1 / 23

Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO

Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO. Dílčí cíl V005 Demineralizační technologie úpravy důlních vod – Návrh komplexní metodiky. Vývoj komplexní demineralizační technologie úpravy důlních vod pro jejich komerční využití.

brac
Télécharger la présentation

Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Dílčí cíl V005Demineralizační technologie úpravy důlních vod – Návrh komplexní metodiky. Vývoj komplexní demineralizační technologie úpravy důlních vod pro jejich komerční využití.

  2. Analýza a zhodnocení stávajícího stavu produkce a kvality důlních vod na těžebních lokalitách hnědého uhlí ČR

  3. Schematické znázornění řešených úkolů

  4. Chemické srážení síranů • Desulfatace dle metody IEI HGF, VŠB-TUO Pozn.: * dávky jsou uvedeny v ml.l-1 (pro tyto testy byl použit tekutý ALR-F)

  5. Modelové ověření desulfatace dle metody IEI HGF, VŠB-TUO Sokolovská uhelná, právní nástupce, a.s. – ČS Divize Jiří Mostecká uhelná, a.s. – důlní voda Velkolomu ČSA Obrázek 1:Vyrovnávací nádrž 1 (přítok na ÚDV ČSA) Obrázek 2: Výroba SD kalu (míchadlo EUROSTAR IKA) Chemické srážení síranů

  6. AlR-F (1) Ca(OH)2 Vyčištěná voda (1) DV A B C Obrázek 3: Výsledky desulfatace s použitím krystalického a regenerovaného hlinitanu sodného-lom Jiří Filtrát 4 (2) Ettringitový kal (1) Kal (2) H2SO4 D Neutralizační NaOH Filtrát 2 (2) F E CaSO4.0,5H2O Filtrát 3 (2) Odpad G Al(OH)3 Regenerační NaOH NaAlO2(2) H Nakládání s čistírenským kalem • Regenerace • Získání hlinitých iontů z čerstvého čistírenského kalu a jejich zpětné použití v procesu desulfatace – obecné schéma

  7. Nakládání s čistírenským kalem • Regenerace • Testování čistírenského a desulfatačního kalu na surové důlní vodě-lom Jiří • Metodika: • dávkování vzorku kalu do 500 ml • surové důlní vody • rychlé míchání tyčinkou (1 minuta) • míchání po dobu 30 min při 250 ot.min-1 • filtrace suspenze • ve filtrátu stanoveno pH, c(SO42-), • c(Al3+) a c(RL) Obrázek 4: Výsledky testů desulfatačního kalu (čerstvého) na surové důlní vodě Obrázek 5: Výsledky testů čistírenského kalu (čerstvého) na surové důlní vodě

  8. Obrázek 6: Úbytek mědi vázané v aminokomplexu pomocí ettringitu Nakládání s čistírenským kalem • Sorbent • Testování ettrongitu jako sorbentu při odstranění amoniakálního komplexu mědi a zinku z modelového roztoku • Metodika: • 0,1g ettringitu do 100 ml modelového roztoku • míchání po dobu 19 hodin • každých 30 minut odebrán vzorek pro stanovení koncentrace mědi a zinku • Výsledky • měď odstraněna s prakticky • 100 % účinností • zinek odstraněn s cca • 80 % účinností

  9. Nakládání s čistírenským kalem • Využití desulfatačního kalu v technologii stavebních hmot-maltovin • Úprava směsného desulfatačního kalu

  10. Nakládání s čistírenským kalem • Stanovení fyzikálně mechanických vlastností experimentálních směsí • Pevnost v tahu za ohybu • Pevnost v tlaku

  11. Nakládání s čistírenským kalem • Výstavba zkušební stěny

  12. Nakládání s čistírenským kalem • Výsledky: • Optimalizace průběhu tepelné úpravy směsného desulfatačního kalu při teplotě 1100 ºC, směsný desulfatační kal byl předsušen při 90 ºC a dále byl termicky aktivován na teplotu 1100 ºC. Nárůst požadované teploty trval 5 hodin. Požadována teplota byla udržována po dobu 30 minut a poté se směsný desulfatační kal nechal přirozeně vychladnout. • Možnost využití upraveného směsného desulfatačního kalu jako pojiva nebo přísady v maltovinách pro omítání bylo zjištěno, že upravený směsný desulfatační kal ve směsi s pískem jako maltové pojivo svým charakterem odpovídá středně hydraulickému vápnu. Nejvyšších pevností u experimentálních směsí bylo dosaženo při 100% náhradě vápna. • Vhodný regulátor – z lokality Most je směs lignosulfonanu vápenatého a uhličitanu sodného a – z lokality Sokolov je energosádrovec v množství 50 hm.% mechanotermicky aktivovaného směsného desulfatačního kalu. • Maltovina na bázi mechanotermicky aktivovaného směsného desulfatačního kalu z lokality Most je mrazuvzdorná pro 10 cyklů zmrazování. Maltovina na bázi mechanotermicky aktivovaného směsného desulfatačního kalu z lokality Sokolov je mrazuvzdorná pro 5 cyklů zmrazování. • možné využití: • - v opravných maltovinách pro interiéry (s retardérem); • - pro expanzivní maltoviny (trhací maltoviny); • - jako materiál pro výbuchuvzdorné krátkodobé hráze ve štolách při hlubinném dobývání uhlí. • Výsledný návrh receptury minerální omítky na bázi mechanotermicky upraveného směsného desulfatačního kalu je: 1,8 hm. dílů písku fr. 0/2 mm; 0,66 hm. dílů mechanotermicky aktivovaného kalu, retardovaného 50 hm.% energosádrovce nebo směsí lignosulfonanu vápenatého a uhličitanu sodného a 1 hm. dílem vody.

  13. Odmanganování • Odmanganování s použitím manganistanu draselného a hydroxidu vápenatého-lom Jiří • Odstranění manganu z důlní vody při pH 7 • Metodika: • neutralizace surové důlní vod koncentrace manganu cca 6 mgl-1, • t=5 minut • do 1 l neutralizované důlní vody dávkován 0,1% KMnO4 • míchání po dobu 15 minut na míchací koloně MK6 při 150ot.min-1 • filtrace, stanovení pH a koncentrace manganu Výsledky odmanganování (pH 7) pomocí KMnO4

  14. Odmanganování s použitím manganistanu draselného a hydroxidu vápenatého-lom Jiří Odstranění manganu z důlní vody při pH 8 Odmanganování • Metodika: • alkalizace surové důlní vody (koncentrace manganu cca 3 mg.l-1) • do 1 l neutralizované důlní vody dávkován 0,1% KMnO4 • míchání po dobu 15 minut na míchací koloně MK6 při 150 ot.min-1 • filtrace, stanovení pH a koncentrace manganu Výsledky odmanganování (pH 8) pomocí KMnO4

  15. Ekonomické zhodnocení úpravy důlních vod • Odhad nákladů pro desulfataci důlních vod na ÚDV Vršany a ÚDV ČSA • Pro přiblížení bylo použito situace na lokalitě Kateřina-Radvanice Struktura nákladů na 1 m3 upravené vody v roce 2006 [Kč/m3]

  16. Ekonomické zhodnocení úpravy důlních vod Jednicové náklady úpravy důlní vody při kapacitě 126 m3/hod: Jednicové náklady v závislosti na zvyšujícím se množství upravované důlní vody Přesnost výpočtů závisí na objemu upravených důlních vod, na míře obnovy a dimenzování technologie a v neposlední řadě na přesnosti podkladů.

  17. Ekonomické zhodnocení úpravy důlních vod Ekonomické zhodnocení využití ettringitového kalu jako donoru hlinitých iontů Řešené varianty: • varianta (0): úprava surové důlní vody bez odstraňování síranů • varianta (1): úprava důlní vody při zařazení desulfatačního uzlu pro odstraňování síranů • varianta (2): úprava důlní vody při zařazení desulfatačního uzlu a regenerace ettringitového kalu • Navýšení nákladů varianty (1) oproti variantě (0) : • Výpočet byl proveden pro kapacitu úpravy 126 m3/hod = 1 103 760 m3/rok, což vede k navýšení nákladů na jednici v hodnotě 32,07 Kč/m3 upravované vody. • Změna nákladů varianty (2) oproti variantě (1): • úspora nákladů: 14,92 mil. Kč/rok = 13,52 Kč/m3 • zvýšení nákladů: 37,24 mil. Kč/rok = 33,74 Kč/m3 • rozdíl (zvýšení) nákladů: 22,32 mil. Kč/rok = 20,22 Kč/m3 • Rekapitulaci: • zvýšení nákladů vlivem realizace desulfatačního uzlu: 32,07/Kč/m3 upravované vody • zvýšení nákladů vlivem regenerace ettringitového kalu: 20,22 Kč/m3 upravované vody • zvýšení nákladů desulfatace vody s regenerací • oproti úpravě vody bez desulfatace: 52,29 Kč/m3 upravované vody

  18. Podání přihlášky vynálezu s názvem: „Využití ettringitu jako donoru hlinitých iontů“ ev. č. 059/10-10-2008 na CTT, VŠB-TUO Podání přihlášky vynálezu s názvem: „Mechanotermicky aktivovaný desulfatační kal“ ev.č.:063/12-12-2008 na CTT, VŠB-TUO Užitné vzory

  19. Hajduková, J.: Výzkum demineralizace důlních vod společnosti Sokolovská uhelná, právní nástupce, a.s., Disertační práce, Ostrava, 2009. MALÍKOVÁ, P.: Využití desulfatačního kalu v technologii stavebních hmot, Disertační práce, Ostrava, 2009. Javůrková, L.: Studie možnosti využití ettringitového kalu k odstranění iontů vybraných kovů z vodného prostředí, Disertační práce, Ostrava, 2007. ŠPALDON, T.: Možnosti desulfatáciekyslých bánských vod, Disertační práce, Ostrava, 2007. Heviánková, S.: Regenerace ettringitového kalu jako donoru hlinitých iontů, Disertační práce, Ostrava, 2006. Disertační práce

  20. Blahuš, M.: Srovnání odmanganování v důlní a modelové vodě, Diplomová práce, Ostrava, 2008. brančíková, Z.: Odstranění manganu v důlní vodě z lomu Jiří, Sokolovská uhelná, právní nástupce a.s., Diplomová práce, 2008. dubničková, M.: Možnosti úpravy důlní vody na ÚDV Svatava, Sokol, Diplomová práce, Ostrava, 2008. Kohoutková, M.: Desulfatace důlních vod hlinitanem sodným na ÚDV Svatava, Sokolov, Diplomová práce, Ostrava, 2007. orságová, K.: Odmanganování důlní vody z hnědouhelného lomu Jiří, Sokolovská uhelná, právní nástupce, a.s., Diplomová práce, Ostrava, 2007. Žurek, D.: Odstraňování měďnatých kationů pomocí sulfátohlinitanu vápenatého, Diplomová práce, Ostrava, 2007. odvodyová, V.: Studie kvality vypouštěných důlních vod z Velkolomu Jiří, Diplomová práce , Ostrava, 2006. Diplomové práce

  21. HAJDUKOVÁ, J., VIDLÁŘ, J.: Posibilities of treatment and utilization of sludges from desulphation of mine waters. GeoScience Engineering [online],Vol.LV, 2009, Isuue No. 3, p.16-25 Available from www: <http://gse.vsb.cz/2009/LV-2009-3-16-25.pdf>. ISSN 1802-5420. HAJDUKOVÁ, J.: Desulphation sludge.: 13th Conference on Environment and Mineral Processing, VŠB-TU Ostrava, 2009, s. 199-203, part I, ISBN 978-80-248-1994-5. HEVIÁNKOVÁ, S., ZECHNER, M. : Desulfatace důlních vod hlinitanem sodným na ÚDV Svatava, Sokolovská uhelná, právní nástupce, a.s., Zpravodaj Hnědé uhlí, leden 2008, s. 40-46, ISSN 1213-1660. HEVIÁNKOVÁ, S., BESTOVÁ, I. : Odstraňování manganu z kyselých důlních vod, Uhlí Rudy Geologický průzkum, březen 2008, s.12-14, ISSN 12107697. KYNCL, M., DIRNER, V., VIDLÁŘ, J.: Využití,zpracování a zneškodňování vodárenských kalů, Sb.evrop.konf.ODPADOVÉ FÓRUM 2008,Milovy-Sněžné,ISBN 978-80-02-02012-7. MALÍKOVÁ, P., VÁCLAVÍK, V.: Vliv desulfatačního kalu na pojivové vlastnosti  maltovinách, Informace ČSSI OP Ostrava – Jevy, konání a díla, 2008/1.1, ISSN 1213-4112, 1 – 3. HAJDUKOVÁ, J., MALÍKOVÁ, P.: Možnost využití desulfatačního kalu při odstranění kovů z vod, Konference: Recyklace odpadů XI – Část I, HGF VŠB-TU Ostrava (2007), ISBN 978-80-248-1597-8, 153 – 156. HEVIÁNKOVÁ, S., BESTOVÁ, I. : Removal of manganese from acid mine water, Journal of Mining and Metallurgy, Technical Faculty Bor, Serbia, 43 A, 2007, p.43-52, ISSN 1450-5959. Publikace

  22. HEVIÁNKOVÁ, S., BESTOVÁ, I. : Demanganization of acid mine waters, 11th Conference on Environment and Mineral Processing, Ostrava 2007, ISBN 978-80-248-1431-5. HEVIÁNKOVÁ, S., VIDLÁŘ, J. : Příspěvek k regeneraci ettringitového kalu, Sb. věd. prací Současnost a perspektiva těžby a úpravy nerudních surovin, Ostrava, duben 2007. HEVIÁNKOVÁ, S., BESTOVÁ, I. : Demanganization of Acid Mine Water. 8th International Scientific Conference on Technology Systems Operation. 2007; s. 291-294, Prešov. MALÍKOVÁ, P., HAJDUKOVÁ, J.: Vliv teploty úpravy desulfatačního kalu na pevnostní charakteristiky v sádrových směsích, Konference: Recyklace odpadů XI – Část II, HGF VŠB-TU Ostrava (2007), ISBN 978-80-248-1676-0, 77 – 81. VÁCLAVÍK, V., MALÍKOVÁ, P.: Contribution to possibilities of sludge utilization from the chemical-treatment of mine waters and waste waters with excess content of sulphate in the building mixtures, Proc. 11th Conference on Environment and Mineral Processing - Part II, VŠB-TU Ostrava (2007), ISBN 978-80-248-1278-6, 297-300. VIDLÁŘ, J., DIRNER, V.: Důlní vody hnědouhelných lomů-možnosti jejich úpravy a využití, Sb.evrop.konf. APROCHEM 2007, Milovy-Sněžné, s. 2448-2454, ISBN 978-80-02-01893-3. Publikace

  23. Děkuji za pozornost

More Related