Alkalis in coal and coal cleaning products

In the coking process, the prevailing part of the alkalis contained in the coal charge goes to coke. The content of alkalis in coal (and also in coke) is determined mainly by the content of two elements: sodium and potasium. The presence of these elements in coal is connected with their occurrence in the mineral matter and moisture of coal. In the mineral matter and moisture of the coals used for the coke production determinable the content of sodium is 26.6 up to 62. per cent, whereas that of potassium is 37.1 up to 73.4 per cent of the total content of alkalis. Major carriers of alkalis are clay minerals. Occasionally alkalis are found in micas and feldspars. The fraction of alkalis contained in the moisture of the coal used for the production of coke in the total amount of alkalis contained there is 17.8 up to 62.0 per cent. The presence of sodium and potassium in the coal moisture is strictly connected with the presence of the chloride ions. The analysis of the water drained during process of the water-extracting from the flotoconcentrate showed that the Na to K mass ratio in the coal moisture is 20:1. Increased amount of the alkalis in the coal blends results in increased content of the alkalis in coke. This leads to the increase of the reactivity (CRI index), and to the decrease of strength (CSR index) determined with the Nippon Steel Co. method.

W procesie koksowania przeważająca część zawartych we wsadzie węglowym alkaliów przechodzi do koksu. Zawartość alkaliów w węglu, a co za tym idzie i w koksie determinowana jest głównie zawartością dwóch pierwiastków: sodu i potasu. Obecność tych pierwiastków w węglu wiąże się z występowaniem ich w substancji mineralnej i wilgoci węgla. W substancji mineralnej oraz wilgoci węgli stosowanych do produkcji koksu, oznaczona zawartość sodu wynosi od 26.6 do 62.9%, a zawartość potasu od 37.1 do 73.4% alkaliów ogółem. Głównymi nośnikami alkaliów w substancji mineralnej są minerały ilaste, sporadycznie też miki oraz skalenie. Udział alkaliów zawartych w wilgoci węgli stosowanych do produkcji koksu w ogólnej ilości zawartych w nim alkaliów wynosi dla badanych węgli od 17.8 do 62.0%. Obecność sodu i potasu w wilgoci węgla związana jest wyłącznie z obecnością w niej jonów chlorkowych. Wyniki analizy wody odprowadzanej z procesu wirowania flotokoncentratu wskazują, że stosunek masowy Na do K w wilgoci węgla wynosi 20:1. Wzrost zawartość wilgoci w koksie będący wynikiem ich zwiększonej ilości w mieszance węglowej prowadzi do wzrostu reaktywności (wskaźnik CRI) oraz spadku wytrzymałości (wskaźnik CSR) oznaczonych metoda Nippon Steel Co.