Pierwiastki promieniotwórcze w węglu oraz w produktach odpadowych powstających podczas jego spalania

• Autorzy: Olkuski T. , Stala-Szlugaj K.

Warianty tytułu

EN

Radioactive elements in coal and waste products generated during coal combustion

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Węgiel, będący podstawowym surowcem energetycznym Polski, przez kilkadziesiąt lat postrzegany był jako bogactwo narodowe. Jego wydobycie, wzrastające z roku na rok, począwszy od końca II wojny światowej aż do przełomu lat siedemdziesiątych i osiemdziesiątych ubiegłego wieku, było powodem do dumy wszystkich bez wyjątku rządów. Wzrastało wydobycie, zużycie oraz eksport. Obecnie sytuacja zmieniła się diametralnie. Węgiel postrzegany jest jako "brudna energia" w związku z czym nasilają się protesty ekologów mające na celu wyeliminowanie węgla jako surowca energetycznego i zastąpienie go innymi źródłami energii takimi jak chociażby energetyka wiatrowa, słoneczna, czy też energia geotermiczna. Powodem takiej postawy nie jest sam proces wydobycia powodujący pewne szkodliwe skutki nazywane potocznie szkodami górniczymi, lecz proces spalania. Właśnie podczas spalania węgla dochodzi do emisji do atmosfery pyłów i gazów zawierających takie szkodliwe substancje jak tlenki siarki, tlenki azotu, pary rtęci, chlor, fluor oraz metale ciężkie. Poza tlenkami azotu, powstającymi głównie z powietrza atmosferycznego, inne substancje znajdują się w węglu i podczas jego spalania przechodzą do gazów spalinowych bądź też do popiołu i żużla.

EN

All of the pollutants contained in coal serve to lower its use value. Speaking of pollutants, sulfur and ash content is what comes to mind most often. These pollutants, however, are widely known and the appropriate methods to counteract their damaging effects have already been developed. Conversely, much less has been said about the following pollutants: mercury, chlorine, fluorine, or the radioactive elements described in the following article. Their share in the total mass of coal is small, however, during the combustion process these elements end up in waste products that can pose a danger to living organisms.The purpose of the following article is to show what kinds of radioactive elements can be found in coal, the factors conditioning their presence, as well as the distribution of such elements in the rocks that typically accompany coal deposits. The article also presents the issue of radioactive elements in solid coal combustion waste, as well as the possibility of utilizing such waste products to produce construction materials.Based on the executed analysis it has been proved that increase of the content of macerals from vitrinite group results in the consequent increase of radioactive topes concentration within coarse and middle-grained materials. Relation between natural radioactivity of coals and chemical composition of the mineral substance has also been observed. Increase of SiO2 content in ash resulted with increase of the content of individual radionuclides in coal. Content of radioactive isotopes is also increased in result of the increase of Al2O3 content in ash. The reverse relation has been observed for Fe2O3, CaO and MgO. Increase of the content of the mentioned components in ash results in decrease of the content of radioactive isotopes in coal. Similar tendencies have been observed for all tested coals. The tendencies were particularly evident in case of coarse and middle-grained materials. Content of radionuclides depends on the coal type. The maximal contents of individual isotopes are considerably higher than was observed in coarse and middle-grained materials. It is probably related with higher content of ash in fine coals. Content of trace elements within volatile ashes obtained from combustion of hard coals with desulfurization of the combustion gases in distinctly lower than in case of ashes obtained in result of hard coal combustion without desulfurization.

Słowa kluczowe

PL

produkt odpadowy; węgiel; pierwiastki promieniotwórcze

EN

coal; waste products; radioactive elements

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2009
• Tom: Tom 11
• Strony: 913--922
• Opis fizyczny: bibliogr. 9 poz.

Twórcy

autor

Olkuski T.

autor

Stala-Szlugaj K.

• Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków

Bibliografia

• 1. Aleksa H., Dyduch F., Wierzchowski K.: Chlor i rtęć w węglu i możliwości ichobniżenia metodami przeróbki mechanicznej. Kwartalnik AGH Górnictwo i Geoinżynieria,Kraków rok 31, z. 3/1: 35-48, 2007.
• 2. Kabata-Pendias A., Pendias H.: Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN.Warszawa, 1999.
• 3. Michalik B.: Naturalna promieniotwórczość w węglu kamiennym i stałych produktachjego spalania. Karbo nr 1: 2-12, 2006.
• 4. Niewęgłowska-Mazurkiewicz A.: Ziemskie promieniowanie naturalne (promieniowanieskorupy ziemskiej, odpadów kopalnianych, materiałów budowlanych –intensywność, zawartość w różnych materiałach, szkodliwość).(http://www.if.pw.edu.pl) http://www.if.pw.edu.pl/~pluta/pl/dyd/mfj/zal03/nieweglowska/PRACAFJ(wstep,historia,definicje).htm.
• 5. Polański A.: Geochemia i surowce mineralne. Wydawnictwa Geologiczne, Warszawa:1-443, 1988.
• 6. Radioactive Elements In Coal and Fly Ash: Abundance, Forms, and EnvironmentalSignificance. USGS Science for Changing World. Central Region Energy ResourcesTeam. Fact Sheet FS-163-97. October, 1997 (http://greenwood.cr.usgs.gov).
• 7. Ratajczak T., Gaweł A., Górniak K., Muszyński M., Szydłak T., WyszomirskiP.: Charakterystyka popiołów lotnych ze spalania niektórych węgli kamiennychi brunatnych. [W]: Masy popiołowo-mineralne i ich wykorzystanie w górnictwiewęglowym. PTMin Prace Specjalne, z. 13: 9-34, 1999.
• 8. Róg L.: Promieniotwórczość naturalna węgli kamiennych i frakcji gęstościowychwęgla o zróżnicowanej budowie petrograficznej i chemicznej. Prace NaukoweGIG. Górnictwo i Środowisko. Kwartalnik Rok 2005. Nr 3:81-101, 2005.
• 9. Srogi K.: Pierwiastki śladowe w węglu. Wiadomości Górnicze 2/2007: 87-96, 2007.