Czynniki wpływające na podatność przemiałową węgli kamiennych

Jakość węgli i ich przydatność technologiczną określa się bardzo często, wykorzystując jedynie ich podstawowe właściwości. Najczęściej jest to zawartość popiołu, wilgoci, siarki całkowitej oraz wartość opałowa. W przypadku stosowania węgla w konkretnych technologiach niejednokrotnie ważne są inne parametry charakteryzujące jego jakość. Do takich parametrów zaliczyć można między innymi podatność przemiałową węgla, którą oznacza się najczęściej metoda Hardgrove'a. Parametr ten jest ważny zarówno przy doborze paliwa do procesu spalania, jak i do procesu koksowania. W badaniach, których wyniki przedstawiono w niniejszym artykule, podjęto próbę określenia czynników wpływających na podatność przemiałową węgla, wynikających z jego budowy chemicznej i petrograficznej. Badania wykonano na 27 próbkach węgli sortymentowych, pochodzących z 16 kopalń Górnośląskie go Zagłębia Węglowego. Były to sortymenty grube i średnie, wykazujące mniejszą zawartość popiołu niż miały z tej samej kopalni. Wybrano węgle o zawartości popiołu poniżej 10%. Pozwoliło to na  zminimalizowanie wpływu zawartości popiołu na wartość wskaźnika podatności przemiałowej i lepsze wyeksponowanie wpływu innych czynników jakościowych.	 Wytypowane do badań węgle, charakteryzowały się zróżnicowanymi wartościami wskaźnika podatności przemiałowej HGI. Wartości ich zmieniały się w granicach od 37 do 66. Podstawowymi składnikami w budowie badanych węgli kamiennych były macerały grupy witrynitu. Ich zawartość zmieniała się od 47 do 75% obj., natomiast zawartość drugiej pod względem ilości grupy macerałów - inertynitu, zmieniała się od 15 do 54% obj. W miarę wzrostu zawartości witrynitu zwiększała się podatność przemiałową węgli. Współczynnik korelacji dla tej zależności wynosił 0,83. Zależność ta nie dotyczyła właściwości węgli, w budowie petrograficznej których przeważały macerały grupy witrynitu, a zawartość popiołu, na tle pozostałych węgli wytypowanych do badań, była duża i mieściła się w granicach 8-10%. Charakteryzowały się one małą podatnością przemiałową (HGI < 41). W popiołach z tych węgli stwierdzono zwiększoną zawartość Si02 - powyżej 32% (zakres dla wszystkich badanych węgli 10,9-45,4%) i A1203 - powyżej 24% (zakres dla wszystkich badanych węgli 9,6-31,8%) oraz małą zawartość Fe203 - poniżej 14,9% (zakres dla wszystkich badanych węgli - 6,2-20,8%), CaO - poniżej 10,5% (przy zakresie 5,2-21,7% dla wszystkich badanych węgli) i MgO - poniżej 5,2% (przy zakresie 2,7-12,5% dla wszystkich badanych węgli). Substancja mineralna występowała w tych węglach bardzo często w postaci siarczków i substancji ilastej, tworzących wtrącenia i przesycenia w kaolinicie, który jest jednym z macerałów grupy witrynitu, co może być przyczyną zmniejszenia podatności przemiałowej tych węgli. W węglach o dużej zawartości macerałów grupy inertynitu w porównaniu z węglami, w budowie których przeważały macerały grupy witrynitu, stwierdzono znacznie mniej popiołu oraz nieco większy wskaźnik HGI. W składzie chemicznym popiołu z tych węgli obserwowano mniej Si02 i A1203, oraz więcej Fe203, CaO i MgO. Z badań mikroskopowych wynika, że przeważającymi ilościowo formami występowania inertynitu, były fuzynity i semifuzynity pustokomórkowe, które sprzyjają wzrostowi podatności przemiałowej. Generalnie, można stwierdzić, że podatność przemiałową zwiększała się w miarę wzrostu zawartości Si02, A1203 oraz w miarę zmniejszania się zawartości CaO i MgO w popiele. Współczynniki korelacji dla tych zależności były duże i wynosiły odpowiednio: 0.87; 0,89; 0,91 i 0,92.

Czasopismo: Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa
Dziedziny: nauki inżynieryjno-techniczne
Dyscypliny: inżynieria środowiska, górnictwo i energetyka