Determination of rare earth elements in power plant wastes

• Autorzy: Baron Rafał

Identyfikatory

DOI

10.32056/KOMAG2020.4.3

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The results of laboratory analyzes determining the share of rare earth elements (REE) in power plant wastes (fly ashes and furnace slag) are presented. The waste material was acquired from power plants located in the Upper Silesian Industrial District. Ashes and slags were analysed in the laboratory using the inductively coupled plasma mass spectrometry method (ICP-MS), aimed at determining the quantitative share of REE in power plant wastes. The results of measurement of rare earth elements content in fly ashes and furnace slags were compared with the literature data, showing some discrepancies in the intensity of valuable elements. On the basis of laboratory analyzes, the economic justification for recovering the valuable elements from the selected material was formulated.

PL

Artykuł zawiera wyniki analiz laboratoryjnych, określających udział pierwiastków ziem rzadkich (REE) w odpadach energetycznych (popioły lotne i żużle paleniskowe). Materiał odpadowy pozyskany został z elektrowni znajdujących się na terenie Górnośląskiego Okręgu Przemysłowego. Analizy laboratoryjne popiołów oraz żużli przeprowadzono metodą spektrometrii mas z jonizacją w plazmie indukcyjnie sprzężonej(ICP-MS), mające na celu określenie ilościowego udziału REE w odpadach energetycznych. Wyniki pomiarów zawartości pierwiastków ziem rzadkich w popiołach lotnych i żużlach paleniskowych porównano z danymi literaturowymi, wykazując pewne rozbieżności w intensywności ich występowania. Na podstawie analiz laboratoryjnych sformułowano ekonomiczne uzasadnienie odzyskiwania cennych pierwiastków z wybranego materiału.

Słowa kluczowe

EN

rare earth elements (REE); power industry; power plant wastes; fly ashes, furnace slags

PL

pierwiastki ziem rzadkich (REE); energetyka; odpady energetyczne; popioły lotne; żużle paleniskowe

• Wydawca: Instytut Techniki Górniczej KOMAG
• Czasopismo: Mining Machines
• Rocznik: 2020
• Tom: no. 4
• Strony: 24--30
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., tab., zdj.

Twórcy

autor

Baron Rafał

• KOMAG Institute of Mining Technology, Pszczyńska 37, 44-100 Gliwice, Poland

Bibliografia

• [1] Całus-Moszko J., Białecka B.: Analiza możliwości pozyskania pierwiastków ziem rzadkich z węgla kamiennego i popiołów lotnych z elektrowni. Gospodarka Surowcami Mineralnymi –Tom 29, z.1. Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków, 2013.
• [2] Całus-Moszko J., Białecka B.: Potencjał i zasoby metali ziem rzadkich w świecie oraz w Polsce. Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko –Kwartalnik, Tom 4, s. 61-72. Główny Instytut Górnictwa, Katowice, 2012.
• [3] Jaireth, S., Hoatson, D. M., & Miezitis, Y.: Geological setting and resources of the major rare-earth-element deposits in Australia. Ore Geology Reviews, 2014. No 62, 72–128.
• [4] Balaram V.: Rare earth elements: A review of applications, occurrence, exploration, analysis, recycling, and environmental impact, Geoscience Frontiers, Volume 10, Issue 4, pp. 1285-1303, 2019.
• [5] Case M., Fox R., Baek D.,Chien W.: Extraction of Rare Earth Elements from Chloride Media with Tetrabutyl Diglycolamide in 1-Octanol Modified Carbon Dioxide, Metals 2019No 9 (4), 429.
• [6] Charalampides G., Vatalis K. I., Apostoplos B., Ploutarch-Nikolas B.: Rare Earth Elements: Industrial Applications and Economic Dependency of Europe. Procedia Economics and Finance. 2015 No 24, pp. 126 –135.
• [7] Kathryn M. Goodenough K. M.,Wall F., Merriman D.: The Rare Earth Elements: Demand, Global Resources,and Challenges for Resourcing Future Generations, Natural Resources Research.2018.volume 27, pp. 201–216,
• [8] Mariano, A. N., & Mariano, A.:Rare earth mining and exploration in North America, Elements, 2012. No 8(5), 369–376.
• [9] Jarosiński A.: Możliwości pozyskania metali ziem rzadkich w Polsce, Zeszyty Naukowe –Tom 92, s. 75-88. Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków, 2016.
• [10] Klich M., Kozłowski J.: Odnawialne źródła energii i gospodarka odpadami oraz ochrona i gospodarowanie zasobami przyrody –wybrane problemy w Polsce s. 23-31, Wydawnictwo Państwowej Wyższej Szkoły Zawodowej w Tarnowie, Tarnów, 2016.
• [11] Lai Q. T., Thriveni T., Chilakala R., Hong Ha Thi Vu, Ji W. A., Jeongyun, Leaching K:Characteristics of Low Concentration Rare Earth Elements in Korean (Samcheok) CFBC Bottom Ash Samples, Sustainability 2019. No 11(9).
• [12] Kanazawa Y., Kamitani M.: Rare Earth Minerals and Resources in the World. Journal of Alloys and Compounds.2006. 408-412(19), pp. 1339-1343.
• [13] Hordyńska M.: Popioły elektrowniane w procesach stabilizacji odpadów niebezpiecznych. Praca doktorska. Wydz. Inżynieria Materiałowa i Metalurgii, Politechnika Śląska, Katowice, 2003.
• [14] Paulo A.: Pierwiastki ziem rzadkich pod koniec XX wieku, Przegląd Geologiczny Tom 47, s. 34-41. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa, 1999.
• [15] Ministerstwo Energii: „Polityka Energetyczna Polski do 2040r”, Warszawa, 2019.
• [16] Smarzewski P., Barnat-Hunek D.: Mechaniczne i mikrostrukturalne właściwości betonu wysokowartościowego z dodatkiem żużla paleniskowego, Izolacje2015 nr. 10.
• [17] https://elopole.pgegiek.pl/Technika-i-technologia/Zasada-dzialania-elektrowni[accessed: 30.10.2020]
• [18] Zapotoczna-Sytek G., Łaskawiec K. i inni.: Popioły nowej generacji do produkcji autoklawizowanego betonu komórkowego”, Monografia, Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa, 2013.
• [19] Baron R.: Określenie zasobności oraz analiza możliwość odzysku pierwiastków ziem rzadkich z popiołów węgla kamiennego oraz odpadów elektrownianych, ITG KOMAG, Gliwice, 2019.(unpublished).
• [20] Żukowski W.: Recenzja rozprawy doktorskiej pt. „Ocena możliwości otrzymywania koncentratów metali ziem rzadkich z odpadów energetycznych”, Kraków, 2018

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).