Content uploaded by Florin Flavius Soica
Author content
All content in this area was uploaded by Florin Flavius Soica on Jan 29, 2020
Content may be subject to copyright.
Analiza, prelucrarea şi interpretarea principalilor indicatori
rezultaţi în urma colectării probelor din decantoarele
de şlam steril ale Preparaţiei Coroeşti
drd.ing. Şoica Florin Flavius, conf.dr.ing. Egri Angela
Rezumat
În cadrul Preparaţiei Coroeşti, din Vulcan str. Preparaţiei nr.1, se prelucrează
o parte din cărbunele brut extras de unităţile miniere din Valea Jiului. Cărbunele
mărunt din apele de circulaţie este concentrat cu ajutorul bateriilor de
hidrocicloane şi recuperat, respectiv desecat cu ajutorul ciururilor de desecare.
Sterilul fin din apele reziduale este dirijat în decantoarele de şlam steril, după care
apa se epurează în prezenţa reactivilor. În vederea dozării corespunzătoare a
reactivilor săptămânal se colectează probe din decantoarele de şlam steril. În cele
ce urmează vom analiza şi interpreta indicatorii obţinuţi din prelucrarea acestor
probe.
Introducere
Depresiunea Petroşani, cea mai întinsă depresiune din ţară are o origine etamorfică şi se
întinde pe direcţia est-vest ca o fâşie lungă de 43-45 km şi lată de 3-9 km pe cursurile celor doi
principali afluenţi ai Jiului.
Complexul sedimentar al bazinului aparţine Cretacicului superior, Oligocenului superior
şi Miocenului şi este dispus transgresiv şi discordant peste formaţiunile cristaline de vârsta
paleo-mezozoică.
În formaţiunea productivă, de vârstă oligocenă, au fost identificate la început circa 20 de
straturi de cărbune. Substanţa utilă din zăcământ este constituită din cărbuni hunici, cu alcătuire
compactă şi relativ omogenă. Cărbunii din Valea Jiului, care se înscriu printre cei superiori din
ţara noastră, sunt huilele.
Trecerea la exploatarea sistematică a cărbunilor din acest bazin, la scară industrială, s-a
făcut abia la sfârşitul secolului XIX.
Preparaţia Coroeşti este cea de-a treia preparaţie de cărbune construită în Valea Jiului,
fiind amplasată în partea estică a oraşului Vulcan, pe malul drept al Jiului de Vest, situată în zona
aşezării Coroeşti, de unde îşi trage şi numele.
Preparaţia Coroeşti a luat fiinţă la 01.06.1963, iar în anii 1969-1971 s-a trecut la
modificări esenţiale ale Preparaţiei Coroeşti, acestea fiind reclamate de necesitatea creşterii de
cărbune energetic. Mai târziu, în perioada 1978-1981, s-au mai adăugat Preparaţiei Coroeşti:
- un culbutor pentru descărcarea vagoanelor
- o linie de sortare a cărbunelui brut
- o staţie de însilozare a cărbunelui spălat prin construirea a două silozuri de 8000 de tone
fiecare, unul pentru cărbune special, pentru cocs şi unul pentru mixtele energetice
- staţia de epurare a apelor reziduale (filtre presă), cu scop de reţinere şi evacuare sau
comercializare a şlamului steril antrenat în apele reziduale şi limpezirea apelor uzate în vederea
recirculării în secţia spălare
Instalaţia de preparare a fost proiectată iniţial pentru o capacitate de 4 milioane de tone pe
an aprobată prin decretul 176/13.05.1978. Instalaţia a funcţionat cu două linii de spălare şi una de
rezervă, cu o capacitate de 330 tone pe oră pe o linie cu o durată efectivă de 18 ore.
În anul 2003 s-a implementat în practică procesul de retehnologizare şi modernizare în
cadrul proiectului integrat ITOCHU- KOPEX, prin darea în funcţiune în data de 31.03.2003, a
secţiei separaţie, iar in data de 30.05.2003 a secţiei spălare. Retehnologizarea staţiei de epurare a
apelor s-a făcut în două etape, doua baterii de filtre puse în funcţie o dată cu separaţia iar
celelalte două cu secţia spălare. Operaţiunea amplă de retehnologizare a Uzinei de Preparare a
Cărbunelui Coroeşti, a avut ca obiect înlocuirea instalaţiilor şi a utilajelor de la secţiile de
recepţie – sortare a cărbunelui brut, de spălare (concentrare) acestuia şi de la staţia de epurare a
apelor reziduale.
Odată cu modernizarea liniei de spălare a cărbunelui a fost supusă aceleaşi operaţiuni şi
faza tehnologică de epurare a apelor reziduale provenite din procesul de concentrare, gradul
înaintat de uzură fizică şi morală a utilajelor de la staţia de epurare impunând acest fapt.
Astfel, staţia a fost echipată cu filtre presă noi cu dezbatere (descărcare) automată (4
bucăţi), cu pompe pentru îngroşat şi pentru recircuitarea apei limpezite, pompe de înaltă presiune
pentru strângerea pachetului de plăci a filtrelor, cu o staţie automatizată de preparare şi dozare a
reactivilor de limpezire, etc.
Rezultate şi discuţii
În perioada efectuării prezentului studiu, pentru urmărirea parametrilor tehnologici ai
fazei tehnologice de epurare a apelor reziduale, au fost colectate mai multe probe de ape din
alimentarea staţiei pentru care s-au determinat concentraţii ale fazei solide (g/l), conţinuturile de
cenuşă şi au fost efectuate în laborator încercări de limpezire cu aceleaşi tipuri şi consumuri de
reactivi pentru a verifica capacitatea de limpezire oferită de decantoarele în funcţiune.
Vechea reţetă de reactivi de limpezire ce cuprindea poli-acril-amidă (PAA) şi clorură de
calciu a fost înlocuită, noua reţetă incluzând două dintre cele mai eficiente tipuri de reactivi de
limpezire utilizaţi în prezent pe plan mondial, respectiv ZETAG 7195 în calitate de coagulant şi
MAGNAFLOC 919 în calitate de floculant.
Fig.1 Reprezentarea grafică a rezultatelor obţinute
100
150
200
250
300
350
400
450
500
45 50 55 60 65 70 75 80
În încercările de laborator s-au utilizat aceleaşi consumuri de reactivi ca la scară
industrială, respectiv 0,25ml/l Zetag concentraţie 5% şi 0,615 ml/l Magnafloc concentraţie 0,2%,
corespunzătoare unor consumuri specifice de 10 g Zetag/m3 apă limpezită şi 1,23 g
Magnafloc/m3 apă limpezită.
Eficienţa încercărilor de limpezire s-a stabilit prin determinarea a doi parametri de bază,
respectiv viteza de limpezire şi turbiditatea.
În perioada ianuarie 2011 – decembrie 2016 au fost colectate 266 probe de apă din
decantoarele de şlam steril din cadrul staţiei de epurare a apelor şi au fost trimise Laboratorului
de Calitate Cărbune. În urma efectuării încercărilor specifice au fost determinate concentraţiile
de material rezidual din apă şi conţinutul de cenuşă al acestora (fig. 1).
În figura de mai sus axa X a graficului reprezintă conţinutul de cenuşă (A) exprimat în
procente, iar axa Y reprezintă concentraţia de material rezidual (C) din proba de apă exprimată în
g / l . În perioada studiată conţinutul de cenuşa a variat de la 48,9% la 77,4% cu o valoare
medie de 61,5 % (fig. 2), în timp ce concentraţia de material rezidual din decantoare a variat de
la 129 g/l până la maxim 487 g/l, respectiv o medie de 257,72 g/l (fig. 3).
Fig. 2 Variaţia conţinutului de cenuşă (%)
Fig. 3 Variaţia concentraţiei (g/l)
45
50
55
60
65
70
75
80
100
150
200
250
300
350
400
450
500
În continuare am calculat câteva valori de referinţă în vederea realizării unei cercetări
statistice obiecte – tabelul 1.
Tabelul 1
Min Max Val.
medie Abaterea
medie liniară
(absolută)
Abaterea
medie
pătratică
(standard)
Dispersia Coef. de
variaţie
Cenuşă (A) 48,9 77,4 61,84 3,9145 5,0001 25,0013 8,0844
Concetraţie (C) 129 487 257,72 45,9914 62,4007 3893,859 24,2118
În urma interpretării acestor date rezultă următoarele :
- seria de valori ce descrie variaţia cenuşii este foarte omogenă cu a abatere
standard mică
- seria de valori ce descrie variaţia concentraţiei este o omogenă (coeficientul de
variaţie < 35%)
În continuare am căutat o lege de variaţie care să descrie cât mai bine relaţia dintre cei 2
indicatori utilizând funcţiile de regresie şi am obţinut următoarele rezultate:
2,825x 83,002 ; R
0,0512
139,26 ·
,
; R
0,0471
170,19 · ln 443,7 ; R
0,0472
0,2866 · x
33,433x 1222,2 ; R
0,0766
Concluzii
În urma calculelor realizate rezultă că dozajului reactivului în vederea sedimentării
şlamului steril, respectiv limpezirii apei din decantoare a fost realizată în mod optim, obţinându-
se serii de valori omogene (în cazul variaţiei concentraţiei de şlam din apă) şi foarte omogene (în
cazul variaţiei cenuşii şlamului), însă au existat şi cazuri când suspensiile din apă au depăşit 300
g/l ajungând chiar aproape de 500 g/l. Pentru evitarea acestor situaţii este necesară mărirea
frecvenţei colectării probelor, urmărirea constantă şi suplimentarea orelor de funcţionare a
pompelor de recircuitare, a ciururilor de deşlamare şi a hidrocicloanelor în vederea recuperării a
şlamului din decantoare.
După analiza matematică privind interdependenţa dintre conţinutul de cenuşă şi
concentraţia de şlam, folosind regresia matematica nu a fost posibilă definirea unei legi de
variaţie cu un grad înalt de încredere. Cel mai mare grad de încredere a fost obţinui pentru
funcţia de regresie polinomială, cu o valoare de 0,0766. Această valoare reprezintă un grad mic
de încredere fapt pentru care putem spune că variaţia cenuşii şlamului nu este dependentă de
concentraţia de şlam din decantor, sau reciproc.
Bibliografie
1.Sârbu Romulus, Prelucrarea datelor experimentale şi optimizarea proceselor, note de
curs, Universitatea Petroşani
2. R. Sârbu, C. Bădulescu, Tehnici şi tehnologii de procesare a resurselor minerale, note
de curs, Universitatea Petroşani