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

VSB Technical University of Ostrava (VSB-TUO) and Central Mining Institute in Katowice (GIG) cooperation on heap research

Dombek Vaclav, Bzowski Zbigniew

Przegląd Górniczy

|

2020

|

T. 76, nr 3

29--35

EN

The aim of the work was a pilot cooperation of the VŠB-Technical University of Ostrava (VŠB-TUO) and Central Mining Institute Katowice (GIG) on a common problem of emissions of gases and dust particles from dumps and piles after mining and metallurgical activities. These heaps are the remains of intensive mining and metallurgical activities in the Czech-Polish border area. The main content of the work was to quantify the contents of heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons in emissions from selected heaps, one on the Czech and one on the Polish side of the border. The result of this work is a model modeling of the secondary resuspension of dust particles in dependence on climatic conditions and estimation of ecological risk of emissions from thermally active dumps.

PL

Celem projektu była pilotażowa współpraca pomiędzy Uniwersytetem Technicznym VŠB w Ostrawie (VŠB-TUO) i Głównym Instytutem Górnictwa w Katowicach dotycząca wspólnego problemu emisji gazów oraz cząstkek pyłów pochodzących z hałd oraz zwałów powstałych w wyniku górniczej oraz hutniczej działalności. Badaniami objęto hałdy powstałe w wyniku intensywnej działalności górniczej i hutniczej w czesko-polskim pasie przygranicznym. Główne założenie realizowanej pracy polegało na ilościowym określeniu zawartości/stężeń metali ciężkich oraz wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych w emitowanych gazach pochodzących z wcześniej wytypowanych hałd znajdujących się po obu stronach granicy na terenie Czech oraz Polski. Rezultatem prac było wykonanie modelu przedstawiającego rozprzestrzenienie wtórnej zawiesiny cząstek pyłu w zależności od warunków klimatycznych i wielkości emisji oraz oszacowanie ryzyka ekologicznego w związku z emisją gazów pochodzących z termalnie aktywnych hałd.

3

Bar, stront i rad w osadach podziemnych i powierzchniowych osadników wód dołowych

Makuła Hubert, Michalik Bogusław, Bzowski Zbigniew

Przegląd Górniczy

|

2020

|

T. 76, nr 3

9--14

PL

W pracy zaprezentowano wyniki badań osadów pochodzących z wód dołowych, które w związku z zagrożeniem wodnym kopalń węgla kamiennego są usuwane. Przed ich zrzutem do wód powierzchniowych wody te są odprowadzane do podziemnych lub powierzchniowych osadników. Proces ten prowadzi do powstawania osadów, których skład odpowiada fazom mineralnym skał płonnych otaczających pokłady węgla, wymieszanym z fazami powstającymi z wód dołowych w osadnikach. Przeprowadzone badania mineralogiczne i chemiczne pozwoliły na stwierdzenie w osadach wód dołowych baru, strontu, ołowiu oraz kilku innych metali związanych z siarczanami, siarczkami, węglanami oraz minerałami ilastymi. Korelacje pomiędzy ilościami baru, strontu i radu pozwoliły na udokumentowanie diadochii Sr i Ra w barycie. Badania osadów wód dołowych są podstawą do określenia możliwości ich gospodarczego wykorzystania.

EN

The article presents the results of research of sediments from underground waters which are removed due to the water hazard in hard coal mines. Before their drop into surface waters, they are discharged to underground or surface sedimentation tanks. This process leads to the formation of sediments, the composition of the sediments is the blend of the mineral phases mainly corresponding to gangue rocks surrounding coal deposits and the phases precipitated from underground waters in the sedimentation tanks. The conducted mineralogical and chemical researches enabled to find barium, strontium, lead and some other metals associated with sulfates, sulfides, carbonates and clay minerals. The values of correlation amounts of barium, strontium and radium enabled to documenting the diadochy in barite. The research of underground water sediments are the basis for determining the possibilities of their economic use.

4

Evaluation of the possibility of using granulated carbonated volatile fly ash from fluidized beds (G-CVFA) in underground mining techniques

Proksa Jadwiga, Łączny Marian Jacek, Bzowski Zbigniew

Archives of Mining Sciences

|

2020

|

Vol. 65, no. 4

737--750

EN

The application of fluidized fly ash in underground mining excavations is limited due to its significant content of free calcium and calcium sulfate. In order to increase the amount of utilized fly ash from fluidized beds, it should be converted to a product with properties that meet the requirements for mining applications. This research presents the results of an attempt to adapt fluidized fly ashes for use in underground mining techniques, by means of carbonation and granulation. Carbonation was performed with the use of technical carbon dioxide and resulted in the reduction of free calcium content to a value below 1%. Granulation on the other hand, resulted in obtaining a product with good physical and mechanical parameters. The performed mineralogical and chemical studies indicate that trace amounts of "binding" phases, such as basanite and/or gypsum are present in the carbonized ash. The addition of water, during the granulation of carbonized fluidized fly ash, resulted in changes in the mineral phases leading to the formation of ettringite and gypsum as well as the recrystallization of the amorphous substance. It was confirmed that the carbonization and granulation of flying fluidized ashes positively affects the possibility of using these ashes in underground mining excavations.

5

Ameliorative effect of phyto-ash and biogas digestate improvers on soil contaminated with heavy metals

Diatta Jean, Grzebisz Witold, Bzowski Zbigniew, Spychalski Waldemar, Biber Maria

Archives of Environmental Protection

|

2019

|

Vol. 45, no. 2

73--83

EN

Nine phyto-ashes from the biomass combustion of birch (Betula), oak (Quercus), red oak (Quercus rubra), horbeam (Carpinus), pine (Pinus sylvestris), poplar (Populus), maple (Acer), oilseed rape straw (Brassica napus) and wheat straw (Triticum aestivum) were blended with a biogas digestate at 1:1 mass ratio to give nine organic-mineral soil improvers. The concept of the research was to outline an eco-friendly and low cost soil improver for remediating degraded lands. These (i.e. phyto-ashes, improvers and the biogas digestate) were applied (0, 5, 10, 20, 40 t∙ha-1) to a soil metallurgically contaminated with Cu, Zn, Pb and Cd. Of several tested parameters, pH changes revealed that organic-mineral soil improvers may efficiently replace (linear R2>0.90****, P<0.001) phyto-ashes in soil remedial goals. Buffering properties expressed by the cation exchange capacity (CEC) improved progressively: 29, 52, 71, 100% (phyto-ash treatments) and: 18, 37, 44, 73% (improvers treatments) for the rates 5, 10, 20, 40 t∙ha-1, respectively as referred to the control CEC. The Dynamic Remediation Efficiency (DRE) indices for Cu, Zn, Pb, Cd revealed metal-specific geochemical reactions initiated by phyto-ashes, improvers and biogas digestate. The rates 5.0–10.0 t∙ha-1 for phyto-ashes and about 20 t∙ha-1 for improvers [1:1, i.e. Phyto-ash:Biogas digestate] are recommended. For biogas digestate, the rates 10–20 t∙ha-1 were found more efficient.

PL

W pracy zastosowano 9 popiołów z biomasy roślinnej: brzozy (Betula), dębu (Quercus), dębu czerwonego (Quercus rubra), grabu (Carpinus), sosny (Pinus sylvestris), topoli (Populus), klonu (Acer), słomy rzepaku (Brassica napus) oraz słomy pszennej (Triticum aestivum), które wymieszano z pofermentem w stosunku 1:1. Otrzymano 9 organiczno-mineralnych polepszaczy glebowych. Koncepcja badań polegała na wyodrębnieniu taniego i środowiskowo przyjaznego polepszacza do remediacji gruntów zdegradowanych. Zanieczyszczone Cu, Zn, Pb and Cd próbki gleb pobrano w strefie zlokalizowanej po południowo-wschodnej stronie Huty Zn i Pb w Miasteczku Śląskim. Popioły z biomasy roślinnej, polepszacze oraz poferment zastosowano w dawkach 0, 5, 10, 20, 40 t∙ha-1. Skuteczność procesu remediacyjnego oceniono przy użyciu testów: 0,11 mola CH3COOH dm--3, pH 3,0 (Reaktywne formy Cu, Zn, Pb, Cd) oraz 0,10 mola NaNO3 dm--3 (formy biodostępne). Spośród wielu zbadanych parametrów, zmiany pH ujawniły, że polepszacze mineralno-organiczne mogą skutecznie zastępować (liniowe R2>0,90****; P<0,001) popioły z biomasy roślinnej w zabiegach remediacyjnych. Właściwości buforowe wyrażone pojemnością wymienną w stosunku do kationów (CEC) poprawiły się progresywnie: 29, 52, 71, 100% (na obiektach z popiołami) oraz: 18, 37, 44, 73% (na obiektach z polepszaczami) odpowiednio dla dawek 5, 10, 20, 40 t∙ha-1, w porównaniu do CEC na kontroli. Wskaźniki dynamicznej skuteczności remediacyjnej (DRE) dla Cu, Zn, Pb i Cd wskazały na specyficzne reakcje geochemiczne zainicjowane popiołami, polepszaczami oraz pofermentem. Dawki 5,0–10,0 t∙ha-1 dla popiołów roślinnych, ok. 20 t∙ha-1 dla polepszaczy [1:1, tzn. popiół:poferment] oraz 10–20 t∙ha-1 pofermentu są zalecane.