Zespół
Prof. dr hab. inż. Stanisław Cierpisz
dr inż. Marian Kryca
mgr inż. Marian Gola
mgr Teresa Sikora
mgr inż. Waldemar Sobierajski

Istota wynalazku

Istotą wynalazku jest wykorzystanie promieniowania naturalnego w procesie sterowania przy odbiorze produktów wzbogacania węgla otrzymywanych w wodnej osadzarce pulsacyjnej.

Dotychczas stosowane rozwiązania wykorzystywały pomiar grubości warstwy produktu czujnikiem pływakowym lub symulację procesu zmian gęstości właściwej czujnika w funkcji zawartości popiołu. Znany jest także sposób sterowania, polegający na niezależnym sterowaniu siłownikami w oparciu o wskazania czujnika. Wadą tych wszystkich rozwiązań jest niepewność pomiarów realizowanych czujnikiem pływakowym. Wad tych pozbawione jest rozwiązanie wykorzystujące gęstościomierz radiometryczny, jednakże jego wadą jest konieczność stosowania źródła promieniowania.

Sposób sterowania według wynalazku pozbawiony jest omówionych wcześniej wad, ponieważ polega na tym, że mierzony jest poziom promieniowania naturalnego, emitowanego przez wzbogacany materiał. Na tej podstawie dokonywana jest korekta natężenia odbioru wzbogacanego materiału. Poziom promieniowania naturalnego (przy praktycznie stałej koncentracji pierwiastków promieniotwórczych w eksploatowanym rejonie) zależy wprost od ilości substancji mineralnej, czyli jego pomiar może być wykorzystany do sterowania natężeniem odbioru produktu z pominięciem układu pływakowego.

Korzyści

1. uproszczenie procesu sterowania odbiorem produktów wzbogacania węgla i wzrost jego dokładności
2. praktyczne wyeliminowanie niekorzystnego wpływu zmian parametrów densymetrycznych złoża
3. wyeliminowanie konieczności stosowania radioaktywnego źródła promieniowania w gęstościomierzu radiometrycznym. Rzutuje to zdecydowanie na poprawę bezpieczeństwa pracy personelu obsługującego osadzarkę.

Potencjał komercjalizacji

W trakcie procesu wzbogacania w osadzarce okresowo mogą wystąpić znaczne fluktuacje zawartości popiołu w produktach wzbogacania, fluktuacje ich ilości oraz straty węgla w odpadach, a w skrajnych przypadkach wystąpić mogą awarie i przestoje ciągu technologicznego zakładu. Badania wykazują, że zmiana gęstości rozdziału materiału w osadzarce w stosunku do zadanej wartości, na skutek niekorzystnych oddziaływań na pływak, może dochodzić do 0,05g/cm3, a czasami przekraczać tę wartość, co bezpośrednio przekłada się na ilość węgla przedostającego się do produktu dolnego osadzarki (odpady). Zmniejszenie strat węgla w odpadach wynikające z zastosowania powyższego rozwiązania ma duży aspekt ekonomiczny, jako że metodą wzbogacania miałów w osadzarkach, przerabianych jest kilkadziesiąt milionów ton surowca rocznie. Zaobserwowane zmniejszenie zawartości węgla w odpadach to o,1 do 0,3% masy odpadów. Zmiany w algorytmie sterowania układu odbioru produktów, a w szczególności algorytmu sterowania siłownikami odbioru produktu dolnego, są stosunkowo proste do wdrożenia i szybko przynoszą zwrot nakładów finansowych związanych z zakupem dodatkowego urządzenia pomiarowego i kosztu modernizacji oprogramowania sterującego pracą osadzarki. Rozwiązanie to może być zastosowanie w pracujących osadzarkach zabudowanych w niemal wszystkich kopalniach węgla kamiennego.