DZIAŁALNOŚĆ NAUKOWA

Surowce mineralne są podstawą rozwoju nowoczesnego przemysłu oraz mają istotny wpływ na ekonomiczny bilans kraju. Zapotrzebowanie na surowce kopalne stale wzrasta a równocześnie maleje ilość bogatych złóż. Zmusza to do korzystania ze złóż uboższych nawet takich, które do niedawna uważane były za pozabilansowe. Zmniejszanie się ilości złóż oraz względy ekologiczne kierują również uwagę na różnego rodzaju odpady zarówno gromadzone przez lata jak również pochodzące z produkcji bieżącej, które należy zagospodarować, unieszkodliwić bądź odzyskać zawarte w nich cenne substancje. Katedra Przeróbki Kopalin i Utylizacji Odpadów jest do tych zadań bardzo dobrze przygotowana zarówno pod względem kadry naukowo - badawczej jak i wyposażenia aparaturowego. Na podkreślenie zasługuje fakt, że Katedra dysponuje bardzo dużym potencjałem aparaturowym. Obejmuje on zarówno przyrządy do badań podstawowych, do wykonywania analiz badanych kopalin jak również urządzenia półtechniczne a nawet techniczne. Wykorzystanie tych urządzeń możliwe jest dzięki temu, że Katedra dysponuje bardzo dobrze uzbrojona halą technologiczną, w której możliwe jest prowadzenie różnego rodzaju prac wdrożeniowych. Fakt ten wyróżnia Katedrę Przeróbki Kopalin i Utylizacji Odpadów spośród innych jednostek naukowo-badawczych tego typu.

W Katedrze działają następujące laboratoria:

• Laboratorium chemii minerałów.
• Laboratorium fizykochemii procesów wzbogacania kopalin.
• Laboratorium flotacji.
• Laboratorium badań węgla.
• Laboratorium klasyfikacji mechanicznej.
• Laboratorium klasyfikacji hydraulicznej.
• Laboratorium pobierania prób i kontroli procesów technologicznych.
• Laboratorium rozdrabniania.
• Laboratorium wzbogacania grawitacyjnego.
• Laboratorium techniki wodno-mułowej.
• Laboratorium maszyn i urządzeń do przeróbki kopalin.
• Laboratorium wzbogacania magnetycznego i elektrostatycznego.
• Laboratorium specjalnych metod wzbogacania.
• Laboratorium przetwórstwa i utylizacji kopalin.

Prace prowadzone w Katedrze obejmują tematykę, którą można podzielić na cztery grupy zagadnień:

1. Badania w zakresie nowych technologii wzbogacania kopalin metodami grawitacyjnymi i innymi metodami fizycznymi.
2. Badania fizykochemicznych podstaw procesów wzbogacania kopalin oraz wykorzystania tych badań do opracowania nowych technologii wzbogacania i ulepszania już istniejących.
3. Studia w zakresie konstrukcji maszyn, urządzeń oraz procesów jednostkowych stosowanych w zakładach przeróbczych oraz budowy całkowicie nowej aparatury.
4. Badania w zakresie wykorzystania i zagospodarowania odpadowych surowców mineralnych.

Doświadczenie Katedry w prowadzeniu tego rodzaju prac jest długoletnie. Od 1976 roku przez 15 lat Katedra była koordynatorem tematu pt.: "Badania podstaw procesów wzbogacania kopalin" w ramach Centralnego Programu badań Podstawowych Nr 03.07. Koordynatorem programu był prof. dr hab. inż. Jerzy Nawrocki. Również doc. dr inż. Stanisław Błaszczyński przez wiele lat był koordynatorem problemu rządowego PR-1, obejmującego zagadnienia związane z przygotowaniem węgla do procesów przetwórczych.

W ostatnich latach w ramach prowadzonej problematyki badawczej opracowywano następujące zagadnienia:

Z zakresu wzbogacania metodami grawitacyjnymi

Wyróżnić tu można wzbogacanie grawitacyjne węgli energetycznych oraz piasków morskich w cieczach ciężkich, w hydrocyklonach, na stołach koncentracyjnych i w osadzarkach. Ostatnio Doc. dr inż. Stanisław Błaszczyński opracował nowa metodę wzbogacania grawitacyjnego - metodę wibrofluidalną mającą zastosowanie do wzbogacania drobnych klas węgli kamiennych. Metodą tą zużywając bardzo małe ilości wody (tonę wody na tonę węgla) można przy pomocy prostego opatentowanego urządzenia wzbogacać węgiel w klasach ziarnowych od 20 do 0,3 mm uzyskując koncentraty nawet o zawartości 6% popiołu. Opracowano teorię tej metody, zbudowano aparaturę laboratoryjna, instalację ćwierć techniczną i wreszcie przemysłową, przy pomocy której wzbogaca się cały urobek kopalni Powstańców Śląskich w zakresie ziarn od 20 mm do zera.

Spośród prac z tego zakresu można ponadto wymienić:

• Badania nad uzyskaniem niskopopiołowych koncentratów węglowych przygotowanych do spalania w paleniskach pyłowych specjalnych.
• Badania nad rozdziałem gęstościowym drobnouziarnionych węgli w hydrocyklonie wzbogacającym w ośrodku wodnym.
• Prace projektowe i wykonawcze dla stworzenia instalacji półtechnicznej do zbogacania piasków morskich w hali technologicznej.
• Badania procesów wzbogacania i odsiarczania węgli w klasie 3-0 mm w polu sił odśrodkowych.
• Separację ilmenitu, rutylu, cyrkonu oraz innych minerałów ciężkich z piasków zalegających rejon Ławicy Słupskiej oraz badania określające przydatność wydzielonych koncentratów w przemysłowych procesach technologicznych.
• Gromadzenie bazy danych odnośnie występowania węgli niskopopiołowych na podstawie istniejących danych geologicznych oraz badań własnych.
• Badania nad grawitacyjnym rozdziałem drobno uziarnionych węgli w separatorach strumieniowo-wachlarzowych.
• Badania nad separacją frakcji lekkich z węgli KWK Szombierki i Zabrze w hydrocyklonach z cieczą ciężką.

Z zakresu fizykochemii procesów wzbogacania

• Badania procesu flotacji węgli ze szczególnym uwzględnieniem węgli energetycznych. Badania obejmowały określenie właściwości powierzchniowych węgli oraz możliwości ich modyfikacji w takim kierunku by uzyskać najlepsze zdolności flotacyjne ziarn węglowych. Badano wpływ różnych czynników na stopień utlenienia powierzchni węgla jak również zastosowano różne reduktory powodujące zmniejszenie ilości powierzchniowych hydrofilowych grup tlenowych co powoduje zwiększenie aktywności flotacyjnej ziarn węglowych. Z badań procesu flotacji węgla wymienić należy również prace dotyczące doboru nowych odczynników flotacyjnych, które z powodzeniem stosowane są w większości zakładów wzbogacania węgla.
• Badania wpływu niektórych parametrów flotacji na zdolność flotacyjną węgli energetycznych.
• Kolejną dziedziną zainteresowań Katedry są badania nad przygotowaniem i właściwościami paliwa węglowego zawiesinowo-wodnego. Badania te dotyczą doboru składu granulometrycznego zawiesiny, jej właściwości reologicznych, zagęszczenia, oraz wpływu na te czynniki rodzaju węgla oraz różnych dodatków.
• Badania mechanizmów flotacji minerałów siarczkowych. Szczególny nacisk położono na określenie rodzaju związków wytworzonych pomiędzy zbieraczem flotacyjnym a powierzchnią siarczku i ich rolę w procesie flotacji minerałów siarczkowych. Owocem tych badań były takie prace jak:
   
  - Zależność flotowalności galeny od pochodzenia oraz cech strukturalnych.
  - Korelacja flotowalności pirytów z ich własnościami mineralogiczno-strukturalnymi.
  - Rola związków powierzchniowych i objętościowych we flotacji minerałów siarczkowych ksantogenianem etylowym.

Z zakresu mielenia i klasyfikacji

Badania obejmują teoretyczne opracowania jak również prace aplikacyjne.

Wymienić tu można:

• Badania wpływu porowatości wybranych kopalin na kinetykę procesu mielenia.
• Badania zależności pomiędzy porowatością kopaliny a zużyciem energii na mielenie.
• Oddziaływania dynamiczne podczas mielenia w młynie kulowym.
• Analiza technologii produkcji wypełniaczy krajowych oraz metod podniesienia ich jakości.
• Badania małotonażowej technologii produkcji wybranych typów wypełniaczy
• Analiza kinetyki procesu mielenia w młynie bębnowym z uwzględnieniem roli czynników mielących.
• Wpływ rodzaju oddziaływań rozdrabniających na optymalne działanie młyna bębnowego.
• Ocena aktualnego stanu zastosowania i pracy przesiewaczy w przemysłach surowców mineralnych.
• Badania nad poprawa efektywności przesiewania drobnego węgla na przesiewaczu typu WK.

Z zakresu obiegów wodno-mułowych i gospodarki wodnej

Badania obejmują intensyfikację procesów klarowania, zagęszczania, odwadniania i filtracji poprzez zastosowanie odpowiednich dodatków przyspieszających te procesy.

Wymienić tu należy prace:

• Badania przemysło>we przydatności nowych flokulantów w obiegach wodno-mułowych zakładów przeróbczych.
• Badania nad wpływem parametrów wejściowych na stabilność pracy węzła klarowania w układzie wzbogacania węgli energetycznych.
• Badania przemysłowe nad wspomaganiem procesu sedymentacji odczynnikami flokulacyjnymi w celu zapewnienia stabilności pracy układu klarowania i filtracji próżniowej.

Z zakresu zagospodarowania odpadów mineralnych

Wymienić tu można prace:

• Badania procesu magnetycznego i flotacyjnego wzbogacania odsiewek rud chromitowych zalegających na zwałach.
• Odzysk karborundu z odpadów przemysłu materiałów ogniotrwałych.
• Odzysk metali ze szlamów poszlifierskich.
• Próby wykorzystania odpadów ze wzbogacania węgla do produkcji cegieł.
• Udział w pracach nad wykorzystaniem pyłów dymnicowych do przygotowania podsadzki hydraulicznej.