomość właściwości umożliwia bowiem kontrolowanie przebiegu wielu procesów technologicznych oraz dostarcza wiedzy użytecznej podczas produkcji nowych materiałów. W pracy do badań użyto pyłu wapiennego z Kopalni Wapienia w Czatkowicach. Surowiec ten jest dobrym materiałem do tego typu badań, gdyż istnieje możliwość porównania właściwości próbek modyfikowanych z właściwościami komercyjnego pyły przeciwwybuchowego (PH) używanego w kopalniach w kraju. Pył wodoodporny otrzymywano dwiema metodami (z fazy parowej oraz z roztworu silikonowego). Określenie stopnia hydrofobizacji otrzymanych próbek było jednym z ważniejszych problemów do rozwiązania podczas badań. Łatwo jest określić ten parametr w przypadku, gdy jako modyfikator jest używany kwas stearynowy, ponieważ Polska Norma (1994) definiuje odpowiednią metodę pomiarową. W przypadku próbki otrzymanej drugim sposobem autorzy musieli opracować nową metodę określenia stopnia hydrofobizacji. W tym celu użyto metody 'film flotation' i zdefiniowano tzw. współczynnik hydrofobowości (SH). Współczynnik ten podaje, w jakim stopniu właściwości hydrofobowe modyfikowanych materiałów różnią się od właściwości hydrofobowych przeciwwybuchowego pyłu wapiennego (PH) w kontakcie z odpowiednimi roztworami alkoholu metylowego. Dla grubszej frakcji pyłu wapiennego (0,385-0,400 mm) zostały wykonane pomiary siły adhezji. Zamieszczone wartości dla próbki modyfikowanej były zaniedbywalne. Natomiast dla próbki surowej siła adhezji pojawiła się przy wilgotności otoczenia równej 60% i wzrosła do wartości 0,008 N przy wilgotności równej 95%. To jest niewielka wartość siły, ale wykonane pomiary pokazują, że modyfikowany materiał traci swoje adhezyjne właściwości. Wydaje się, że pomiar sił adhezji mógłby być interesującym sposobem oceny stopnia hydrofobizacji materiałów modyfikowanych w różnorodny sposób, przy czym precyzyjna metoda wykonywania pomiarów powinna być opracowana. Na frakcjach pyłu wapiennego zostały wykonane również testy ścinania. Wyniki uzyskiwane w tych testach są podstawą do projektowania urządzeń współpracujących z materiałami rozdrobnionymi. W pracy podjęto próbę zaadaptowania tych wyników do określenia stopnia hydrofobizacji. Testy ścinania wykonano zgodnie z wytycznymi zawartymi w Europejskiej Normie (2003). Na podstawie otrzymanych wyników obliczono kohezję i wewnętrzny kąt tarcia. Otrzymane wyniki są porównywalne dla wszystkich próbek, tak więc wyciągnięcie na ich podstawie ogólniejszych wniosków dotyczących stanu hydrofobizacji jest raczej trudne. Jednakże jest zauważalne, że sposób modyfikacji odzwierciedla się w tych wynikach.

EN

Materials characterized by hydrophobic properties are used in many domains of industry. They are particularly applied in building industry. But they are also used more specifically. For example hydrophobized lime dust is generally used as an anti-explosive agent in coal mining industry. The decrease in wettability of solids characterized by large surfaces is achieved by coating final products with a hydrophobic layer by means of painting, spraying or dipping bath or by the addition of special modifiers in the production process. In the case of powders we did not find it easy to apply those standard modification methods. The determination of modified powder characteristics is also more difficult than for bulk solids, but it is very important because it enables us to control the course of many processes and gives us the knowledge for the production of new materials Lime dust from the Czatkowice Quarry of Lime was used as a raw material during research. It is a good agent for research because it is possible to compare the properties of samples modified in this work to the properties of anti-explosive lime dust (PH) used in mining industry in Poland. In this work two methods of hydrophobization (from vapour phase and from silicone solution) have been used in order to manufacture hydrophobized lime powder. One of the most important issues is the determination of the index of hydrophobization of samples. It is easy to determine this index when stearic acid is used as a modifier because there is a standard which defines it. In the case of the second method of powder hydrophobization the authors had to work out the method for determination of hydrophobization SH coefficient. The film flotation method was used for this purpose. The SH coefficient defines to what extent the hydrophobic properties of the obtained (P_SH15) sample are different from the hydrophobic properties of the commercial PH sample on contact with a suitable methanol solution. The film flotation method gives us the possibility of making the comparison of properties of samples modified in various ways. We measured the adhesive force of the coarser lime grain fraction: 0.385-0.400 mm. The obtained results for modified material were neglected. For raw material the adhesive force appeared at humidity of about 60%, then grew to value of 0.008 N at humidity of 95%. It is rather a small force but measurements show that the modified material lost its adhesive properties. It seems that it could be an interesting method of testing the hydrophobization degree of samples modified in different ways. But a more precise method of taking the measurement should be developed in the future. We performed shear tests. Data from shear tests is mainly an important basis for the design of bulk solids handling equipment. In this work, these results were also tried to be used as an index of hydrophobisation state. We used the shear tester which was made according to the European Standard. On the basis of shear tests we calculated the values of cohesion and angle of internal friction. Data from shear tests show that the effect of surface modification on powders flowability is similar so it is rather difficult to formulate general conclusions on the basis of shear test results, concerning the hydrophobization state of lime dust. However it is noticeable that the way of modification is reflected in it.

12

Badanie właściwości hydrofobowych modyfikowanych pyłów wapiennych

Vogt E., Hołownia D.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2010

|

T. 26, z. 2

41-56

PL

Brak właściwości hydrofobowych szerokiej gamy produktów niejednokrotnie ogranicza możliwości ich magazynowania, transportu, czy stosowanie w takich dziedzinach, gdzie stanowiłyby one cenny surowiec ze względu na pozostałe swoje właściwości. Rozwój nowych technologii pozwala modyfikować materiały w kierunku nadania im właściwości wodoodpornych i rozszerza zakres ich stosowania zarówno w życiu codziennym, jak i w wielu dziedzinach przemysłu. Badania prowadzone w tej tematyce są związane zarówno z nowymi sposobami wytwarzania materiałów hydrofobowych, jak i z ich charakteryzowaniem. Opracowanie nowej metody hydrofobizacji materiału stałego pociąga za sobą konieczność gruntownego przebadania właściwości otrzymywanego produktu. Badania literaturowe wskazują, że choć procesom hydrofobizacji poświęcono wiele prac, to zazwyczaj dotyczą one zagadnień zabezpieczania materiałów budowlanych, czyli tematyki związanej ze specyficznymi oddziaływaniami wilgoci z dużą powierzchnią. Rzadko spotyka się w literaturze opis zjawisk zachodzących podczas hydrofobizacji surowca stałego, drobnodyspersyjnego. Stosowane wówczas metody badawcze często są możliwe do użycia tylko w przypadku konkretnych materiałów, jak to przykładowo ma miejsce podczas oznaczania zawartości stearyny w pyle wapiennym przeciwwybuchowym. Celem pracy była ocena możliwości stosowania standardowych metod badania charakteru powierzchni ciał stałych do określania stopnia hydrofobizacji modyfikowanych materiałów drobnodyspersyjnych. Opracowanie spójnej metodyki charakteryzowania tego typu materiałów miałoby istotne znaczenie dla oceny sposobów prowadzenia procesów hydrofobizacji. Prace takie mogą spowodować szersze wykorzystanie materiałów hydrofobowych, w dziedzinach bardziej precyzyjnych niż budownictwo czy przemysł górniczy - w budowie urządzeń do bioseparacji oraz urządzeń do transportu cieczy bez strat. Badaniom poddano pył wapienny z kopalni kamienia w Czatkowicach. Prowadzenie badań hydrofobizacji na używanym przemysłowo surowcu, jakim jest pył wapienny ma nie tylko znaczenie utylitarne, ale również poznawcze. Daje bowiem możliwość porównana właściwości modyfikowanych proszków z hydrofobowymi właściwościami dobrze przebadanego materiału jakim jest przeciwwybuchowy pył wapienny. W pracy użyto czterech metod badawczych: 'pływania po powierzchni wody', ekstrakcji seryny za pomocą eteru etylowego, metody 'film flotation' oraz wzniesienia cieczy w kapilarze. Najbardziej obiecująca dla poszukiwanego celu badań wydaje się być metoda wzniesienia cieczy w kapilarze.

EN

The lack of hydrophobic properties of many products often limits their storage, transport or application abilities in the areas where they would be otherwise valuable as raw materials because of their other characteristics. The development of new technologies allows for the modification of such products by means of providing them with waterproof properties, which gives a chance of extending the scope of their application both in everyday life, and in many industries. Research carried out into this field is related both to the new methods of manufacturing hydrophobic materials and their characterization. The development of new methods of hydrophobization of solids entails a necessity of a thorough study of the properties of the received product. An overview of the literature on the subject suggests that although there was a lot of attention referred to hydrophobic processes, usually the studies concerned the issue of securing building materials, which is the subject concentrating on the specific interaction between moisture and a large surface. The phenomena occurring during the hydrophobization of fine solids is rarely described in literature. The test methods applied then can only be used in the case of some specific materials or situations as, for example, during the determination of stearin content in an anti-explosive lime dust (Polish Standard 1994). The purpose of the study was to assess the possibilities of using standard methods of examination of the nature of the surface of the solids for the evaluation of the degree of hydrophobization of fine materials. Developing a coherent methodology for characterising this type of materials would be important for the assessment of the method of hydrofobization processes. Such studies may result in a larger use of hydrophobic materials in the fields more precise than construction or mining industries - in the production of bioseparation equipment, mikrofluid apparatuses and equipment for transporting liquids without losses. Lime dust from the Czatkowice Quarry (Buczek, Vogt 2008) was used as a raw material. The research into hydrophobization of the material used in industry, i.e. lime dust does not only have a practical value, but also a cognitive one. Such a research thus creates the possibility to compare the properties of modified dusts with the hydrophobic properties of an anti-explosive lime dust, which is well tested (Polish Standard 1994). In this study, four research methods were used: 'floating on water surface', stearin extraction with ethyl ether solution, a film flotation and a capillary rise method. The last one - capillary rise method seems to be the most promising for the achievement of the objective of the research.

13

Hydrophobization of fine solids presented on the example of limestone powder

Vogt E.

Polish Journal of Chemical Technology

|

2008

|

Vol. 10, nr 1

49-51

EN

The work proposes a new method of hydrophobization of limestone powder from stearic acid vapour or stearic acid ether solution. The obtained product is characterised by all properties typical of water-resistant materials. The evaluation of these properties has been carried out according to Polish Standard PN-G-11020 and analysed with research methods originally used for powder technique.

14

Rola i znaczenie pyłu wapiennego w systemie zabezpieczeń przeciwwybuchowych w kopalniach węgla kamiennego

Vogt E., Buczek B.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2007

|

T. 23, z. 3s

235-242

PL

Nieszczęśliwe wypadki, które wydarzyły się w ostatnim okresie w górnictwie węglowym wskazują, że pomimo szerokich działań mających na celu zapewnienie bezpieczeństwa nadal istnieje zagrożenie życia i wystąpienia strat spowodowanych wybuchami. Wiele prac wskazuje, że efektywnie na przerywanie przenoszenia wybuchu działają zapory z pyłu kamiennego wodoodpornego, wytwarzanego podczas mielenia kamienia wapiennego. Jednakże zmiany zachodzące w kamieniołomach mogą zmniejszyć liczbę ewentualnych producentów pyłu. Niedopuszczenie do tego stanu wymaga znalezienia innej metody jego wytwarzania. We wstępnych badaniach konieczne jest poznanie roli i znaczenia pyłu w systemie zabezpieczeń kopalń. Pył wapienny musi posiadać właściwości hydrofobowe. Te zaś wynikają z ilości osadzonego kwasu stearynowego i sposobu hydrofobizacji. Właściwości hydrofobowe pyłu powinny utrzymywać się przez jak najdłuższy czas. Pył powinien charakteryzować się odpowiednią lotnością oraz niską ceną.

EN

Industrial accidents, which have taken, place recently at coal mining show that in spite of many operations ensuring safety, the menace of life and occurrence of losses caused by explosions is steel possible. In many works one can read that the dust (water-proof hydrophobized limestone dust) barriers very effective interrupt the flame propagation. Such limestone dust has been produced by coating regular dust with stearic acid during grinding in stone mills. In the consequence of modernization of quarries the quantity of possible producers of such dust could be reduce. For this reason new methods of manufacture of water-proof dust should be searched. In preliminary studies it is necessary to obtain the knowledge of the function and meaning of limestone dust in protection system against explosion at coal mine. Limestone dust must have hydrophobic properties. These are the consequence of quantity of stearic acid coated on dust particles and of used hydrophobisation method. Waterproof properties of dust should be kept for a long time. Hydrophobized limestone dust must be featured by certain floatage and must be cheap.

15

Próba standaryzacji metody sond molekularnych do oceny struktury mikroporowatej adsorbentów węglowych

Vogt E., Buczek B.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2006

|

T. 9, nr 2

197-209

PL

Adsorbenty węglowe od wielu lat znajdują szerokie zastosowanie w procesach ochrony środowiska. Ich popularność wynika zarówno z chemicznych, jak i fizycznych właściwości. Znajomość podstawowych właściwości tych adsorbentów otwiera nowe możliwości ich stosowania. Znanych jest wiele metod badania struktury porowatej, jednakże czas oraz koszt wykonywania oznaczeń mają duży wpływ na wybór danej metody. Prostym sposobem badania struktury mikroporowatej jest metoda sond molekularnych, oparta na pomiarach gęstości z użyciem mediów piknometrycznych o różnych rozmiarach cząsteczek. W pracy badaniom poddano dwa rodzaje adsorbentów węglowych: węglowe sita molekularne oraz węgle aktywne. Analiza otrzymanych wyników umożliwia wybór odpowiednich mediów piknometrycznych dla danego rodzaju materiału.

EN

Carbonaceous adsorbents have had a wide application in many environment protection processes for many years. The high applicability of carbonaceous adsorbents is an effect of both their chemical and physical properties. The knowledge of the basic properties of these adsorbents opens new opportunities of its application. However, before using, their properties have to be done. There is a number of known methods (adsorption measurement, mercury porosimetry, densymetric measurement, microscopy, X-ray methods) of making a description of porous materials structure, however the time and price seem to be the most important factors determining the choice of an analytical method. The simple way to estimate the microporous structure is the molecular probe technique consisting mainly in the measurement of the density using displacement molecules with different sizes of their effective diameter. The measurements were carried out with the use of special construction pycnometers.Two kinds of adsorbents have been investigated: carbon molecular sieves and active carbons. In previous papers it was found that the measurements based on displacement of fluids with different molecular sizes (helium, water, benzene, methanol, tetrachloromethane, decaline) enabled characterization of the micropore structure of carbonaceous adsorbents. The analysis of the results in this work allows us to select these pycnometric fluids which are not suitable for individual kind of materials. We have found that the applying of methane as a pycnometric fluid causes that the values of density are too high to be used to calculation of pore volume. The benzene molecules having a specific shape give incoherent results. Both methane and benzene are not good molecular probes for carbonaceous materials. Water was found as a suitable pycnometric fluid only for carbon molecular sieves. The using of helium, tetrachloromethane and decaline enables us to calculate micropores volume within the range corresponding to the size of molecules of the applied pycnometric fluids. Finally, it could be said that the molecular probe technique is better in the case of the investigation of carbon molecular sieves microporous structure than active carbons. The researches cause the standardization of the molecular probe technique.

16

Charakterystyka strukturalna złoża materiałów porowatych o mikrometrycznych wymiarach ziaren

Vogt E., Buczek B.

Inżynieria Chemiczna i Procesowa

|

2006

|

T. 27, z. 2

421-430

PL

Wyznaczano porowatość cząstki oraz porowatość złoża materiałów o mikrometrycznych wymiarach ziaren 0-100 mim. Do badań zastosowano pomiary densymetryczne. Uzyskane wartości gęstości pozornej materiałów o mikrometrycznym rozdrobnieniu porównano z wynikami otrzymanymi metodami: porównawczą, rtęciową oraz miareczkowania dla próbek tego samego materiału, ale o grubszych ziarnach (40-315 (mim). Zastosowanie metody porównawczej do oznaczania gęstości pozornej materiałów o mikrometrycznch wymiarach ziaren umożliwia obliczanie porowatości cząstki i złoża.

EN

The particle porosity and bed porosity of fine powders with the range of the grain size 0-100 (mim have been investigated. The densymetric measurements were used during the research. Obtained values of apparent density of micrometric fine materials were compared to apparent densities of the same type of material samples but with the range of the grain size 40-315 mim. Using of the comparative method to measure of the apparent density of micrometric fine materials makes possible the calculation of particle porosity as well as bed porosity.

17

Hydrofobizacja pyłu wapiennego na potrzeby górnictwa węglowego

Buczek B., Vogt E.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2006

|

Vol. 13, nr S4

523-530

PL

Jeden z kierunków badań nad bezpieczeństwem pracy w kopalniach węgla kamiennego koncentruje się na poszukiwaniu metod zapobiegania i zwalczania wybuchów. Według wielu autorów, na przerwanie fali wybuchu efektywnie działają zapory z wodoodpornego pyłu kamiennego. Dzisiaj pyl taki produkuje się w wyniku powlekania powierzchni zwykłego pyłu kamiennego warstwą kwasu stearynowego, podczas współmielenia w młynach rozdrabniających kamień wapienny. W wyniku modernizacji kamieniołomów wprowadza się do eksploatacji nowoczesne młyny o bardziej złożonej budowie, których zanieczyszczanie kwasem stearynowym jest praktycznie niedopuszczalne. Z tego powodu poszukuje się nowych metod hydrofobizacji pyłu wapiennego. Stosowanie do hydrofobizacji pyłów metod, analogicznych jak podczas zmiany charakteru dużych powierzchni, może nie dawać oczekiwanych rezultatów, gdyż zjawiska wzajemnego oddziaływania płyn-powierzchnia w obu przypadkach mają nieco inny charakter. W pracy zaproponowano hydrofobizację pyłu z fazy parowej oraz z roztworów eterowych kwasu stearynowego. Wstępna ocena właściwości otrzymanego w nowy sposób pyłu wodoodpornego została wykonana zgodnie z wymaganiami zawartymi w Polskiej Normie PN-G-11020 oraz oryginalnymi metodami badawczymi stosowanymi w technice pyłowej, z użyciem aparatu Powder Characteristic Tester. Otrzymywane wyniki umożliwia na etapie badań laboratoryjnych produkcję pyłu wodoodpornego. Część badań związana z badaniem właściwości pyłów o charakterze podstawowym umożliwi poznanie zjawisk zachodzących podczas hydrofobizacji materiałów drobnodyspersyjnych.

EN

One of the most important fields of research on safety in coalmines is the search of methods of prevention and fighting underground explosions. In opinion of many authors. Dust barriers are an effective manner of stopping of the transmission of explosion. The typical method (milling the limestone with stearic acid) of hydrophobic dust production is no longer profitable. or sometimes even possible in modern limestone mine, which compels researches to look for new methods of limestone hydrophobisation. Most of the known of hydrophobisation techniques have been used in order to protcet large-form solids and would be difficult lo adapt to hydrophobisation of limestone dust. The aulhors of the present work propose hydrophobisation of limestone dust from stearic acid vapour or stearic acid ether solution. The preliminary evaluation of properties of water-resistant dust produced in the new way bave been done according to Polish Standard PN-G-11O20 analysis content or original evaluation methods (Powder Characteristic Tester) used in dust techniques. The obtained results confirm. on the laboratory stage, the possibility of production of water-resistant limestone dust. A part of basic character researches enables us to learn the phenomena taking place during the hydrophobisation of fine powder materials.

18

Charakterystyka mikroporowatej struktury węglowych sit cząsteczkowych określona metodą sond molekularnych

Vogt E., Buczek B.

Karbo

|

2005

|

Nr 1

20-23

PL

Badaniom poddano węglowe sita cząsteczkowe używane oryginalnie do rozdzielania mieszanin gazowych, w procesach równowagowych względnie kinetycznych. Wykonano oznaczenia izoterm adsorpcji azotu w temperaturze ciekłego azotu (77 K). W przypadku sit kinetycznych uzyskane wartości adsorpcji były tak niskie, że na ich podstawie nie można było obliczyć wartości parametrów charakteryzujących strukturę porowatą. Dla sit równowagowych obliczono parametry struktury, w oparciu o równanie Dubinina-Raduszkiewicza oraz metodą Horvatha-Kavazoe. Średnicę i objętość mikroporów obliczano na podstawie wyników uzyskanych z pomiaru gęstości efektywnej. Użyto w trakcie pomiarów media piknometryczne (hel, metanol, czterochlorometan i dekalina), których wielkości średnic kinetycznych cząsteczek decydują o możliwości ich penetracji w głąb porów o określonych rozmiarach. Analiza otrzymanych wyników umożliwia dobór odpowiednich mediów piknometrycznych do badania gęstości efektywnej i struktury mikroporowatej kinetycznych sit cząsteczkowych.

EN

The kinetic and equilibrium carbon molecular sieves (CMS), used originally for separation of gaseous mixtures, were investigated. The adsorption N2 isotherms at 77 K, in static conditions where obtained. In the case of the kinetic CMSs the adsorption was so low that the calculation of parameters characterizing the texture was impossible. The volume of nitrogen adsorbed on the equilibrium CMSs is remarkable. From obtained results parameters characterizing micropore structure according to Dubinin-Ra-dushkevich equation and Horvath-Kawazoe method were determined. The diameter and volume of the micropores were determined by the measurement of the specific density using as displacement molecules with different sizes, e.g., helium, methanol, carbon tetra chloride, and decaline. The analysis of obtained results made possible to select of pycnometric fluids which are suitable for determine microporous structure of kinetics CMSs.

19

Nowy sposób wyznaczania współczynnika kształtu ziaren z pomiarów densymetrycznych

Vogt E.

Inżynieria Chemiczna i Procesowa

|

2005

|

T. 26, z. 2

377-390

PL

Określono wartości współczynnika kształtu ziaren trzema metodami: opisową (K), ilościową (1/L), oraz nową metodą porównawczą (1/k). Współczynnik (1/k) podaje stopień nieokrągłości ziaren w stosunku do złoża kul o takim samym rozkładzie wielkości jak substancja badana. Najmniejsze wartości współczynników uzyskano metodą opisową. Wartości współczynników obliczonych metodami ilościową i porównawcza były porównywalne.

EN

The values of the sape coefficient were determined by the Powers method (K), the quantitative method (1/L), and a new comparative method (1/k). The coefficient 1/k represents the out-of-roundness degree of packed grains in the relation to bed of spheres with the same size distribution as the material investigated. The lowest values of the shape coefficients were obtained by the Powers method. The values of the coefficients calculated by quantitative and comparative methods were comparable.

20

Ocena porowatości złoża polidyspersyjnych materiałów węglowych

Vogt E., Buczek B.

Karbo

|

2002

|

Nr 5

143-147

PL

Węglowe materiały porowate są szeroko wykorzystywane w technologii i inżynierii sorpcyjnej. W przypadku, kiedy stosuje sieje w postaci rozdrobnionej, to na przebieg procesów sorpcyjnych ma wpływ nie tylko objętość porów wewnątrz ziarna, ale również objętość przestrzeni międzyziarnowych. Wykorzystując materiały porowate do deponowania czy rozdzielania gazów jednakowo istotne jest określenie obu rodzajów porowatości, tej wewnątrzziarnowej oraz międzyziarnowej. W literaturze można znaleźć wiele opracowań omawiających problematykę upakowania złóż jednakże większość z nich dotyczy cząstek sferycznych. Opis złóż cząstek o nieregularnym kształcie jest dużo bardziej skomplikowany. W pracy określono porowatość złóż polidyspersyjnych, porowatych materiałów węglowych w oparciu o badania densymetryczne, z użyciem teorii przesunięcia oraz odczytano z nomo-gramów. Porównanie otrzymanych wyników pozwoliło na weryfikację stosowalności poszczególnych sposobów oceny porowatości międzyziarnowej porowatego materiału węglowego.

EN

Carbon porous materials are often used in sorption technology and engineering. In the case of fine-grained particles, the sorption processes depend not only on volume of pores inside the particles (inner pores) but also on volume interparticle voids. Using the porous materials for deposition or separation of gases, both types of porosity equally important. There are many papers discussing problems of sorption beds however, most of them refer to the beds formed by spherical particles. The description of interparticle porosity of the beds composed of irregular shape particles beds is more complicated. In the present work, bed porosity of polidysperse carbonaceous materials is determined using densi-metric method as well as estimated on the basis of the offset theory and by the application of nomograms worked out by T.L.Youd. The comparison of the obtained results enables to verify the applicability of the estimation methods of interparticle porosity porosity for carbonaceous sorption beds.