Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

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

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Dílčí cíl V005 Demineralizační technologie úpravy důlních vod – Návrh komplexní metodiky. Vývoj komplexní demineralizační."— Transkript prezentace:

1 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. Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO

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

3 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Schematické znázornění řešených úkolů Odběr důlní vody Analýza Chemické srážení síranů Desulfatace dle metody IEI HGF, VŠB-TUO, NaAlO2 Ověření metody Nakládání s čistírenským kalem Regenerace Získání hlinitých iontů loužením kalu v 10% H2SO4 Dávkování kalu do surové důlní vody Sorbent Modelové roztoky kovů Stavebnictví Úprava desulfatačního kalu mechanickotermickou aktivací Ověření využití v sádrových směsích Ověření využití jako náhrada pojiv Alkalizací Ca(OH)2 PAX-18, Al2(SO4) 3 Odmanganování Alkalizací Ca(OH)2 Kombinace oxidačních činidel a alkalizace Kontaktní odmanganování na preparovaném křemičitém písku S využitím desulfatačního kalu Pomocí Slovakitu

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

5 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO 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 Chemické srážení síranů Obrázek 1: Vyrovnávací nádrž 1 (přítok na ÚDV ČSA) Obrázek 2: Výroba SD kalu (míchadlo EUROSTAR IKA)

6 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Regenerace 1.Získání hlinitých iontů z čerstvého čistírenského kalu a jejich zpětné použití v procesu desulfatace – obecné schéma Nakládání s čistírenským kalem Vyčištěná voda (1) H 2 SO 4 CaSO 4.0,5H 2 O AlR-F (1) Ettringitový kal (1) Filtrát 2 (2) Filtrát 4 (2) DV Ca(OH) 2 A B C D E Odpad Kal (2) Neutralizační NaOH F G Filtrát 3 (2) Al(OH) 3 H Regenerační NaOH NaAlO 2 (2) Obrázek 3: Výsledky desulfatace s použitím krystalického a regenerovaného hlinitanu sodného-lom Jiří

7 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Regenerace 2.Testování čistírenského a desulfatačního kalu na surové důlní vodě-lom Jiří Nakládání s čistírenským kalem 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(SO 4 2- ), c(Al 3+ ) 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 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Sorbent Testování ettrongitu jako sorbentu při odstranění amoniakálního komplexu mědi a zinku z modelového roztoku Nakládání s čistírenským kalem 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 Obrázek 6: Úbytek mědi vázané v aminokomplexu pomocí ettringitu Výsledky měď odstraněna s prakticky 100 % účinností zinek odstraněn s cca 80 % účinností

9 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Nakládání s čistírenským kalem Využití desulfatačního kalu v technologii stavebních hmot-maltovin 1.Úprava směsného desulfatačního kalu

10 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Nakládání s čistírenským kalem 2.Stanovení fyzikálně mechanických vlastností experimentálních směsí Pevnost v tahu za ohybu Pevnost v tlaku

11 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Nakládání s čistírenským kalem 3.Výstavba zkušební stěny

12 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO 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 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Odmanganování s použitím manganistanu draselného a hydroxidu vápenatého-lom Jiří 1.Odstranění manganu z důlní vody při pH 7 Odmanganování Metodika: neutralizace surové důlní vod koncentrace manganu cca 6 mgl -1, t=5 minut do 1 l neutralizované důlní vody dávkován 0,1% KMnO 4 míchání po dobu 15 minut na míchací koloně MK6 při 150 ot.min -1 filtrace, stanovení pH a koncentrace manganu VZOREK0,1% KMnO 4 pHc(Mn) (ml.l -1 )(mg.l -1 ) 16,9127,022,00 29,2166,991,10 310,376,960,95 411,527,020,45 512,677,060,20 613,826,980,00 Výsledky odmanganování (pH 7) pomocí KMnO 4

14 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Odmanganování s použitím manganistanu draselného a hydroxidu vápenatého-lom Jiří 2.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% KMnO 4 míchání po dobu 15 minut na míchací koloně MK6 při 150 ot.min -1 filtrace, stanovení pH a koncentrace manganu VZOREK0,1% KMnO 4 c(Mn) (ml.l -1 )(mg.l -1 ) 14,612,0 25,181,6 35,761,1 46,340,8 56,910,7 67,490,4 78,060,3 88,640 Výsledky odmanganování (pH 8) pomocí KMnO 4

15 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO 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 m 3 upravené vody v roce 2006 [Kč/m 3 ]

16 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Ekonomické zhodnocení úpravy důlních vod Jednicové náklady úpravy důlní vody při kapacitě 126 m 3 /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 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO 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 m 3 /hod = m 3 /rok, což vede k navýšení nákladů na jednici v hodnotě 32,07 Kč/m 3 upravované vody. Změna nákladů varianty (2) oproti variantě (1): úspora nákladů:14,92 mil. Kč/rok = 13,52 Kč/m 3 zvýšení nákladů:37,24 mil. Kč/rok = 33,74 Kč/m 3 rozdíl (zvýšení) nákladů:22,32 mil. Kč/rok = 20,22 Kč/m 3 Rekapitulaci: zvýšení nákladů vlivem realizace desulfatačního uzlu: 32,07/Kč/m 3 upravované vody zvýšení nákladů vlivem regenerace ettringitového kalu: 20,22 Kč/m 3 upravované vody zvýšení nákladů desulfatace vody s regenerací oproti úpravě vody bez desulfatace: 52,29 Kč/m 3 upravované vody

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

19 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO HAJDUKOVÁ, J.: Výzkum demineralizace důlních vod společnosti Sokolovská uhelná, právní nástupce, a.s., Disertační práce, Ostrava, MALÍKOVÁ, P.: Využití desulfatačního kalu v technologii stavebních hmot, Disertační práce, Ostrava, JAVŮRKOVÁ, L.: Studie možnosti využití ettringitového kalu k odstranění iontů vybraných kovů z vodného prostředí, Disertační práce, Ostrava, ŠPALDON, T.: Možnosti desulfatácie kyslých bánských vod, Disertační práce, Ostrava, HEVIÁNKOVÁ, S.: Regenerace ettringitového kalu jako donoru hlinitých iontů, Disertační práce, Ostrava, Disertační práce

20 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO BLAHUŠ, M.: Srovnání odmanganování v důlní a modelové vodě, Diplomová práce, Ostrava, BRANČÍKOVÁ, Z.: Odstranění manganu v důlní vodě z lomu Jiří, Sokolovská uhelná, právní nástupce a.s., Diplomová práce, DUBNIČKOVÁ, M.: Možnosti úpravy důlní vody na ÚDV Svatava, Sokol, Diplomová práce, Ostrava, KOHOUTKOVÁ, M.: Desulfatace důlních vod hlinitanem sodným na ÚDV Svatava, Sokolov, Diplomová práce, Ostrava, ORSÁGOVÁ, K.: Odmanganování důlní vody z hnědouhelného lomu Jiří, Sokolovská uhelná, právní nástupce, a.s., Diplomová práce, Ostrava, ŽUREK, D.: Odstraňování měďnatých kationů pomocí sulfátohlinitanu vápenatého, Diplomová práce, Ostrava, ODVODYOVÁ, V.: Studie kvality vypouštěných důlních vod z Velkolomu Jiří, Diplomová práce, Ostrava, Diplomové práce

21 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO 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 Available from www:. ISSN HAJDUKOVÁ, J.: Desulphation sludge.: 13 th Conference on Environment and Mineral Processing, VŠB-TU Ostrava, 2009, s , part I, ISBN HEVIÁNKOVÁ, S., ZECHNER, M. : Desulfatace důlních vod hlinitanem sodným na ÚDV Svatava, Sokolovská uhelná, právní nástupce, a.s., Zpravodaj Hnědé uhlí, leden 2008, s , ISSN HEVIÁNKOVÁ, S., BESTOVÁ, I. : Odstraňování manganu z kyselých důlních vod, Uhlí Rudy Geologický průzkum, březen 2008, s.12-14, ISSN KYNCL, M., DIRNER, V., VIDLÁŘ, J.: Využití,zpracování a zneškodňování vodárenských kalů, Sb.evrop.konf.ODPADOVÉ FÓRUM 2008,Milovy-Sněžné,ISBN MALÍKOVÁ, P., VÁCLAVÍK, V.: Vliv desulfatačního kalu na pojivové vlastnosti maltovinách, Informace ČSSI OP Ostrava – Jevy, konání a díla, 2008/1.1, ISSN , 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 , 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 Publikace

22 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO HEVIÁNKOVÁ, S., BESTOVÁ, I. : Demanganization of acid mine waters, 11 th Conference on Environment and Mineral Processing, Ostrava 2007, ISBN HEVIÁNKOVÁ, S., VIDLÁŘ, J. : Příspěvek k regeneraci ettringitového kalu, Sb. věd. prací Současnost a perspektiva těžby a úpravy nerudních surovin, Ostrava, duben HEVIÁNKOVÁ, S., BESTOVÁ, I. : Demanganization of Acid Mine Water. 8 th International Scientific Conference on Technology Systems Operation. 2007; s , 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 , 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. 11 th Conference on Environment and Mineral Processing - Part II, VŠB-TU Ostrava (2007), ISBN , VIDLÁŘ, J., DIRNER, V.: Důlní vody hnědouhelných lomů-možnosti jejich úpravy a využití, Sb.evrop.konf. APROCHEM 2007, Milovy-Sněžné, s , ISBN Publikace

23 Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Děkuji za pozornost


Stáhnout ppt "Hornicko-geologická fakulta VŠB–TUO Dílčí cíl V005 Demineralizační technologie úpravy důlních vod – Návrh komplexní metodiky. Vývoj komplexní demineralizační."

Podobné prezentace


Reklamy Google