Charakterystyka mineralogiczno-chemiczna i teksturalna odpadów poflotacyjnych z przemysłu Zn-Pb pod kątem dalszych rozważań wykorzystania ich jako sorbentów

Open access

Streszczenie

Celem pracy była wstępna charakterystyka (mineralogiczna, chemiczna, teksturalna) odpadów poflota­cyjnych, stanowiących surowiec uboczny (odpadowy) przy uzyskiwaniu koncentratów cynkowo-ołowiowych, pod kątem dalszych analiz nad możliwością ich perspektywicznego (eksperymentalnego) wykorzystania jako sorbentów gazów kwaśnych (SO2 iCO2). Składowisko tych odpadów jest własnością ZGH „Bolesław" w Bukownie. Materiał badawczy stanowiła próbka odpadów poflotacyjnych pobrana ze stawu osadowego nr 1, leżącego w południowej części Stawu Zachodniego. Charakterystyka wytypowanych do badań materiałów obej­mowała podstawowe badania mineralogiczne (XRD, SEM-EDS), analizy chemiczne (oznaczenie zawartości wilgoci analitycznej, zawartości strat prażenia, podstawowego składu chemicznego, jak też pierwiastków śla­dowych) oraz wyznaczenie podstawowych parametrów teksturalnych (powierzchnia właściwa BET, rozkład i wielkość porów). Badania mineralogiczne wykazały, że materiał odpadowy stanowią głównie minerały węg­lanowe (w przewadze kalcyt, dolomit, ankeryt) oraz minerały stanowiące pozostałość po niewyflotowanych kruszcach (w przewadze galena, sfaleryt). Analiza chemiczna pozwoliła stwierdzić, iż w analizowanej próbce dominują związki wapnia, magnezu i żelaza uwarunkowane przewagą minerałów węglanowych w badanych odpadach. Wśród pierwiastków śladowych przeważa arsen, następnie mangan i bar, występujące jednak w ilości nie przekraczającej 1%. Analiza teksturalna wykazała, że materiał badawczy charakteryzuje się niską po­wierzchnią właściwą i dużymi rozmiarami cząstek. Przeprowadzone badania sugerują, że analizowany materiał charakteryzuje się ubogimi właściwościami adsorpcyjnymi, aczkolwiek mógłby on znaleźć zastosowanie w metodach odsiarczania, jak też neutralizacji dwutlenku węgla (karbonizacja). Należałoby jednak w tym celu przeprowadzić dodatkowe badania wymywalności metali ciężkich w środowisku kwasowym, jak też zastosować domieszki innych składników, takich jak cement czy zeolity, w celu immobilizacji niebezpiecznych składników odpadów.

Alwaeli M., Czech Ł., 2009 - Możliwości gospodarczego wykorzystania odpadów poflotacyjnych. Archiwum Gospodarki Odpadami i Ochrony Środowiska. Vol. 11, Issue 3, s. 47-62.

Bauerek i in. 2009-Bauerek A.,Cabała J., S miej a-Kr ó l B., 2009 - Mineralogical Alterations ofZn-Pb Flotation Wastes of Mississipi Valley-Type Ores (Suothern Poland) and Their Impact on Contamination of Rainwater Runoff, Polish Journal of Environmental Studies, vol. 18, nr 5, s. 781-788.

Butra i in. 2007 - Butra J.,Dębkowski R.,Mizera A., 2007 - Zagospodarowanie odpadów poflotacyjnych. Rudy i Metale, R 42, nr 8, s. 322-328.

Cabała J., 2005 - Kwaśny drenaż odpadów poflotacyjnych rud Zn-Pb; Zmiany składu mineralnego w strefach ryzosferowych rozwiniętych na składowiskach. Zeszyty Naukowe Politechniki Śląskiej 1690, s. Górnictwo z. 267, s. 63-70.

Chmielarzi in. 2002 - Chmielarz A., Mrozowski J., Wasilewski W., Jaschik M., 2002-Dolomito­we odpady flotacyjne jako sorbenty w procesie mokrego odsiarczania gazów. Rudy i Metale, nr 7, s. 324-328.

Duda R., Witczak S., 2003 - Modeling of the transport of contaminants from the Żelazny Most flotation tailings dam, Gospodarka Surowcami Mineralnymi t. 19, z. 4. s. 69-88.

Fang i in. 2009-Fang F.,Li Z.S.,Cai N.S., 2009 - CO2 capture from flue gases using a fluidized bed reactor with limestone. Korean Journal of Chemical Engineering, 26 (5), s. 1414-1421.

Girczys J.K., Sobik-Szołtysek J., 1997 - Problemy wykorzystania osadników poflotacyjnych rud Zn-Pb rejonu bytomskiego. Rudy i Metale, R. 42, nr 7, s. 297-302.

Girczys J.K., Sobik-Szołtysek J., 2002 - Odpady przemysłu cynkowo-ołowiowego. Seria Monografie nr 87. Wydawnictwo Politechniki Częstochowskiej, Częstochowa.

Góreckaiin.1994-GóreckaE.,BellokA.,SochaJ.,WnukR.,KibitlewskiS.,1994-Zróżnicowanie zawartości metali w odpadach flotacyjnych rud Zn-Pb (ZGH Bolesław, rej. Olkuski). Przegląd Geologiczny, vol. 42, nr 10, s. 834-841.

Gregg S. J., S ing K.S.W., 1982 - Adsorption, Surface Area and Porosity. 2nd edition. Academic Press. London. Guśpiel i in. 1997 - Guśpiel J., Gierat K., Kazibut J., Polonka Z., 1997 - Kompleksowa metoda utylizacji odpadów cynkonośnych. Rudy i Metale, R 42, nr 1, s. 3-9.

Gworek B., 1993 - Wpływ zeolitów na zmniejszenie akumulacji metali ciężkich w roślinach uprawianych na glebach zanieczyszczonych. Wydawnictwo SGGW, Warszawa.

Helios-Rybicka E.,Sikora W., 1996 - Charakterystyka chemiczna i fazowa odpadów z ZGH „Bolesław" w Bukownie oraz mobilność cynku, ołowiu i kadmu. Praca niepublikowana - archiwum Zakładu Ochrony Środowiska AGH, WGGiOŚ, Kraków.

Helios-Rybicka E., Wójcik R., 2005 - Heavy metals (Zn, Pb, Cd, Tl) and As - their mobilization and immobilization in the wastes from the Zn-Pb mining and smelting industry at the Bukowno, Upper Silesia, Poland. June 27-July 1, 2005, Skallefteâ, Sveden: proceedings, Vol. 1/MITU [etc.]. s. 389-398.

Janiec R., Nowak J., 1973 - Odpady z przeróbki rud Zn-Pb i ich mieszaniny z piaskiem jako materiał podsadzkowy. Rudy i metale nieżelazne, R. 13, nr 9, s. 428-432.

Jarosiński i in. 2005 - Jarosiński A., Że lazny S., Włodarczyk B., 2005 - Badanie możliwości zagospo­darowania odpadu z procesu wzbogacania rud cynkowo-ołowiowych do wypełniania pustek górniczych. [W]: Kudełko J., Kulczycka J., Wirth H., 2005 - Zrównoważone zarządzanie obszarami poprzemysłowymi. Wydawnictwo IGSMiE PAN, Kraków, s. 66-72.

Katalog - Odpady w przemyśle metali nieżelaznych, 2002.

Klinik J., 2000 - Tekstura porowatych ciał stałych/Texture of porosity solids. AGH - Ośrodek Edukacji Niestacjonarnej, Kraków.

Kucha H., Jędrzejczyk B., 1995 - Primary minerals of mining and metallurgical Zn-Pb dumps at Bukowno, and their stability during wathering. Mineralogica Polonica, 26 (2), s. 75-99.

Kulczycka i in. 2005 - Kulczycka J., Plewa F., Włodarczyk B., 2005 - Możliwość wykorzystania odpadów powstających przy wzbogacaniu rud cynkowo-ołowiowych z ZG „Trzebionka" S.A. [W]: Ku-dełko J., Kulczycka J., Wirth H., 2005 - Zrównoważone zarządzanie obszarami poprzemysłowymi. Wyd. IGSMiEPAN, Kraków, s. 163-172.

LaGregaiin. 1994-LaGrega M.D., Buckingham P. L., Evans J.C., 1994 - Hazardous waste management. McGraw-Hill, Inc. s. 1146.

Pajor G., 2005 - Gospodarka odpadami poflotacyjnymi w ZGH Bolesław S.A. w Bukownie. [W]: Kudełko J., Kulczycka J., Wirth H., 2005 - Zrównoważone zarządzanie obszarami poprzemysłowymi. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków, s. 8-19.

Pisani R., Mores D., 2003 - Removal of SO2 with particles of dolomite limestone powder in a binary fluidized bed reactor with bubbling fluidization. Brazilian Journal of Chemical Engineering vol. 20, no 2.

Raport z badań nr 7300/LB/2009 Laboratorium Ośrodka Badań i Kontroli Środowiska Sp. z o.o. (udostępnione przez ZGH "Bolesław").

Rozporządzenie Ministra Gospodarki i Pracy z dnia 7 września 2005 r. w sprawie kryteriów oraz procedur dopuszczania odpadów do składowania na składowisku odpadów danego typu (Dz.U. 2005, Nr 186, poz. 1553).

Sikora i in. 1996 - Sikora W., Damian E., Jędrzej czyk B., Szczawiński W., Wardas M., 1996 - Charakterystyka odpadów z ZGH „Bolesław" w Bukownie. Ochrona Powietrza z. 4, s. 143-146.

Sztaba i in. 1996 - Sztaba K., Kuczyńska I., Sanak-Rydlewska S., Ociepa Z., 1996 - Utylizacja odpadów cynkowo-ołowiowych. Rudy i Metale, R. 41, nr 3, s. 154-158.

Szuwarzyński M., Kryza A., 1993 - Problem odpadów flotacyjnych w górnictwie rud cynku i ołowiu na obszarze śląsko-krakowskiej prowincji złożowej. Przegląd Geologiczny, vol. 41, nr 9, s. 629-633.

Śmieszek Z., Sobieraj ski S., 1998 - Kierunki rozwoju przemysłu metali nieżelaznych. Rudy i metale, R. 43, nr 1, s. 9-16.

Witczak S., Postawa A., 1993 - Ocena szybkości ługowania siarczków z płonych skał karbońskich depo­nowanych na składowiskach Górnośląskiego Zagłębia Węglowego, na podstawie badań lizymetrycznych. Prace Mineralogiczne, Komisja Nauk Mineralogicznych PAN w Krakowie, s. 61-64.

Włodarczyk B., Mazanek C., Kulczycka J., 2005 - Propozycja opracowania technologii wykorzy­stania odpadów poflotacyjnych do podsadzania. [W]: Kudełko J., Kulczycka J., Wirth H., 2005: Zrówno­ważone zarządzanie obszarami poprzemysłowymi. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków, s. 153-162.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

Mineral Resources Management; The Journal of Polish Academy of Sciences

Journal Information


IMPACT FACTOR 2016: 0.481
5-year IMPACT FACTOR: 0.568

CiteScore 2016: 0.76

SCImago Journal Rank (SJR) 2016: 0.408
Source Normalized Impact per Paper (SNIP) 2016: 1.397

Metrics

All Time Past Year Past 30 Days
Abstract Views 0 0 0
Full Text Views 121 121 18
PDF Downloads 47 47 6