ORIGINAL PAPER
Evaluation of fine coal upgrading effects by means of Fuerstenau curves
 
More details
Hide details
1
AGH University of Science and Technology
CORRESPONDING AUTHOR
Agnieszka Surowiak   

AGH University of Science and Technology
Submission date: 2018-07-17
Final revision date: 2018-11-09
Acceptance date: 2019-01-24
Publication date: 2018-03-31
 
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2019;35(1):5–24
 
KEYWORDS
TOPICS
ABSTRACT
In recent years, more and more attention has been paid to the quality of produced coal size categories for energy purposes. This is important from the perspective of promoting clean coal technologies which aim at changing the perception of coal as a fuel friendly for the environment. This is specifically because hard coal resources in Poland allow the national energy security to be guaranteed on the basis of energy production based on hard coal. Fine coals upgraded at coal processing facilities in the separation process in fine coal jigs are mainly used in energy production from coal. In the article, an analysis of hard coal upgrading in a jig regarding the optimum recovery of a useful fraction in the concentrate (combustible and volatile matter) and non-useful fraction in tailings (ash and sulfur) was conducted. Based on the industrial testing of a fine coal jig, the granulometric and densimetric analysis of the taken samples of concentrate, middlings and tailings of coal was conducted in laboratory conditions. Yields of products were calculated in separated size-fractions of separation products, and ash content and total sulfur content were determined in them. Based on the results of granulometric, densimetric and chemical analyses of the obtained size-fractions, the balance of separation products and appropriate calculations, Fuerstenau upgrading curves which allowed the process to be evaluated and a comparison of the results of hard coal upgrading regarding the optimum recovery of the organic phase in the concentrate and mineral components in tailings to be drawn. The obtained results were evaluated on the basis of different criteria for changing the device’s hydrodynamic operational conditions. The ash content and total sulfur content were analyzed as non-useful substances.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Ocena efektów wzbogacania miałów węglowych za pomocą krzywych Fuerstenaua
osadzarka, wielkość ziaren, wzbogacanie, zawartość popiołu i siarki, czysty węgiel
W ostatnich latach coraz większą uwagę zwraca się na jakość produkowanych sortymentów węglowych kierowanych do celów energetycznych. Jest to istotne z punktu widzenia popularyzowania czystych technologii węglowych, które mają na celu spowodowanie postrzegania węgla jako paliwa przyjaznego dla środowiska. Szczególnie, że zasoby węgla kamiennego w Polsce pozwalają na zagwarantowanie bezpieczeństwa energetycznego kraju w oparciu o produkcję energii na bazie węgla kamiennego. Do produkcji energii z węgla wykorzystuje się głównie miały węglowe wzbogacanie w zakładach przeróbki węgla w procesie separacji w osadzarkach miałowych. W artykule przeprowadzono analizę wzbogacania węgla kamiennego w osadzarce pod kątem optymalnego uzysku frakcji użytecznej w koncentracie (części palnych i lotnych) i frakcji nieużytecznej w odpadzie (popiołu i siarki). Na podstawie opróbowania przemysłowego osadzarki miałowej wykonano analizę granulometryczną i densymetryczną pobranych próbek koncentratu, przerostu i odpadów węgla w warunkach laboratoryjnych. W wydzielonych klaso-frakcjach produktów rozdziału wyliczono wychody produktów oraz oznaczono w nich zawartość popiołu i siarki całkowitej. Na podstawie wyników analiz granulometrycznych, densymetrycznych i chemicznych uzyskanych klaso- frakcji, bilansu produktów rozdziału oraz stosownych obliczeń wykreślono krzywe wzbogacania Fuerstenau, które pozwoliły na ocenę procesu i porównanie wyników wzbogacania węgla kamiennego pod kątem optymalnego uzysku fazy organicznej w koncentracie i składników mineralnych w odpadach. Dokonano oceny uzyskanych efektów w oparciu o różne kryteria dla zmiennych warunków hydrodynamicznych pracy urządzenia. Jako substancje nieużyteczne analizowano zawartość popiołu i siarki całkowitej.
 
REFERENCES (23)
1.
Blaschke, W. 2008. Clean Coal Technologies – the first step is coal preparation (Technologie Czystego Węgla rozpoczynają się od jego wzbogacania). Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 11, 2, pp. 7–14 (in Polish).
 
2.
Blaschke, W. 2009. Hard coal processing - gravitational enrichment (Przeróbka węgla kamiennego – wzbogacanie grawitacyjne). Kraków: Wyd. IGSMiE PAN (in Polish).
 
3.
Brożek, M. and Surowiak, A. 2004. Distribution of settling velocity of particles in samples of mineral raw materials (Rozkład prędkości opadania ziaren w próbkach surowców mineralnych). Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 20, 3, pp. 67–84 (in Polish).
 
4.
Brożek, M. and Surowiak, A. 2005. The dependence of distribution of settling velocity of spherical particles on the distribution of particle sizes and densities. Physicochemical Problems of Mineral Processing 39, pp. 199–210.
 
5.
Cierpisz, S. and Joostberens, J. 2015. Monitoring of coal separation in a jig using a radiometric density meter, 4th IFAC Workshop on Mining, Mineral and Metal Processing, Oulu, Finland, 25–27 August 2015, vol. 48, iss. 17, pp. 74–79.
 
6.
Drzymała, J. 2007. Mineral processing. Foundations of theory and practice of minerallurgy, Wrocław: Wrocław University of Technology.
 
7.
Drzymała, J. and Ahmed, H.A.M. 2005. Mathematical equations for approximation of separation results using the Fuerstenau upgrading curves. International Journal of Mineral Processing 76, pp. 55–65.
 
8.
Drzymała et al. 2010 – Drzymała, J., Łuszczkiewicz, A. and Foszcz, D. 2010. Application of upgrading curves for evaluation of past, present, and future performance of a separation plant. Mineral Processing & Extractive Metallurgy Review vol. 31 iss. 3, pp. 165–175.
 
9.
Drzymała et al. 2012 – Drzymała, J., Kowalczuk, P.B., Foszcz, D., Muszer, A., Henc, T. and Łuszczkiewicz, A. 2012. Analysis of separation results by means of the grade-recovery Halbich upgrading curve. XXVI International Mineral Processing Congress, New Delhi, India, September 24–28.
 
10.
Foszcz et al. 2010 – Foszcz, D., Niedoba, T. and Tumidajski, T. 2010. Analysis of possibilities of forecasting the results of Polish copper ores benefication with applied technology taken into account (Analiza możliwości prognozowania wyników wzbogacania polskich rud miedzi uwzględniającego stosowaną technologię). Górnictwo i Geoinżynieria R. 34, z. 4/1, 25–36 (in Polish).
 
11.
Foszcz, D. 2013. Rules of determining the optimal results of multi-component copper ores beneficiation (Zasady określania optymalnych rezultatów wzbogacania wieloskładnikowych rud miedzi). Studia, Rozprawy, Monografie 181. Kraków: Wyd. IGSMiE PAN (in Polish).
 
12.
Foszcz et al. 2015 – Foszcz, D., Niedoba, T., and Tumidajski, T. 2015. Attempt of Determining Optimal Values of Mineral Raw Materials Beneficiation Factors. Inżynieria Mineralna – Journal of the Polish Mineral Engineering Society 2(46), pp. 283–292.
 
13.
Fuksa, D. 2016. The Future of Polish Coal (Przyszłość polskiego węgla). Inżyniernia mineralna– Journal of the Polish mineral engineering society 2(38), pp. 9–16 (in Polish).
 
14.
Gawlik, L. and Mokrzycki, E. 2017. Fossil fuels in the national power sector − problems and challenges (Paliwa kopalne w krajowej energetyce – problemy i wyzwania). Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 20, 4, pp. 6–26 (in Polish).
 
15.
Heyduk, A. and Pielot, J. 2014. Economical efficiency assessment of an application of on-line feed particle size analysis to the coal cleaning systems in jigs. Inżynieria mineralna– Journal of the Polish mineral engineering society 2(34), pp. 217–228.
 
16.
[Online] http://baza.pgi.gov.pl 2016 [Accessed: 2016-04-02]. Surowce mineralne Polski. Węgiel kamienny. Państwowy Instytut Geologiczny – Państwowy Instytut Badawczy.
 
17.
Motowidlak T. 2018. Poland’s dilemmas in implementing of the European Union’s energy (Dylematy Polski w zakresie wdrażania polityki energetycznej Unii Europejskiej). Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 21, 1, pp. 5–20 (in Polish).
 
18.
Stępiński, W. 1964. Gravitational enrichment (Wzbogacanie grawitacyjne). Warszawa: PWN (in Polish).
 
19.
Surowiak, A. 2014. Influence of particle density distributions of their settling velocity for narrow size fractions (Wpływ rozkładu gęstości ziaren na rozkład ich prędkości opadania dla wąskich klas ziarnowych). Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 30, 1, pp. 105–122 (in Polish).
 
20.
Surowiak, A. 2017. Evaluation of the results of coal jigging process. E3S Web of Conferences, vol. 18, art. no. 01030, pp. 1–6. MEC 2017: Mineral Engineering Conference, September 20–23, 2017, Wisła, Poland.
 
21.
Surowiak A. 2018. The analysis of coal fines separation precision exposed to changeable hydrodynamic parameters of jig work. Archives of Mining Sciences 63, 2, pp. 437–448.
 
22.
Surowiak, A. and Brożek, M. 2016. A physical model of separation process by means of JIGS. Physicochemical Problems of Mineral Processing 52, 1, pp. 228–243.
 
23.
Szymkowiak, E. and Drzymała, J. 2010. Problems of selection of proper upgrading separation curvefor analysis of flotation results (Problemy wyboru krzywej wzbogacania do analizy wyników flotacji). Prace Naukowe Instytutu Górnictwa Politechniki Wrocławskiej 131, pp. 47–56 (in Polish).
 
eISSN:2299-2324
ISSN:0860-0953