Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Effect of the Addition of Coal Waste on the Process of Composting and Sorption Capacity of Composts

100%

Sobik-Szołtysek J. , Kupich I.

|

tom Tom 21, cz. 2

1156--1174

EN

EU directives on the landfill of waste oblige member states to gradually reduce the deposit of biodegradable waste in landfills. In particular, the entire mass of green waste should be transformed into compost, representing a valuable material. Scientific publications contain numerous reports concerning co-composting of green waste with other types of waste materials, including mineral ones. Appropriate choice of input materials may have a positive effect on the properties of the final product. In particular, improving the sorption capacity of compost in terms of the possibility of using it to improve the properties of the soil seems to be a very important issue. The aim of the study was to determine the effect of the addition of waste coal sludge on changes in the sorption capacity of the obtained composts. The potential of using different substrates in the composting process is determined primarily by their proper moisture content, optimal C/N ratio and proper structure, forming an environment with good oxygenation. After theoretical analysis and practical testing, several substrate combinations were selected for the study. The process was conducted using only basic materials (grass, organic fraction of municipal waste, structure-forming materials), and coal sludge in the amount of 10 and 25% by weight. Since composting is a biological process, the course and conditions of the process need to be optimized and controlled. The research was conducted in two series: series 1, at room temperature of bioreactors, and series 2, with additional thermal insulation of bioreactors. The sorption capacity of the obtained composts was determined with reference to methylene blue and zinc sorption from aqueous solutions (the batch method) at a constant liquid-solid contact ratio of 1:20. The most favorable process parameters and satisfactory quality of the obtained compost were observed in mixtures with a lower proportion of coal sludge composted in bioreactors with additional insulation (series 2). In all composts produced with the addition of coal sludge, higher values of the specific surface area (St) with reference to methylene blue were obtained compared to samples without added sludge. These composts also showed a high capability to remove zinc ions (above 92.9%), regardless of the type and proportion of individual substrates. The obtained results confirmed the beneficial effect of 10% of coal sludge addition on the efficiency of the composting process, improvement of the sorption properties of composts, and the quality of the obtained final products.

PL

Dyrektywy Unii Europejskiej w sprawie składowania odpadów zobowiązują państwa członkowskie do stopniowego ograniczenia deponowania odpadów biodegradowalnych na składowiskach. Zwłaszcza cała masa odpadów zielonych powinna ulegać przetworzeniu na cenny materiał – kompost. W publikacjach naukowych pojawiają się liczne doniesienia dotyczące współkompostowania odpadów zielonych z innymi materiałami odpadowymi, w tym mineralnymi. Odpowiedni dobór materiałów wsadowych może korzystnie wpływać na właściwości uzyskiwanego produktu. Zwłaszcza podwyższenie pojemności sorpcyjnej kompostu w aspekcie możliwości wykorzystania go do poprawy właściwości podłoża glebowego wydaje się być zagadnieniem bardzo istotnym. Celem podjętych badań było określenie wpływu dodatku odpadowych mułów węglowych na zmiany pojemności sorpcyjnej wytworzonych kompostów. O możliwości wykorzystania w procesie kompostowania różnych substratów decyduje przede wszystkim ich odpowiednia wilgotność, optymalny stosunek C/N oraz właściwa struktura, tworząca środowisko o dobrym natlenieniu. Po analizie teoretycznej i próbach praktycznych do badań wybrano kilka kombinacji substratów. Proces prowadzono z wykorzystaniem wyłącznie materiałów podstawowych (trawa, organiczna frakcja odpadów komunalnych – OFOK, materiały strukturotwórcze), jak i z dodatkiem mułów węglowych w ilości 10 i 25% wag. Z uwagi na to, że kompostowanie jest procesem biologicznym przebieg i warunki prowadzenia procesu wymagają optymalizacji i kontroli. Badania prowadzono w dwóch seriach: seria I – pokojowa temperatura otoczenia bioreaktorów, seria II – dodatkowa izolacja termiczna bioreaktorów. Pojemność sorpcyjną uzyskanych kompostów określono w odniesieniu do błękitu metylenowego oraz sorpcji cynku z roztworów wodnych (metoda batch) w stałej proporcji kontaktu ciecz-ciało stałe, wynoszącej 1:20. Najkorzystniejsze parametry procesowe oraz satysfakcjonującą jakość uzyskanego kompostu zaobserwowano w mieszankach z mniejszym udziałem mułów węglowych, kompostowanych w bioreaktorach z dodatkowym ociepleniem (seria II). We wszystkich kompostach wytworzonych z dodatkiem mułów węglowych uzyskano wyższe wartości powierzchni właściwej (St) w odniesieniu do błękitu metylenowego w porównaniu do próbek bez dodatku mułu. Również właśnie te komposty wykazały dużą zdolność do usuwania jonów cynku (powyżej 92,9%), niezależnie od rodzaju i udziału poszczególnych substratów. Uzyskane rezultaty badań potwierdziły korzystny wpływ 10% dodatku odpadowego mułu węglowego zarówno na przebieg procesu kompostowania, poprawę właściwości sorpcyjnych kompostów, jak i jakość uzyskanych produktów końcowych.

2

Analiza parametrów chemicznych, fizycznych i energetycznych depozytów mułów węglowych zinwentaryzowanych na terenie woj. śląskiego

100%

Baic I.

|

tom Tom 15, cz. 2

1525--1548

EN

The paper presents result of investigation of physical, chemical and energetic properties of steam coal slurries deposited in twenty four impoundments. Performed investigation include determination of chemical composition, moisture content, volatile matter, sulfur and calorific value at various states. Additionally, properties of coal slurry of particle size below 0.1 mm are presented. The paper presents also results of energetic potential analysis of coal slurries deposited in impoundments. Results shown are for “as received” basis and for concentrates after beneficiation. Coal slurries were beneficiated using the following techniques: hydrocyclone classifier-separator, centrifugal separator, Reichert spiral separator LD4 and flotation. Assessment of energetic potential was made for concentrate whereas losses of energetic potential due to beneficiation were estimated. The most effective method was flotation where the loss of energetic potential was 15% and varied from 3 to 31% depending on the impoundment. Average value of obtained concentrate was 25 057 kJ/kg being the highest among all of the methods. The research was performed under the development project Nr N R09 0006 06/2009 titled: “Identification of energetic potential of coal slurries in the national fuel balance and technological development strategy of their usage”. The project is implemented by the Institute of Mechanized Construction & Rock Mining in Warsaw in cooperation with the Department of Mineral Processing and Waste Utilization of the Silesian University of Technology.

3

Problematyka depozytów mułów węglowych w Polsce

100%

Blaschke W. , Baic I.

|

2012

|

tom T. 15, z. 3

21-219

PL

Wydobywany z dołu kopalń urobek węglowy stanowi mieszaninę ziaren węglowo-odpadowych, która nie posiada praktycznie na rynku zbytu żadnej wartości użytkowej. W celu uzyskania węglowego produktu handlowego urobek poddawany jest procesom wzbogacania w zakładach przeróbki mechanicznej węgla. W warunkach przemysłowych proces ten opiera się na wykorzystaniu grawitacyjnych metod wzbogacania w ośrodku wodnym bądź w cieczy ciężkiej magnetytowej. Przyjęte od lat i modyfikowane metody produkcji węgla handlowego powodują powstawanie znacznej ilości ubocznej produkcji w postaci murów węglowych. W Centrum Gospodarki Odpadami i Zarządzania Środowiskowego Oddziału Zamiejscowego Instytutu Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego wspólnie z Katedrą Przeróbki Kopalin i Utylizacji Odpadów Politechniki Śląskiej realizowany jest projekt badawczo-rozwojowy pt. "Identyfikacja depozytów mułów węglowych w bilansie paliwowym kraju oraz strategia rozwoju technologicznego w zakresie ich wykorzystania". Głównym celem realizowanego projektu jest określenie możliwości włączenia wprost lub poprzez zastosowanie odpowiednich procesów wzbogacania do krajowego bilansu paliwowego istniej?cych depozytów mułów węglowych. Realizacja projektu przyczyni się również do wypełnienia zapisów Dyrektywy 2006/21/WE Parlamentu Europejskiego i Rady w sprawie gospodarowania odpadami pochodzącymi z przemysłu wydobywczego oraz ustawy z dnia 10 lipca 2008 r. o odpadach wydobywczych (Dz.U. z 2008 r., Nr 138, poz. 865 z późń. zm.) transponującej zapisy wymienionej dyrektywy do ustawodawstwa polskiego, m.in. w zakresie hierarchizacji postępowania z odpadami wydobywczymi zobowiązującej wytwórców do ograniczenia ilości składowanych w środowisku odpadów wydobywczych oraz likwidacji istniejących obiektów na których były one deponowane W ramach wymienionego projektu w pierwszej kolejności przeprowadzono inwentaryzację istniejących obiektów wraz z identyfikacją ilościową i jakościową. Następnie opracowano model matematyczny, pozwalaj?cy na obliczenie potencja?u energetycznego każdego badanego obiektu, co umożliwi w przyszłości wskazanie potencjalnych odbiorców wraz z określeniem ilości możliwych dostaw. Opierając się na dokonanej ocenie oddziaływania zinwentaryzowanych depozytów mułów węglowych na różne komponenty środowiska oraz opracowanym punktowym systemie oceny, ustalona została lista rankingowa obiektów stanowiących potencjalnie największe zagrożenie dla środowiska uwzględniająca: stan aktualny, fazę ewentualnej eksploatacji oraz stan po jej zakończeniu. Określone zosta?y także kierunki, zakres oraz wytyczne projektowe przyszłej rewitalizacji terenów poeksploatacyjnych. Dla zinwentaryzowanych oraz zidentyfikowanych jakościowo i ilościowo depozytów mułów węglowych opracowano technologie ich wzbogacania na pełnowartościowe paliwo dla energetyki zawodowej, uwzględniające zróżnicowaną strukturę fizyczną i parametry chemiczne. Przedstawiono również kierunki potencjalnego gospodarczego wykorzystania odpadów powstających w wyniku wzbogacania depozytów mułów węglowych jako materiału mineralnego przy produkcji kruszyw sztucznych z osadów ściekowych i szkła odpadowego, jako wypełniacza przy produkcji mieszanek związanych hydraulicznie oraz jako dodatku do wyrobów ceramicznych. Końcowy etap projektu stanowić będą propozycje rozwiązań technicznych, organizacyjnych i prawnych - wraz ze strategią rozwoju technologicznego - zmierzających do wykorzystania zinwentaryzowanych w sposób ilościowy i jakościowy depozytów mułów węglowych w krajowym przemyśle energetycznym. Realizacja projektu dostarczając know-how przyczyni się do powstawania i rozwoju przedsiębiorstw innowacyjnych, szczególnie w sektorze małych i średnich przedsiębiorstw zainteresowanych świadczeniem usług dla sektora wydobywczego i energetycznego. Będzie to wynikiem przeznaczenia produktu uzyskiwanego w procesie wzbogacania, jak i pozostałości po procesie wzbogacania dla szerokiego grona odbiorców. Umożliwi również powstanie firm

EN

Mined from the bottom of coal mine spoil is a mixture of particles of carbon - waste that does not have any value on the market. In order to obtain commercial coal product, mining output is subjected to enrichment processes in coal preparation plants. Under industrial conditions, this process is based on the use of gravity methods of enrichment in a water environment or in a magnetite heavy liquid. Gradually developed over the years, methods of commercial coal production generated a considerable amount of secondary production in the form of coal sludge. The Centre of Waste and Environmental Management, a branch of the Institute of Mechanized Construction and Rock Mining, together with the Department of Mineral and Waste Disposal of the Silesian University of Technology, undertook the research and development project titled “Identification of the energy potential of coal sludge deposits in the national fuel balance and technological development strategy for their use.” The main objective of the project is to identify opportunities for inclusion, either directly or through appropriate processes of enrichment, in the national fuel balance of existing deposits of coal sludge. The project will also contribute to the fulfillment of the provisions of Directive 2006/21/EC of the European Parliament and the Council on the management of waste from extractive industries, and the Act of 10 July 2008 on mining waste (Journal of Laws of 2008, No. 138, item. 865) which transposes the provisions of the above Directive into Polish legislation in the hierarchy of management of extractive waste, requiring manufacturers to limit the amount of waste deposited in the mining environment and to decommission existing plants on which they were deposited. As part of the above mentioned project, an inventory of existing facilities was performed, along with conducting quantitative and qualitative identification. Then, a mathematical model was created to calculate the energy potential of each test object which will, in the future, identify potential customers and the identity number of possible deliveries. Based on this assessment of the impact of coal sludge deposits inventoried, including various components of the environment and the developed scoring system, a ranked list was fixed of objects which potentially comprise the greatest threat to the environment, taking into account the following: the current state, the phase of any operation, and the state after its completion. Direction, scope, and design guidelines for future revitalization of voids were defined. For inventoried and qualitatively and quantitatively identified deposits of coal sludge, technologies were developed for their enrichment into fuel for power plants, taking into account the diverse physical structure and chemical properties of the deposits. The work also presents directions for the potential use of waste resulting from the enrichment of coal sludge deposits as the mineral material in the production of artificial aggregates of sewage sludge and waste glass as a filler in the production of hydraulically bound mixtures, and (in addition to ceramics. The final stage of the project will be proposals for technical, organizational, and legal solutions – with a strategy of technological development - designed to use the inventoried quantity and quality of coal sludge deposits in the domestic energy industry. Implementation of the project by providing “know-how” will contribute to the creation and development of innovative enterprises, especially small and medium sized companies interested in providing services for the mining and energy sector. This will be the result of the use of the product obtained in the process of enrichment and the enrichment process residues by a wide variety of recipients. It will also enable the creation of “spin-off” companies operating on the basis of the project’s developments of innovative technologies using coal sludge deposits and residues from the enrichment process. These companies may perform services for the mining and energy sector, contributing to the spread of new technologies in the economy

4

Proces wytwarzania granulatów z drobnych frakcji węglowych pod kątem ich wykorzystania w procesie zgazowania

84%

Supernok K. , Robak J. , Ignasiak K. , Szul M.

|

tom Vol. 19, nr 5

1--13

PL

W artykule zaprezentowano rezultaty testów wytwarzania granulatów paliwowych z drobnoziarnistych frakcji węglowych. Surowcem stosowanym do badań były wybrane drobnoziarniste frakcje węglowe – muł węglowy oraz flotokoncentrat, pozyskane z procesu wzbogacania węgla w kopalniach węgla kamiennego. Celem przeprowadzonych prac było opracowanie receptury i parametrów procesu wytwarzania granulatu o właściwościach fizykochemicznych, umożliwiających ich transport, dozowanie oraz zgazowanie w złożu stałym i fluidalnym. W pracy określono udział poszczególnych składników (mułu i flotokoncentratu węglowego oraz spoiw) oraz warunki granulowania z wykorzystaniem techniki aglomeracji metodą otaczania na granulatorze talerzowym. Stwierdzono, że mieszanka składająca się z 30 cz. wag. mułu i 70 cz. wag. flotokoncentratu węglowego, wzbogacona cementem portlandzkim w ilości 3% w stosunku do suchej masy składników węglonośnych, pozwala na uzyskanie granulatu paliwowego spełniającego wymagania dla ich zgazowania w instalacjach badawczych IChPW (zgazowanie fluidalne i w złożu stałym) pod względem wartości opałowej, zawartości popiołu, granulacji i wytrzymałości mechanicznej.

EN

The paper presents the results of tests for the production of fuel granules from fine-grained coal fractions. The raw material used for the research was selected fine coal fractions – coal sludge and coal flotation concentrate, obtained from the process of coal enrichment in hard coal mines. The aim of the work was to develop a recipe and parameters for the process of granules production with adequate physicochemical properties, enabling their transport, dosing and gasification in a fixed and fluidized bed system. The work determined the share of specified components (coal sludge, coal flotation concentrate and binders) and the conditions of granulation using the agglomeration technique in the disk granulator. It was found that a mixture consisting of 30% wt. coal sludge and 70% wt. coal flotation concentrate with the addition of 3% Portland cement in relation to the dry matter of carbonaceous components, allows obtaining granules meeting the requirements for their gasification in IChPW research installations (fluidized bed and fixed bed gasification) in terms of calorific value, ash content, particle size distribution and mechanical strength.

5

Laboratoryjno-statystyczna analiza wpływu wybranych parametrów technologicznych stołu koncentracyjnego na proces wzbogacania mułu węglowego

84%

Mazurek M. , Manowska A. , Jendruś R.

|

tom T. 32, z. 3

173--194

PL

Stoły koncentracyjne należą do grupy najstarszych i najdokładniejszych wzbogacalników grawitacyjnych o bardzo szerokim spektrum zastosowania. W krajowym przemyśle węgla kamiennego stosowane były głównie do wzbogacania antracytu. Przeprowadzone badania dowodzą, że można je również wykorzystać do wzbogacania drobno uziarnionych węgli kamiennych. W artykule przedstawiono rezultaty wzbogacania mułów węglowych na stole koncentracyjnym typu WILFLEY; uzyskane wyniki pokazują, że wzbogacanie mułów przy wykorzystaniu stołów koncentracyjnych umożliwia wytworzenie koncentratów i półproduktów węglowych o zadawalających parametrach jakościowych, w których zawartość popiołu waha się w granicach od kilku do kilkunastu procent. Wzajemne powiązanie między składem rzeczywistym a procesem wzbogacania określono na podstawie analizy zależności. Analiza korelacyjna pozwoliła określić istotność statystyczną pomiędzy parametrami technologicznymi procesu wzbogacania a otrzymanymi parametrami jakościowo-ilościowymi produktów, co pozwala prawidłowo prowadzić proces technologiczny wzbogacania wybranej kopaliny. Proces wzbogacania badanego mułu przeprowadzono, przyjmując najbardziej niekorzystne parametry konstrukcyjne, tzn. wykorzystując płytę rowkowaną; kąt nachylenia płyty wynosił 6º, ponadto analizowany materiał nie został odmulony.

EN

Concentrating tables are a group of one of the oldest and most precise gravitational concentrators with a broad spectrum of application. They were used mainly for the anthracite enrichment process in the domestic coal industry. Conducted research prove that they can be also used for the enrichment of fine grained coals types. The article discusses the results of coal sludge enrichment using WILFLEY concentration tables, as the results obtained show that coal sludge enrichment using these concentration tables allows for the production of coal concentrates and half-products of satisfying quality parameters, the ash content of which varies between several and a dozen or so percent. The reciprocal connection between the actual contents and enrichment process has been determined based on a dependency analysis between the changing characteristics. The correlation analysis allowed for an evaluation of the dependencies between the technological parameters of the enrichment process and the obtained qualitative-quantitative parameters results, which allows the given mineral enrichment process to perform correctly. The enrichment process of the studied sludge has been performed using the most unfavorable construction parameters i.e. using sulcate plate, its inclination angle remained at 6°, furthermore studied material has not been hyphenated.

6

Parametry chemiczne depozytów mułów węglowych. Baza danych DMW

84%

Baic I. , Witkowska-Kita B. , Lutyński A. , Suponik T.

|

2012

|

tom T. 15, z. 3

231-245

PL

W celu opracowania najbardziej efektywnych ekonomicznie technologii wzbogacania zinwentaryzowanych depozytów mułów węglowych przeprowadzone zostały w ramach projektu pn. "Identyfikacja potencjału energetycznego depozytów mułów węglowych w bilansie paliwowym kraju oraz strategia rozwoju technologicznego w zakresie ich wykorzystania szczegółowe badania jakościowe. W tym celu wykorzystano najnowocześniejsze metody geofizyczne, umożliwiające określenie techniką profilowań poziomych rozkładów złoża na różnych głębokościach, natomiast techniką sondowań określenie rozkładów złoża w płaszczyznach pionowych. Przeprowadzono również badania podstawowych parametrów fizycznych i chemicznych dla próbek mułów węglowych pochodzących ze zinwentaryzowanych depozytów. W tym celu opracowano algorytm badawczy oraz określono zakres niezbędnych do oznaczenia parametrów fizycznych i chemicznych dla poszczególnych próbek mułów węglowych. Analizowano skład chemiczny próbek mułów węglowych oznaczając w nich zawartość: SiO2, Al2O3, TiO2 , Fe2O3 , CaO, MgO, K2O, Na2O, Sc , C, P2O5 w celu dokonania ich identyfikacji jakościowej. Natomiast w celu określenia potencjalnego oddziaływania na środowisko określono w próbkach mułu węglowego zawartość metali, takich jak: arsen, bar, chrom, cyna, cynk, glin, kadm, kobalt, magnez, mangan, miedź, molibden, nikiel, ołów, rtęć, wanad i wapń. Analizie poddano także ekstrakt wodny sporządzony z próbek mułów węglowych oznaczając w nim nastąpujące parametry podstawowe, tj.: odczyn, przewodność, TDS, zasolenie, temperaturę, ChZTCr , fenole, azot amonowy, azot azotanowy(V), azot azotanowy(III), cyjanki wolne, chlorki, siarczany(VI), siarczki, chrom(VI), WWA, OWO, niejonowe SPC, anionowe SPC oraz metale - wymienione powyżej. Badania te wykonano w Katedrze Przeróbki Kopalin i Utylizacji Odpadów oraz w Instytucie Geologii Wydzia?u Górnictwa i Geologii. Oznaczenia były wykonywane na podstawie Polskich Norm oraz według procedur opracowanych w laboratorium. W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań składu chemicznego oraz oznaczenia zawartości metali (analiza bezpośrednia) wraz z podstawowymi parametrami fizycznymi. Przedstawiono także wyniki analizy ekstraktu wodnego. Zaprezentowane przykładowe wyniki badań dotyczyły dwóch próbek mułów węglowych pochodz?cych z osadnika, oznaczonego na potrzeby projektu symbolem K17 (próbki o nr K17/1 i K17/2). W artykule zamieszczono również informacje dotyczące rejestru depozytów mułów węglowych (baza danych DMW) stworzonego na potrzeby projektu. Baza danych zwiera dane dotyczące: lokalizacji - nazwa, dane teleadresowe, właściciel obiektu, opis lokalizacji, współrzędne geograficzne, rodzaju i ilości (objętości) zdeponowanych odpadów, rodzaju i ilości pobranych prób z danego osadnika wraz metryką i szkicem otworu z naniesieniem głębokości, wyników analiz jakościowych pobranych prób z oznaczeniem takich parametrów jak: wilgoć przemijająca i higroskopijna, zawartości popiołu, siarki, części lotnych i wartości opałowej w stanie analitycznym, roboczym i suchym, wyników analiz granulometrycznych i densymetrycznych dla prób uśrednionych z wybranych osadników, oszacowanej przybliżonej wartości potencjału energetycznego osadnika. Baza umożliwia także: agregowanie (łączenie) danych w celu prezentacji danych z wielu osadników, sortowanie danych (rosnąco lub malejąco) według wybranego parametru fizycznego, filtrowanie danych, eksport danych na dysk w formacie.xls - do późniejszej obróbki lub wględu w trybie offline (bez sieci). W ramach prac nad bazą danych DMW opracowano również wizualizację komputerową prezentującą lokalizację zinwentaryzowanych osadników mułów węglowych na podkładach topograficznych, hydrograficznych i sozologicznych.

EN

In order to develop the most cost-effective enrichment technology for inventoried deposits of coal sludge, detailed qualitative research was carried out under the project entitled “Identification of the energy potential of coal sludge deposits in the national fuel balance and technological development strategy for their use”. The most modern methods of geophysical profiling techniques were applied for determining the horizontal distribution of coal deposits at different depths, and probing techniques to determine the distribution of deposits in vertical planes. Research was also performed on the basic physical and chemical parameters of coal sludge samples originating from inventoried deposits. For this purpose, a testing algorithm was defined and the range necessary to determine the physical and chemical parameters of individual coal sludge samples were determined. The chemical composition of the coal sludge samples denoting content of SiO2 , Al2O3 , TiO2 , Fe2O3 , CaO, MgO, K2O, Na2O, Sc , C, and P2O5 was analyzed in order to make a qualitative identification. The content of metals was determined, including arsenic, bar, chrome, tin, zinc, aluminum, cadmium, cobalt, magnesium, manganese, copper, molybdenum, nickel, lead, mercury, vanadium, and calcium. The analysis involved the aqueous extract prepared from samples of coal sludge by marking the following basic parameters: pH, conductivity, TDS, salinity, temperature, ChZTCr, phenols, ammonia nitrogen, nitrate nitrogen (V), nitrate nitrogen (III), free cyanides, chlorides, sulfates (VI), sulfides, chromium (VI), PAHs, TOC, SPC nonionic, anionic SPC, and metals – listed above. These studies were performed in the Department of Mineral and Waste Utilization and in the Institute of Geology, Faculty of Mining and Geology. Markings were made on the basis of Polish Standards and according to procedures developed in the laboratory. This paper presents the results of the determination of the chemical composition and metal content (direct analysis) together with the basic physical parameters. The paper presents the results of the analysis of an aqueous extract. Some exemplary results are presented on two samples of coal sludge from the settling tank, designated for the project symbol K17 (samples Nos. K17/1 and K17/2). The article also includes information about the registry of coal sludge deposits (DMW database) created for the project. DMW database contains data on: location – name, contact details, the owner, a description of the location, geographical coordinates, the type and amount (volume) of deposited waste, the type and quantity of samples collected from the settling tank with a metric and a sketch of applying the depth of the hole, qualitative analysis of test results with marking parameters such as transient and hygroscopic moisture, content of ash, sulfur, volatile matter and calorific value in the analytical working and a dry state, the results of granulometric and densitometry analysis of averaged samples from selected settling tanks. the estimated approximate potential energy value of a settling tank. The database also enables: aggregating (combining) data in order to present data from many settling tanks, sorting data (ascending or descending) by a selected physical parameter, filtering data exporting data to disk in Excel spreadsheet format – for subsequent treatment or consultation in offline mode (without network). During work on the database DMW, a computer visualization was also developed presenting the location of inventoried coal sludge settling tanks on topographic, hydrographic, and sozological rough.

7

Granulating coal sludge and their mixtures to improve transport properties

67%

Feliks J. , Klojzy-Karczmarczyk B. , Wiencek M. , Feliks J. , Klojzy-Karczmarczyk B. , Wiencek M.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi Polskiej Akademii Nauk

|

2018

8

The use of coal sludge to isolation municipal landfills – recognition of the possibility

67%

Klojzy-Karczmarczyk B. , Staszczak J. , Klojzy-Karczmarczyk B. , Staszczak J.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi Polskiej Akademii Nauk

|

2018

9

Analiza możliwości wykorzystania powietrznych stołów koncentracyjnych do otrzymywania węglowych paliw kwalifikowanych i substytutów kruszyw

67%

Baic I. , Blaschke W.

|

tom T. 16, z. 3

247--260

PL

Wydobywany z dołu kopalń urobek węglowy stanowi mieszaninę ziaren węglowo-odpadowych, która nie posiada praktycznie na rynku zbytu żadnej wartości użytkowej. W celu uzyskania węglowego produktu handlowego urobek poddawany jest procesom wzbogacania w zakładach przeróbki mechanicznej węgla. W warunkach przemysłowych proces ten opiera się na wykorzystaniu grawitacyjnych metod wzbogacania w ośrodku powietrznym, wodnym bądź w cieczy ciężkiej magnetytowej. W prezentowanym artykule opisano możliwości zastosowania w warunkach krajowych metody suchej separacji urobku węglowego na powietrznym stole koncentracyjnym typu FGX-1. Urządzenie to zostało zakupione w Chinach przez Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego. W artykule opisano zasadę działania powietrznego stołu koncentracyjnego oraz zbudowanego na terenie jednego z zakładów górniczych stanowiska badawczego. Zaprezentowano parametry techniczne i technologiczne wpływające na proces rozdziału. Przytoczono także przykładowe wyniki wzbogacania węgla metodą suchej sepa¬racji w celu uzyskania czystych produktów odpadowych oraz paliw kwalifikowanych.

EN

Spoil mined from the bottom of coal mines is a mixture of particles of carbon waste that has no value on the market. In order to obtain commercial coal product, the mining output is subjected to enrichment processes in coal preparation plants. Under industrial conditions, this process is based on the use of gravity methods of enrichment in a water environment or in a magnetite heavy liquid. This article presents the application of a dry separation method for excavated coal on air concentrating tables of the type FGX-1. This equipment was purchased in China by the Institute of Mechanised Construction and Rock Mining. The analysis covers the employed operating techniques of the table and research stand created set up under active mining conditions. The article presents the technical and technological parameters influencing the separation process. It also provides examples of the results of using the coal dry separation method in order to obtain clean coal fuels and substitute natural aggregates.

10

Inwentaryzacja szacunkowa i in situ depozytów mułów węglowych

67%

Baic I. , Sobko W. , Łukowska M.

|

2012

|

tom T. 15, z. 3

221-229

PL

Inwentaryzację szacunkową i in situ depozytów mułów węglowych przeprowadzono w ramach realizacji projektu rozwojowego pt. "Identyfikacja potencja?u energetycznego depozytów mułów węglowych w bilansie paliwowym kraju oraz strategia rozwoju technologicznego w zakresie ich wykorzystania". W tym celu opracowano wzór "Karty charakterystyki osadnika mułów węglowych", zawieraj?cej nast?puj?ce bloki tematyczne: dane ogólne, charakterystyka techniczno-eksploatacyjna, charakterystyka hydrogeologiczna, oddzia?ywanie na otaczające środowisko oraz sposób prowadzenia monitoringu. W celu identyfikacji istniej?cych osadników mułów węglowych analizie zosta?y poddane informacje zawarte w funkcjonuj?cych bazach danych, takich jak: Rejestr Obszarów Górniczych (ROG), Baza Danych - MIDAS, Regionalny System Informacji Przestrzennej dla województwa ?l?skiego (RSIP) oraz inne dokumenty planistyczne, tj. sprawozdania z realizacji planów gospodarki odpadami, programy ochrony środowiska, przegl?dy ekologiczne i in. Stwierdzono, że zakres zawartych w ww. bazach i dokumentach planistycznych informacji jest zbyt ogólnikowy i może stanowić jedynie wskazówkę, co do informacji nt. właściciela i lokalizacji danego osadnika depozytów mułów węglowych. Ponadto stwierdzono, że zawarte w bazach danych informacje odnośnie ilości zdeponowanych odpadów nie są na bieżąco aktualizowane, co w obecnej sytuacji rynkowej (zmiana właściciela, eksploatacja, działania rekultywacyjne) uniemożliwia ich wykorzystanie. Przeprowadzono również ankietyzację wśród wybranych podmiotów gospodarczych władających terenami, na których zlokalizowane są osadniki depozytów mułów węglowych oraz instytucji, w gestii których mogą znajdować dokumenty archiwalne. Efektem przeprowadzonej ankietyzacji i wielokrotnych wizyt w terenie było zlokalizowanie 62 osadników, w których zdeponowanych zostało prawie 16,5 mln Mg mułów węglowych. Depozyty te mogą wprost lub poprzez zastosowanie odpowiednich technologii wzbogacania stanowić cenny surowiec dla energetyki zawodowej. Z uwagi na fakt, że część terenów, na których deponowane były muły węglowe w latach dziewięćdziesiątych ubiegłego wieku ulegać przeobrażeniom antropogenicznym na tereny rekreacyjne, tereny przemysłowe, zbiorniki wodne itp., opracowano formu?? matematyczn? umożliwiającą szacunkowe określenie ilości mułów węglowych wytwarzanych w latach 1945-1989. Wszystkie uwzględnione w przyjętej formule wskaźniki stanowią logiczną interpretację i wynikają z analizy procesów produkcyjnych, mających miejsce w zakładach przeróbczych węgla kamiennego. Szczegółowe dane dotyczące wielkości wydobycia (produkcji) oraz udziału węgla wzbogaconego mechanicznie pozyskano z wydawanego corocznie opracowania pn. "Statystyka Przemysłu Węglowego". Analiza szacunkowa, przy wykorzystaniu zaprezentowanej formuły matematycznej wykazała, że w środowisku od 1945 r. zdeponowanych zostało blisko 120 mln Mg tego surowca, czyli 8-krotnie więcej niż zostało zinwentaryzowane z natury i wykazywane jest obecnie w oficjalnych statystykach. Należy jednak podkreślić, że większość terenów, na których deponowane były w ubiegłym stuleciu muły węglowe uległa przeobrażeniom antropogenicznym, co uniemożliwia eksploatację i gospodarcze wykorzystanie znajdujących się tam mułów węglowych. Zostały one w części lub w całości zrekultywowane, stając się terenami rekreacyjnymi bądź terenami, na których prowadzona jest obecnie działalność przemysłowa lub usługowa.

EN

Inventory and in situ estimates of coal sludge deposits were conducted as a part of the development project “Identification of the energy potential of coal sludge deposits in the national fuel balance and technological development strategy for their use.” For this purpose, the “Charter of characteristics of coal sludge settling tanks” was formulated containing the following topics: general data, technical and operational characteristics, hydrogeologic characteristics, impact on the surrounding environment, and how to conduct monitoring. In order to identify existing coal sludge settling tanks, information contained in available databases was analyzed. Information was taken from, among other sources, the register of mining areas (ROG), Database – MIDAS, Regional Geographical Information System for the province of Silesia (RSIP), and other planning documents (e.g. reports on implementation of waste management plans, programs of environmental protection, ecological surveys). It was found that the range of information in the above mentioned databases and planning documents is too vague and might be treated as a clue to information on the owner and location of the coal sludge deposits settling tanks. Moreover, the databases containing information about the amount of deposited waste are not regularly updated, which in the current market situation (change of ownership, maintenance, operation reclamation), prevents their use. Surveys were also carried out among some enterprises which possess own the area where settling institutions for coal sludge deposits are located and institutions which may possess archival documents. The result of questionnaires and multiple site visits was the localization of 62 settling tanks where almost 16.5 million Mg of coal sludge are deposited. These deposits may directly or through appropriate enrichment technology become a valuable raw material for power plants. Due to the fact that some of the land on which coal sludge was deposited in the 1990’s underwent anthropogenic transformation into recreational areas, industrial areas, water tanks, etc., a mathematical formula was developed which makes it possible to estimate the amount of coal sludge produced from 1945–1989. All rates in the adopted formula are the logical results of the interpretation and analysis of processes occurring in coal preparation plants. Detailed data on the volume of extraction (production) and mechanical carbon enrichment were obtained from the annually published work “Statistics of Coal Industry”. The estimation analysis, performed through the use of the aforementioned mathematical formula, showed that since 1945 nearly 120 million tons of raw material has been deposited in the environment – 8 times more than inventoried in nature and currently recognized in official statistics. It should be noted that most of the lands on which coal sludge was deposited during the last century underwent anthropogenic transformations, thus preventing exploitation (including economic exploitation) of coal sludge. They were, in part or in whole, reclaimed as recreational areas or areas on which industrial activities or services are conducted.

11

Zastosowanie mułów węglowych do uszczelnienia składowisk odpadów komunalnych – rozpoznanie możliwości

67%

Klojzy-Karczmarczyk B. , Staszczak J.

|

tom nr 105

95--107

PL

Wprowadzane nowe przepisy legislacyjne, regulujące w naszym kraju obrót paliwami stałymi, zwracają uwagę na konieczność rozwijania i doskonalenia sposobów i metod zagospodarowania mułów węglowych z węgla kamiennego. Celem pracy było wykazanie, czy parametry filtracyjne (głównie współczynnik filtracji) mułów węglowych są wystarczające do budowy warstw izolujących na składowiskach na etapie ich zamykania i jakie jest zapotrzebowanie na materiał w przypadku takiego postępowania. Analizę przeprowadzono dla składowisk odpadów komunalnych na obszarze województw opolskiego, śląskiego i małopolskiego. Dla mułów węglowych z górnictwa węgla kamiennego wartości współczynnika filtracji mieszczą się w zakresie 10–8‒10–11 m/s, przy średniej wartości 3,16×10–9 m/s. Można wnioskować, że materiał ten spełnia zasadniczo kryteria szczelności dla przepływów poziomych i często też pionowych. Przy zagęszczaniu, wzrastającym obciążeniu czy mieszaniu z popiołami lotnymi ze spalania węgla kamiennego oraz iłami osiągany współczynnik filtracji często obniża swoje wartości. Na podstawie przeprowadzonej analizy można sądzić, że muły węglowe mogą zostać wykorzystane do budowy mineralnych barier izolujących. Na koniec roku 2016 na obszarze województw opolskiego, śląskiego i małopolskiego czynnych było 50 składowisk odpadów komunalnych. Jedynie 36 z nich uzyskało status instalacji regionalnej, blisko 1/3 obiektów znajduje się w zasięgu Głównych Zbiorników Wód Podziemnych (GZWP). Pozostałe składowiska zostaną przeznaczone do zamknięcia. Zakładając konieczność zamknięcia wszystkich czynnych obecnie składowisk odpadów komunalnych, zapotrzebowanie na muły węglowe wynosi ogółem 1 779 000 m3, co przy przyjętych założeniach daje masę 2 704 080 Mg. Całkowita ilość wytwarzania mułów węglowych jest w Polsce bardzo duża. Tylko dwie podstawowe grupy górnicze wytwarzają rocznie łącznie około 1 500 000 Mg mułów węglowych. Budowa warstw izolujących na składowiskach odpadów obojętnych, niebezpiecznych oraz innych niż niebezpieczne i obojętne jest interesującym rozwiązaniem. Takie zastosowanie jest perspektywiczne, ale nie rozwiąże całościowo problemu związanego z wytwarzaniem i zagospodarowaniem tego materiału odpadowego. Istotne jest poszukiwanie kolejnych rozwiązań.

EN

The new legislative provisions, regulating the trade in solid fuels in our country, draw attention to the need to develop and improve methods and methods of managing hard coal sludge. The aim of the work was to show whether filtration parameters (mainly the permeability coefficient) of hard coal sludge are sufficient for construction of insulating layers in landfills at the stage of their closing and what is the demand for material in the case of such a procedure. The analysis was carried out for landfills for municipal waste in the Opolskie, Śląskie and Małopolskie provinces. For hard coal sludge, the permeability coefficient values are in the range of 10–8–10–11 m/s, with the average value of 3.16×10–9 m/s. It can be concluded that this material generally meets the criteria of tightness for horizontal and often vertical flows. When compaction, increasing load or mixing with fly ash from hard coal combustion and clays, the achieved permeability coefficient often lowers its values. Based on the analysis, it can be assumed that hard coal sludge can be used to build mineral insulating barriers. At the end of 2016, 50 municipal landfills were open in the Opolskie, Śląskie and Małopolskie Provinces. Only 36 of them have obtained the status of a regional installation, close to 1/3 of the municipal landfill are within the Major Groundwater Basin (MGB) range. The remaining storage sites will be designated for closure. Assuming the necessity to close all currently active municipal waste landfills, the demand for hard coal sludge amounts to a total of 1,779,000 m3 which, given the assumptions, gives a mass of 2,704,080 Mg. The total amount of hard coal sludge production is very high in Poland. Only two basic mining groups annually produce a total of about 1,500,000 Mg of coal sludge. The construction of insulating layers in landfills of inert, hazardous and non-hazardous and inert wastes is an interesting solution. Such an application is prospective, but it will not solve the problem related to the production and management of this waste material as a whole. It is important to look for further solutions.

12

Thermal studies of polymer waste and coal sludge

67%

Kijo-Kleczkowska A. , Gnatowski A. , Kwiatkowski D. , Szumera M. , Madej D. , Leśniak M. , Otwinowski H.

|

tom Nr 5

89--96

EN

Plastics are widely used in various industries and households, which has an impact on the condition of the natural environment in terms of waste. Today, the leading plastics’ disposal method is landfilling. It should be emphasized that the production of electricity in Poland is based mainly on hard coal and lignite, which is associated with the continuous production of various types of waste, including post-flotation coal waste (coal sludge). That is why rational waste management, recycling, proper disposal, use, and improvement of the existing and implementation of new technological solutions are crucial for environmental protection. This study undertakes cognitive research on the possibility of using PA6 polyamide waste, marked by high calorific value. Thermal analysis techniques (DSC-TG-QMS) were applied for this purpose. The study includes a comparison of the results of tests conducted for polyamide recyclate, coal sludge, and PA6 recyclate composite with a filler constituting 5% of coal sludge.

PL

W pracy podjęto badania poznawcze nad możliwością wykorzystania odpadów poliamidowych PA6, charakteryzujących się wysoką kalorycznością. Zastosowano w tym celu techniki analizy termicznej (DSC/QMS). W pracy porównano wyniki badań przeprowadzonych dla recyklatu poliamidowego, mułu węglowego i kompozytu z recyklatu PA6 z napełniaczem stanowiącym 5% mułu węglowego.

13

Processing of Low-Demand Coal and Other Carbon-Containing Materials for Energy Production Purposes

67%

Bazhin V. Y. , Kuskov V. B. , Kuskova Y. V.

Inżynieria Mineralna

|

2019

|

tom R. 21, nr 1

195--198

EN

The main area of coal application is energy production. During such stages as mining, transporting, treatment, storing and processing of coal, a large number of small products are formed, such as screenings, spills, sludges, etc. Such products are not used and significantly pollute the environment. Meanwhile, after agglomeration, they can easily be used for the production of thermal energy. Of all the known agglomeration methods, briquetting is most suitable. The technology of obtaining flammable briquettes based on coal is developed. A technology has also been developed to produce fuel briquettes from coal slurries and paper waste. The use of coal slurries and paper waste as binder materials makes it possible to obtain a fuel pellet that is simple in production and composition and at the same time allows to utilize coal and paper wastes. The technology of obtaining fuel extrudates (briquettes) from wood and shale wastes, as well as wood, shale waste and sludge was developed. Thus, technologies have been developed to produce fuel briquettes from various types of low-demand carbon-containing materials for domestic use.

PL

Głównym obszarem zastosowania węgla jest produkcja energii. Podczas takich etapów, jak wydobycie, transport, przeróbka, magazynowanie i przetwarzanie węgla, powstaje duża ilość drobnouziarnionych produktów (szlamy, muł itp.). Takie produkty nie są wykorzystywane i znacząco zanieczyszczają środowisko. Tymczasem po aglomeracji można je łatwo wykorzystać do produkcji energii cieplnej. Spośród wszystkich znanych metod aglomeracji, brykietowanie jest najbardziej odpowiednie. Opracowano technologię otrzymywania łatwopalnych brykietów na bazie węgla. Opracowano również technologię produkcji brykietów paliwowych z zawiesin węglowych i odpadów papierniczych. Zastosowanie zawiesin węglowych i odpadów papierniczych jako materiałów wiążących umożliwia otrzymanie granulatu paliwa, który jest prosty w produkcji i składzie, a jednocześnie pozwala na wykorzystanie odpadów węglowych i papierniczych. Opracowano technologię pozyskiwania granulatów paliwowych (brykietów) z odpadów drzewnych i łupkowych, a także drewna, odpadów łupkowych i mułu węglowego. Opracowano technologie wytwarzania brykietów paliwowych z różnych rodzajów materiałów węglowych o niskim uwęgleniu do użytku domowego.

14

Coal sludge and their mixtures as prospective energy resources

67%

Klojzy-Karczmarczyk B. , Mazurek J. , Wiencek M.

|

tom T. 21, z. 3

137--150

EN

: The new legislative provisions, regulating the solid fuel trade in Poland, and the resolutions of provincial assemblies assume, inter alia, a ban on the household use of lignite fuels and solid fuels produced with its use; this also applies to coal sludge, coal flotation concentrates, and mixtures produced with their use. These changes will force the producers of these materials to find new ways and methods of their development, including their modification (mixing with other products or waste) in order to increase their attractiveness for the commercial power industry. The presented paper focuses on the analysis of coal sludge, classified as waste (codes 01 04 12 and 01 04 81) or as a by-product in the production of coals of different types. A preliminary analysis aimed at presenting changes in quality parameters and based on the mixtures of hard coal sludge (PG SILESIA) with coal dusts from lignite (pulverized lignite) (LEAG) has been carried out. The analysis of quality parameters of the discussed mixtures included the determination of the calorific value, ash content, volatile matter content, moisture content, heavy metal content (Cd, Tl, Hg, Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, and W), and sulfur content. The preliminary analysis has shown that mixing coal sludge with coal dust from lignite and their granulation allows a product with the desired quality and physical parameters to be obtained, which is attractive to the commercial power industry. Compared to coal sludge, granulates made of coal sludge and coal dust from lignite with or without ground dolomite have a higher sulfur content (in the range of 1–1.4%). However, this is still an acceptable content for solid fuels in the commercial power industry. Compared to the basic coal sludge sample, the observed increase in the content of individual toxic components in the mixture samples is small and it therefore can be concluded that the addition of coal dust from lignite or carbonates has no significant effect on the total content of the individual elements. The calorific value is a key parameter determining the usefulness in the power industry. The size of this parameter for coal sludge in an as received basis is in the range of 9.4–10.6 MJ/kg. In the case of the examined mixtures of coal sludge with coal dust from lignite, the calorific value significantly increases to the range of 14.0–14.5 MJ/kg (as received). The obtained values increase the usefulness in the commercial power industry while, at the same time, the requirements for the combustion of solid fuels are met to a greater extent. A slight decrease in the calorific value is observed in the case of granulation with the addition of CaO or carbonates. Taking the analyzed parameters into account, it can be concluded that the prepared mixtures can be used in the combustion in units with flue gas desulfurization plants and a nominal thermal power not less than 1 MW. At this stage of work no cost analysis was carried out.

PL

Wprowadzane nowe przepisy legislacyjne, regulujące w naszym kraju obrót paliwami stałymi oraz uchwały sejmików poszczególnych województw zakładają między innymi zakaz stosowania w gospodarstwach domowych jako paliwa węgla brunatnego oraz paliw stałych produkowanych z jego wykorzystaniem, a także mułów i flotokoncentratów węglowych oraz mieszanek produkowanych z ich wykorzystaniem. Zmiany te będą wymuszały na producentach tych materiałów znalezienie nowych sposobów i metod ich zagospodarowania, m.in. poprzez modyfikację (mieszanie z innymi produktami lub odpadami) w celu wzrostu ich atrakcyjności dla energetyki zawodowej. Praca obejmuje swoją analizą muły węglowe, klasyfikowane jako odpad o kodzie 01 04 12 i 01 04 81 lub jako produkt uboczny w produkcji węgla kamiennego o zróżnicowanym znaczeniu energetycznym. Podjęto wstępne badania pozwalające na wykazanie zmian ich parametrów jakościowych poprzez sporządzanie mieszanek na bazie mułów węglowych węgla kamiennego (PG SILESIA) z pyłami węglowymi z węgla brunatnego (LEAG). W ramach analizy parametrów jakościowych sporządzonych mieszanek badano wartość opałową, zawartość popiołu, zawartość części lotnych, zawartość wilgoci całkowitej oraz zawartość metali ciężkich (Cd, Tl, Hg, Sb, As, Pb, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, W) i siarki. Badania wstępne pokazały, że w wyniku mieszania mułów węglowych z pyłem węglowym z węgla brunatnego, a następnie ich granulowania, istnieje możliwość powstania produktu o odpowiednich parametrach jakościowych i fizycznych, atrakcyjnych dla energetyki zawodowej. W porównaniu do samych mułów węglowych, granulaty sporządzone z mułu i pyłu węglowego z węgla brunatnego z dodatkiem zmielonego dolomitu lub bez, charakteryzują się wzrostem zawartości siarki do 1–1,4% Jest to nadal zawartość akceptowalna dla paliwa stałego w niektórych przypadkach w energetyce zawodowej. W odniesieniu do próbki podstawowej mułu węglowego obserwowany wzrost zawartości poszczególnych składników toksycznych w próbkach mieszanek jest niewielki i można stwierdzić, że dodatek pyłu węglowego z węgla brunatnego czy węglanów nie ma znaczącego wpływu na całkowitą zawartość poszczególnych pierwiastków. Parametrem decydującym o przydatności w energetyce zawodowej jest wartość opałowa. Wielkość tego parametru dla mułów węglowych w stanie roboczym mieści się w granicach 9,4–10,6 MJ/kg. W przypadku przygotowanych mieszanin mułu węglowego z pyłami z węgla brunatnego wartość opałowa zdecydowanie wzrasta do wartości 14,0–14,5 MJ/kg (w stanie roboczym). Takie wartości zwiększają możliwości zastosowania w energetyce zawodowej i spełniają w szerszym zakresie wymagania stawiane dla jakości paliw stałych. Obserwuje się nieznaczne obniżenie wartości opałowej w przypadku granulowania z dodatkiem CaO lub węglanów. Biorąc pod uwagę analizowane parametry można stwierdzić, że przygotowane mieszanki mogą znaleźć zastosowanie w instalacjach do spalania paliw stałych z odsiarczaniem spalin o nominalnej mocy cieplnej nie mniejszej niż 1 MW. Na tym etapie pracy nie prowadzono analizy kosztowej przedsięwzięcia.