Analysis of Mercury Content in Feed Coal and Rejects for Selected Hard Coal Cleaning Processes

Due to the toxicity of mercury a reduction of its emission is the objective of many legislative actions. In the case of power plants, there are well-known methods allowing for the removal of mercury from flue gases (post-combustion). In the case of households and small-scale combustion installations these methods are not used, which is caused by high investment costs. The most effective solution for this group of customers is the removal of mercury from coal (pre-combustion). This can be obtained in the washing and deshaling processes. The coal-cleaning processes which is commonly used in Polish coal preparation plants were analyzed, i.e. dense media separation, grain and fine coal jigging, flotation, as well as dry deshaling using the pneumatic vibrating FGX type separator. The first four are the washing processes and the last one is the dry separation process. The effectiveness of the coal cleaning process was assessed with the use of the RF factor (the ratio of the mercury content in the rejects to the mercury content in the feed coal). The obtained values of the RF factors show that mercury has a tendency to remain in the rejects, while higher values of the RF factors were obtained for the dry deshaling process (from 0.83 to 2.82 with the average of 1.15) than for the washing process (from 0.53 to 2.24 with the average of 1.50). This shows the possibility of the effective removal of mercury occurring in the adventitious inorganic constituents of the analyzed Polish hard coals. However, it should be noted, that the obtained results varied within a relatively high range, which should be explained by the difference in the mode of mercury occurrence in individual coals.

Emisja rtęci, z uwagi na jej toksyczne właściwości jest przedmiotem wielu działań legislacyjnych których przykładem jest m.in. przyjęcie w UE konkluzji BAT dla dużych obiektów energetycznego spalania. W przypadku dużych energetycznych instalacji znane i stosowane są różne metody usuwania rtęci ze spalin (etap post-combustion), natomiast w przypadku użytkowników domowych i instalacji energetycznych o małej mocy te metody nie są stosowane. Jest to spowodowane w głównej mierze wysokimi kosztami inwestycyjnymi. Najskuteczniejszym rozwiązaniem dla tej grupy użytkowników węgla jest usuwanie rtęci z węgla (etap precombustion), co umożliwia uzyskanie węgla o niskiej zawartości rtęci. Taki węgiel może być przygotowany w wyniku jego wzbogacania lub odkamieniania. Analizie poddano procesy wzbogacania węgla kamiennego stosowane w polskim sektorze przeróbczym: wzbogacanie w płuczkach zawiesinowych cieczy ciężkich, wzbogacanie w osadzarkach miałowych i ziarnowych, flotację a także proces odkamienianie przy wykorzystaniu separatora powietrzno-wibracyjnego. Cztery pierwsze procesy są stosowane do wzbogacania węgla kamiennego na mokro, a ostatni do suchej separacji. Dla analizowanych procesów przebadano próbki nadaw kierowanych do wzbogacania oraz odpady. Dla oceny efektywności procesu wzbogacania wykorzystano wskaźnik RF, wyznaczony jako stosunek zawartości rtęci w odpadzie do nadawy kierowanej do wzbogacania. Uzyskane wartości RF wskazują na tendencję do pozostawania rtęci w odpadach zarówno w procesie wzbogacania na mokro (od 0,53 do 2,24 przy średniej 1,15) jak i suchego odkamieniania (od 0,83 do 2,82 przy średniej 1,50), przy czym wyższe wartości wskaźnika uzyskano dla suchego odkamieniania. Świadczy to o możliwości efektywnego usuwania rtęci z badanych polskich węgli kamiennych. Należy zaznaczyć, że uzyskane wyniki wahały się w dość szerokim zakresie, co należy tłumaczyć różnicami w formach występowania rtęci w poszczególnych węglach.