Technologické možnosti úpravy a využití uhlí s vysokým obsahem minerálních příměsí nebo jílů s obsahem organické hmoty

Michal Štefka

Master's thesis

Technological possibilities of treatment and use of coal with a high content of mineral admixtures or clays containing organic matter

Abstract:

Diplomová práce se zabývá technologickou úpravou a možnostmi využití neenergetického uhlí, tj. uhlí s vysokým obsahem minerálních příměsí nebo jílů s vysokým obsahem organické hmoty. Vzorky uhlí a jílů byly odebrány na dvou odlišných těžebních lokalitách (Sokolovská pánev – sloj Josef a Mostecká pánev „Severočeská hnědouhelná pánev“ – lom ČSA). Chemickým výluhem popelů a kalcinovaných jílů bylo prokázáno, že větší koncentrace hlavních i stopových prvků bylo dosaženo při nižší teplotě spalování, či kalcinaci (800 °C), kdy ještě nevzniká mullit (2Al2O3 SiO2) a je dostatečně vysoký obsah amorfní, reaktivnější fáze. Byl prokázán výskyt Ge a Li nejen ve sloji Josef, ale i na lomu ČSA. V podložním jílu lomu ČSA s obsahem Al2O3 nad 34 hmot. % a s obsahem TiO2 5,8 hmot. % byl zjištěn obsah REE, konkrétně 650 ppm CeO2. Oxidací sulfidů FeS2 vzniká silně kyselé prostředí s pH 3 a nižší vhodné pro vyluhování zájmových prvků.

Abstract:

The diploma thesis deals with the technological modification and possibilities of using non-thermal coal, i.e. coal with a high content of mineral additives or clays with a high content of organic matter. Coal and clay samples were taken at two different mining sites (Sokolov Basin – Josef seam and Most Basin „North Bohemian Brown Coal Basin“ – ČSA quarry). Chemical leachate of ashes and calcined clays has shown that a higher concentration of the main and trace elements was achieved at a lower combustion or calcination temperature (800 °C), when no mullite (2Al2O3 SiO2) is formed and there is a sufficiently high content of the amorphous, more reactive phase. The occurrence of Ge and Li was proven not only in the Josef seam, but also in the ČSA quarry. In the underlying clay of the ČSA quarry with an Al2O3 content above 34 wt% and a TiO2 content of 5.8 wt. % REE content was detected, namely 650 ppm CeO2. Oxidation of FeS2 sulfides creates a strongly acidic environment with pH 3 and lower suitable for leaching of elements of interest.

Keywords

uhlí, jíl, popel, stopové prvky, výluh, spalování, kalcinace

Keywords

coal, clay, ash, trace elements, leachate, combustion, calcination

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2023

Thesis defence

• Date of defence: 24. 5. 2023
• Supervisor: Radmila Kučerová
• Reader: Josef Godány

VSB – Technical University of Ostrava

Hornicko-geologická fakulta

Master programme:
Odpadové hospodářství a úprava surovin