Rheological properties of slime waste from hard coal processing

Abstract

Odpad mułowy powstaje w zakładach przeróbki węgla kamiennego, jako zawiesina wodna o zawartości części stałych od 200 do 450 g/dm$^{3}$, frakcji 0-0,3 mm. Wydzielany jest on w hydrocyklonach i zagęszczaczach Dorra. W zależności od właściwości nadawy oraz samego procesu przeróbki, odpad mułowy może stanowić nawet ponad 30% całości wytwarzanych odpadów. W artykule przedstawiono wyniki pomiarów właściwości reologicznych zawiesin odpadu mułowego o różnej zawartości części stałych z wykorzystaniem trzech różnych lepkościomierzy, bazujących na różnych systemach pomiarowych. Rezultaty badań przedstawiono w postaci krzywych płynięcia oraz krzywych lepkości, a także dopasowano je do trzech najpopularniejszych modeli reologicznych. Wskazano najważniejsze czynniki wpływające na wyniki pomiarów. Do najważniejszych z nich należy zawartość części stałych w zawiesinach odpadu mułowego. Decyduje ona jednak nie tylko o wartościach naprężeń stycznych dla określonych prędkości ścinania, ale również o zachowaniu i właściwościach takich cieczy. W zależności od zawartości części stałych najlepsze dopasowanie przebiegu krzywych płynięcia odpowiada różnym modelom reologicznym.

Slime waste arises in water-sludge circuit as a suspension of fine-grained coal waste with solids content of from 200 to 450 g/dm$^{3}$. It is secreted in hydrocyclones and Dorr thickeners. Depending on the feed and the treatment process, slime waste may be even more than 30% of the total waste generated. The article presents the results of measurements of the rheological properties of suspensions of solid waste and water, using three different viscometers, based on different measurement systems. Research results are presented in the form of flow curves and viscosity curves, and adjusted them to the three most common rheological models. Identify the key factors influencing the measurement results. Solid content is in suspension of solid waste is the most important of them. It determines not only the shear stress values for a specific shear rate, but also the behavior and properties of such liquids. The best fit of flow curves corresponds to different rheological models also depending on this factor.