Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Klasyfikacja geologiczno-inżynierska i możliwości surowcowego wykorzystania skał trudnourabialnych ze złoża węgla brunatnego Bełchatów

Hycnar E., Jończyk M. W., Ratajczak T.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2018

|

nr 106

39--52

PL

Trzeciorzędową formację brunatnowęglową w Bełchatowie, obok węgla, budują skały plastyczne, słabo zwięzłe oraz luźne. Ze względu na swoje parametry fizyko-mechaniczne nie stwarzają problemów eksploatacyjnych. Miejscami w ich obrębie pojawiają się odmiany skał o odmiennym charakterze litologicznym i właściwościach fizyko-mechanicznych, powodujących trudności podczas urabiania skał nadkładu. Zalicza się do nich wapienie mezozoiczne, piaskowce i zlepieńce trzeciorzędowe oraz czwartorzędowe żelaziste skały okruchowe. W artykule dokonano charakterystyki litologicznej oraz podano wartości podstawowych parametrów fizyko-mechanicznych tych skał. Są one podstawą klasyfikacji geologiczno-inżynierskiej oraz decydują o ich trudnourabialności. Omówiono również możliwości ich surowcowego wykorzystania.

EN

The Tertiary lignite formations in the Bełchatów deposit, along with coal, are built of plastic, weakly compact and loose rocks. Their physical and mechanical parameters, don’t pose operational problems. However, varieties of a different lithological character and physical-mechanical properties rocks, causing difficulties when mining the overburden rocks, appear within them. These include: Mesozoic limestones, Tertiary sandstones and conglomerates, as well as Quaternary iron feldspar rocks. The article features a lithological characterization as well as values of basic physico-mechanical parameters. They form the basis of the geological engineering classification and decide about their difficult workability. The possibilities of their raw material utilization were also discussed.

2

Ocena przydatności wapieni z rowu Kleszczowa (złoże węgla brunatnego Bełchatów – pole Szczerców) jako potencjalnych sorbentów SO2 stosowanych w energetyce – problemy dokumentowania geologicznego

Hycnar E., Mucha J., Ratajczak T., Wasilewska-Błaszczyk M.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2018

|

nr 472

311--319

PL

Występujące w zboczach rowu Kleszczowa wapienie wieku jurajskiego są jedną z najważniejszych kopalin towarzyszących w złożu węgla brunatnego Bełchatów. W ostatnich latach zaistniała potrzeba rozpoznania ich przydatności jako sorbentów SO2. Podczas ich dokumentowania napotkano wiele trudności. Wapienie charakteryzują się znaczną zmiennością litologiczną, są to skały zarówno odznaczające się wysoką twardością i zwięzłością, jak i słabo zwięzłe czy nawet pylaste. W ich partiach stropowych występują procesy krasowe, a niżej położone są z kolei objęte wtórnymi procesami mineralizacyjnymi, spośród których najsilniej jest zaawansowany proces silifikacji. Widoczne są również efekty innych procesów przeobrażeniowych, takich jak: kompakcja, cementacja, procesy rozpuszczania i rekrystalizacji kalcytu, które przyczyniły się do znacznego urozmaicenia składu mineralnego i chemicznego wapieni, zróżnicowania parametrów fizykochemicznych i fizykomechanicznych określających ich przydatność do gospodarczego wykorzystania jako sorbentów SO2. Inne problemy związane z dokumentowaniem wapieni w złożu Bełchatów są związane z ich mniejszym znaczeniem w porównaniu z kopaliną główną, co powoduje, że ich rozpoznanie jest skromne, cechuje się większym interwałem poziomym otworów wiertniczych, zdecydowanie większymi i silnie zróżnicowanymi długościami próbek pobranych z rdzeni wiertniczych. Na obecnym etapie rozpoznania kopaliny towarzyszącej możliwe jest jedynie wstępne oszacowanie zasobów wapieni jako potencjalnych sorbentów SO2. Doprecyzowanie oszacowań będzie możliwe po skonstruowaniu modelu 3D parametrów kryterialnych oraz opracowaniu scenariusza eksploatacji.

EN

Jurassic limestones of the Kleszczów Graben are among the most important accompanying raw materials in the Bełchatów lignite deposit. In recent years, there has been a need to recognize their suitability as SO2 sorbents for use in the energy industry. The limestones are characterized by high lithological variability. They show both high hardness and compactness, and are weakly concise or even silty. At the top parts, they are subjected to karst processes. The lower parts are affected by secondary mineralization processes, among which the silicification process is most advanced. The effects of other transformation processes, such as compaction, cementation, dissolution and recrystallization of calcite are also visible. These processes contributed to a significant diversification of the mineral and chemical composition of limestone, and differentiation of physico-chemical and physical-mechanical parameters responsible for assessing the suitability for their commercial use as a raw material for the production of SO2 sorbents. Other problems associated with documenting the limestones in the Bełchatów deposit are related to their lesser importance compared to the main mineral. Its degree of exploration is low, characterized by a lower density of exploratory boreholes and significantly longer average lengths of samples collected from drill cores. At the present stage of the accompanying mineral exploration, only a preliminary estimation of limestone resources as potential SO2 sorbents is possible. The precise estimation will be possible after constructing a 3D model of criterion parameters and developing an extraction scenario.

3

Popioły lotne i iły beidellitowe z Bełchatowa jako składniki mieszanin samozestalających się

Hycnar E., Jończyk M. W., Ratajczak T.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 100

37--48

PL

Eksploatacja i przetwórstwo węgla brunatnego w rejonie bełchatowskim związane są z powstawaniem różnorodnych mineralnych surowców odpadowych. Należą do nich zróżnicowane pod względem genezy, składu mineralnego i chemicznego oraz właściwości surowcowych kopaliny towarzyszące, popioły i żużle ze spalania węgla brunatnego oraz desulfogipsy z instalacji mokrego odsiarczania spalin. W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych, których głównym celem było uzyskanie danych związanych z możliwością wykorzystania popiołów lotnych powstających w Elektrowni Bełchatów i wybranych kopalin towarzyszących eksploatowanych w KWB Bełchatów w formie mieszanin samozestalających się. Spośród kopalin towarzyszących, jako najbardziej predysponowane do wykorzystania uznano iły beidellitowe z uwagi na właściwości puzzolanowe i sorpcyjne oraz zdolność pęcznienia. Pomimo przewidywanego korzystnego wpływu minerałów ilastych z grupy smektytu na proces samozestalania, jak i trwałość tego typu mieszanek po zestaleniu, uzyskane wyniki badań fizykomechanicznych (wytrzymałości na ściskanie i rozmakalności w wodzie) były niesatysfakcjonujące. Konieczne okazało się zastosowanie Ca(OH)2 , uzyskanego z kredy jeziornej jako aktywatora procesu samozestalania się. Obecność wapnia umożliwia tworzenie się faz cementowych, które będą w stanie silnie związać składniki ziarnowe szkieletu. Do poprawy parametrów fizykomechanicznych tego typu mieszanek przyczyniłby się również dodatek desufogipsów do składu mieszaniny. Podwyższony udział jonów SO4/2– w mieszaninie podczas zestalania umożliwia wykrystalizowanie faz siarczanowych w przestrzeni porowej, pełniących funkcję mostków pomiędzy składnikami popiołów a minerałami ilastymi. Zastosowanie mieszanin do rekultywacji terenów niekorzystnie przekształconych w wyniku odkrywkowej eksploatacji w rejonie bełchatowskim przyniosłoby wymierne korzyści ekologiczne i ekonomiczne i w znaczącym stopniu rozwiązałoby problem składowania odpadów powstających w wyniku eksploatacji i przetwórstwa węgla brunatnego.

EN

The exploitation and processing of lignite in the Bełchatów region is connected with the formation of various mineral waste materials: varied in origin, mineral and chemical composition and raw material properties of the accompanying minerals, ashes and slags from lignite combustion and reagipsum from wet flue gas desulphurisation installations. This paper presents the results of laboratory tests whose main purpose was to obtain data referring to the potential use of fly ashes generated in the Bełchatów Power Plant and selected accompanying minerals exploited in the Bełchatów Mine in the form of self-solidification mixtures. The beidellite clays were considered as the most predisposed for use from the accompanying minerals , due to pozzolanic and sorption properties and swelling capacity. Despite the expected beneficial effects of clay minerals from the smectite group on the self-settling process as well as the stability of such blends after solidification, the results of physical-mechanical tests (compressive strength and water repellence) were unsatisfactory. It was necessary to use Ca(OH)2 , obtained from the lacustrine chalk as an activator of the self-settling process It was necessary to use lacustrine chalk as an activator of the self-solidification process. The presence of calcium will allow the formation of cement phases which will be able to strongly bond the skeletal grains. Also, the addition of reagipsum to the composition of the mixture would contribute to the improvement of the physico-mechanical parameters. The elevated SO4/2– ion in the mixture during the solidification allows for the crystallization of the sulphate phases in the pore space to form bridges between the ash and clay minerals. The use of mixtures in land reclamation unfavourably transformed by opencast mining in the Bełchatów region would result in measurable ecological and economic benefits and would largely solve the problem of waste disposal from the from the operation and processing of lignite energy.

4

Kopaliny towarzyszące ze złóż węgla brunatnego znaczącym źródłem surowców mineralnych

Ratajczak T., Uberman R.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 100

205--220

PL

W artykule, w syntetycznym ujęciu, scharakteryzowano występujące w polskich złożach węgla brunatnego utwory geologiczne posiadające właściwości surowcowe, czyli kopaliny towarzyszące, podając ich lokalizację, charakterystyki jakościowe, szacunkowe zasoby i możliwości zastosowań. Zwrócono też uwagę na przydatność gospodarczą np. w robotach infrastrukturalnych i dla rekultywacji wielu utworów geologicznych występujących w nadkładzie, kwalifikowanych jako tzw. masy ziemne lub skalne. Wykazano przyczyny niezadawalającego dotychczas stopnia wykorzystania kopalin towarzyszących. Opisano stosowane w kopalniach sposoby eksploatacji i przeróbki kopalin towarzyszących, a także obowiązujące w Polsce podstawy prawne dla wydobywania tych kopalin oraz uwarunkowania ekonomiczno-finansowe. Zaakcentowano potrzebę zabezpieczenia wydobywanych, a nie wykorzystanych kopalin towarzyszących przez budowę złóż antropogenicznych. Działalność ta wymaga przede wszystkim uregulowania statusu prawnego tych złóż oraz opracowania i stosowania systemu ekonomiczno-finansowego, stymulującego gospodarkę tymi kopalinami. W podsumowaniu wypunktowano niezbędne działania dla zwiększenia stopnia wykorzystania kopalin towarzyszących i ich udziału w bilansie surowców mineralnych kraju.

EN

The article characterizes geological formations occurring in the Polish lignite deposits having the characteristics of raw materials, i.e. accompanying minerals, giving their location, quality characteristics, estimated resources and potential applications. Attention has also been paid to the economic suitability, e.g. in infrastructure works and for the reclamation of many geological formations found in the overburden, classified as so-called earth or rock mass. There are also raw materials of sorption properties representing a huge potential source of minerals valuable for the economy and environmental protection. This refers to e.g.: beidellite clays from Bełchatów, Poznań clays from the region of Konin and Adamów, lacustrine chalk from Bełchatów, as well as Mesozoic limestone from the lignite bedding in Bełchatów. The reasons for the unsatisfactory use of accompanying minerals have been given. The authors described the methods used in the mining operation and processing of associated minerals, also applicable in Poland, as the legal basis for the extraction of these minerals and the economic and financial conditions. They stressed the need to protect mined not associated minerals used by the construction of anthropogenic deposits. This activity primarily requires regulating the legal status of these deposits and the development and application of an economic and financial system that stimulates the economy of these minerals. In summary, the necessary actions were taken to increase the use of the accompanying minerals and their contribution to the balance of mineral resources in the country.

5

Kopaliny towarzyszące w złożu węgla brunatnego Legnica

Ratajczak T., Hycnar E.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2017

|

nr 100

193--204

PL

Złoże Legnica należy do jednego z najbardziej perspektywicznych w kontekście przyszłej eksploatacji węgla brunatnego. Jego wydobycie będzie nierozerwalnie związane ze zdejmowaniem skał nadkładu. Kubatura nadkładu w przypadku tego złoża jest wyjątkowo duża, a część tworzących go skał, z uwagi na wykazywane właściwości surowcowe, może być zaliczana do kopalin towarzyszących. Stan rozpoznania surowcowego skał nadkładu w złożu węgla brunatnego Legnica jest niewystarczający. Jak dotąd nie były one obiektem szczegółowych i kompleksowych badań mogących wykazać ich przydatność. W artykule dokonano podsumowania stanu wiedzy na ten temat. Informacje dotyczące właściwości surowcowych tych utworów będą stanowić jedno z zasadniczych kryteriów decydujących o traktowaniu ich jako kopaliny towarzyszące. Do kopalin towarzyszących powinny zostać zaliczone: piaski i żwiry czwartorzędowe oraz gliny zwałowe, a także piaski i iły trzeciorzędowe. Za szczególnie przydatne surowcowo należy uznać iły trzeciorzędowe (poznańskie). Występują one w dwu odmianach kolorystycznych – zielonkawo-niebieskiej i płomienistej. Pierwsze z nich (zielonkawo-niebieskie), ze względu na skład fazowy substancji ilastej, należy zaliczyć do odmian illitowo-kolinitowo-smektytowych, drugie (płomieniste) – do odmian kaolinitowo-illitowo-smektytowych. Stanowią one wartościowy surowiec do produkcji materiałów budowlanych. Z uwagi na charakter asocjacji minerałów ilastych (w szczególności obecność montmorillonitu) stanowią potencjalne sorbenty mineralne. Wykazują również przydatność do budowy przesłon hydroizolacyjnych. Piaski i żwiry czwartorzędowe zalegające w nadkładzie złoże Legnica są zróżnicowane surowcowo. Większość z nich stanowi surowiec przydatny dla przemysłu budowlanego. Gliny zwałowe mogą znaleźć zastosowanie jako składnik mieszanek ceramicznych. Piaski trzeciorzędowe można wykorzystać jako materiał podsadzkowy. Stan rozpoznania surowcowego skał nadkładu w złożu węgla brunatnego Legnica jest niewystarczający. Jak dotąd nie były one obiektem szczegółowych i kompleksowych badań mogących wykazać ich przydatność. Kopaliny towarzyszące zalegające w złożu Legnica, powinny być selektywnie eksploatowane i składowane. Utworzenie złóż antropogenicznych gromadzących te kopaliny, zapewni możliwość ich wykorzystania przez kolejne dziesięciolecia po zakończeniu eksploatacji.

EN

The Legnica deposit is one of the most prospective in the context of future lignite mining. Its extraction will be inseparable from the removal of the rocks of the overburden, the volume of which is very large. Due to the raw material properties, some of the rocks can be classified as accompanying minerals. The raw material identification of overburden sediments in the Legnica lignite deposit is insufficient. So far, they haven’t been the subject of detailed and comprehensive research to prove their usefulness. The article was a summary of the knowledge on this subject. The following should be included in the accompanying minerals: Quaternary sands and gravels, tertiary sands and clays (Poznan clays). They are present in two colour variants in the Legnica deposit - and fiery. The mineral composition of greenish-blue clays allows them to be included in illite-kaolinite- smectite varieties, in turn fiery clays as kaolinite-illite-smectite varieties. The tertiary clays are a very useful raw material for the production of building materials. In addition, they are potential mineral sorbents due to the nature of the association of clay minerals (occurrence of montmorillonite). They also show suitability for building waterproofing barriers. Quaternary gravels and sands, developed in the overburden Legnica deposit are differentiated raw materials. Some of them are raw materials for the construction industry. The glacial tills can be used as a component of ceramic mixtures. Tertiary sands can be used as a proppant material. The information on the raw material properties of these sediments will be one of the essential criteria for their treatment as accompanying minerals. Minerals accompanying those developed in the Legnica deposit should be exploited and deposited selectively. The creation of anthropogenic deposits accumulating these minerals will provide the possibility of their use for decades after the termination of operation.

6

Kinetic separation curves based on process rate considerations

Drzymala J., Ratajczak T., Kowalczuk P. B.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2017

|

Vol. 53, iss. 2

983--995

EN

There are many graphical representations of separation results involving time as a crucial parameter determining the kinetics of a process. The graphical representations of results of separation are usually in the form of 2D plots relating two parameters which one of them is time. Time can also be utilized as a complex parameter such as a process rate. The plots involving time are called kinetic curves. Theoretically, the number of kinetic curves is infinite. The basic process kinetic curves, relating either yield (or recovery) and time can be modified to obtain numerous local and global efficiency curves. The global efficiency kinetic curves provide characteristic constants which do not change with the time and yield of a process. In this paper the local and global efficiency plots were created using experimental data which followed the so-called first order kinetics. It was shown that the integral 1st order kinetic equation provided the kinetic constant k which was numerically identical with the 1st order specific rate v, while their units were different (k, 1/min; v, %/(%·min). The global efficiency parameters plotted versus the maximum yield provided another type of plot, which can be called the limits kinetic curve. The limits kinetic curves are very useful for characterizing, quantification and classification of separation systems. The limits kinetic curves can be normalized providing one universal curve with a characteristic point, for instance, v50 indicating the specific rate (or kinetic) constant at the maximum recovery equal to 50%. The mathematical equation of the normalized limits kinetic curve was given in the paper.

7

The beidellite clays from the Bełchatów lignite deposit as a raw material for constructing waterproofing barriers

Ratajczak T., Hycnar E., Bożęcki P.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2017

|

T. 33, z. 2

53--67

EN

Disposal sites for both industrial and communal waste are hazardous for the natural environment due to the accumulated materials and their chemical, physical and biological transformations. The products of these processes migrating at a significant distance contaminate mainly underground waters, surface waters and soils. The spreading of the pollutants may be prevented by horizons of clay rocks that form natural geological barriers. The clay rocks of properly selected parameters may be used in the environmental engineering for constructing artificial water-sealing layers. The mineral, chemical, physico-chemical and physico-mechanical properties of the beidellite clays occurring within the lignite deposit in Bełchatów were studied to find out whether they meet the criteria of waterproofing engineering contained in the Polish recommendations and instructions. The results indicate that the beidellite clays of Bełchatów are rocks suitable for this kind of environmental engineering and may be used in constructing the barriers preventing the migration of effluents from landfills.

PL

Składowiska odpadów, zarówno przemysłowych jak i komunalnych, z uwagi na charakter zgromadzonych materiałów jak i zachodzące w nich przemiany fizyczne, chemiczne i biologiczne stanowią zagrożenie dla środowiska naturalnego, a przede wszystkim gleb oraz wód gruntowych i powierzchniowych. Produkty tych przemian ulegają rozprzestrzenieniu na znaczne odległości, powodując degradację środowiska naturalnego. Jedną z metod ograniczających te zjawiska są naturalne przesłony hydroizolacyjne. Zbudowane ze skał ilastych mogą pełnić funkcję naturalnych barier geologicznych. W pracy przedstawiono wyniki badań składu mineralnego i chemicznego, uziarnienia a także właściwości fizykochemicznych i fizykomechanicznych iłów beidellitowych ze złoża węgla brunatnego w Bełchatowie. Dokonano tego w celu wykazania ich przydatności do budowy przesłon hydroizolacyjnych. Dla określania tej przydatności stosowano kryteria stanowiące treść „Aprobaty technicznej…” (2002) oraz zaproponowane przez Wysokińskiego (2007). Uzyskane wyniki badań wskazują, że bełchatowskie iły beidellitowe spełniają stawiane wymagania i wykazują przydatność do budowy mineralnych barier hydroizolacyjnych w składowiskach odpadów.

8

Możliwości wykorzystania kredy ze złóż krajowych w technologiach odsiarczania spalin stosowanych w energetyce

Hycnar E., Ratajczak T., Jończyk W. M., Wal M.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 96

71--79

PL

W artykule przedstawiono rezultaty badań mioceńskiej kredy jeziornej ze złoża węgla brunatnego Bełchatów i czwartorzędowej kredy piszącej ze złoża Mielnik nad Bugiem. Charakter mineralogiczno-petrograficzny, wysoka zawartość CaCO3, rozbudowana porowatość i rozwinięta powierzchnia właściwa wskazują, że badane surowce reprezentują materiał o wysokiej aktywności chemicznej. Ocena zdolności sorpcyjnych kredy jeziornej i piszącej względem SO2 dokonana na podstawie wyznaczonych wartości wskaźników sorpcji bezwzględnej i reaktywności wskazuje, że skały te można traktować jako potencjalne sorbenty SO2 do zastosowania w technologii spalania fluidalnego.

EN

The article presents the results of studies of the Miocene lacustrine chalk from the Bełchatów lignite deposit, and quaternary chalkstone from the Mielnik deposit from the Bug River. The mineralogical and petrographic features, high CaCO3 content, developed porosity and specific surface area indicate that the tested rocks represent high chemical activity material. The evaluation of the SO2 sorption capacity of lacustrine chalk and chalkstone conducted on the basis of absolute sorption and reactivity indices shows that these rocks can be considered as potential SO2 sorbents in the fluidized bed combustion technology.

9

Kreda pisząca z Mielnika jako sorbent SO2 dla energetyki

Hycnar E., Ratajczak T., Wal M.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2016

|

nr 95

157--168

PL

Przedstawiono rezultaty badań trzeciorzędowej kredy piszącej eksploatowanej ze złoża Mielnik oraz granulowanej na potrzeby wykorzystania rolniczego, w kontekście określenia jej przydatności jako sorbentu SO2 w technologii spalania fluidalnego. Omówiono wyniki badań mineralogicznych, chemicznych, fizykochemicznych. Wyznaczono wskaźniki reaktywności (RI) i sorpcji bezwzględnej (CI). Dominującym składnikiem mineralnym badanej kredy piszącej – naturalnej i granulowanej jest kalcyt (odpowiednio 92 i 95% obj.). Wysoka zawartość CaCO3, rozwinięta powierzchnia właściwa oraz korzystne wartości wskaźników RI i CI wskazują, że badana kreda reprezentuje surowiec odznaczający się dużą aktywnością chemiczną i może być traktowana jako potencjalny sorbent SO2 do wykorzystania w suchych metodach odsiarczania stosowanych w energetyce, w tym również technologii spalania fluidalnego. Pomimo że wartości RI i CI zarówno w przypadku kredy naturalnej, jak i granulowanej osiągają podobne wartości, to jednak analiza parametrów teksturalnych pozwala twierdzić, że kreda naturalna w warunkach przemysłowych będzie sorbentem charakteryzującym się zdecydowanie wyższą efektywnością odsiarczania.

EN

The article presents the results of tertiary chalkstone research exploited from the Mielnik deposit and granulated needs of agricultural use in the context of the determination of its usefulness as a sorbent for SO2 in fluidized combustion technology. The article discusses the results of mineralogical and chemical studies and the physico-chemical properties. The reactivity indicators (RI) and the sorption content (CI) have been determined. The main mineral component of the tested chalkstone – natural and granulated – is calcite (respectively 92 and 95% vol.). The high contents of CaCO3, developed a specific surface area and the preferred RI and the CI values indicate that the test chalkstone represents a high chemical activity raw material and may be treated as a potential SO2 sorbent for use in dry desulfurization methods used in the power industry including fluidized 158 combustion technology. Although, the values of RI and CI indicators in the case of the natural and granulated chalkstone are similar, the analysis of the textural parameters shows that the natural chalkstone will be sorbent with significantly higher desulfurization efficiency in an industrial conditions.

10

Kryterium mineralogiczne jako element oceny przydatności niektórych polskich surowców ilastych do budowy przesłon hydroizolacyjnych

Ratajczak T., Hycnar E., Bożęcki P.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2016

|

R. 57, nr 4

19--25

PL

Zagadnienia ochrony środowiska związane z koniecznością ograniczenia szkodliwego oddziaływania na środowisko zgromadzonych na składowiskach odpadów są jednym z podstawowych wyzwań cywilizacyjnych XXI wieku. Zjawiska te można ograniczyć za pomocą przesłon hydroizolacyjnych. Wieloletnie doświadczenia związane z budową i funkcjonowaniem składowisk wskazują, że najlepsze efekty uzyskuje się poprzez wykorzystanie do ich budowy skał ilastych. Spośród wielu parametrów decydujących o takich możliwościach wykorzystania skał ilastych najważniejszy jest ich skład mineralny. W artykule dokonano charakterystyki zróżnicowanych litostratygraficznie skał ilastych występujących na terenie Polski w kontekście możliwości ich wykorzystania do budowy przesłon hydroizolacyjnych.

EN

The environmental issues associated with the need to reduce negative environmental impact accumulated in waste landfills are one of the major challenges of the XXI century civilization. These effects can be reduced using waterproofing barriers. Years of experience with the construction and functioning of the barriers show that the best results are achieved by the use of clay rocks for their construction. Out of the many parameters which determine the possibilities of using such clay rocks the most important is their mineral composition. The mineral composition of clay rocks is the most important out of the many parameters which determine such possibility of using. The article presents the characteristics of different lithostratigraphic clay rocks, occurring on Polish territory in the context of their use for the construction of waterproofing barriers.

11

Węglanowe kopaliny towarzyszące a możliwości ich wykorzystania w charakterze sorbentów SO2 (na przykładzie złoża węgla brunatnego Bełchatów)

Hycnar E., Ratajczak T., Jończyk W.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2015

|

nr 90

19--31

PL

W pracy przedstawiono rezultaty badań jurajskich wapieni i mioceńskiej kredy jeziornej - kopalin towarzyszących w złożu węgla brunatnego Bełchatów. Celem badań było wykazanie przydatności badanych kopalin towarzyszących jako sorbentów mineralnych w technologiach odsiarczania stosowanych w przemyśle energetycznym. Realizacja celów badawczych wymagała zastosowania kompleksowej metodyki badawczej obejmującej badania mineralogiczno-petrograficzne, chemiczne, fizykochemiczne (oznaczenie białości, kinetyki rozpuszczania kalcytu, współczynników reaktywności (RI) sorpcji bezwględnej (CI)) oraz fizykomechaniczne (m.in. Indeks pracy Bonda). Dominującym składnikiem mineralnym badanych wapieni jest kalcyt. Zawartość CaCO3 zawiera się w przedziale 91,11-99,15% wag. i wynosi średnio 97,14% wag. Wapienie będą mogły zostać wykorzystane zarówno w mokrych, jak i suchych technologiach odsiarczania gazów, w tym również w paleniskach fluidalnych. Białość kształtuje się na poziomie 72,4. Ponadto badane wapienie charakteryzują się znaczną prędkością rozpuszczania kalcytu. Oznaczone wartości parametrów reaktywności (RI = 2,3 mol Ca/mol S) i sorpcji bezwględnej (CI = 126 gS/1000g sorbentu) spełniają wymagania stawiane sorbentom przemysłowym (RI < 2,5 mol Ca/mol S; CI > 120 gS/1000g sorbentu). Również wyniki badań energochłonności procesu mielenia (Wi od 7,03 do 12,90 kWh/Mg) odpowiadają innym tego typu surowcom dostępnym na rynku krajowym. Kreda jeziorna występuje w złożu Bełchatów w trzech odmianach litologicznych. Dominują odmiany biała i zawęglona; zsylifikowana występuje sporadycznie. Poszczególne odmiany są eksploatowane wspólnie i składowane na złożach antropogenicznych. Głównym składnikiem mineralnym wszystkich odmian kredy jeziornej jest kalcyt. Jednak skład chemiczny wskazuje na możliwość ich wykorzystania w roli sorbentu SO2 tylko w paleniskach fluidalnych. Wartości wskaźników sorpcji bezwzględnej i reaktywności odmiany białej (RI = 1,63 mol Ca/mol S; CI = 185 gS/1000g sorbentu) i zawęglonej (RI = 1,43 mol Ca/mol S; CI = 124 gS/1000g sorbentu) pozwalają ocenić zdolności sorpcyjne kredy jeziornej jako znakomite, znacznie przewyższające parametry dostępnych na rynku krajowym sorbentów przemysłowych. Kreda jeziorna zsylifikowana jest sorbentem niskiej jakości (RI = 7,30 mol Ca/mol S; CI = 15 gS/1000g sorbentu) ale z racji niewielkiego udziału w bilansie zasobów nie ma to znaczenia.

EN

The paper presents the results of research of Jurassic limestone and Miocene lacustrine chalk - the associated minerals in the "Bełchatów" lignite deposit. The aim of the study was to demonstrate the usefulness of the studied associated minerals as mineral sorbents in desulfurization technologies used in the energy industry. The research objectives' realization required the use of complex research methodology including mineralogical and petrographic studies, chemical analysis, physico-chemical (determination of whiteness, calcite dissolution kinetics, indices of reactivity (RI), and absolute sorption (CI)), and physico-mechanical ones (including the Bond work index). Calcite is the predominant mineral component in the limestone. CaC03 content is in the range of 91.11-99.15% by weight, and an average of 97.14% by weight. Limestone could be used both in wet and dry flue gas desulfurization technologies including fluidized bed combustion furnaces. The whiteness is 72.4. In addition, the limestone is characterized by a high rate of dissolution of calcite. The marked values of reactivity (RI = 2.3 mol Ca/mol S) and absolute sorption (CI = 126 gS/1000g of sorbent) meet the requirements of industrial sorbents (RI <2.5 mol Ca / mol S; CI> 120 gS / 1000 g of sorbent). Also, the results of the energy intensity of the grinding process (Wi from 7.03 to 12.90 kWh / Mg) correspond to other raw materials available on the domestic market. The lacustrine chalk occurs in the deposit in three lithological varieties. White and coaled varieties dominate, while silicified varieties occur sporadically. The different varieties are exploited together and stored in anthropogenic deposits. The main mineral ingredient of all varieties of lacustrine chalk is calcite. However, the chemical composition indicates its usefulness as a SO2 sorbent in fluidized bed combustion furnaces only. The values of absolute sorption and reactivity of white (RI = 1.63 mol Ca /mol S; CI = 185 GS / 1000g sorbent) and coaled varieties (RI = 1.43 mol Ca / mol S; CI = 124gGS / 1000g of sorbent) enable one to characterize the sorption capacity of lacustrine chalk as excellent, far exceeding the parameters of industrial sorbents available on the domestic market. The silicified lacustrine chalk is sorbent of low quality (RI = 7.30 mol Ca/mol S; CI = 15 gS / 1000g sorbent), which due to its small share in the balance of resources has no importance.

12

Ekologiczne kryteria oceny jakości węgla brunatnego na przykładzie złoża Bełchatów

Hycnar E., Ratajczak T., Jończyk W., Wagner M.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2015

|

nr 91

81--89

PL

W ostatnich latach narasta problem bezpieczeństwa energetycznego Polski, zapewnienia w najbliższych latach wystarczającej ilości energii, umożliwiającej podtrzymanie wzrostu gospodarczego kraju. W wielu opracowaniach dotyczących perspektyw rozwoju polskiej energetyki pod znakiem zapytania stawia się węgiel, zwłaszcza brunatny, jako paliwo strategiczne. Rozwój krajowej energetyki opartej na kopalnych paliwach stałych, w tym węgiel brunatny będzie możliwy pod warunkiem wdrożenia „technologii czystego węgla". Rozwój tego typu technologii nie jest możliwy bez prowadzenia szczegółowych badań jakości węgla, uwzględnienia obecności zarówno składników mających wpływ na poziom emisji do atmosfery, nie tylko siarki, ale również metali ciężkich, wpływających na proces spalania węgla, jak i na skład chemiczny i właściwości fizykochemiczne popiołów lotnych. Tego typu badania, z uwzględnieniem kryteriów ekologicznych oceny jakości węgla, od kilkunastu lat są prowadzone przez KWB Bełchatów. Opracowano i wdrożono metodykę badań jakości węgla brunatnego na podstawie nowoczesnych metod badawczych. Problematyka badań jakości węgla brunatnego wymaga jednak nowego spojrzenia na skład chemiczny węgla i uwzględnienia w badaniach jakości składników użytecznych chociażby tzw. pierwiastków krytycznych, czyli takich, które rzadko występują w przyrodzie.

EN

In the last years the question of Polish energy security arises, together with ensuring in the coming years enough energy, enabling sustain economic growth of the country. In numerous studies of the prospects for the development of the Polish energy sector, it puts a question of coal, particularly lignite, as a strategic fuel. Development of a national energy sector, based on solid fossil fuels, including lignite, will be possible provided the "clean coal technology" application. The development of this type of technology is not possible without conducting detailed research of coal quality. The study should include components responsible for the toxic emissions to the atmosphere (especially sulfur and heavy metals), and components affecting the combustion process of coal and also responsible for the chemical composition and physical-chemical properties of fly ash. This type of study, taking into account the ecological criteria of the evaluation of coal quality, have been carried on by the Bełchatów lignite mine for several years. The methodology of lignite quality testing, based on modern research methods, was developed and implemented. The issue of lignite quality research requires a "fresh perspective" on the coal chemical composition and taking into account the useful components, even so-called "critical elements", which rarely occur in nature.

13

Wapienie jurajskie w złożu węgla brunatnego Bełchatów - aktualny stan ich rozpoznania jako sorbentów mineralnych

Ratajczak T., Mucha J., Hycnar E., Wasilewska-Błaszczyk M., Jończyk W.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2015

|

R. 56, nr 2

26--33

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań mineralogicznych, chemicznych, fizykochemicznych i fizykomechanicznych wapieni jurajskich pochodzących z podłoża węgla brunatnego w złożu „Bełchatów” (południowy brzeg Rowu Kleszczowa w Polu „Szczerców”). Celem badań było wykazanie przydatności tych kopalin do wytwarzania sorbentów wykorzystywanych w technologiach ograniczania emisji SO2 stosowanych w przemyśle energetycznym. Rezultaty badań dowiodły, że badane wapienie można traktować jako wysokiej klasy sorbenty SO2 wykorzystywane zarówno w mokrych jak i suchych technologiach odsiarczania, w tym także w paleniskach fluidalnych. Dotychczasowy stan rozpoznania wapieni jest wystarczający dla wiarygodnej oceny parametrów odpowiedzialnych za właściwości sorpcyjne w wyznaczonej umownie przestrzeni badań ale niewystarczający dla skonstruowania w pełni poprawnego modelu 3D.

EN

The paper presents the results of mineralogical, chemical, physico-chemical and physico-mechanical properties of the Jurassic limestone from the „Bełchatów” lignite substrate (south shore of Kleszczów Rift Valley in the „Szczerców” opencast). The aim of the research was to prove the usefulness of these rocks to produce the sorbents used in the power industry to reduce emissions of SO2 of the power industry. The research results shown that the limestone may be treated as a high SO2 sorbents used in both wet and dry desulfurization technologies including the fluidised bed. The current state of exploration of limestone is sufficient for a reliable assessment of the parameters responsible for the sorption capacity in the designated research space but not enough to construct the fully correct 3D model.

14

Wapienie mezozoiczne ze Szczercowa (złoże węgla brunatnego Bełchatów) jako sorbenty SO2 stosowane w energetyce

Hycnar E., Ratajczak T., Jończyk W.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2014

|

nr 88

97--108

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mineralogicznych, chemicznych, fizyko-chemicznych i fizyko-mechanicznych wapieni mezozoicznych pochodzących z podłoża węgla brunatnego w złożu „Bełchatów" (południowy brzeg Rowu Kleszczowa w polu Szczerców). Ich celem było wykazanie przydatności tych kopalin do wytwarzania sorbentów służących obniżeniu emisji SO2 z gazów elektrownianych, zarówno w mokrych metodach odsiarczania, jak i w paleniskach fluidalnych. Uzyskane wyniki wykazały, że wapienie te można traktować jako wysokiej klasy sorbenty SO2.

EN

The paper presents the results of mineralogical, chemical, physico-chemical and physico-mechanical examinations of the Mesozoic limestone underlying lignite seam in "Belchatow" deposit (the south edge of the Kleszczów tectonic trench in Szczerców field). The aim of the study was to prove the usefulness of these rocks for the production of sorbents used for the reduction of SO2 emissions in the energy sector. The results showed that the limestone may be treated as a high quality SO2 sorbent.

15

Zeta potential of Polish copper-bearing shale in the absence and presence of flotation frothers

Peng M., Ratajczak T., Drzymała J.

Mining Science

|

2014

|

Vol. 21

57--63

EN

In this paper, zeta potential as a function of pH of copper-bearing shale, which is mined in Poland by KGHM, was investigated. The measurements were conducted in water and aqueous solutions of selected flotation frothers. It was established that for investigated copper-bearing shale, after dispersion in water, the isoelectric point (IEP) occurs at pH=3.5. Addition of frothers decreased the IEP on the pH scale and the IEP for butanol was 1.93, for MIBC 2.90 and for eicosaethylene glycol hexadecyl ether (C16E20) 2.76. In the case of introducing frothers changed, the zeta potential becomes less negative. An empirical equation, having two adjustable parameters, was used in the paper to approximate the course of the zeta potential-pH curve. The equation showed a very good approximation of the zeta potential of the investigated shale either in water or frother aqueous solutions.

16

Results of microbiological research in the polish part of the Muskau Arch - the largest AMD environment in Poland - final report

Bożęcki P., Rzepa G., Ratajczak T.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2014

|

No. 12

17--26

EN

This work presents the results of microbiological investigations carried out in the Polish part of the Muskau Arch. In this abandoned lignite mining area highly acidified Fe-rich waters have been formed as a result of sulphide oxidation. Microbiological tests have shown that all studied groups of microorganisms exhibit both time and spatial variability. The most common group of microorganisms are bacteria Galionella sp.

PL

W rejonie Łuku Mużakowa prowadzona była eksploatacja m.in. węgla brunatnego. Działalność kopalń w tym rejonie trwała do końca lat 70. XX wieku. Po zakończeniu eksploatacji w obniżeniach terenu powstały liczne zbiorniki wodne, tworzące tzw. pojezierze antropogeniczne. W wyniku utleniania siarczków (głównie pirytu) występujące tutaj wody są bogate w żelazo oraz charakteryzują się bardzo niskim pH. W pracy przedstawiono wyniki badań mikrobiologicznych wykonywanych w polskiej części tej struktury geologicznej. Stwierdzono, że wszystkie badane grupy mikroorganizmów wykazują zmienność zarówno czasową (wynikającą z pór roku) jak i przestrzenną (wynikającą z miejsca pobrania próbki do badań). Wykazano, iż najliczniejszą grupą mikroorganizmów są nitkowate bakterie z rodzaju Gallionella. Stosunkowo liczne są ponadto bakterie Acidithiobacillus ferrooxidans. Ponieważ obie te grupy mikroorganizmów do swojego wzrostu potrzebują tych samych związków chemicznych ich populacje konkurują ze sobą – nawet kosztem ograniczenia tempa rozwoju populacji własnego gatunku.

17

Badania jakości węgla według wymagań Unii Europejskiej na przykładzie złoża węgla brunatnego „Bełchatów”

Hycnar E., Ratajczak T., Jończyk W.

Zeszyty Naukowe. Inżynieria Środowiska / Uniwersytet Zielonogórski

|

2013

|

nr 151 (31)

152--160

PL

Energetyczne przetwórstwo węgla związane jest z emisja do atmosfery wielu związków mających negatywny wpływ na środowisko. W celu ograniczenia emisji konieczne jest prowadzenie systematycznych badań jakości węgla. Tego typu analizy, poza oznaczaniem standardowych parmetrów fizykochemicznych węgla powinny objąć również badania zawartości Cd, Pb i Hg, pierwistaków szczególne uciążliwych dla środowiska.

EN

The energy coal processing is associated with the emissions into the atmosphere of many compounds having a negative impact on the environment. In order to reduce the emissions, it is necessary to conducting systematic research of coal quality. The research, in addition to the standard determination of coal physicochemical parameters should be cover also study the contents of Cd, Pb and Hg, the elements particular nuisance to the environment.

18

Możliwości wykorzystania niektórych metod geofizycznych w poszukiwaniach i dokumentowaniu czwartorzędowych nagromadzeń rud żelaza

Gołębiowski T., Ratajczak T., Rzepa G., Sala D.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2013

|

R. 54, nr 2

95--98

PL

W artykule przedstawiono czwartorzędowe nagromadzenia żelaza – rudy darniowe i ochry. Charakteryzują się one skomplikowanym sposobem zalegania, co utrudnia ustalenie granic ich nagromadzeń, powierzchni i zasobów. W celu rozwiązania tych zagadnień określono możliwości wykorzystania metod geofizycznych – magnetycznych i georadarowych, których głównymi zaletami są nieinwazyjność oraz krótki czas uzyskania informacji przestrzennej dla okonturowania nagromadzeń rud żelaza. Było to również możliwe z uwagi na specyficzne cechy mineralno-chemiczne oraz fizykochemiczne tych kopalin, a także znaczne zawartości żelaza w analizowanych próbkach.

EN

The paper presents Quaternary bog iron ores and ochre deposits. They are characterized by a complicated layers position, which makes it difficult to determine the boundary of accumulation, surface and resources. Solving these problems was possible using of selected geophysical methods - magnetic and GPR measurements. The main advantage of these techniques is non-invasive methods and short time needed for gathering of spatial information for outlining accumulations of iron ores. It was also possible due to the specific mineralogical, chemical and physicochemical properties of these deposits and large iron content in the analyzed samples.

19

Kopaliny towarzyszące i mineralne surowce odpadowe ze złóż kopalin węglanowych jako potencjalna baza surowców do produkcji sorbentów SO2

Hycnar E., Wisła-Walsh E., Ratajczak T.

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2012

|

nr 83

37-49

PL

W pracy przedstawiono ocenę właściwości sorpcyjnych kopalin towarzyszących, będących wapieniami i odpadów mineralnych, pochodzących z przeróbki wapieni, dolomitu i magnezytu. Wykazano, że wwarunkach krajowych za potencjalne surowce do produkcji sorbentów wapniowych można uważać kopaliny towarzyszące i mineralne surowce odpadowe powstające na etapie eksploatacji i przeróbki kopalin, w tym również te zgromadzone na hałdach. Wykazano, że nie istnieje prosta zależność pomiędzy wielkością sorpcji a zawartością CaCO3 w sorbencie czy jego powierzchnią właściwą. Ustalono, że właściwości sorpcyjne są determinowane przede wszystkim przez zdolność do odpowiednio szybkiej kalcynacji wraz z wytworzeniem grupy porów rzędu 0,1-2,0 mikro/m.

EN

This paper presents an evaluation of the sorption properties of limestones being accompanying mineral in porphyry deposit and mineral wastes resulting from the processing of limestone, dolomite, and magnesite. It shows that raw materials for calcium sorbents' production may be found in accompanying minerals and mineral wastes generated during exploitation and/or mineral processing, including those collected in dumps. It was demonstrated that there is no simple relationship between the sorption capacity of the sorbent and both CaCO3 content and the surface area of such raw materials. It was established that the sorption properties are mainly determined by the sorbent's rapid calcination ability with the creation of pore groups in the range of 0.1-2.0 micro/m.

20

Złoże porfiru w Zalasie - problem kopalin towarzyszących nadal aktualny?

Hycnar E., Ratajczak T., Nieć M.

Górnictwo Odkrywkowe

|

2012

|

R. 53, nr 1-2

9-14

PL

Skały nadkładu porfirów w Zalasie są urozmaicone litologicznie. Stanowią je zróżnicowane petrograficznie utwory węglanowe (wapienie i margle), piaskowce, piaski, lessy. Niektóre z tych odmian od momentu udokumentowania złoża stanowiły przedmiot zainteresowania surowcowego. Próbowano je wykorzystywać jako kopaliny użyteczne mogące mieć zastosowanie w przemyśle cementowym, rolnictwie czy do wytwarzania kruszyw. W efekcie tego uzyskały miano kopalin towarzyszących. Jednak brak zainteresowania ze strony potencjalnych użytkowników spowodował, że w 2000 roku status ten utraciły. Do problematyki tej ponownie powrócono. Przeprowadzono badania zmierzające do wykazania możliwości ich wykorzystania w charakterze sorbentów służących oczyszczaniu gazów poelektrownianych z połączeń SO2 w technologiach fluidalnego spalania węgla. Dały one pozytywny rezultat. Okazało się, że jurajskie wapienie z Zalasu nadają się do wytwarzania mączki wapiennej.

EN

The cover of porphyry "Zalas" deposits contains diverse rocks: limestones and marls, sands, loesses. of these rocks been the subject of interest the Zalas deposit was documented. Since the cover rocks were applied in the cement industry agriculture and the production of aggregates they were called associated minerals. In 2000 due lack to of demand they were not used in the industries. At the present time the interest in this material has returned. The limestones from the cover of the deposit have been studied to determine their sorption properties and possible application as sorbents for the pu-rification of power plant gases with SO2 in fluid coal combustion technology. These studies have been a success, i.e the Jurassic limestones the "Zalas" deposit can be the production of flour.