Analiza właściwości fizykochemicznych depozytów mułów węglowych na Górnym Śląsku

W opracowaniu przedstawiono wyniki badań wybranych właściwości fizycznych, chemicznych i energetycznych mułów węgla energetycznego i koksowego z dwudziestu depozytowych stawów osadowych. Zaprezentowane wyniki to oznaczenia składu chemicznego oraz zawartości wilgoci, części lotnych, siarki i wartości opałowej w różnych stanach. Podano też wyniki badań właściwości mułów w klasie ziarnowej poniżej 0,1 mm. Uzyskane w badaniach wyniki oznaczeń wybranych podstawowych parametrów składu chemicznego wykazały, ze muły mają skład chemiczny typowy dla odpadów drobnoziarnistych tego rodzaju. Odstępstwem od znanych z literatury wartości jest bardzo niska zawartość Al2O3 i TiO2 . Średnia wartość opałowa w stanie analitycznym w mułach zdeponowanych w poszczególnych osadnikach waha się w granicach od 9265 do 23 293 kJ/kg. Średnia zawartość popiołu w stanie analitycznym waha się w granicach od 26,98 do 63,96%, Średnia zawartość siarki całkowitej w stanie analitycznym waha się w granicach od 0,57 do 2,98%, średnia zawartość wilgoci przemijającej w odpadach mieści się w granicach od 11,69 do 34,48%, a średnia zawartość części lotnych w stanie analitycznym w odpadach zawiera się w granicach od 14,29 do 28,50%. Analiza granulometryczna mułów węglowych wykazała, że średni wychód klasy ziarnowej poniżej 0,1 mm dla wszystkich osadników wynosi 62,27%. średnia wartość opałowa w stanie analitycznym w mułach zdeponowanych w poszczególnych osadnikach w klasie ziarnowej poniżej 0,1 mm jest dość wysoka i wynosi 12 078 kJ/kg. Klasa ta charakteryzuje się wyższą zawartością popiołu i siarki. Zaprezentowane wyniki wskazują na znaczne zróznicowanie jakości mułów zdeponowanych w poszczególnych osadnikach. Badania wykonano w ramach projektu rozwojowego Nr N R09 0006 06/2009 pt: „Identyfikacja potencja3u energetycznego depozytów mułów weglowych w bilansie paliwowym kraju oraz strategia rozwoju technologicznego w zakresie ich wykorzystania”. Projekt ten realizowany jest przez Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego we współpracy z Katedrą Przeróbki Kopalin i Utylizacji Odpadów Politechniki Śląskiej od sierpnia 2009 roku.

This paper presents the results of investigation into the physical, chemical, and energetic properties of steam and coking coal slurries deposited in twenty impoundments. The research includes a determination of chemical composition, moisture content, volatile matter, sulfur, and calorific value at various states. Additionally, the properties of coal slurry of a particle size below 0.1 mm are presented. The determination of the chemical composition revealed that it is typical for such coal tailings with the exception of very low Al2O3 and TiO2 content. The average calorific value in the analytical state of particular impoundments varies from 9,265 to 23,293 kJ/kg. The average ash content in the analytical state at impoundments varies from 26.98% to 63.96%, the average sulfur content in the analytical state varies from 0.57 to 2.98%, the average transient moisture content varies from 11.69 to 34.48%, whereas volatile matter in the analytical state ranges from 14.29 to 28.50%. The average content of the fraction below 0.1 mm for all impoundments is 62.27%. The average calorific value for the fraction below 0.1 mm is relatively high at 12,078 kJ/kg; nevertheless, this fraction has a higher ash and sulfur content. The results presented here indicate considerable variations in the quality of coal slurries deposited in different impoundments which is obvious when taking into account the differing geology of the mines’ coal deposits. At individual impoundments, these differences are smaller as demonstrated by the lower variation in the standard deviation. 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 has been 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 since 2009.