The new legislative provisions, regulating the solid fuel trade in Poland, and the resolutions of

provincial assemblies assume, inter alia, a ban on the household use of lignite fuels and solid fuels

produced with its use; this also applies to coal sludge, coal flotation concentrates, and mixtures

produced with their use. These changes will force the producers of these materials to find new

ways and methods of their development, including their modification (mixing with other products

or waste) in order to increase their attractiveness for the commercial power industry. The presented

paper focuses on the analysis of coal sludge, classified as waste (codes 01 04 12 and 01 04 81)

or as a by-product in the production of coals of different types. A preliminary analysis aimed at

presenting changes in quality parameters and based on the mixtures of hard coal sludge (PG SILESIA)

with coal dusts from lignite (pulverized lignite) (LEAG) has been carried out. The analysis

of quality parameters of the discussed mixtures included the determination of the calorific value,

ash content, volatile matter content, moisture content, heavy metal content (Cd, Tl, Hg, Sb, As, Pb,

Cr, Co, Cu, Mn, Ni, and W), and sulfur content. The preliminary analysis has shown that mixing

coal sludge with coal dust from lignite and their granulation allows a product with the desired quality

and physical parameters to be obtained, which is attractive to the commercial power industry.

Compared to coal sludge, granulates made of coal sludge and coal dust from lignite with or without

ground dolomite have a higher sulfur content (in the range of 1–1.4%). However, this is still an

acceptable content for solid fuels in the commercial power industry. Compared to the basic coal

sludge sample, the observed increase in the content of individual toxic components in the mixture

samples is small and it therefore can be concluded that the addition of coal dust from lignite or carbonates

has no significant effect on the total content of the individual elements. The calorific value

is a key parameter determining the usefulness in the power industry. The size of this parameter for

coal sludge in an as received basis is in the range of 9.4–10.6 MJ/kg. In the case of the examined

mixtures of coal sludge with coal dust from lignite, the calorific value significantly increases to

the range of 14.0–14.5 MJ/kg (as received). The obtained values increase the usefulness in the

commercial power industry while, at the same time, the requirements for the combustion of solid

fuels are met to a greater extent. A slight decrease in the calorific value is observed in the case of

granulation with the addition of CaO or carbonates. Taking the analyzed parameters into account,

it can be concluded that the prepared mixtures can be used in the combustion in units with flue gas

desulfurization plants and a nominal thermal power not less than 1 MW. At this stage of work no

cost analysis was carried out.

W trakcie procesów wzbogacania węgla w zakładach przeróbki mechanicznej kopalń węgla kamiennego powstają znaczne ilości mułów węglowych (grupa odpadów 01). Są to najdrobniejsze frakcje ziarnowe poniżej 1 mm, w których ziarna poniżej 0,035 mm stanowią do 60% ich składu, a ciepło spalania kształtuje się na poziomie 10 MJ/kg. Charakterystyczną cechą mułów jest ich duża wilgotność, która po procesie odwodnienia na prasach filtracyjnych osiąga wartość od 16–28% (Wtot r) (materiały archiwalne PG SILESIA). Drobnoziarnistość i wysoka wilgotność materiału powodują duże trudności na etapie transportu, załadunku i wyładunku materiału. W pracy przedstawiono wyniki badań grudkowania (granulowania) mułów węglowych samodzielnie oraz grudkowania mułów węglowych z materiałem dodatkowym, który ma za zadanie poprawić właściwości energetyczne mułów. Sam proces grudkowania ma przede wszystkim poprawić możliwości transportowe. Podjęto wstępne badania pozwalające na wykazanie zmian parametrów poprzez sporządzanie mieszanek mułów węglowych (PG SILESIA) z pyłami węglowymi z węgla brunatnego (LEAG). Przeprowadzono proces grudkowania mułów oraz ich mieszanek na laboratoryjnym grudkowniku wibracyjnym konstrukcji AGH. W wyniku przeprowadzonych badań można stwierdzić, że wszystkie mieszanki są podatne na proces grudkowania (granulowania). Proces ten poszerza niewątpliwie możliwości transportowe materiału. Skład ziarnowy uzyskanego materiału po grudkowaniu jest zadawalający. Grudki o wymiarze 2–20 mm stanowią 90–95% masy produktu. Wytrzymałość (odporność) na zrzuty grudek świeżych jest zadawalająca i porównywalna dla wszystkich mieszanek. Świeże grudki poddane próbie na zrzuty z wysokości 700 mm wytrzymują od 7 do 14 zrzutów. Odporność na zrzuty grudek materiału po dłuższym sezonowaniu, z wysokości 500 mm wykazuje wartości odmienne dla analizowanych próbek. Wartości uzyskane dla mułów węglowych oraz ich mieszanek z pyłami węglowymi z węgla brunatnego kształtują się na poziomie 4–5 zrzutów. Uzyskana wytrzymałość jest wystarczająca dla stwierdzenia możliwości ich transportu. Na tym etapie pracy można stwierdzić, że dodatek pyłów węglowych z węgla brunatnego nie powoduje pogorszenia wytrzymałości materiału w odniesieniu do czystych mułów węglowych. Nie ma zatem negatywnego wpływu na możliwości transportu materiału zgranulowanego. W wyniku mieszania z pyłami węglowymi można natomiast podnieść ich wartość energetyczną (Klojzy-Karczmarczyk i in. 2018). Nie prowadzono analizy kosztowej analizowanego przedsięwzięcia.

Hard coal sludge is classified as group 01 waste or it is a by-product in the production of a hard coal with variable energy importance. Pulverized lignite is not waste but a final product of drying and the very fine pulverization of lignite with a high calorific value. The study comprised the basic material before granulation such as coal sludge (PG SILESIA) and pulverized lignite (LEAG) as well as their prepared blends after the granulation on a pipe vibration granulator designed at AGH. The pulverized lignite of the LEAG company shows a low sulfur contents. In the analyzed samples its average content (Stot d) is 0.61%. An average value of this parameter in the analyzed coal sludge samples is 0.55%. The addition of pulverized lignite does not have a significant impact on the total content of sulfur and of analyzed toxic elements (Hg, As, Cd, Cr, Co, Cu, Mn, Ni, Pb, Sb, Tl, and W) in the samples. The calorific value of coal sludge falls within the range of 11.0−12.4 MJ/kg (on a dry basis). For the coal sludge and pulverized lignite blends the calorific value clearly increases to values of 14.8−17.7 MJ/kg (on dry basis). The calorific value slightly decreases in the