Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

The high temperature ashes (HTA ) from bituminous coal combustion as a potential resource of rare earth elements

Adamczyk Z., Komorek J., Lewandowska M.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2018

|

T. 34, z. 3

135--150

EN

Potential sources of rare earth elements are sought after in the world by many researchers. Coal ash obtained at high temperatures (HTA ) is considered among these sources. The aim of the study was an evaluation of the suitability of the high temperature ash (HTA ) formed during the combustion of bituminous coal from the Ruda beds of the Pniówek coal mine as an potential resource of REY. The 13 samples of HTA obtained from the combustion of metabituminous (B) coal were analyzed. The analyses showed that the examined HTA samples varied in their chemical composition. In accordance with the chemical classification of HTA , the analyzed ash samples were classified as belonging to the following types: sialic, sialocalcic, sialoferricalcic, calsialic, fericalsialic, ferisialic. The research has shown that the rare earth elements content (REY) in examined HTA samples are characterized by high variability. The average REY content in the analyzed ashes was 2.5 times higher than the world average (404 ppm). Among rare earth elements, the light elements (LREY) were the most abundant. Heavy elements (HREY) had the lowest share. A comparison of the content of the individual rare earth elements in HTA samples and in UCC showed that it was almost 20 times higher than in UCC. The distribution patterns of REY plotted for all samples within their entire range were positioned above the reference level and these curves were of the M-H or M-L type. The data presented indicate, that the analyzed ash samples should be regarded as promising REY raw materials. Considering the fact that in 7 out of 13 analyzed ash samples the REY content was higher than 800 ppm, REY recovery from these ashes may prove to be economic.

PL

Potencjalne źródła pierwiastków ziem rzadkich są poszukiwane w świecie przez wielu badaczy. Wśród tych źródeł rozpatrywany jest popiół z węgla uzyskiwany w wysokich temperaturach (HTA). Celem artykułu była ocena wysokotemperaturowych popiołów (HTA) pochodzących ze spalania węgla kamiennego warstw rudzkich z KWK Pniówek, pod kątem ich wykorzystania jako alternatywnego źródła REY. Badaniom poddano 13 próbek popiołów HTA uzyskanych ze spalenia węgla o średnim stopniu uwęglenia B. Zgodnie z klasyfikacją chemiczną popiołów HTA , badane próbki popiołów zaklasyfikowano do następujących typów: krzemianowo-glinowych, krzemianowo-glinowo-wapniowych, krzemianowoglinowo-żelazowo-wapniowych, wapniowo-krzemianowo-glinowych, żelazowo-wapniowokrzemianowo-glinowych, żelazowo-krzemianowo-glinowych. Badania wykazały, że zawartość pierwiastków ziem rzadkich REY w badanych próbkach popiołów HTA charakteryzuje się dużą zmiennością. Średni udział REY w analizowanych popiołach jest 2,5 razy większy od średniej dla złóż światowych (404 ppm). Wśród pierwiastków ziem rzadkich największy udział mają pierwiastki lekkie LREY. Najmniejszym udziałem charakteryzują się pierwiastki ciężkie HREY. Porównanie zawartości poszczególnych pierwiastków ziem rzadkich w próbkach popiołów HTA i w UCC wykazało, że jest ona prawie do 20 razy większa niż w UCC. Krzywe normalizacyjne wyznaczone dla wszystkich próbek w całym swoim zakresie znajdują się powyżej poziomu odniesienia i są to krzywe typu M-H lub typu M-L. Przedstawione dane wskazują, że analizowane próbki popiołów należy uznać za obiecujące surowce REY. Uwzględniając fakt, że w 7 z 13 analizowanych próbek popiołu zawartość REY jest wyższa niż 800 ppm, odzysk REY z tych popiołów może okazać się ekonomiczny.

2

The effects of mineralogical changes that occur in artificial aggregates

Adamczyk Z., Grygierek M., Łupieżowiec M., Nowak J., Strzałkowska E.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2018

|

T. 34, z. 2

37--54

EN

This article presents the results of the study of changes in mineral and chemical composition of artificial aggregates consisting of coal shale (a hard coal mining waste) and fluidized ashes. Such an aggregate was used for road construction. After completion of the construction works but before making the road available for public use, significant deformation of the surface in the form of irregular buckling of the asphalt layer occurred. It was excluded that this resulted from mining damage, design errors or performance mistakes, among others. A study of the materials that had been incorporated in the construction layers was undertaken in order to find the component and the mechanism responsible for the buckling of the road surface. A comparison of the mineral and chemical composition of aggregate samples collected from the embankment where the road buckled with the reference sample and samples from places without deformations showed that the bumps in the road embankment consisted of minerals that were not initially present in the aggregate. Wastes produced as a result of high temperatures (slag and power plants ashes, metallurgical wastes) are not as stable in terms of chemical and phase composition in the hypergenic environment. As a result of the processes occurring in the road embankment, anhydrite, which is the primary component of fluidized ashes, was transformed into gypsum and ettringite. As a result of contact with water CaO (present in fluidized ashes) easily changed into calcium hydroxide. As the crystallization of these minerals is expansive, it resulted in the filling of pores and, in extreme cases, in a substantial increase in the volume of the aggregate and, consequently, in the deformation of the road surface.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań nad przeobrażeniami składu mineralnego i chemicznego, które zaszły w kruszywie sztucznym skomponowanym na bazie łupku węglowego (odpad pochodzący z górnictwa węgla kamiennego) i popiołów fluidalnych. Kruszywo to użyte zostało do budowy drogi. Po zakończeniu budowy, a jeszcze przed oddaniem jej do użytku stwierdzono znaczne deformacje nawierzchni w formie nieregularnych wybrzuszeń i wypiętrzeń warstwy asfaltowej. Jako przyczyny wykluczono między innymi szkody górnicze, błędy projektowe czy błędy wykonawcze. Podjęto więc badania wbudowanych w warstwy konstrukcyjne materiałów w celu wskazania składnika i mechanizmu odpowiedzialnego za wypiętrzanie nawierzchni drogi. Porównanie składu mineralnego i chemicznego próbek kruszywa pobranych z nasypu drogowego w miejscach deformacji z próbką referencyjną i próbkami z miejsc, gdzie deformacji nie stwierdzono wykazało, że w nasypie drogowym w miejscu „wybrzuszeń” występują minerały, których pierwotnie nie było w kruszywie. Odpady powstałe w wyniku oddziaływania wysokich temperatur (żużle i popioły elektrowniane, odpady hutnicze itp.) w środowisku hipergenicznym nie są stabilne tak pod względem składu chemicznego, jak i fazowego. Na skutek procesów zachodzących w nasypie drogowym anhydryt będący pierwotnym składnikiem popiołów fluidalnych uległ przeobrażeniu w gips oraz ettringit. W wyniku kontaktu z wodą CaO (obecny w popiołach fluidalnych) łatwo uległ przemianie w wodorotlenek wapnia. Krystalizacja tych minerałów jest ekspansywna, co doprowadziło do zapełnienia przestrzeni porowych, a w skrajnych przypadkach znacznego wzrostu objętości kruszywa i w konsekwencji do deformacji nawierzchni drogi.

3

Ashes from bituminous coal burning in fluidized bed boilers as a potential source of rare earth elements

Adamczyk Z., Komorek J., Lewandowska M., Nowak J., Białecka B., Całusz-Moszko J., Klupa A.

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2018

|

T. 34, z. 2

21--36

EN

Rare earth elements are characterized by the high risk of their shortage resulting from limited resources. From this reason REE constitute a group of elements of special importance for the European Union. The aim of this study was to evaluate ashes from the burning of coal in fluidized bed boilers as an potential source of REY . Twelve samples of fly ash and bottom ash taken from power plants in Poland were analyzed. Tests have shown that despite some differences in chemical composition, the fly ash and bottom ash from fluidized beds could be classified as the calsialic, low acid type. It was found that fly ashes contained more REY than bottom ashes. Among REY , the light elements (LREY ) had the highest share in the total REY content in both fly ashes and bottom ashes. Heavy elements (HREY ) had the lowest content. The normalized curves plotted for fly ash samples within almost all of their entire range were positioned above the reference level and these curves were of the L-M or H-M type. The content of the individual REY in these samples was even twice as high as in UCC. The normalized curves plotted for bottom ash samples were classified as of L, L-M or H type. They were positioned on the reference level or above it. The content of the individual REY in these samples was the same or up to about 4 times lower than in UCC. It was found that the content of critical elements and of excessive elements in fly ash and bottom ash differs, which has an effect on the value of the outlook coefficient Coutl, and which is always higher in the case of fly ash than in the case of bottom ash. Nevertheless, the computed values of the outlook coefficient Coutl allow both fly ash and bottom ash from fluidized beds to be regarded as promising REY raw materials.

PL

Pierwiastki ziem rzadkich charakteryzują się wysokim ryzykiem niedoboru, wynikającym z ograniczonej ilości źródeł ich pozyskiwania. Z tego powodu stanowią grupę pierwiastków o specjalnym znaczeniu w Unii Europejskiej. Celem pracy była ocena popiołów ze spalania węgla kamiennego w kotłach fluidalnych, pod kątem ich wykorzystania, jako potencjalnego źródła REY. Badaniom poddano 12 próbek popiołów lotnych i dennych fluidalnych pobranych z elektrowni w Polsce. Badania wykazały, że mimo różnic w składzie chemicznym badane popioły lotne i denne fluidalne zostały zaklasyfikowane do typu calsialic – słabo kwaśnych. Stwierdzono, że popioły lotne charakteryzują się większą zawartością REY niż denne. Zarówno w popiołach lotnych, jak i dennych największy udział wśród REY mają pierwiastki lekkie LREY. Natomiast najmniejszym udziałem charakteryzują się pierwiastki ciężkie HREY. Krzywe normalizacyjne wyznaczone dla próbek popiołów lotnych w prawie całym swoim zakresie znajdują się powyżej poziomu odniesienia, są to krzywe typu L-M lub H-M. Zawartości poszczególnych REY w tych próbkach są nawet dwukrotnie większe niż w UCC. Krzywe normalizacyjne wyznaczone dla próbek popiołów dennych zaliczono do typów L, L-M i H. Znajdują się one, na lub poniżej poziomu odniesienia. Zawartość poszczególnych REY w tych próbkach jest taka sama lub do około 4 razy mniejsza niż w UCC. Stwierdzono, że udział pierwiastków krytycznych i nadmiarowych w popiołach lotnych i dennych różni się, co ma wpływ na wartość współczynnika perspektywicznego Coutl, który dla popiołów lotnych przyjmuje zawsze wyższe wartości niż dla dennych. Pomimo to, uzyskane wartości współczynnika perspektywicznego Coutl pozwalają zaliczyć, zarówno analizowane popioły lotne jak i denne fluidalne do surowców perspektywicznych REY.

4

Construction of a numerical groundwater flow model in areas of intense mine drainage, as exemplified by the Olkusz Zinc and Lead Ore Mining Area in southwest Poland

Juśko K., Motyka J., d’Obyrn K., Adamczyk Z.

Geologos

|

2018

|

Vol. 24, No. 3

237--244

EN

Areas of intense mine drainage that are subjected to numerical modelling require the construction of a complex model structure that will properly reflect actual conditions. This paper presents the process and results of constructing such a structure for the Olkusz Zinc and Lead Ore Mining Area, an area situated in a cone of depression the extent of which reaches 500 km2. This size range calls for a selection of appropriate external boundaries, properly separated from these of the mine drainage area. The complex geological structure of the Olkusz area, associated with considerable variation in the thickness of rock formations, discontinuities of rock levels and occurrence of numerous faults, must be schematised so that calculation layers can be identified. The faults in the study area have to be reflected in the regional model structure, although only those faults that actually affect groundwater flows should be selected. The model structure needs to include detailed recognition and reflection of hydraulic contacts between aquifer levels, together with a selection of hydrogeological parameters that are different for particular formations. Only a complex structure built in such a manner may be the foundation of further model studies.

5

The impact of a Neogene basalt intrusion on the optical properties and internal structure of the dispersed organic matter in Carboniferous strata (SW-part USCB)

Adamczyk Z., Kokowska-Pawłowska M., Komorek J., Klupa A., Lewandowska M., Nowak J.

Acta Geologica Polonica

|

2018

|

Vol. 68, no. 2

249--262

EN

The S-7 borehole log from the Sumina area (USCB Poland) revealed the presence of three basaltic veins originating from a basalt dyke. Coal interlayers in the rocks surrounding the basaltic veins have been coked to form natural coke. Photometric measurements revealed that the optical properties of the studied natural coke samples are characteristic of semi-graphite (Rmax > 9%). The natural coke matrix of all of the analyzed samples has a biaxial negative optical character. Vitrinite in the examined natural coke samples is characterized by a lower optical anisotropy than that of the natural matrix and it has a biaxial positive optical character. Vitrinite in almost all samples taken at locations more distant from the intrusion has a biaxial positive optical character. A reversal of the changes of the true maximum vitrinite reflectance and bireflectance with changing distance from the second basaltic vein has been observed. The temperature regime that acted upon the dispersed organic matter located in the immediate vicinity of the intrusion, estimated on the basis of the selected experimental data, is suggested to be higher than 750°C.

6

Znamiona procesów kwaśnego drenażu w warstwach konstrukcyjnych nawierzchni drogowych zawierających kruszywa naturalne

Grzesik B., Adamczyk Z., Harat A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo

|

2017

|

Z. 23 (173)

103-109

PL

W niektórych kruszywach stosowanych do produkcji mieszanek mineralno-asfaltowych ujawniono przeobrażenia mineralne charakterystyczne dla procesów kwaśnego drenażu. W ich przebiegu zaobserwowano ługowanie głównie żelaza z minerałów pierwotnych skał stanowiących surowiec do produkcji kruszyw. Przeprowadzone badania mineralogiczne pozwoliły na stwierdzenie obecności w kruszywach także innych, mało odpornych na wietrzenie, minerałów stanowiących potencjalne źródła metali, takich jak: nikiel, miedź, cynk i ołów. Ujawnienie mechanizmu ługowania metali z kruszyw stosowanych w drogownictwie, pomimo swej niewielkiej intensywności, wskazuje na potrzebę dokładniejszego rozpoznania ich składu mineralnego, szczególnie w przypadkach przeznaczania ich do masywnych, niezwiązanych, potencjalnie dostępnych dla wody warstw takich jak podbudowy drogowe.

EN

In some aggregates used to produce asphalt mixes there were revealed mineral transformations which are typical for acid drainage processes. The main process which was observed in the course of these changes was iron leaching from primary minerals of rocks which are the raw material for production of aggregates. Mineralogical studies allowed also to determine the presence of other, less resistant to weathering, primary minerals which are potential sources of metals such as nickel, copper, zinc and lead. Disclosure of the mechanism of leaching of metals from aggregates used in road construction, in spite of its low intensity, indicates the necessity of more accurate diagnosis of their mineral composition. It is particularly important in case of using them in massive, unbounded layers, potentially available for water, such as base courses.

7

Środowiskowe skutki stosowania żużla hutniczego jako składnika kruszyw

Adamczyk Z., Grzesik B., Harat A.

Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo

|

2017

|

Z. 23 (173)

9-15

PL

Do sztucznych mieszanek kruszyw najczęściej wykorzystuje się odpady z przemysłu wydobywczego (np. odpady pochodzące z górnictwa węgla kamiennego), energetycznego (popioły lotne, żużle) i hutniczego - żużle, a także zużyte wyroby magezjowo-chromitowe. Kruszywa wytwarzane z dodatkiem żużli stalowniczych często ulegają pęcznieniu, co wynika z występowania w nich faz, ulegających rozkładowi w wodzie i krystalizacji faz wtórnych. Zjawisko to może stwarzać potencjalne, lokalne, źródło zanieczyszczeń wód podziemnych, bowiem jony Ta, V, Mo i Cr mogą być wymywane ze szkliwa i srebrodolskitu wchodzących w skład żużli hutniczych, zaś Cr(VI) z zużytych wyrobów magnezjowo-chromitowych.

EN

Synthetic components of aggregate mixtures usually contains waste from mining (eg. waste from coal mines), energetics (fly ash, slag), metallurgy - slags and wastes from magnesia-chromite products. Aggregates produced with the addition of steel slags often swell, which is a consequence of phases presence in aggregates composition and the process of their decomposition in water and crystallize secondary phases. This phenomenon may cause a potential local groundwater pollution because Ta, V, Mo and Cr ions may be leaching from glass and srebrodolskite (components of metallurgical slags,) and Cr(VI) from magnesia-chromite wastes.

8

Ocena oddziaływania na środowisko i jej zastosowanie w procesie inwestycyjnym likwidacji kopalń

Harat A., Grzesik B., Adamczyk Z.

Zeszyty Naukowe Politechniki Częstochowskiej. Budownictwo

|

2017

|

Z. 23 (173)

110-115

PL

Obecnie, ze względu na wyczerpywanie się zasobów oraz utratę rentowności wydobycia, coraz częściej prowadzi się czynności zmierzające do likwidacji kopalń. Jednym z narzędzi, które mogą być pomocne w ocenie tego skomplikowanego przedsięwzięcia inwestycyjnego, jest ocena oddziaływania na środowisko, która stanowi podstawowy instrument prawny, umożliwiający kompleksową ocenę wpływu zamierzenia inwestycyjnego na środowisko. Konsekwencją właściwie przeprowadzonej likwidacji powinno być trwałe zminimalizowanie negatywnego oddziaływania środowiskowego byłego zakładu górniczego.

EN

Currently, mainly because of depletion of resources and generally losses on the profitability, increasingly activities are carried out leading to the mine closure. One of the tools, which can be helpful in assessing of this complex investment process is the environmental impact assessment. The last mentioned is an essential legal instrument for the comprehensive assessment of the environmental impact of investment projects. The consequence of properly carried out liquidation process should result in limitation of negative environmental impact of closed mine.

9

Proces likwidacji kopalń jako problem środowiskowy, ekonomiczny i prawny

Grmela A., Harat A., Adamczyk Z.

Inżynieria Ekologiczna

|

2017

|

Vol. 18, nr 2

39--45

PL

W pracy przeanalizowano problematykę likwidacji kopalń. Proces ten stanowi ostatni etap działalności górniczej. Jego skutkiem powinno być trwałe zminimalizowanie negatywnego oddziaływania środowiskowego byłego zakładu górniczego. Celem pracy było wykazanie złożoności omawianego procesu inwestycyjnego, który nie ogranicza się tylko do problemów środowiskowych. Odnosi się bowiem w całej rozciągłości do kwestii ekonomicznych i prawnych. Jako przykład poprawnie przeprowadzonego procesu likwidacyjnego omówiono działania przeprowadzone w KWK Jan Šverma w Žaclerzu (Republika Czeska). Wydaje się, iż w Polsce pomimo wydatkowania na ten cel znacznych środków nie przykłada się, przynajmniej dotychczas, należytej wagi do kompleksowej realizacji tego rodzaju przedsięwzięć.

EN

The article presents issues related to mines liquidation. This process is the last stage of mining activities. As a result the reduce of negative environmental impact should be obtained. The aim of the study was to demonstrate the complexity of this investment process. The last mentioned is not limited to environmental problems and also applies to the economic and legal issues. As an example of properly conducted mine liquidation process activities carried out in the coal mine Jan Šverma (Czech Republic) were presented. It seems that in Poland, despite of disbursement of funds for this purpose, at least so far, due attention isn’t applied to comprehensive implementation of such projects.

10

Skład chemiczny pirytu w mieszance wsadowej do pirometalurgicznego procesu otrzymywania cynku i ołowiu

Adamczyk Z., Nowińska K.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2016

|

z. 5 (17)

38--47

PL

Piryt jest jednym z głównych składników mineralnych mieszanki wsadowej stanowiącej surowiec do procesu ISP pirometalurgicznego otrzymywania cynku i ołowiu w Hucie Cynku „Miasteczko Śląskie” S.A. W pirycie zidentyfikowano, obok wrostków sfalerytu i galeny, pierwiastki towarzyszące (Ca, Mn, Se, As, Ag, Cu). Pierwiastki te mogą kumulować się w materiałach z poszczególnych węzłów technologicznych m.in. w pyłach. Emitowane wraz z pyłami składniki mineralne, ulegając rozkładowi w środowisku hipergenicznym, mogą uwalniać do tego środowiska, znajdujące się w nich pierwiastki towarzyszące.

EN

Pyrite is one of the major mineral composition in feed mixture of ISP pyrometallurgical process of Zinc Plant “Miasteczko Śląskie” S.A. In piryte sphalerite and galena inclusions and accompanying elements were identified (Ca, Mn, Se, As, Ag, Cu). The accompanying elements may accumulate in the materials of ISP process, for example dust. The mineral components emitted with dust into environment, may decompose and release the accompanying elements into the hypergenic environment.

11

Dystrybucja pierwiastków ziem rzadkich (REE) w procesie sekwencyjnego ługowania węgla z pokładu 404 KWK „Pniówek” (GZW)

Adamczyk Z., Jakóbik A., Komorek J., Lewandowska M., Osadnik M.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2016

|

z. 5 (17)

21--37

PL

Celem pracy było określenie dystrybucji pierwiastków ziem rzadkich (REE) w procesie sekwencyjnego chemicznego ługowania próbek węgla z pokładu 404 KWK Pniówek. Na potrzeby pracy wykorzystano pięciostopniową zmodyfikowaną procedurę ługowania opisaną w pracy D.A. Spears. Zawartość REE w uzyskanych roztworach oznaczono metodą ICP-MS). Analizowano oddzielnie udziały REE w próbkach bruzdowych węgla oraz w roztworach będących produktami sekwencyjnego ługowania substancji nieorganicznej i organicznej węgla. Stwierdzono zróżnicowany udział REE w analizowanych próbkach węgla. Normalizacja udziałów REE do chondrytów wykazała obecność małej anomalii ujemnej dla Eu i większej dodatniej dla Gd. Na wszystkich krzywych po znormalizowaniu widoczne jest wzbogacenie próbek węgla w LREE i odpowiednio niższy mało zróżnicowany udział HREE. Podobnym przebiegiem charakteryzują się krzywe po znormalizowaniu uzyskane dla produktów ługowania związanych z substancją organiczną węgla (etap IV-V) i krzemianami. Krzywe normalizacyjne uzyskane dla produktów ługowania związanych z substancją mineralną (etap I-III) dla poszczególnych próbek węgla są podobne. Wszystkie charakteryzują się dodatnimi anomaliami w zakresie Sm-Tb oraz wzbogaceniem udziałów MREE względem LREE.

EN

The aim of the study was to determine the distribution of REE in coal using during the sequential chemical leaching of four coal samples from 404 seam of Ruda beds of “Pniówek” coal mine. The five digestion steps were used to determine REE distribution. In this study adopted the leaching procedure described in work D.A. Spears.The content of REE in obtained solutions was determined by ICP-MS method.The contents of REE in the samples was analyzed in coal and separately in the solutions which were products of the sequential leaching of inorganic and organic substances of coal. It was found that the REE content in coal samples is varied. The contents of REE were normalized to chondrites. It showed a small negative anomaly for Eu and larger positive anomaly for Gd. The enrichment in LREE of coal samples and respectively lower and less diverse of HREE content are shown on all of the normalized curves. The normalized curves obtained for chondrites REE content in the leaching products connected with organic substance (stage IV-V) have a similar course.The normalized curves obtained for chondrites REE content of the leaching products connected with mineral substance (stage I-III) for the individual samples of coal were similar. All these curves are characterized by positive anomalies in the range of Sm-Tb and enrichment in MREE relative to LREE.

12

Biotyt z tonsteinu z pokładu 713 niecki jejkowickiej Górnośląskiego Zagłębia Węglowego (Polska)

Adamczyk Z.

Systemy Wspomagania w Inżynierii Produkcji

|

2016

|

z. 5 (17)

9--20

PL

W pracy podjęto próbę wyjaśnienia pochodzenia materiału piroklastycznego, macierzystego dla tonsteinów oraz kierunków jego przeobrażeń na podstawie szczegółowych badań chemicznych biotytu, obecnego w tych skałach. Badania ujawniły, że biotyt pochodzący z tonsteinu z pokładu węgla 713 niecki jejkowickiej (Górnośląskie Zagłębie Węglowe, Polska) ulega kaolinityzacji i karbonatyzacji. Skład chemiczny biotytu jest zróżnicowany; co szczególnie jest widoczne w udziale CaO i Na2O. Może to wskazywać na dwie generacje tego minerału. Badane blaszki biotytu należą do Fe-flogopitów i Mg-biotytów i pochodzą ze skał magmowych, peraluminowych lub Ca-alkalicznych. Biotytowi z tonsteinu z pokładu węgla 713 niecki jejkowickiej towarzyszyły prawdopodobnie amfibole. Pod względem przeobrażenia badane blaszki biotytu zajmują pośrednie stanowisko pomiędzy biotytem pierwotnym a wtórnym.

EN

The paper makes an attempt to explain the origin of pyroclastic material, which is the base for tonstein material and directions of its alterations on the grounds of detailed chemical studies of biotite, present in the rocks. The studies revealed that biotite from tonstein from 713 coal seam of Jejkowice Tectonic Trough, Upper Silesian Coal Basin (Poland) undergo kaolinization and carbonatization. Chemical constitution of biotite is diversified, which is especially seen in CaO i Na 2 O configuration, and may indicate two generations of the mineral. Examined biotite plates belong to Fe-phlogopites and Mg- biotites and comes from magmatic rocks, peraluminous or Ca- alkaline. Biotite from tonstein from stratum 713 of Jejkowice Tectonic Trough was probably accompanying by amphiboles. In respect of alteration examined biotite plates occupy intermediate position between primary and secondary biotite.

13

Dopływy wody do olkuskich kopalń rud cynku i ołowiu w ujęciu historycznym

Motyka J., Adamczyk Z., Juśko K.

Przegląd Górniczy

|

2016

|

T. 72, nr 6

49--58

PL

Złoża rud cynku i ołowiu w rejonie olkuskim zalegają w węglanowych skałach triasowych, tworzących zbiornik wód podziemnych typu porowo-szczelinowo-krasowego. Dopływy do wyrobisk górniczych, drążonych w takich skałach są zazwyczaj bardzo duże. Początki drenażu górniczego omawianych złóż sięgają XV wieku, kiedy wykonano odwadniające je sztolnie. Sumaryczny dopływ wody do tych sztolni sięgał około 100 m3/min. Sztolnie przestały odwadniać górotwór w drugiej połowie XX wieku, po przejęciu wody przez kopalnie „Bolesław”, „Olkusz” i „Pomorzany” na poziomach odwadniających odpowiednio 60, 100 i 130 m poniżej powierzchni terenu. Aktualnie odwadniane jest także złoże „Olkusz-Podpoziom” na głębokości około 130 m. Maksymalne dopływy wody do wyrobisk tych kopalń mieściły się w przedziale od około 30 m3/min (złoże „Olkusz-Podpoziom”) do około 300 m3/min (kopalnia „Pomorzany”). Wielkości dopływów wody do olkuskich kopalń rud cynku i ołowiu są uwarunkowane przede wszystkim charakterem skał otaczających. Zmienność dopływów wody do poszczególnych kopalń zależy od stadium ich rozwoju oraz od wzajemnego wpływu. Wyrobiska odwadniające najgłębszej kopalni „Pomorzany” przejęły większość dopływu wody do kopalni „Bolesław” i niewielką część wody dopływającej do kopalni „Olkusz”, a odwadniane złoża „Olkusz-Podpoziom” zredukowały niemal do połowy dopływ wody do kopalni „Olkusz”. Wielkość dopływu wody zależy także od wysokości opadów atmosferycznych, ale jest to widoczne w przypadku zjawisk ekstremalnych.

EN

Zinc and lead ore deposits in the Olkusz region cover carbonate triassic rocks, which form the ground water reservoir of the porous-fissured-karst type. Inflows to the excavations carved in this kind of rocks are usually very large. The beginnings of the mining drainage are dated back to the XV century, when draining adits were created. The cumulative inflow of water to the adits reached about 100 m3/min. The adits stopped to perform their draining function in the second half of the XX century, after the water was taken over by “Bolesław”, “Olkusz” and “Pomorzany” mines on the drainage levels of 60, 100 i 130m below the ground surface. Currently, also the “Olkusz-Podpoziom” deposit is being drained on the depth of about 130m. The critical inflows to these excavations were in the range from about 30 m3/min (“Olkusz-Podpoziom deposit”) to about 300 m3/min (“Pomorzany” mine). The size of inflows to the zinc and lead ore mines in the Olkusz region is conditioned in the first place by the nature of the surrounding rocks. The variability of water inflows to the mines is dependent on the phase of their development and their mutual influences. Drain workings of the deepest mine “Pomorzany” have captured most of the water flow to the “Bolesław” mine and a small part of water flow to the “Olkusz” mine. Drainage of the “Olkusz-Podpoziom” deposit has reduced almost by half the water inflow to the “Olkusz” mine. The size of water inflow depends also on the amount of the precipitation, but it is noticeable in the case of extreme weather phenomena.

14

Application of REACH and LCA system’s to the materials formed in the production of mineral wool

Adamczyk Z., Harat A., Grmela A.

Chemistry-Didactics-Ecology-Metrology

|

2016

|

R. 21, NR 1-2

125--132

EN

The article analyses the application of two management systems - REACH directive and ISO 14040 (Life Cycle Assessment - LCA) with reference to the technological process as well as by-products of mineral wool production. It characterizes basic differences between the norms discussed, i.e. the strict formalization of REACH, which results in the analysis being conducted according to a precisely defined scheme, or the subjective character of LCA, which makes it possible to take into account the most important environmental aspects pertaining to the entire life cycle of a particular product. The discussion provides a basis for formulating the general conclusion that the classification criteria encompassed by REACH regulations do not allow for a complex analysis of the negative environmental impact of a particular substance (preparation, product) and should be complemented with elements of LCA analysis.

PL

W pracy analizie poddano zastosowanie dwóch systemów zarządzania - rozporządzenia REACH oraz normy ISO 14040 (Środowiskowego Cyklu Życia Produktu - LCA) w odniesieniu do procesu technologicznego wytwarzania, jak również odpadów powstających w procesie produkcji wełny mineralnej. Scharakteryzowano podstawowe różnice występujące między omawianymi normami, tj. ścisłe sformalizowanie REACH, którego konsekwencją jest dokonywanie analizy według ściśle określonego schematu, oraz subiektywny charakter LCA, pozwalający na uwzględnienie najważniejszych aspektów środowiskowych, odnoszących się do pełnego cyklu życia określonego wyrobu. Przeprowadzone rozważania dają podstawę do sformułowania generalnego wniosku, wskazującego, iż kryteria klasyfikacyjne ujęte przez przepisy rozporządzenia REACH nie pozwalają na kompleksową analizę negatywnych oddziaływań środowiskowych określonej substancji (preparatu, wyrobu) i powinny zostać uzupełnione o elementy analizy LCA.

15

Pierwiastki towarzyszące w fazach szlamów powstających w procesie szybowym pirometalurgicznego otrzymywania cynku i ołowiu

Adamczyk Z., Nowińska K.

Zeszyty Naukowe. Inżynieria Środowiska / Uniwersytet Zielonogórski

|

2015

|

nr 158 (38)

13--22

PL

W pirometalurgicznym procesie otrzymywania cynku i ołowiu jednym z powstających odpadów są szlamy z pieca szybowego (PSP). Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że głównymi fazami występującymi w szlamach PSP, są siarczek ołowiu (II), siarczek cynku, niestechiometryczne siarczki żelaza, tlenek ołowiu (II) oraz chalkopiryt i tlenek cynku. We wszystkich zidentyfikowanych fazach stwierdzono obecność pierwiastków towarzyszących: Si, Fe, Cd, As, Ca, Mn, Sn, In, Sb, Te w zróżnicowanych koncentracjach. Szlamy PSP, ze względu na obecność w ich fazach licznych pierwiastków towarzyszących, mogą stanowić, w przypadku ich deponowania, potencjalne źródło zanieczyszczenia środowiska gruntowo-wodnego.

EN

Zinc Plant “Miasteczko Śląskie” produces zinc and lead by using pyrometallurgical method Imperial Smelting Process (ISP). Technological line of the plant consists of two main units: sinter plant and shaft furnace. Many wastes (sludges, drosses, slags) are produced during ISP process. These wastes, deposited on the landfill, may be a source of environment pollution. Determination of the chemical composition and mineral constitution of the wastes, is the base of forecasting of the wastes impact on the ground-water environment. The subject of the studies conducted by the authors were sludges, produced during wet scrubbing of the waste gases of shaft furnace. On the basis of the studies, was found that the main phases of the sludges PSP are: lead sulphide, zinc sulphide, non-stoichiometric iron sulfides, lead oxide, chalcopyriteandzinc oxide. In all identified phases, the accompanying elements: Si, Fe, Cd, As, Ca, Mn, Sn, In, Sb, Te, in different concentrations, were found. Sludges PSP, due to the presence in their phases of numerous accompanying elements, may be a potential source of ground-water environment pollution.

16

Parametry teksturalne analcymu powstałego przy użyciu 1M roztworu NaOH

Adamczyk Z., Makosz E.

Zeszyty Naukowe. Inżynieria Środowiska / Uniwersytet Zielonogórski

|

2015

|

nr 158 (38)

5--12

PL

W pracy przedstawiono parametry teksturalne materiału zeolitowego, powstałego w wyniku hydrotermalnej syntezy popiołu lotnego. Do zeolityzacji wykorzystano popiół lotny w ilości 200 g, zawierający kwarc, mullit, składniki nieprzezroczyste, szkliwo oraz w podrzędnej ilości hematyt i nieprzepaloną substancję organiczną, a proces syntezy prowadzono przy użyciu 1M roztworu NaOH. W produktach po syntezie zidentyfikowano analcym, jako dominujący zeolit, z domieszką innego zeolitu - kankrynitu. Parametry teksturalne otrzymanego materiału zeolitowego wskazują, że jest to materiał mezoporowaty. Porównanie parametrów teksturalnych otrzymanego materiału zeolitowego zbudowanego z analcymu z domieszkami kankrynitu z innym materiałem zeolitowym otrzymanym w wyniku podobnej syntezy, gdzie obecny był tylko jeden zeolit – analcym wskazuje, że obecność kankrynitu wpływa na te parametry, jednakże nie zmienia to typu adsorbentu ze względu na wielkość porów.

EN

The paper presents the textural parameters of the zeolite material, resulting from hydrothermal synthesis of fly ash. For the zeolitization fly ash was used, in an amount of 200g, containing quartz, mullite, opaque components, glaze and in the subordinate amount hematite and not burnt organic substance; the process for the synthesis was conducted using 1 M solution of NaOH. The product identified in the synthesis was analcime, as dominant zeolite, with admixture of other zeolite - kankrynite. Textural parameters of obtained zeolite material indicate that material is mesoporous. Comparison of the textural parameters of obtained zeolite material built up of analcime with admixture of kankrynite with another zeolite material obtained from a similar synthesis, where there was present only one zeolite – analcime, indicates that the presence of kankrynite affect these parameters, however it does not change the type of the adsorbent due to the size pores.

17

Impact of Mining Activities in the Upper Silesian Coal Basin on Surface Water and Possibilities of its Reduction

Harat A., Rapantova N., Grmela A., Adamczyk Z.

Journal of Ecological Engineering

|

2015

|

Vol. 16, nr 3

61--69

EN

Due to the deposits of quality hard coal, the area of the Upper Silesian Coal Basin (USCB) has been one of the most industrialised regions in Europe for centuries. One of the most significant issues in terms of environmental impact and risks related to mining activities are the discharged mine waters. Mine water is pumped to the surface in great amount from mine workings of active underground mines both in Czech and Polish part of the USCB. In the past, the mine waters used to be discharged to nearby watercourses without systematic control of their amount and quality. It resulted in uncontrolled impacts on quality of the main rivers in the USCB. This is why a technically and economically demanding solution was adopted: discharging of mine (but also waste) waters through an artificial channel – so-called “Olza Collector” – directly to the Oder River, i.e. away of the Olza River and its minor tributaries. Automated control and dosing of waters to the Oder River depending on quality of the discharged waters and quality and quantity of the Oder surface water ensures maintaining of the total content of chlorides and sulphates in Oder below 500 mg/dm3 with the efficiency of more than 90% of days in a year.

18

Rare earth elements of orzeskie beds of south-west part Upper Silesian Coal Basin (Poland)

Adamczyk Z., Białecka B., Całusz Moszko J., Komorek J., Lewandowska M.

Archives of Mining Sciences

|

2015

|

Vol. 60, no. 1

157--172

EN

The subject of the research concerned the coal samples from 360/1, 361 and 362/1 seams of the Orzesze beds in the “Pniówek” coal mine. The obtained samples were characterized by low ash content – 2.22-6.27% of the mass. The chemical composition of the ash indicates the presence of aluminosilicate minerale in the analyzed coal samples – most likely clay minerals, the presence of which has been confirmed In microscopic tests of the petrographic composition of channel samples of coal. The content of rare earth elements (REE sum) in the ash of the tested coal seams ranged from 364 to 1429 ppm. Variation of the REE content has been observed within a single seam. The fraction of REE indicates a relation with a mineral substance. No relation of the REE fraction and the presence of red beds has been found based on the tested samples. The content of REE found in ash, normalized to chondrites, is characterized by LREE enrichment in relation to HREE. The Eu anomaly is most likely related to tuff and tonstein levels occurring in Orzesze beds, which accompany the coal seams in the Upper Silesian Coal Basin (i.a., south of the studied area). The research has indicated that LREE in the tested samples are more related to the mineral substance, while HREE have a stronger affinity with organic substances.

PL

Przedmiotem badań były próbki węgla z pokładów 360/1, 361 i 362/1 warstw orzeskich KWK Pniówek. Próbki te charakteryzują się niewielką zawartością popiołu 2,22-6,27% mas. Skład chemiczny popiołów wskazuje na obecność w analizowanych próbkach węgla minerałów z grupy glinokrzemianów najprawdopodobniej minerałów ilastych, których obecność była stwierdzona w badaniach mikroskopowych składu petrograficznego próbek bruzdowych węgla. Zawartości pierwiastków ziem rzadkich (suma REE) w popiołach badanych pokładów węgla wahają się od 364 do 1429 ppm. Obserwuje się zróżnicowanie zawartości REE w obrębie jednego pokładu. Udział REE wykazuje związek z substancją mineralną. Nie stwierdzono związku udziału REE, w badanych próbkach, z obecnością utworów pstrych w stropie karbonu. Zawartości REE oznaczone w popiołach, znormalizowane do chondrytów, charakteryzują się wzbogaceniem LREE wobec HREE. Anomalia Eu związana jest prawdopodobnie z występującymi w warstwach orzeskich (m.in. na północ od obszaru badań) Górnośląskiego Zagłębia Węglowego poziomami tufów i tonsteinów, które towarzyszą pokładom węgla. Badania wykazały, że LREE w badanych próbkach związane są raczej z substancją mineralną, natomiast HREE posiadają silniejsze powinowactwo z substancją organiczną.

19

Specific types of coal macerals from Orzesze and Ruda beds from ”Pniówek” Coal Mine (Upper Silesian Coal Basin – Poland) as a manifestation of thermal metamorphism

Adamczyk Z., Komorek J., Lewandowska M.

Archives of Mining Sciences

|

2014

|

Vol. 59, no. 1

77--91

EN

Subject of the research were coal samples from the seams of Orzesze and Ruda beds from “Pniówek” coal mine. All samples represent methabituminous coal B, which present high vitrinite content (V mmf > 60%). Optical character of vitrinite from all analyzed coal samples is biaxial negative and it is characterized by low differentiation of bireflectance. The experiments have shown that the coal rank of investigated samples is generally decreasing with increasing both depth of coal seams and the distance between sampling point and the Carboniferous roof. It may suggests inversion of coalification. Specific types of macerals, typical for thermally metamorphosed coals have been found for all analysed coal samples. It was found, presence of such components like: fluorescing bituminous substance (FBS) filling of cellular spaces in semifusinite, fusinite, and funginite; pseudomorphs after megaspores exhibiting strong bireflectance, and anisotropic semifusinite. Petrographic components with a structure similar to structure of coke and pyrolytic carbon were observed rarely. Presence of colotelinite grains which are visible darker, impregnated with bituminous substance and exhibiting weak fluorescence may be related with influence of temperature on coal. Carbonates occur as filling of cellular spaces in semifusinite, in examined coal samples and there are the effect of thermal alteration of coal.

PL

Przedmiotem badań były próbki węgla z pokładów warstw orzeskich i rudzkich KWK Pniówek. Badane próbki reprezentują węgiel średniouwęglony typu B (metabitumiczny), wysokowitrynitowy. Stwierdzono, że witrynit z badanych próbek ma dwuosiowy ujemny charakter optyczny i wykazuje małe zróżnicowanie w wartościach dwójodbicia. Przeprowadzone badania wykazały, że stopień uwęglenia badanych próbek generalnie maleje wraz ze wzrostem głębokości występowania pokładów węgla oraz ze wzrostem odległości miejsca opróbowania od stropu karbonu co może wskazywać na inwersję uwęglenia. We wszystkich analizowanych próbkach węgla stwierdzono występowanie specyficznych odmian macerałów typowych dla węgli zmetamorfizowanych termicznie. W próbkach stwierdzono obecność takich składników jak: fluoryzująca substancja bitumiczna (FBS) wypełniająca przestrzenie komórkowe w semifuzynicie, fuzynicie i funginicie; pseudomorfozy po makrosporach wykazujące silne dwójodbicie oraz anizotropowy semifuzynit. Rzadziej obserwowano składniki petrograficzne o strukturze wykazującej podobieństwo do struktury koksu i węgiel pirolityczny. Z oddziaływaniem temperatury na badany węgiel można wiązać także obecność w analizowanych próbkach wyraźnie ciemniejszych, przesyconych substancją bitumiczną, wykazujących słabą fluorescencję ziaren kolotelinitu. Przejawem przemian termicznych obserwowanych w badanych próbkach węgla może być także obecność węglanów najczęściej wypełniających przestrzenie komórkowe w semifuzynicie.

20

Przeobrażenia składu fazowego żużli paleniskowych w składowisku izolowanym od środowiska

Adamczyk Z., Nowak J.

Górnictwo i Geologia

|

2013

|

T. 8, z. 1

5-16

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań składu fazowego żużli paleniskowych zastosowanych do rekultywacji wyrobiska po eksploatacji surowców ceramicznych. W czasie 12 lat od zdeponowana żużli w izolowanym składowisku ich skład fazowy uległ wyraźnym zmianom. W chwili deponowania odpadów głównym ich składnikiem było izotropowe szkliwo, a także niewielkie ilości mullitu. Badania przeprowadzone po upływie 5 i 12 lat od depozycji wykazały, że szkliwo ulega dewitryfikacji i rozpadowi, zaś zwiększa się udział mullitu. Na dyfraktogramach próbek pobranych po 12 latach od zdeponowania pojawiły się także wyraźne refleksy pochodzące od nowych faz -prawdopodobnie minerałów ilastych lub zeolitów. Oznacza to, że przemiany fazowe w badanych żużlach zachodzą nadal, pomimo odizolowania składowiska od czynników zewnętrznych.

EN

Results of the researches of phasic composition of slag were presented in the paper. The slag was applied for the reclamation of the excavation after the exploitation of ceramic raw materials. The slag phasic composition undergo to distinct changes during 12 years from deposition of slag in the isolated storage main. In the moment of the waste deposition its main components were the isotropic glaze and also not large ąuantities of mullite. After 5 and 12 years from the deposition of waste, the materiał was analyzed again. The results showed that the glaze undergo to devitrification and decomposition, while the participation of mullite increases. The samples received after 12 years from deposition were analyzed using X-ray diffraction. Distinct reflexes соте from a new phases - probably clay minerals or zeolites appeared apart from other phases in diffraction patterns. It indicates the phasic changes in investigated slag in spite of storage isolation from outer factors.