Bioflotacja jako metoda alternatywna dla odsiarczania węgli, cz. 1

Bioflotation might be developed as a new process for the removal of pyritic sulfur from fine coal. An application of bacteria to flotation would shorten the periods of the microbial removal of pyrite from some weeks by leaching methods to a few minutes. The bioflotation mechanism is based on rapid adhesion of bacterial cells with hydrophilic properties to the pyrite surface, which changes the properties of the mineral substance’s surface from hydrophobic to hydrophilic. As a consequence, air bubbles form aggregates only with hydrophobic coal particles, and pyrite falls to the bottom of the flotation chamber as waste. This article shows that the possibility of using bacteria in the flotation process in place of toxic chemicals has significant environmental and economical benefit.Bioflotacja może być użyta jako proces usunięcia pirytu z węgla. Zaaplikowanie bakterii do flotacji z metodą ługowania skróciłoby okresy usuwania mikrobowego pirytu z kilku tygodni do kilku minut. Mechanizm bioflotacji bazuje na szybkim przyleganiu komórek bakterii o właściwościach hydrofilicznych do powierzchni pirytu, co zmieni cechy minerały z hydrofilicznych na hydrofobiczne. W konsekwencji powietrze wznosiłoby jedynie hydrofobiczne cząstki węgla, a piryt opadałby na dno komory flotacyjnej w postaci odpadu. Artykuł prezentuje możliwości użycia bakterii w procesie flotacji w miejsce toksycznych chemikaliów wraz z ich środowiskowymi i ekonomicznymi korzyściami

Analiza fazy gazowej w procesie flotacji. Część 2, Funkcje empiryczne częstotliwości występowania badanych parametrów

Mineralization of air bubbles, the most important part of the froth flotation process, depends on a number of factors which affect the conditions in the flotation chamber’s work space. They can be defined as physico-chemical parameters and hydrodynamic parameters. The latter depend on the operating conditions of the floatation machine during the enrichment process. The process of forming of durable flotation aggregates is preceded by generation and dispersion of gas bubbles in the flotation machine tank which also depend on the aforementioned parameters. The paper presents the results of experimental analyses of changes of selected values which define the size of air bubbles generated in the flotation chamber.Mineralizacja pęcherzyków powietrza jest najważniejszym etapem procesu flotacji pianowej. Zależy on od szeregu czynników wpływających na warunki panujące w przestrzeni roboczej komory flotacyjnej. Można je określić jako parametry fizykochemiczne oraz hydrodynamiczne. Te ostanie są zdeterminowane warunkami pracy maszyny flotacyjnej podczas procesu wzbogacania. Procesem poprzedzającym tworzenie trwałych agregatów flotacyjnych jest generowanie i dyspersja pęcherzyków gazu w komorze maszyny flotacyjnej, które są również zależne od wymienionych parametrów. W artykule przedstawiono wyniki analiz doświadczalnych zmiany wybranych wielkości opisujących rozmiary pęcherzyków powietrza generowanych w komorze flotacyjnej

Analiza fazy gazu w procesie flotacji. Część 1, Eksperymentalne określenie ilości pęcherzyków powietrza we flotowniku pneumatyczno-mechanicznym

Problem of bubble mineralization, representing the most important flotation stage and resulting in measurable outcomes described by flotation concentrate yield, is of a key importance research problem from practical point of view. Most of publication in the literature refer to the global study on the impact of selected factors (size of the bubbles, the particle coverage ratio with flotation reagents, hydrophobic properties of particles) on the results of flotation. A decisive role in this process is played by dispersive properties of the gas phase, which is the main factor affecting the results of upgrading process, defining the operation conditions of the flotation machine or the degree of aeration of flotation pulp. The paper presents the results of the assessment of the influence of selected physical parameters on the size of air bubbles generated in the working chamber of pneumatic-mechanical type of flotation machine. The variables, directly related to the size and the way the dispersion of air bubbles, were the dispensed amount of air and the number of rotor’s rotation at fixed physicochemical conditions. These parameters were determined in order to characterize the dispersion of air in the two-phase liquid-gas. The study was carried out on the unique device, with using video recording techniques and image analysis.Problem mineralizacji pęcherzyków, będący najważniejszym etapem flotacji i uzyskujący wymierne efekty widoczne przez wydajność koncentratu, jest kluczowym tematem badań z praktycznego punktu widzenia. Większość publikacji na ten temat nawiązuje do ogólnych badań sprawdzających wpływ wybranych cech (rozmiar pęcherzyków, stosunek pokrycia cząsteczek z odczynnikami flotacyjnymi, hydrofobiczne właściwości cząsteczek) na wyniki flotacji. Decydującą rolę w procesie odgrywają właściwości rozpraszające w fazie gazu, które są głównym czynnikiem wpływającym na wyniki wzbogacania procesu, definiowanie warunków operacyjnych maszyny flotacyjnej oraz na stopień napowietrzenia pulpy flotacyjnej. Artykuł przedstawia wyniki określające wpływ wybranych fizycznych parametrów na rozmiar pęcherzyków powietrza, które tworzą się we włączonej komorze pneumatyczno-mechanicznego typu maszyny flotacyjnej. Zmienne, które bezpośrednio powiązane są z wielkością i sposobem dyspersji pęcherzyków powietrza, były wartościami podzielonymi na ilość powietrza oraz liczbę obrotów w wirniku przy określonych warunkach fizyko-chemicznych. Parametry zostały tak określone, aby dobrze opisać właściwości dyspersji powietrza w dwóch fazach płynu – gazu. Badania przeprowadzono przy pomocy specjalnego urządzenia z użyciem technik nagrywania wideo oraz analizą obrazu

Rozkład wielkości pęcherzyków powietrza w pneumo-mechanicznej maszynie flotacyjnej

The flotation rate constant is the value characterizing the kinetics of cyclic flotation. In the statistical theory of flotation its value is the function of probabilities of collision, adhesion and detachment of particle from the air bubble. The particle - air bubble collision plays a key role since there must be a prior collision before the particle - air bubble adhesion happens. The probability of such an event to occur is proportional to the ratio of the particle diameter to the bubble diameter. When the particle size is given, it is possible to control the value of collision probability by means of the size of air bubble. Consequently, it is significant to find the effect of physical and physicochemical factors upon the diameter of air bubbles in the form of a mathematical dependence. In the pneumo-mechanical flotation machine the air bubbles are generated by the blades of the rotor. The dispergation rate is affected by, among others, rotational speed of the rotor, the air flow rate and the liquid surface tension, depending on the type and concentration of applied flotation reagents. In the proposed paper the authors will present the distribution of air bubble diameters on the grounds of the above factors, according to the laws of thermodynamics. The correctness of the derived dependences will be verified empirically.Flotacja jest procesem masowym, o którego przebiegu decyduje szereg zdarzeń losowych. Są nimi zderzenia ziarna z pęcherzykiem powietrza oraz trwała adhezja ziarna do powierzchni pęcherzyka. Ze względu na losowy charakter wymienionych wyżej zdarzeń można mówić jedynie o prawdopodobieństwie zajścia zdarzenia. Opisując subprocesy flotacji określonymi prawdopodobieństwami można wyznaczyć wartość stałej prędkości flotacji. Warunkiem koniecznym do zajścia adhezji jest uprzednie zderzenie ziarna z pęcherzykiem. W modelu opracowanym przez zespół Yoon i Luttrell (1989) prawdopodobieństwo zderzenia jest wyrażone wzorem (1). W praktyce flotacji wielkość ziarna i pęcherzyka są zmiennymi losowymi o określonych rozkładach. W związku z tym również prawdopodobieństwo zderzenia będzie zmienną losową o określonym rozkładzie. Istnieją modele w których stała prędkości flotacji jest wyrażona przez rozkłady wielkości ziaren i pęcherzyków (wzór 3). W tym przypadku do wyliczenia średniej wartości stałej prędkości flotacji niezbędna jest znajomości rozkładu wielkości pęcherzyków i wielkości ziarna. Również dla wyliczenia całkowitej powierzchni pęcherzyków przepływających przez jednostkę powierzchni przekroju poprzecznego w jednostce czasu, konieczna jest znajomość rozkładu wielkości pęcherzyków. W prezentowanej pracy przedstawiono sposób określenia rozkładu wielkości pęcherzyków w pneumo- mechanicznej maszynie flotacyjnej, oparty na rozważaniach heurystycznych. W procesie dyspergowania powietrza podawanego do komory flotacyjnej rośnie powierzchnia pęcherzyków powietrza, powstających z jednostki objętości gazu, co pociąga za sobą wzrost energii powierzchniowej na granicy faz ciecz-gaz. Założono, że duże bańki powietrza dzielą się na mniejsze pęcherzyki według prawa Boltzmanna rozkładu energii (wzory 10, 12 i 13). Przy założeniu, że energia pęcherzyków jest zmienną losową o rozkładzie ciągłym, wyliczono funkcję gęstości rozkładu tej zmiennej, wyrażoną wzorem (16). Średnica pęcherzyka powietrza, a zarazem jego energia są zmiennymi losowymi, pomiędzy którymi istnieje zależność funkcyjna wyrażona wzorami (11). Korzystając z twierdzenia odnoszącego się do rozkładu funkcji zmiennych losowych (wzór 17) wyliczono funkcję gęstości rozkładu średnicy pęcherzyków (wzory 18 i 20). Jest to rozkład znany w rachunku prawdopodobieństwa jako rozkład Rayleigha. Na rys.1 podana jest empiryczna funkcja gęstości rozkładu średnicy pęcherzyka. Wartość średnią wielkości pęcherzyka d -b oraz odchylenie standardowe V(db) będące miarą rozrzutu wielkości pęcherzyków wokół wartości średniej zostały wyliczone na podstawie związku pomiędzy parametrem rozkładu Rayleigha a wartością średnią i wariancją (wzory 21 i 22). Dla uzyskania zależności parametru rozkładu oraz średniej wielkości pęcherzyka od warunków fizycznych i fizykochemicznych w komorze flotacyjnej zastosowano zasadę zachowania energii dla średniej wielkości pęcherzyków (wzory 23-27). Uzyskane wyrażenia na średnią wartość średnicy pęcherzyka oraz parametr rozkładu średnicy pęcherzyka (odpowiednio wzory 31 i 32) w sposób jawny podają zależność tych wielkości od napięcia powierzchniowego roztworu flotacyjnego, wydatku powietrza oraz mocy przekazywanej do układu flotacyjnego

The Flotation of Saline Waters in Technological Facilities or Environmental Problems

Stabilność piany we flotacji węgla wraz ze wzrostem zawartości NaCl w wodach technologicznych zwiększa efektywność procesu umożliwiając jednocześnie osiąganie wartości uzysku na poziomie 90%. Dodatkowo należy zauważyć, że efektywność procesu flotacji zależy od wielkości ziaren nadawy. Prowadzenie zatem procesu flotacji węgla w zasolonych wodach umożliwia uzyskanie korzyści poprzez świadome sterowanie wzbogacaniem dla zwiększenia jego efektywności, także poprzez zmniejszenie zużycia odczynników, a zatem ograniczania kosztów na tym etapie technologicznym. Co najważniejsze, pozwala to zakładom górniczym na recyrkulację wód przemysłowych. W publikacji dokonano przeglądu wiedzy względem flotacji solnej i przedstawiono wyniki analizy efektywności procesu flotacji dla węgla jako surowca modelowego. Ocenie podlegały jakościowe parametry produktów wzbogacania w oparciu o testy flotacyjne, które realizowano dla zmiennych warunków zasolenia pulpy. Celem zasadniczym było określenie wpływu jakości wód technologicznych na przebieg i skuteczność procesu flotacji.The stability of the foam in flotation with the increase of NaCl in technological waters increases the efficiency of the process while achieving a yield of 90%. Additionally, it should be noted that effectiveness of the flotation process depends on the size of the feed particle. Conducting the coal of flotation process in saline water can benefit from conscious enrichment control to increase its efficiency, also by reducing reagent consumption and thus reducing costs at this technological stage. Most importantly, it enables the mining industries to recycle the industrial waters. In publications, there is a review of the knowledge related to salt flotation and it presents the results of the analysis of the efficiency of the flotation process for coal as a raw material. The qualitative parameters of the enrichment products were evaluated based on flotation tests that were carried out for variable pulp salinity conditions. The main aim was to determine the impact of technological water quality on the course and effectiveness of the flotation process

Wpływ technologii wysokociśnieniowego rozdrabniania na wychody koncentratów w procesach flotacji rud miedzi

The article concerns the issues of flotation process effectiveness in relationship to the operating conditions of a high-pressure comminution process course. Experimental programme covering a flotation laboratory batch tests was a verification technique of a high-pressure crushing operations course. The most favorable values of flotation concentrate weight recoveries were obtained for the pressing force 6 kN and 4% of the feed moisture. It was also determined the model of the concentrate weight recovery as a function of pressing force in the press and feed moisture content. This model was the basis for the optimization of effects of copper ore flotation processes preceded in high-pressure crushing operation in roller presses.W przedstawionym artykule przebadano efektywność procesu flotacji w zależności od warunków pracy technologii wysokociśnieniowego rozdrabniania w prasach walcowych. Zrealizowane testy flotacyjne stanowiły technikę weryfikacji przebiegu procesu rozdrabniania nadawy. Najwyższe wartości wychodów koncentratów flotacyjnych uzyskano przy sile nacisku w prasie wynoszącej 6 kN oraz wilgotności nadawy 4%. Wyznaczono model wychodu koncentratu flotacyjnego jako funkcję siły nacisku w prasie oraz wilgotności nadawy. Model ten był podstawą optymalizacji efektów procesu flotacyjnego poprzedzonego rozdrabnianiem rudy w wysokociśnieniowych prasach walcowych

Bioakumulacja jonów Cr(VI) z roztworów wodnych przy wykorzystaniu grzyba Penicillium citrinum

W artykule przedstawiono biologiczne usuwanie jonów Cr(VI) z roztworu wodnego przy użyciu czystej kultury grzyba Penicillium citrinum. Wzrost organizmu oraz usuwanie chromu(VI) przeprowadzono w roztworze wodnym o różnej zawartości chromu(VI), oraz przy określonym optymalnym pH. W czasie 14 dni inkubacji, codziennie, pobierano 5ml próbki roztworu w celu oznaczenia zawartości chromu(VI) w roztworze i na tej podstawie określono efektywność biologicznego usuwania tego pierwiastka. Ponieważ usuwanie chromu(VI) z roztworu wodnego może zachodzić wskutek procesów redukcji, biosorpcji lub bioakumulacji to aby określić, który z tych procesów miał miejsce w trakcie badań wykonano oznaczenia zawartości Cr(III) w próbkach pożywki oraz zawartości chromu ogólnego w przesączu po płukaniu grzybni oraz w grzybni. Badania wykazały wysoką skuteczność grzyba mikroskopowego z gatunku Penicillium citrinum w eliminacji jonów chromu(VI) z roztworu – w przypadku najwyższego stężenia Cr(VI) równego 125 mg/l stopień usunięcia wynosił 90%

Influence of a High-Pressure Comminution Technology on Concentrate Yields in Copper Ore Flotation Processes

The article concerns the issues of flotation process effectiveness in relationship to the operating conditions of a high-pressure comminution process course. Experimental programme covering a flotation laboratory batch tests was a verification technique of a high-pressure crushing operations course. The most favorable values of flotation concentrate weight recoveries were obtained for the pressing force 6 kN and 4% of the feed moisture. It was also determined the model of the concentrate weight recovery as a function of pressing force in the press and feed moisture content. This model was the basis for the optimization of effects of copper ore flotation processes preceded in high-pressure crushing operation in roller presses

Biodesulphurisation of coal with the use of Acidithiobacillus thioparus bacteria

W procesie spalania węgla większość siarki zawartej w węglu przechodzi do gazów spalinowych w postaci tlenków siarki, będących główną przyczyną powstawania kwaśnych deszczy. Jednym ze sposobów ograniczenia ich emisji może być zastosowanie procesu biologicznego ługowania siarki przed spaleniem, czyli w miejscu wydobycia. W artykule przedstawiono wyniki bioodsiarczania węgla z KWK „Halemba" z wykorzystaniem autochtonicznych bakterii z rodzaju A. thioparus z uwzględnieniem stopnia uziarnienia i ilości biomasy.In the process of coal combustion the majority amount of sulphur contained in coal passes to the combustion gases in the form of sulphur oxides being the main reason of acid rains occurrence. One of the methods of limiting their emission may be the use of biological process, leaching the sulphur before combustion which is in the area of exploitation. This paper presents the results of coal biodesulphurisation in Halemba mine with the use of indigenous A. thioparus bacteria and taking into account the grain-size distribution and the amount of biomass

Wpływ procesu wysokociśnieniowego rozdrabniania rud na efektywność operacji flotacji

This article discusses issues related to the impact of the high pressure comminution process on the efficiency of the copper ore flotation operations. HPGR technology improves the efficiency of mineral resource enrichment through a better liberation of useful components from waste rock as well as more efficient comminution of the material. Research programme included the run of a laboratory flotation process for HPGR crushing products at different levels of operating pressures and moisture content. The test results showed that products of the high-pressure grinding rolls achieved better recoveries in flotation processes and showed a higher grade of useful components in the flotation concentrate, in comparison to the ball mill products. Upgrading curves have also been marked in the following arrangement: the content of useful component in concentrate the floatation recovery. All upgrading curves for HPGR products had a more favourable course in comparison to the curves of conventionally grinded ore. The results also indicate that various values of flotation recoveries have been obtained depending on the machine operating parameters (i.e. the operating pressure), and selected feed properties (moisture).Artykuł dotyczy zagadnień związanych z wpływem procesu wysokociśnieniowego rozdrabniania na efektywność przebiegu flotacji rud miedzi. Technologia HPGR poprawia efektywność wzbogacania surowców mineralnych poprzez lepsze uwolnienie składnika użytecznego ze skały płonnej oraz efektywniejsze rozdrobnienie materiału. Program badawczy obejmował przeprowadzenie laboratoryjnego procesu flotacji dla produktów rozdrabniania HPGR przy różnych wartościach ciśnienia operacyjnego i wilgotności materiału. Wyniki badań pokazały, że produkty rozdrabniania wysokociśnieniowej prasy walcowej osiągały lepsze uzyski w procesach flotacji oraz wykazywały się wyższą zawartością składnika użytecznego w koncentracie flotacyjnym w porównaniu z produktem rozdrabniania w młynach kulowych. Wyznaczone zostały także krzywe wzbogacalności w układzie: zawartość składnika użytecznego w koncentracie – uzysk flotacyjny. Wszystkie krzywe wzbogacalności dla produktów rozdrabniania w HPGR miały korzystniejszy przebieg w porównaniu z krzywymi wzbogacalności dla rudy kruszonej konwencjonalnie. Uzyskane wyniki wskazują także na fakt, że w zależności od parametrów operacyjnych urządzenia (tj. ciśnienia operacyjnego) oraz wybranych właściwości nadawy (wilgotność), otrzymywano różne wartości uzysków flotacyjnych