Proces segregacji i wzbogacanie węgla
kamiennego na podstawie dokumentacji KWK
Marcel

Wykonał

:

Jarosław Paprocki
Patryk Płaczek
Jacek Przyłucki

2

Spis treści

I. Opis procesu technologicznego

3

1. Wstęp

3

2. Schemat blokowy procesu

3

3. Opis słowny procesu

4

4. Kolejność wykonywanych operacji na urządzeniach

5

5. Charakterystyka urządzeń

6

II. Problemy środowiskowe dotyczące technologii 8

1. Ilość i rodzaj odpadów

8

2. Zagospodarowanie odpadów

9

3. Rodzaj i ilość wykorzystywanej energii,

materiałów, surowców , paliw.

9

III. Rozporządzenia prawne dotyczące technologii 10

IV. Środki i zadania podjęte w celu likwidacji lub

zmniejszenia negatywnego działania procesu na
środowisko

12

V. Efekty ekologiczne i ekonomiczne

13

VI. Wnioski

14

3

Proces segregacji i wzbogacanie węgla
kamiennego na podstawie dokumentacji KWK
Marcel

I. Opis procesu technologicznego

1.Wstęp

Węgiel stanowi główne źródło energii na świecie. Poprzez jego spalanie m.in. w

elektrowniach i ciepłowniach do mieszkań trafia prąd oraz ciepła woda. Jest spalany również

w przydomowych piecach , które poprzez ogrzanie wody , ogrzewają dom .Lecz aby mógł on

trafić do klienta musi przejść szereg procesów technologicznych. Od wydobycia, poprzez

transport , następnie segregację i wzbogacanie i na koniec transport do klienta.

Proces segregacji i wzbogacania wydaje się najbardziej złożonym i najciekawszym

procesem. W procesie tym z skał wykopanych spod ziemi , powstaje produkt który nadaje się

do spalania w przydomowych piecach , gwarantując duża kaloryczność oraz jak najmniejsze

zanieczyszczenie powietrza.

2. Schemat blokowy procesu

Wydobycie urobku

Kruszenie brył

Mechaniczne

wzbogacanie urobku

Rozklasyfikowanie koncentratu:



Klasa 20-120mm



Klasa 0,5-20mm



Klasa 0-0,5mm

Transport sklasyfikowanego urobku

do sprzedaży

4

3 Opis słowny procesu

Wydobycie urobku do stacji przygotowania z szybu przy pomocy przenośników

taśmowych o mocach od 7,5 do 30 KW. Zadaniem stacji przygotowania jest ograniczenie
wielkości ziarna urobku surowego do 120 mm na przesiewaczu SPW, który w całości jest
kierowany do mechanicznego wzbogacania. W procesie wzbogacania z urobku oddzielona
jest skała płonna, która lokowana jest w zaprojektowanej bryle składowiska z prowadzoną
równoczesne rekultywacją. Proces wzbogacania urobku prowadzi się w zależności od
uziarnienia:

Klasa 20-120 mm- wzbogacana jest w trój produktywnych wzbogacalnikach DISA w

cieczy ciężkiej magnetytowej , gdzie wydzielany jest koncentrat, przerost i odpad. Produkty
ze wzbogacalnika odwadniane są na przesiewaczach wibracyjnych (płuczka s.A)

Klasa 0,5-20 mm- wzbogacana jest w płuczce s.B. Koncentraty z nich odwadniane są

na sitach OSO, a następnie w odwadniarkach typu NAEL-3. Produkt pośredni odwadniany
jest w podnośnikach kubełkowych i razem ze skruszonym produktem pośrednim z DISA jest
kierowany do zbiorników odciekowych i stanowi jeden ze składników mieszanek
energetycznych.

Klasa 0,5-20 mm wzbogacana jest w procesie flotacji na flotownikach typu ZI-5. Po

wzbogaceniu w hydrocyklonach i odwodnieniu w odwadniarce EBW dodawana jest do
mieszanek energetycznych.

W celu zwiększenia skuteczności procesu flotacji do mętów flotacyjnych dodaje się

odczynniki. Jako odczynnik zbierający stosujemy olej napędowy i jako odczynnik zbierająco-
pianotwórczy Montanol 125. Koncentrat odwadniany jest na filtrach próżniowych. Odpady
flotacyjne są składowane razem z odpadami z osadzarek i z cieczy ciężkiej. Obieg wodno-
mułowy wykorzystywany podczas procesu w Zakładzie przeróbczym jest całkowicie
zamknięty.

Sklasyfikowany sortyment zostaje przetransportowany przy pomocy przenośników

taśmowych do zbiorników węgla handlowego.

5

4. Kolejność wykonywanych czynności na urządzeniach

Wydobycie urobku taśmociągiem do stacji

przygotowania

Kruszenie brył w celu ograniczenia ziarna urobku

do 120 mm przy pomocy rozdrabniarek

Mechaniczne wzbogacanie urobku poprzez odzielenie skały płonnej i

innch odpadów za pomocą przesiewacza SPW

Klasa 20-120mm
uzyskana zespole
urządzeo
wchodzących w
skład płuczki s.A

Klasa 0,5-20mm
uzyskana zespole
urządzeo
wchodzących w
skład płuczki s.B

Klasa 0-0,5
uzyskana w
procesie flotacji
na flotownikach
ZI-5 i PA-6

Rozklasyfikowanie

koncentratu

Wzbogacani
e

Odwadniani
e

Odwadniani
e

Flotacja

Odwadniani
e

Transport
sklasyfikowanego urobku
do sprzedaży przy pomocy
przenośników taśmowych

Transport skały
płonnej na
wysypisko skały
płonnej

Transport
odpadów
magnetycznych
do składowiska
złomu przy

6

5. Charakterystyka urządzeń

SPW- w skład maszyny wchodzą podajnik wibracyjny IFE E2000x3500 FS TS-2000
o mocy 8,4 kW przeznaczone do równomiernego rozprowadzania nadawy na przesiewacze

Dla zapewnienia wysokiej skuteczności przesiewania niezbędne jest równomierne

rozprowadzenie nadawy na całą szerokość pokładu sitowego przesiewacza oraz przesiewacz
WK 2,2x4,0 o mocy 22 kW i 73,5 Obr/min. jedno- i dwupokładowe przesiewacze
wibracyjne typu WK są przeznaczone do klasyfikacji kruszywa i innych materiałów o
największym uziarnieniu. Sprężyście podparte rzeszoto przesiewaczy wykonuje swobodny
ruch drgający o trajektorii kołowej, wywołany napędem bezwładnościowym

Podajnik wibracyjny

1

s.B- składa się podajnika wibracyjnego -3,0 o mocy 15 kW i 973 Obr/min oraz trzech
przesiewaczy WP o mocy od 7,5 kW do 22 kW i obrotach od 960 do 1476. Jedno- i
dwupokładowe przesiewacze wibracyjne typu WP przeznaczone są do klasyfikacji kruszywa i
innych materiałów sypkich w procesach suchych i mokrych oraz do odwadniania, odmulania,
spłukiwania itp. Przesiewacze są wyposażone w napędy bezwładnościowe mocowane na
belce napędowej ( WP)

Przesiewacz WP

2

1

http://komag.eu/oferta/systemy-przerobcze/maszyny-i-urzpdzenia-mainmenu-172

l

2

http://komag.eu/oferta/systemy-przerobcze/maszyny-i-urzpdzenia-mainmenu-172

7

Płuczka s. A- składa się z czterech przesiewaczy PWE o obrotach od 960 do 1465 Obr/min
i zakresie mocy od 5,5 do 22 kW Przesiewacze wibracyjne typu PWE przeznaczone są do
klasyfikacji kruszywa i innych materiałów sypkich Przesiewacze te wyposażone są w dwa
napędy bezwładnościowe mocowane w ścianach rzeszota i połączone sprzęgłem elastycznym
z silnikami elektrycznymi. Wirujące przeciwbieżnie masy niewyważone napędów wywołują
siły odśrodkowe, znoszące lub sumujące się w określonych położeniach wzbudzając ruch
harmoniczny o trajektorii eliptycznej sprężyście podpartego rzeszota., przesiewacz Liwell o
mocy 75 kW i 1470 obr/min, Jest to przesiewacz, który na górnej powierzchni wykorzystuje
klasyczne sita sortujące (zazwyczaj poliuretanowy system modułowy sit) a na powierzchni
dolnej – specjalny system membranowy typu LIWELL. Wykorzystywany do sortowania
grubego w celu oddzielenia drobnych części z wydobywanych surowców.

Flotownik ZI-5 - w skład urządzenia wchodzi przesiewacz DERRICK o mocy3,7 kW i 1500
obr/min. Przeznaczony do klasyfikacji i odwadniania frakcji drobnych i bardzo drobnych oraz
grawitacyjny przesiewacz PWN.

Przesiewacz DERRICK

3

Przenośniki taśmowe zależnie od potrzeb wykorzystują silniku o macach od 5 do 75 kW
oraz obrota od 900 do 1470 Obr/min.

Przenośnik taśmowy

4

3

http://www.prorem.pl/index.php?option=27&gal_id=46&lang=pl

4

http://www.rialex.com.pl/pl/produkty/urzadzenia-transportu-bliskiego/przenosniki/przenosniki-tasmowe

8

II. Problemy środowiskowe dotyczące technologii

1. Ilość i rodzaj odpadów

Stałe

Lotne

Kod odpadu

Nazwa odpadu

Miejsce składowania

Ilość[Mg/rok]

10 01 02

Popioły lotne z węgla

Odpady obce, odzysk

na dole kopalni

------

Ciekłe

Kod odpadu

Nazwa odpadu

Miejsce składowania

Ilość[Mg/rok]

13 01 10

Mineralne oleje
hydrauliczne nie
zawierające związków
chlorowcoorganicznych

Magazyn

10

13 02 05

Mineralne oleje
silnikowe,
przekładniowe i
smarowe nie zawierające
związków
chloroorganicznych

Magazyn

9

13.02.08

Inne oleje silnikowe,
przekładniowe i
smarowe

Magazyn

11

Kod odpadu

Nazwa odpadu

Miejsce składowania

Ilość[Mg/rok]

01 01 02

Odpady
z wydobywania
kopalin z innych niż
rudy metali

Teren bryły
rekultywacyjnej

100 000

01 04 12

Odpady powstające
przy płukaniu i
oczyszczaniu kopalin
(skała płonna)

Teren bryły
rekultywacyjnej

1 300 000

01 04 81

Odpady z flotacyjnego
wzbogacania węgla

Teren bryły
rekultywacyjnej

300 000

07 02 99

Odpady taśm
przenośnikowych i
inne odpady gumowe

Plac składowy

0,2

17 02 01

Drewno odpadowe

Plac składowy

100

17 04 05

Żelazo i stal

Plac składowy

4 000

9

2. Zagospodarowanie odpadów

13 01 10 i 13 02 05 – Odpady te wytwarzane są w związku z eksploatacją oraz mechaniczna
przeróbka węgla w instalacjach i urządzeniach na dole i powierzchni kopalni. Pochodzą z
maszyn i urządzeń Zakładu Mechanicznej Przeróbki Węgla. Odpady te zbierane są do
oddzielnych pojemników i umieszczonych w magazynie. Po zebraniu o ilości transportowej
odpady są odbierane przez podmiot posiadający odpowiednie zezwolenia.

01 01 02 i 01 04 81 – Odpady pochodzą z przeróbki i wzbogacania węgla. Całość odpadów
jest odbierana i wykorzystywana do budowy bryły rekultywacyjnej na podstawie umowy
zawartej z podmiotem posiadającym zezwolenie na odzysk tych odpadów

07 02 99 – Głównie odpady z taśm taśmociągów eksploatowanych w kopalni. Odpady są
przechowywane na terenie placu magazynowego kopalni. Po zebraniu o ilości transportowej
odpady są odbierane przez podmiot posiadający odpowiednie zezwolenia.

17 02 01 – Drewno pochodzi głównie z robót dołowych. Stosowane w obudowach
indywidualnych i tymczasowych. Kopalnia prowadzi sprzedaż drewna odpadowego dla
indywidualnych odbiorców, głównie osób prywatnych.

17 04 05 – Pochodzi głównie ze złomowanych urządzeń i ich elementów. Odpady
magazynowane są na terenie kopalni a następnie przekazane do wykorzystywania w hutach

3. Rodzaj i ilość wykorzystywanej energii, materiałów, surowców ,

paliw.

Eksplotaowane przez KWK „Marcel” instalacje wykorzystują średnio w ciągu roku:

- Produkcja węgla kamniennego netto:

2 276 500 Mg

- Żużycie energii elektrycznej

90 143 MWh

- Zużycie energii cieplnej

217 789 GJ

- Zużycie wody przemysłowej

52 707 m

3

- Zużycie wody pitnej

206 672 m

3

10

III.

Rozporządzenia prawne dotyczące technologii

1.Wymagania w zakresie postępowania z olejami odpadowymi zgodnie z ustawą z dnia
27 kwietnia 2001 r. o odpadach (Dz. U. z 2007 r. Nr 39, poz. 251, z późn. zm.)
(Streszczenie)

Ustawa dotyczy olejów zużytych smarowych i przemysłowych. Powinny być

regenerowane. Jeżeli regeneracja olejów odpadowych jest niemożliwa ze względu na stopień
ich zanieczyszczenia, oleje te powinny być poddawane innym procesom odzysku. Jeżeli
regeneracja lub inne procesy odzysku olejów odpadowych są niemożliwe, dopuszcza się ich
unieszkodliwianie.

Zakazuje się zrzutu olejów odpadowych do wód, do gleby lub do ziemi.

Główny Inspektor Ochrony Środowiska prowadzi powszechnie dostępny wykaz
prowadzących instalacje do regeneracji olejów odpadowych, spełniające wymagania
określone dla tych instalacji.

2.Ustawa o odpadach wydobywczych z dnia 10 lipca 2008r. (Dz. U. z 2008r. Nr. 138, poz.
865) (Wybrane punkty)

-Art.3 Użyte w ustawie określenia oznaczają:

8) odpady przeróbcze-odpady wydobywcze w formie stałej lub szlamu, które pozostają po
przeróbce kopalin, przeprowadzonej w drodze procesów mechanicznych, fizycznych,
biologicznych, termicznych lub chemicznych, a także z połączenia tych procesów;

Art.4. 2. Posiadacz odpadów wydobywczych jest obowiązany do ograniczania

negatywnego oddziaływania odpadów wydobywczych na środowisko, życie i zdrowie ludzi,
przy uwzględnieniu najlepszych dostępnych technik, (…)

Art. 4. 3. Posiadacz odpadów wydobywczych jest obowiązany w pierwszej kolejności

do poddania ich odzyskowi, a jeżeli z przyczyn technologicznych jest on niemożliwy lub nie
uzasadniony z przyczyn ekonomicznych, do ich unieszkodliwienia zgodnie z wymaganiami
ochrony środowiska lub programem gospodarowania odpadami wydobywczymi, przy
uwzględnieniu najlepszych dostępnych technik, (…)

Art. 8. 1. Posiadacz odpadów wydobywczych jest obowiązany do przedłożenia

właściwemu organowi programu gospodarowania odpadami wydobywczymi przed
rozpoczęciem działalności związanej z wytwarzaniem lub gospodarowaniem odpadami
wydobywczymi.

Art. 45. 1. Kto bez wymaganej decyzji zatwierdzającej program gospodarowania

odpadami wydobywczymi, albo wbrew jej warunkom wytwarza odpady wydobywcze lub
nimi gospodaruje, podlega karze grzywny do 100 000 złotych albo karze aresztu.

11

3. Normy:

-

Nr Normy PN-G-04570:1997 Tytuł: Przeróbka mechaniczna węgla kamiennego --

Zawiesiny wodno-mułowe -- Oznaczanie prędkości osadzania części stałych.

Streszczenie:

Podano metodę oznaczania prędkości osadzania ziarn ciała stałego w zawiesinach

wodno-mułowych. Określono sposób pobierania i przygotowania próbki do badań i
przygotowania roztworów środków flokulacyjnych stosowanych do intensyfikacji procesu
osadzania części stałych w zawiesinach wodno-mułowych. Ustalono sposób wykonania
oznaczania i obliczania wyniku oznaczania. W załączniku informacyjnym podano przykłady
obliczeń.

-

Nr Normy: PN-G-63000:1999 Tytuł: Maszyny i urządzenia do przeróbki mechanicznej

węgla -- Kruszarki – Wymagania.

Streszczenie:

Dokonano podziału kruszarek stosowanych w zakładach mechanicznej przeróbki

węgla. Podano definicje zasadniczych typów i rodzajów kruszarek. Zamieszczono wymagania
dotyczące parametrów, konstrukcji, wykonania, bezpieczeństwa oraz wyposażenia kruszarek.

-

Nr Normy: PN-G-64020:1997 Tytuł: Maszyny i urządzenia do przeróbki mechanicznej

węgla -- Sita stalowe składane -- Wymagania i badania.

Streszczenie:

Ustalono i ujednolicono wymagania dotyczące sit stalowych składanych stosowanych

w zakładach przeróbki mechanicznej węgla. Podano wymagania materiałowe i wymiary
średnic drutów. Ustalono wymiary arkuszy i zwojów sit oraz dopuszczalne odchyłki
wymiarowe. Określono program badań sit i sposób pobierania próbek. Podano opis badań i
ocenę ich wyników.

-

Nr Normy PN-G-65030:1998 Tytuł: Maszyny i urządzenia do przeróbki mechanicznej

węgla -- Flotowniki – Wymagania.

Streszczenie:

Dokonano podziału flotowników stosowanych w zakładach przeróbki mechanicznej

węgla ze względu na sposób napowietrzania zawiesiny. Podano definicje podstawowych
typów flotowników oraz wymagania jakie powinny spełniać pod względem konstrukcyjnym.

12

IV. Środki i zadania podjęte w celu likwidacji lub zmniejszenia
negatywnego działania procesu na środowisko

a)

Zastosowanie obiegu zamkniętego wody służącej do procesu flotacji.

Zastosowanie zamkniętego obiegu niweluje dwa problemy tzn. ciągłe pobieranie

wody z środowiska, oraz następne odprowadzenie zanieczyszczonej wody do

środowiska. Sprawia to również że proces jest tańszy.W obiegu zamkniętym woda jest

oczyszczona a następnie ponownie używana do płukania.

b)

Zlecenie firmą zewnętrznym utylizacje zużytych olejów , smarów , gumowych

części maszyn. Utylizację prowadzi firma zewnętrzna posiadające odpowiednie

zezwolenia .

c)

Proces segregacji odbywa się pod ziemią oraz w zamkniętych halach halach co

zmniejsza hałas który przedostaje się na zewnątrz.

d)

Podczas transportu do klienta węgiel jest spryskiwany odpowiednimi środkami

które mają na celu zbrylenie górnej warstwy węgla aby zniwelować pylenie się węgla.

e)

Oczyszczanie węgla z jak największej ilości substancji szkodliwych , aby

ograniczyć ich emisje do atmosfery w procesie spalania.

13

V Efekty ekologiczne i ekonomiczne

Problem

Rozwiązanie

Efekt



Duża ilośd wody
potrzebna do flotacji
węgla



Zastosowanie
zamkniętego obiegu
wody, zastosowanie
filtrów które oczyszczają
wodę



Mniejsze
zapotrzebowanie na
wodę



Brak odprowadzania
zanieczyszczonej wody
do środowiska



Węgiel zawiera niepalne i
szkodliwe
zanieczyszczenia.
Powodują one
zanieczyszczenie
powietrza podczas
spalania oraz mniejszą
kalorycznośd węgla.



Zakup nowoczesnych
maszyn i modernizacja
istniejącej technologii.



Polepszenie jakości
produktu



Duży nakład finansowy
na zakup maszyn i prace
technologiczne



Pylenie się węgla podczas
transportu na miejsce
składowania.



Zastosowanie
preparatów , których
stosowanie powoduje
utrwalanie i
zaskorupianie
powierzchni węgla w
środku transportu.



Koszty poniesione na
zakup preparatów



Zmniejszenie pylenia



Głośna praca
maszyn(silników)



Zastosowanie mat
wygłuszających



Polepszenie komfortu
pracy poprzez niższy
poziom hałasu
emitowany przez
maszyny



Powstawanie bryły
rekultywacyjnej na coraz
większym terenie.



Zalesianie brył
rekultywacyjnych i ich
odpowiednie formowanie
. Bryły te w przyszłości
mogą posłużyd do celów
rekreacyjno-sportowych



Teren bryły
rekultywacyjnej może w
przyszłości posłużyd do
celu rekreacyjno-
sportowych.

14

VI Wnioski

Przemysł węglowy działa na olbrzymią skalę. Możliwa jest jego modernizacja tak, aby

był przyjaźniejszy środowisku i jednocześnie wydajniejszy. Na kopalni KWK Marcel stosuje
się wiele proekologicznych usprawnień technologii. Warto nadmienić, że kopalnia ma
obowiązek dbania o środowisko, obwiązek ten jest określony wieloma normami i
rozporządzeniami.

Zastosowanie zamkniętego obiegu wody wydaje się najważniejszym usprawnieniem

procesu. W ten sposób zakład nie zanieczyszcza środowiska wodnego , ponieważ
odpowiednie filtry czyszczą wodę które jest następnie ponownie używana.

Ważną kwestią jest też zagospodarowanie odpadów pochodzących z procesu. Główny

odpad czyli skała płona jest tworzy bryłę rekultywacyjną , zaś odpady pochodzące głównie z
eksploatacji maszyn są utylizowane przez firmy zewnętrzne posiadające odpowiednie
zezwolenia. Część odpadów , jak np. złom , jest stosowany do wytapiania stali, a drewno
sprzedawane prywatnym osobom.

Transport węgla odbywa się głównie wagonami lub samochodami ciężarowymi.

Węgiel przebywa czasami nawet tysiące kilometrów, aby ograniczyć jego pylenie stosowane
są środki chemiczne które powodują że na wierzchniej warstwie węgla powstaje bryła która
ogranicza w dużym stopniu pylenie węgla.

Kopalnia powinna dbać również o swoich pracowników. W czasie pracy (stwarzanie

odpowiednich warunków do pracy np. poprzez zmniejszenie emisji hałasu) oraz po godzinach
pracy, jak np. zalesianie bryły rekultywacyjnej, na której mogą powstać miejsca do
rodzinnych wycieczek , lub uprawiania sportu.

Węgiel jest jednym w głównych paliw które używane są do ogrzewanie domów,

ponieważ posiada dużą kaloryczność oraz jest stosunkowo tani w porównaniu do innych
paliw. Dlatego też zakład musi dbać, aby węgiel miał jak największą kaloryczność i aby
usunąć z niego jak najwięcej składników niepalnych oraz zanieczyszczeń.