Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Effect of the type of ion-exchange resin on Mn2+ adsorption in the presence of competing cations

Amengol Bruna P. C., Pires Renata. C., Leão Versiane A.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2024

|

Vol. 60, iss. 2

art. no. 187844

EN

Present in soils, ground and surface waters, manganese is among the most common metals in Earth crust. It is also an essential trace element to the functioning of several enzymes in the human body. However, exposure to high manganese concentrations can also be harmful to humans with psychiatric and motor effects and therefore, manganese concentrations in drinking water and also industrial effluents are regulated. In the current work, the adsorption of Ca2+, Mg2+ and Mn2+ on three different ion-exchange resins: (i) aminophosphonic acid - chelating (Purolite S950), (ii) polyacrylic weak acid cation (Purolite C104E) and (iii) polystyrene strong acid cation (Purolite C100) was investigated. The results revealed that Purolite S950 had the highest Mn2+ uptake (37.9 mg/mL-resin or 0.69 mmol/mLresin) as compared to Ca2+ (3.2 mg/mL-resin or 0.08 mmol/mL-resin) and Mg2+ (~0 mg/mL-resin) and was selected for further kinetics and equilibrium studies. The results indicated Purolite S950 as particularly suited to be applied in the treatment of neutral mine waters with high Mg/Mn ratios. Additionally, Purolite S950 showed a small affinity for Ca2+ and therefore an efficient Mn2+ removal will depend on the Ca/Mn ratio of the mine water under treatment. According to the kinetic analysis, manganese sorption on Purolite S950 was described by the pseudo-second order model (r2 > 0.98) with an activation energy of 6.34 kJ/mol and thus pore-difussion was the rate controlling step of the process. In terms of equilibrium studies, manganese sorption on Purolite S950 followed the Langmuir model with maximum loadings of up to 41.5 mg/mL-resin. The thermodynamic modelling indicated an exothermic process (-85.0 kJ/mol, as standard enthalpy) with a standard entropy of -274 J/mol×K, which was ascribed to the release of two adsorbed H+ ions for each Mn2+ ion taken up from solution.

2

Wstępna ocena możliwości pozyskiwania pierwiastków wartościowych z wód kopalnianych oraz wód termalnych i leczniczych w Polsce

Razowska-Jaworek Lidia, Pasternak Marcin, Karpiński Marcin, Będkowski Zbigniew, Kaczorowski Zbigniew, Wysocka Irena, Drzewicz Przemysław

Przegląd Geologiczny

|

2022

|

Vol. 70, nr 6

435--448

EN

Chemical components in groundwater from mine drainage or used in geothermal installations are a potential source of valuable minerals. At the Polish Geological Institute - National Research Institute, a study was carried out to identify the content of elements in mine waters, wells exploiting natural gas and oil as well as geothermal and therapeutic waters in Poland. The aim of the research was to recognize the concentration of potentially useful minerals in groundwater and the possibility of their recovery. It was the first project that focused on the recovery of elements from groundwater on a national scale in Poland. For this purpose, 67 sites were selected, in which 75 water samples were taken and the content of65 chemical components was determined. Then, the amount of minerals that could be recovered from mine waters and geothermal brines was calculated based on the amount of water pumped in each facility. The calculations involved the approximate efficiency and working time of the recovery installation. As a result of this research, it was found that the mine waters and geothermal brines in Poland contain resources of valuable elements in very different amounts. In more than half of the examined sites, the estimated resources of minerals are present in amounts that are not prospective. However, in 29 sites, mine waters and geothermal brines contain elevated concentrations of several elements, including - B, Br, I, K, Li, Mg and Mn. If they were successfully recovered, they could represent a potential additional income for the mining and geothermal industries. Dębieńsko Desalination Plant of mine waters in Upper Silesia is the most promising potential source of recovery of minerals from mine waters, where the total resources of minerals to be recovered from concentrated brine have been estimated as the highest. Rudna Copper Mine in Lower Silesia is in second place, with one of the highest resources and the largest amount of minerals to be recovered from groundwater. Other sites are: the SOLINO Salt Mine, “Olza” mine water collector, mine waters pumped from abandoned coal mines in the Upper Silesia (in Zabrze, Siemianowice Śląskie, Czeladź, Gliwice), and plants producing geothermal energy in Stargard, Pyrzyce and Bańska. Total amount of mineral resources that can be recovered from waters pumped from the most promising sites is over72 000 tonnes annually. Taking into account both the ecological aspect and the potential economic benefits of recovering minerals from mine waters and geothermal brines, it is necessary to continue the studies on the recovery of minerals from highly mineralized waters in Poland.

3

Purification of Mine Waters Using Lime and Aluminum Hydroxochloride

Trus Inna, Gomelya Mukola, Tverdokhlib Mariia, Halysh Vita, Radovenchyk Iaroslav, Benatov Daniel

Ecological Engineering & Environmental Technology

|

2022

|

Vol. 23, iss. 5

169--176

EN

Analysis of the scientific and technical literature shows that there are quite a few methods of mine water processing. Reagent methods can be considered as the most promising and economically expedient. Mine waters are characterized by a high content of hardness ions and sulfates. The concentration of sulfates varies between 5–35 mg-eq/dm3, hardness – 10–40 mg-eq/dm3. It has been established that effective purification of water from sulfates can be achieved with the use of lime and 5/6 aluminum hydroxochloride. The efficiency of the process depends on the doses and ratio of reagents. The degree of softening and purification of water from sulfates increases with an increase in the dose of aluminum coagulant within certain limits. When using 5/6 aluminum hydroxochloride, the efficiency of water purification from sulfates is quite high and small amounts of chlorides are introduced into the water with the coagulant.

4

Sezonowy monitoring skażeń promieniotwórczych wód kopalnianych i ich wpływ na jakość wód powierzchniowych pogranicza polsko-czeskiego

Chmielewska Izabela, Wysocka Małgorzata, Drobek Leszek, Dombek Václav

Przemysł Chemiczny

|

2021

|

T. 100, nr 6

569--572

PL

Wody dołowe odprowadzane z podziemnych zakładów górniczych na powierzchnię oraz zrzucane do wód powierzchniowych charakteryzują się znacznym stopniem zasolenia, wynoszącym nawet do 120 g/L. Wraz ze wzrostem zasolenia obserwuje się wzrost stężenia naturalnych nuklidów promieniotwórczych, głównie izotopów radu ²²⁶Ra i ²²⁸Ra. Przedstawiono wyniki okresowych pomiarów stężenia radu w wodach kopalnianych oraz w wodach powierzchniowych rzeki Odry, do której zrzucane są wody dołowe.

EN

In 2010-2019, the concn. of ²²⁶Ra and ²²⁸Ra isotopes was detd. in groundwater discharged from mining plants and in the surface waters of the Odra River behind the groundwater discharge zone. The concns. of the natural radionuclides ²²⁶Ra and ²²⁸Ra in underground mine waters were 0.06-170 and 0.08-92 Bq/L, resp. and in the surface waters of the Odra river, 10-60 and 30-70 mBq/L, resp.

5

Radium removal from mine waters with the application of barium chloride and zeolite: comparison of efficiency

Chałupnik Stanisław, Wysocka Małgorzata, Chmielewska Izabela, Samolej Krzysztof

Journal of Sustainable Mining

|

2019

|

Vol. 18, iss. 4

174--181

EN

In several coal mines in the Upper Silesian Coal Basin (USCB), in Poland, radium removal from mine water was necessary in order to mitigate the negative results of radium release with mine effluents. The most efficient method of radium removal was based on the application of barium chloride, implemented in full technical scale in two Polish collieries. Removal efficiency exceeding 95% of the initial activity was achieved. The technology was implemented in full technical scale in two collieries. The problem was that barium chloride is dangerous to health and moreover continuous use of the powdered chemical was required to achieve good results. Therefore, the possible application of zeolite for radium removal was tested in laboratory experiments. This passive technique would be less hazardous for miners and would not require full-time supervision meaning it would enable a reduction in workload. The main goal of the investigations described in this paper was to check the capability of zeolites to remove natural radionuclides from mine waters and compare the removal efficiency of radium isotopes with the results obtained from the application of barium chloride solution for the same purpose.

6

Use of Aquatic Vegetation for the Treatment of Mine Acid Waters in the Mine Brad

Dunca Emilia-Cornelia, Ciolea Daniela-Ionela, Georgescu Mircea, Matei Adrian, Matei Raluca, Mangu Sorin

Inżynieria Mineralna

|

2019

|

R. 21, nr 1/2

107--111

EN

Polluted mine waters contain chemical substances, heavy metal ions, solid suspensions, a very low pH, and are discharged into the hydrographic network, often above cross-border levels. Regardless of the aggregation state, the residues of the mining industry affect all components of the environment: soil, water and air. The emphasis in the past on achieving high production levels and neglecting environmental impacts has in the meantime led to the accumulation of serious environmental damage. As a result of the cross-border effect of pollution, environmental problems have overtaken local character, being pursued by local, regional and global stakeholders. The paper aims to find solutions to the use of aquatic vegetation for the treatment of mine acid waters.

PL

Zanieczyszczone wody kopalniane zawierają substancje chemiczne, jony metali ciężkich, zawiesiny stałe, bardzo niskie pH i są odprowadzane do sieci hydrograficznej, często powyżej poziomów transgranicznych. Niezależnie od stanu skupienia pozostałości przemysłu wydobywczego wpływają na wszystkie elementy środowiska: glebę, wodę i powietrze. Nacisk na osiągnięcie wysokich poziomów produkcji i zaniedbanie wpływu na środowisko doprowadził do poważnych szkód w środowisku. W wyniku oddziaływania transgranicznego problemy zanieczyszczenia środowiska przyjęły charakter lokalny, problem zanieczyszczenia jest rozwiązywane przez lokalne, regionalne i globalne zainteresowane strony. Artykuł pokazuje możliwości znalezienia rozwiązań w zakresie wykorzystania roślinności wodnej do oczyszczania kwaśnych wód kopalnianych.

7

Energetyczne zagospodarowanie potencjału cieplnego wody z procesów odwadniania kopalń

Drwięga Andrzej, Gliklich-Kostrzewa Bogna

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2019

|

nr 4

3--13

PL

W artykule omówiono założenia circular economy w odniesieniu do wód kopalnianych i ich właściwości predysponujące je do wykorzystania jako niskotemperaturowego źródła ciepła i chłodu. Przedstawiono również przykłady instalacji geotermalnych wykonanych w Polsce i na świecie oraz prace zrealizowane w tym zakresie przez ITG KOMAG. W oparciu o zdobyte doświadczenia oraz przegląd wykonanych instalacji sformułowano założenia wstępne do projektowania instalacji odzysku ciepła i chłodu z wód kopalnianych.

EN

The article discusses the assumptions of Circular Economy in relation to mine waters and their properties that predispose them to be used as a low temperature source of heat and cold. Examples of geothermal installations made in Poland and in the world have also been presented as well as work carried out in this area by ITG KOMAG. The results of the analysis allow to state that mine waters are a stable source of low-temperature heat. They are used in mining areas in all climatic zones, in order to meet the diverse needs of consumers in the field of heating, cooling and hot water preparation. The chemical composition of the water, the volume of water resources and the possibility of using the existing drainage infrastructure, as well as the distance of end users from the heat source – ideally 150 to 500 m, without the need to isolate pipelines – play a significant role in the design of the heat recovery system based on mine water. These factors affect technical solutions such as: system configuration, location of the heat exchanger and the type of heat pump. They also translate into the level of investment outlays. High costs of building a system are compensated by the low costs of its operation and ecological effect of the investment. At the investment planning stage, it is beneficial to conduct a risk analysis aimed at identifying factors that may have a significant impact on its implementation. Heat recovery systems based on mine water can be used for both: active and closed mines, with heat exchange in a surface heat exchanger tank, individual heat pumps located at end users and the possibility of dropping used water or re-entering the underground. Supporting the heating system with cogeneration unit can be economically viable in the case of availability of waste fuel, such as methane. An additional effect would then be the reduction of harmful to the environment methane emission. Mine waters, thanks to the use of available resources, existing infrastructure and the technology of heat pumps, can become a valuable source of energy in a circular economy.

8

Koncepcja odzysku pierwiastków ziem rzadkich z kwaśnych wód kopalnianych z zastosowaniem sekwencyjnego strącania

Zdebik D., Świnder H., Białecka B., Thomas M.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 11

1916--1920

PL

Przedstawiono koncepcję dwuetapowego odzysku pierwiastków ziem rzadkich (REE) z kwaśnych wód kopalnianych. W pierwszym etapie zastosowano strącanie wodorotlenków oraz szczawianów REE. W drugim etapie w wyniku zastosowania termicznego rozkładu szczawianów, otrzymano produkt zawierający 95% REE (w przeliczeniu na tlenki). Analiza ekonomiczna procesu, wykazała ścisły związek pomiędzy opłacalnością procesu a stężeniem REE w wodzie kopalnianej.

EN

Rare earth elements (REE) were recoverd from acid mine water by pptn. of REE hydroxides and oxalates and their thermal decompn. to a product contg. 95% REE (calcd. as oxides). The economic anal. of the process showed a close relationship between the profitability of the process and the concn. of REE in mine water.

9

Mało energochłonna utylizacja zasolonych wód kopalnianych w zintegrowanym systemie membranowo – wyparnym

Turek M., Laskowska E., Mitko K., Jakóbik-Kolon A.

Maszyny Górnicze

|

2018

|

R. 36, nr 1

39--48

PL

Przedstawiono rozwiązanie, w którym woda zasolona poddawana jest wstępnemu uzdatnianiu metodą nanofiltracji (NF) a następnie zatężaniu metodą wyparną lub w zintegrowanym układzie elektrodializa – odwrócona osmoza i dalszemu odparowaniu z krystalizacją chlorku sodu. Na przykładzie solanki z KWK Budryk wykazano, że uzysk soli, dzięki samemu zastosowaniu nanofiltracji, można zwiększyć z obecnej wartości 72,01% do 87,35%, a po dalszym usprawnieniu, polegającym na oczyszczaniu chemicznym, do 91,11% a nawet 99,1%. Wstępne uzdatnianie solanki metodą nanofiltracji, prowadzone w sposób opracowany przez Autorów w warunkach dużego przesycenia siarczanem wapnia z częściową recyrkulacją retentatu i kontrolowaną krystalizacją gipsu, daje możliwość zastosowania mało energochłonnych rozwiązań zatężania solanki. Na przykładzie solanki Budryk wykazano, że zużycie energii w procesie jej utylizacji można zmniejszyć z obecnych 888,7 kWh/t soli do 433,7-451,2 kWh/t soli, w przypadku zatężania solanki mało energochłonną metodą wyparną lub do 396,8 kWh/t soli w przypadku zatężania solanki w zintegrowanym układzie: elektrodializa – odwrócona osmoza. Proponowane rozwiązanie ma zostać przebadane w instalacji pilotowej w ramach projektu NANOS, finansowanego w programie TANGO2.

EN

The paper presents an integrated system, in which saline water is pre-treated with nanofiltration (NF), then concentrated with thermal method or with electrodialysis-reverse osmosis, followed by further evaporation with sodium chloride crystallization. Based on water from KWK Budryk coal mine, it was proved that salt recovery, thanks to nanofiltration alone, can be increased from current value of 72.01% to 87.35%, or up to 91.11% or 99.1% after further enhancement. Following Authors’ developed procedure of nanofiltration pretreatment – operation at high calcium sulphate supersaturation with partial retentate recirculation and gypsum precipitation, makes the low energy consumption brine concentration possible. Based on Budryk brine, it was proved that energy consumption can be decreased from the current value of 888.7 kWh/t of salt to 433.7-451.2 kWh/t if the low energy consumption thermal method is applied or down to 396.8 kWh/t if the integrated electrodialysis-reverse osmosis system is applied. The proposed solution is to be verified in a pilot plant during the NANOS project funded in the TANGO2 programme.

10

Development of Chemosorbent Based on Metallic Waste for Cleaning Mine Water from Molybdenum

Isakov A. E., Matveeva V. A., Chukaeva M. A.

Journal of Ecological Engineering

|

2018

|

Vol. 19, nr 1

42--47

EN

The article presents the results of hydrochemical studies of water objects, located in the impact zone of one of the largest mining enterprises in the Russian Federation – JSC “Apatite”. According to the monitoring studies, the source of surface water pollution with molybdenum was determined, geochemical assessment of the molybdenum transformation in the system “ore-bearing rocks – mine water – surface water” was performed. In order to reduce the technogenic load on the surface water located in the considered area, the way of large-tonnage mine waters purification from molybdenum was proposed. The method involves using the chemical sorbent based on waste metals. The method of sewage purification will allow solving one of the key environmental problems of the considered enterprise and, in addition, to improve the environmental situation in the considered area as well as the quality of the local population life.

11

Pierwiastki użyteczne w solankach dopływających do wyrobisk kopalń rud miedzi na monoklinie przedsudeckiej

Chudy K., Worsa-Kozak M.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2017

|

nr 469

93--103

PL

Obecnie dostępne i wciąż doskonalone technologie, bazujące na żywicach jonowymiennych czy też filtrach membranowych, pozwalają na prowadzenie efektywnego odzysku z roztworów wodnych szerokiej gamy pierwiastków przy coraz niższych ich stężeniach. Jednocześnie umożliwiają one obniżenie ładunków substancji niepożądanych wprowadzanych do środowiska np. w związku z odwodnieniem zakładów górniczych. Mając powyższe na uwadze, w KGHM Cuprum sp. z o.o. Centrum Badawczo-Rozwojowe podjęto badania zmierzające do rozpoznania potencjału wód dopływających do wyrobisk górniczych kopalni rud miedzi KGHM Polska Miedź S.A. jako źródła pierwiastków użytecznych, w tym pierwiastków ziem rzadkich. W artykule przedstawiono wstępne wyniki badań nad zawartością wybranych pierwiastków użytecznych w wodach dopływających z górotworu do wyrobisk w obszarze górniczym Sieroszowice i Rudna (strefa północna). Przeprowadzone badania wskazują, że analizowane wody mogą stanowić potencjalne źródło m.in. litu, boru, rubidu, cezu oraz kilku innych pierwiastków ze względu na ich podwyższone koncentracje. Na obszarze prowadzonych badań zaobserwowano strefowość dopływów wzbogaconych w powyższe pierwiastki użyteczne. Łącznie wyróżniono 10 stref występowania solanek o podwyższonej zawartości głównie litu i boru, które zostały wytypowane do dalszych badań m.in. w kierunku zawartości pierwiastków ziem rzadkich.

EN

Technologies that are currently available and still being improved are based on ion-exchange resins or membrane filters and allow carrying out effective recovery of a wide range of significantly low-concentrated elements out of the water solution. They also make it possible to lower the discharge of unwanted substances into the environment during, e.g., dewatering of mine sites. It was the reason why KGHM Cuprum Ltd Research & Development Centre undertook research in order to determine the potential of waters inflowing into the excavations of the KGHM Polska Miedź S.A. mines as a source of useful elements, including the rare earth elements. The paper presents the preliminary results of studies on contents of selected useful elements in the waters inflowing into the excavations of the Sieroszowice and Rudna mining areas (northern zone). They indicate that, due to higher concentrations, the analyzed waters might be used as a potential source of lithium, boron, rubidium, cesium and some other elements. In the study area, a zoning effect in the distribution of useful elements has been noticed. Ten zones with elevated contents of mainly lithium and boron have been distinguished there, and they were selected for further studies focused, among others, on the determination of the occurrence of rare earth elements.

12

Mine waters from ore and coal mining in Czech Republic

Heviankova S., Klimko T., Lusk K., Vsetecka M., Marschalko M.

Inżynieria Mineralna

|

2015

|

R. 16, nr 1

97--102

EN

Mine waters are quantitatively one of the most important products of mining activities and their negative impact on the environment may be extensive, even long after closing the deposit. The most important producers of mine waters in the Czech Republic are companies mining brown coal (Czech Coal a. s., Severočeské doly a. s. a Sokolovská uhelná, právní nástupce, a. s.) and black coal (OKD a. s.). Furthermore, mine waters are also generated in connection with mining of uranium ore (deposit Rožná) and a great amount comes from already abandoned ore and coal deposits under the control of the state enterprise DIAMO. Depending on the character of mine waters, treatment is required before their discharge into the surface waters. The paper also describes standard treatment technologies and other options of mine water desalination. In addition, the position of mine waters with regard to legislation is briefly summarized.

PL

Wody kopalniane są ilościowo jednym z najważaniejszych produktów działalności kopalni i ich negatywny wpływ na środowisko może być rozległy, nawet na długo po zamknięciu złoża. Najwięcej wody kopalnianej w Czechach produkuje się w firmach wydobywających węgiel brunatny (Czech Coal a.s., Severočeskédoly a. s. a Sokolovskáuhelná, právnínástupce, a. s.) i węgiel kamienny (OKD a. s.). Ponadto, wody kopalniane tworzą się również przy kopalniach rudy uranu (złoże Rožná) i spora jej ilość pochodzi już z opuszczonego złoża oraz złóż węgla będących pod kontrolą przedsiębiorstwa państwowego DIAMO. W zależności od właściwości wód kopalnianych, wymaga się ich oczyszczenia przed wypuszczeniem do wód powierzchniowych. Praca opisuje również standar-dowe technologie i inne opcje odsalania wody. Dodatkowo, w skrócie podsumowane zostają pozycje wód kopalnianych w relacji do rozporządzeń prawnych.

13

Osadnik wód brudnych Bogdałów jako obiekt ekohydrologiczny

Gilewska M., Otremba K., Spychalski W.

Inżynieria Ekologiczna

|

2015

|

Nr 45

150--155

PL

Osadniki wód kopalnianych to na ogół czasowe budowle hydrotechniczne związane z oczyszczaniem wód dołowych z zawiesiny mineralno-organicznej. Po zakończeniu eksploatacji węgla i odcięciu sztucznego zasilania podlegają, w zależności od uwarunkowań hydrologicznych i hydrotechnicznych, osuszeniu lub wykorzystywane są jako zbiorniki wodne. Osuszone osadniki podlegają najczęściej samoczynnej rekultywacji – renaturyzacji, stając się podobnie jak zbiorniki wodne obiektami ekohydrologicznymi. Z uwagi, że rolą osadników jest oczyszczanie wód brudnych za celowe uznano poznanie właściwości nagromadzonych w nim osadów i ich wpływu na kształtujące się zbiorowiska roślinne. Całą powierzchnię osadnika (16 ha) po dwóch latach od jego zamknięcia objęto badaniami gleboznawczymi i fitosocjologicznymi. Zróżnicowane warunki wilgotnościowe i glebowe powierzchni osadnika sprzyjały inwazji gatunków o różnych wymagania siedliskowych, kształtując nową jakość terenu poprzemysłowego i jego bioróżnorodność. Inwazja roślinności zielnej i drzewiastej wskazuje, że pomimo funkcji jaką pełnił osadnik w infrastrukturze kopalnianej, nagromadzony w nim materiał stanowi korzystne siedlisko dla rozwoju szaty roślinnej. Sądzić należy, że wynika to z dużej domieszki węgla brunatnego.

EN

Sediment traps of dirty waters are, generally speaking, temporary hydrotechnical constructions associated with the purification of mine waters from mineral-organic suspensions. Once coal mining is finished and artificial supplies are cut off, such sediment traps – depending on hydrological and hydrotechnical conditions – undergo drainage or are utilised as water reservoirs. Drained sediment traps most commonly go through a period of self-generated reclamation – renaturalisation and become, similarly to water reservoirs, eco-hydrological objects. Bearing in mind the fact that the role of sediment traps is cleaning dirty waters, it seemed advisable to recognise the properties of sediments accumulated in them and to assess their impact on the arising plant communities. Two years after its closure, the entire area of the sediment trap (16 ha) was subjected to soil science and phytosociological investigation. Differentiated moisture content and soil conditions of the sediment tank surface were favourable for the settlement of various species characterised by differing site requirements which conferred a completely new quality to this post-industrial land and its biodiversity. The invasion of herbaceous and woody plants indicates that despite the function of sediment tank played earlier in the brown coalmine infrastructure, the material which was accumulated in it provided a favourable habitat for the development of plant cover. It may be assumed that it can be attributed to a significant admixture of brown coal.

14

Wpływ wód kopalnianych z odkrywek węgla brunatnego na zmiany różnorodności biologicznej makrofitów

Staniszewski R.

Ekologia i Technika

|

2015

|

R. 23, nr 1

19--24

PL

Wody kopalniane postrzegane są obecnie jako jeden z groźniejszych rodzajów ścieków i ich znaczenie dla środowiska będzie wzrastać. W przypadku prowadzenia działalności odkrywkowej niezbędne jest odwodnienie, które prowadzi do powstania leja depresyjnego oraz zmian jakościowych w wodach odbiorników. Celem prowadzonych badań było określenie zmian wskaźników różnorodności biologicznej pod wpływem zrzutu wód kopalnianych. Badaniami objęto cztery zrzuty, w tym Tomisławice - dwa stanowiska, Bełchatów i Drzewce. W każdym przypadku analizowano trzy stanowiska. Stanowiska górne były zlokalizowane 50 metrów powyżej zrzutu, dolne w odległości 100 m i 1000 m poniżej zrzutu. Dane do obliczenia wskaźników różnorodności biologicznej zbierano na tych samych stanowiskach, na których pobierano próbki wód rzecznych. Dopływ wód kopalnianych z badanych odkrywek węgla brunatnego powodował zazwyczaj nieznaczny spadek wartości wskaźników różnorodności biologicznej, lecz nie były to zmiany istotne statystycznie. Analizy statystyczne wykazały odrębność stanowisk odbierających wody kopalniane o niskiej przezroczystości od pozostałych stanowisk badawczych na Noteci. Stwierdzono istotny wpływ przezroczystości wody oraz stężeń chlorków na wskaźniki różnorodności biologicznej makrofitów.

EN

Mine waters are perceived as a one of the most dangerous waste waters and their role in environment will increase. In case of open-pit mines mine water drainage is necessary and cause cone of depression and water quality changes in surrounding rivers. Aim of studies was evaluation of changes of macrophyte biodiversity in watercourses affected by mine waters pressure. Four discharges from mines were studied, as like Tomisławice - two discharges, Bełchatów and Drzewce. In each location three sites were examined. Upper sites were situated 50 metres above mine waters discharge, lower sites were situated 100 and 1000 metres below discharge. Data for calculation of biodiversity indices were collected in the same places as water samples. In general, impact of mine waters from brown coal mining caused decrease of biodiversity but it was not statistically significant. In Noteć River the statistical analyses showed differences between river sites accepting turbid mine waters and others. Significant impact of water transparency and chlorides on macrophyte biodiversity indices was found.

15

Metody odsalania wód kopalnianych w praktyce przemysłowej - stan obecny technologii i nowe wyzwania

Bobik M., Labus K.

Przegląd Górniczy

|

2014

|

T. 70, nr 4

99--105

PL

W pracy zawarto przegląd stosowanych obecnie na świecie metod odsalania wody z przedstawieniem zalet i wad najważniejszych technologii. Ponadto omówiono zasadność odsalania wód kopalnianych w kontekście ich utylizacji połączonej z odzyskiem surowców chemicznych - na przykładzie instalacji odsalania wód kopalnianych w Polsce oraz w kontekście możliwości ponownego użycia oczyszczonej wody oraz na przykładzie wieloetapowej stacji uzdatniania wód z kopalni miedzi w Chile. Przedstawiono również nowe wyzwanie w dziedzinie odsalania, jakim jest odsalanie płynów zwrotnych powstałych w procesie szczelinowania hydraulicznego skał zbiornikowych dla ropy naftowej i gazu ziemnego. Scharakteryzowano procesy odsalania płynu zwrotnego stosowane na świecie oraz rozważono ewentualne ich zastosowanie w Polsce.

EN

The paper presents a review of contemporary water desalination methods and advantages and disadvantages of their main technologies. The principals of mine water desalination were discussed in the context of their utilization with the mineral recovery (an example of mine water desalination in Poland) and in the context of the possibility of purified water reuse (an example of multistage waste water treatment plant in a Chilean copper mine). The desalination of flowback water from hydraulic fracturing process was presented as a new challenge facing the mining industry. Processes of flowback treatment used in the world were characterized and their possible application in Polish industry was also considered.

16

Zasolenie i agresywność wód kopalnianych z odkrywek węgla

Staniszewski R., Sobczyński T.

Ekologia i Technika

|

2014

|

R. 22, nr 5

256--262

PL

Celem prowadzonych badań było określenie stopnia zasolenia i agresywności wód kopalnianych oraz określenie ich wpływu na wody rzeczne. W artykule przedstawiono wyniki analiz przeprowadzonych w okresie IV-X 2013 r. dla odkrywek Tomisławice i Drzewce. Określono poziom zasolenia posługując się sumą stężeń jonów chlorkowych oraz siarczanów i porównano uzyskane wyniki z danymi dla cieków odbierających te wody. Przeprowadzono również ocenę stopnia agresywności wód kopalnianych dla betonu, na podstawie wskaźników flzyczno-chemicznych oraz prędkości przepływu. Dokonano porównania wielkości analizowanych wskaźników w przekrojach powyżej ł poniżej zrzutu celem stwierdzenia wpływu odkrywek na wody rzeczne. Na podstawie uzyskanych wyników można stwierdzić, że wody kopalniane nie wykazywały większego zasolenia niż wody odbiorników, którymi były Noteć i Kanał Grójecki. Zaobserwowano spadek stężenia siarczanów wód Noteci poniżej zrzutów wód kopalnianych z odkrywki Tomisławice. Nie stwierdzono wpływu zrzutów na podwyższenie stężeń fluorków w ciekach. Pod względem fizyczno-chemicznym wody analizowane wody kopalniane nie wykazały właściwości korozyjnych. Najniższy stopień agresywności lal w każdym z przekrojów wynikał wyłącznie z powodu ruchu wody.

EN

The aims of studies were evaluation of the mine waters salinity and aggressiveness and its impact on river waters. In the paper results of studies carried out in period IV-X of the year 2013 on mine waters from brown coal open-pit mines Tomisławice and Drzewce were presented. Level of salinity was evaluated usłng results of conductivity and sum of chloride and sulphates concentrations and obtained results were compared with data for river under the mine waters pressure. Additionally, the level of mine waters aggressiveness on concrete was estimate using physico-chemical data and water velocity. Obtained results showed, that salinity of mine waters was sini lar to salinity of Noteć River and Grójecki Channel waters. Significantly lower concentrations of sulphates in rive waters below Tomisławice mine discharge was found in case of Noteć River and it was related to the contributiol of mine waters in river discharge and process of sedimentation. The impact of mine waters on increase of fluoride in river waters was not observed. According to physico-chemical parameters the studied mine waters were no corrosive for concrete. The lowest level of aggressiveness (lal) in each site was caused only by water flow.

17

Zastosowanie chromatografii jonowej wspomaganej ekstrakcją do fazy stałej do oznaczania fluorków w wodach o podwyższonej mineralizacji

Kostka B, Cykowska M, Bebek M, Mitko K

Inżynieria Ekologiczna

|

2013

|

Nr 32

115--121

PL

Jedną z najpopularniejszych metod usuwania substancji przeszkadzających w oznaczaniu anionów z wykorzystaniem chromatografii jonowej jest zastosowanie ekstrakcji do fazy stałej (ang. Solid Phase Extraction, SPE). W pracy przedstawiono ocenę możliwości wykorzystania wymieniaczy kationowych z grupami funkcyjnymi w postaci Ag+ i Na+ do oznaczania fluorków w obecności dużych stężeń chlorków w wodach kopalnianych. Rozdzielanie anionów przeprowadzano w układzie gradientowym na kolumnie rozdzielającej IonPac AS19 z wykorzystaniem chromatografu jonowego ICS-2500 (Dionex). Jako fazę ruchomą zastosowano roztwór wodorotlenku potasu. Fluorki po rozdzieleniu oznaczano za pomocą detektora konduktometrycznego z supresją.Badania przeprowadzone dla wód kopalnianych o przewodności elektrycznej właściwej w zakresie (12 700 - 155 000) µS/cm oraz dla syntetycznej solanki o zawartości 38 820 mg/L Cl- i 3 408 mg/L SO4 2- potwierdziły przydatność zastosowanych wymieniaczy kationowych do zminimalizowania wpływu matrycy na wynik oznaczania fluorków.Wartości podstawowych cech ilościowych zastosowanej metody z ekstrakcją do fazy stałej, m.in. granica oznaczalności (0,02 mg/L), precyzja (< 2,5%) i poprawność (odzysk wzorca od 91 do 104%) wskazują na możliwość skutecznej analizy fluorków w wodach o skomplikowanej matrycy charakterystycznej dla zasolonych wód kopalnianych.

EN

Solid phase extraction (SPE) is one of the most popular methods of matrix elimination in determination of anions by ion chromatography. Possibility of using cartridges containing a cation-exchange resin in the Ag+ and Na+ forms for determination of fluoride in the presence of very high concentration of chloride in mine waters was described in this paper. A Dionex ICS-2500 ion chromatograph was used for separation of anions in gradient elution using IonPac AS19 (4x250 mm) separation column along with generated KOH eluent. Fluoride after separation was determined by conductivity detector with suppression. The investigations performed on mine waters (conductivity in the range 12 700 µS/cm–155 000 µS/cm) and synthetic brine (38 820 mg/L Cl- and 3 408 mg/L SO4 2-) confirmed usefulness of cartridges containing a cation-exchange resin for minimizing matrix influence on results of fluoride determination. The ion chromatography method accompanied by solid phase extraction for sample preparation proved to be very useful for determination of fluoride in highly salinated waters (i.e. mine waters) because of low detection limit (0,02 mg/L), good precision (< 2,5 %) and accuracy (recovery 91 % – 104 %).

18

Chlorowce w wodach słonych i solankach odprowadzanych z kopalń węgla kamiennego do zlewni górnej Odry

Pluta I.

Bezpieczeństwo Pracy i Ochrona Środowiska w Górnictwie

|

2013

|

nr 11

3--7

PL

W artykule przedstawiono wyniki kompleksowych badań zawartości chlorowców (Cl, Br, I, F) w wodach słonych i solankach odprowadzanych z kopalń do zlewni górnej Odry. Największe ilości jonu chlorkowego stwierdzono w wodach odprowadzanych z kopalń: „Dębieńsko”, „Knurów-Szczygłowice” ruch Knurów i „Sośnica-Makoszowy” ruch Sośnica, natomiast bromu i jodu w solankach z kopalń: „Budryk”, „Dębieńsko” i „Sośnica-Makoszowy” ruch Sośnica. W wodach tych ponad dwudziestokrotnie przekroczona jest największa dopuszczalna zawartość jonu chlorkowego określona w rozporządzeniu Ministra Środowiska. z dnia 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie należy spełniać przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego Zawartości chlorowców (I, F) kwalifikowałyby te wody do wód leczniczych

EN

The paper presents the results of comprehensive studies in the content of halogens (Cl, Br, I, F) in salt water and brine discharged from mining facilities to the Upper Oder river basin. The highest concentrations of chloride ion were found in the discharge waters from the following mines: "Dębieńsko", "Knurów-Szczygłowice" Knurów Operations, and "Sośnica-Makoszowy" Sośnica Operations; the highest concentration of bromine and iodine were found in brine from the mines: "Budryk", "Dębieńsko", and "Sośnica-Makoszowy" Sośnica Operations. The highest permissible chloride ion concentration in the waters is exceeded by a factor of over twenty, as defined in the Regulation of the Polish Ministry of Environment dated 24 July 2006 concerning the requirements for discharge of sewage to water or soils and concerning substances of extreme aquatic toxicity. The halogen (I, F) concentrations may qualify the water concerned as medicinal water; however, such use will require selective intake and treatment.

19

Obserwacje zmian ekshalacji radonu w rekultywowanym osadniku kopalnianych wód dołowych

Wysocka M., Chałupnik S., Molenda E., Brown J., Sidhu R.

Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa

|

2012

|

nr 1

93-102

PL

W artykule przedstawiono wyniki pomiarów ekshalacji 222Rn z osadów dennych likwidowanego osadnika wód dołowych. Badania prowadzono podczas wszystkich etapów likwidacji, tj. od osuszania, poprzez przykrywanie warstwami uszczelniającymi, aż po działania agrotechniczne i nasadzeniowe. Wyniki badań wykazały, że wykonana rekultywacja osadnika zaowocowała obniżeniem ekshalacji radonu do wartości typowych dla terenów naturalnych. Stwierdzono jednocześnie, iż w przypadkach uszkodzenia lub rozszczelnienia warstw przykrywających osady denne, dojdzie do wzmożonej ekshalacji radonu.

EN

In this paper, results from an investigation concerning the exhalation of the radioactive gas radon 222Rn from bottom deposits in a reclaimed settling pond are presented. The measurements were performed at different stages of reclamation, starting from an initial step when bottom sediments were left to dry, then during the process of covering deposits with isolation layers and soil, and finally when agrotechnical measures were applied. The obtained results have shown that due to reclamation, the radon risk caused by radon exhalation from bottom sediments has been reduced significantly. Levels have decreased to those typical for undisturbed and unpolluted areas. However, on a cautionary note, any damage of the isolation layers may lead to a significant increase of radon emission from confined sediments.

20

Przewidywane zmiany chemizmu wód powierzchniowych po zrzucie wód kopalnianych w warunkach obniżonej temperatury

Klojzy-Karczmarczyk B.

Polityka Energetyczna

|

2012

|

T. 15, z. 4

313-324

PL

W warunkach górniczych zachodzi konieczność odwadniania wyrobisk oraz zrzut wód dołowych do wód powierzchniowych o zróżnicowanej mineralizacji i temperaturze. Najczęstszym postepowaniem jest ich bezpoorednie wprowadzanie do cieków powierzchniowych. Jednak wody dołowe przed zrzutem mog1 zostaa wykorzystane w różnorodnych celach technologicznych, przez co zmieniaja sie ich parametry, a zatem zmienia sie charakter przemian w wodach odbiornika. Zarówno na etapie eksploatacji złoza, jak też na etapie likwidacji kopalni pojawiają sie możliwości wykorzystania wód dołowych jako niskotemperaturowego dolnego źródła dla sprężarkowych pomp ciepła, co prowadzia bedzie do obniżenia ich temperatury, najczęściej w granicach od 3 do 6°C w zależności od wydajności. W pracy przedstawiono wyniki symulacji zmiany chemizmu przykładowych wód powierzchniowych o niskiej, a także o podwyższonej mineralizacji w wyniku zrzutu wód dołowych kopalni rud cynku i ołowiu o temperaturze pierwotnej oraz obniżonej w wyniku potencjalnego wykorzystania przez pompe ciepła. Proces mieszania wód o różnym sk;adzie chemicznym prowadzi niewatpliwie do zmian charakterystyki hydrogeochemicznej roztworów wynikowych. Celem pracy było wykazanie, czy zmiana temperatury wód dołowych spowodowana ich wykorzystaniem do celów energetycznych bedzie miea wp3yw, i w jakim stopniu, na kszta3towanie sie jakooci wód odbiornika. W wyniku przeprowadzonej symulacji z wykorzystaniem obliczen programem PHREEQC stwierdzono, że w wodach o podwyższonej mineralizacji zmniejsza sie udział jonów prostych (wapnia i siarczanów) oraz zwieksza pozostałych form, w porównaniu z wodami o niższej mineralizacji. Przy wprowadzaniu wód kopalnianych o obnizonej temperaturze do wód powierzchniowych, w każdym przypadku obserwować się będzie wzrost udziału jonów prostych w całkowitej zawartości konkretnego składnika. W efekcie zrzutu wód kopalnianych do wód powierzchniowych, w szczególności o niskiej mineralizacji, nastąpi wzrost nasycenia mieszaniny roztworów wzgledem faz siarczanowych oraz faz węglanowych. We wszystkich roztworach wodnych istnieje tendencja do wytrącania związków manganu i glinu. Przy zrzucie schłodzonych wód kopalnianych wskaźniki nasycenia w wodach odbiornika także znacząco ulegają zmianie, ale są nieco bliższe wartościom początkowym, charakterystycznym dla wód o niższej mineralizacji.

EN

In mining, the drainage of pits is necessary as well as the discharge of mine waters into surface waters of varying mineral composition and temperatures. The most common course of action is the direct discharge of mine water into surface watercourses. However, prior to its discharge, mine water can be used for various technological purposes which can change the parameters of both the discharge water and the receiving water. Both at the deposit mining stage and at the stage of mine closure, there are uses of mine water as a lower source for compression heat pumps. This decreases its temperature, usually in the range of 3° to 6°C depending on efficiency. This paper presents the results of simulations of changes in the surface water chemistry of low and increased mineralization as a result of mine water discharge from zinc and lead mines, analyzing initial temperature and decreased temperature due to the potential use of heat pumps. The process of mixing waters of different chemical composition undoubtedly leads to changes in the hydrogeochemical characteristics of the resulting solutions. The aim of the study presented in this paper was to examine whether a change in mine water temperature caused by its utilization for energy purposes has an impact on water quality in the receiving basin, and if so, to what extent. The results of simulations using PHREEQC calculations indicated that waters with high mineralization featured a smaller share of simple ions (calcium and sulphate) and other higher forms when compared to waters with lower mineralization. When introducing mine water with a low temperature into surface waters, in every case there was an increase in the share of simple ions in the total content of a particular component. As a result of the discharge of mine water into surface waters, especially with low mineralization, there was an increase in the saturation of solution mixtures versus sulphate and carbonate phases. In all aqueous solutions, there was a tendency of aluminium and manganese compound precipitation. Upon the discharge of chilled mine water, saturation rates in the water of the receiver also significantly changed, but they were somewhat closer to the initial values characteristic of waters with lower mineralization.