Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Środowiskowe aspekty wymywania składników mineralnych z popiołów lotnych i żużli elektrownianych

Adamczyk Zdzisław, Harat Andrzej, Jaguś Andrzej, Porszke Andrzej

Polish Journal of Materials and Environmental Engineering

|

2022

|

Vol. 4 (24)

21--29

EN

Leachability of chemical substances from waste produced during fuel combustion in a power plant has been investigated. The aim of the research was to identify the chemical composition of eluates obtained from fly ashes and slags subjected to the leaching test. The results of leaching tests indicate potential environmental hazards related to the migration of chemical substances. Migration can occur both during the storage of waste and due to the weathering of usable materials, including those made from waste. Leachability of the following substances has been analysed: sodium, potassium, chlorides, sulphates, arsenic, zinc, cadmium, copper, lead, nickel and chromium. The analysis of the results has demonstrated, above all, that fly ash eluates contain much more substances than slag eluates. This is particularly evident in the case of chlorides and sulphates, as well as nickel, which practically was not found in slag eluates. The leached substances included among others zinc, lead, chromium, which are potentially toxic to living organisms. It should be noted, however, that the contents of these substances in the eluates did not exceed the permissible concentrations in industrial wastewater discharged into the environment. Exceedances occurred only in the case of sulphates contained in ash eluates. The concentrations of a given substance in the tested eluates were found to be different during the entire research period. These differences, especially in fly ash eluates, reached several dozen and even more than one hundred percent. This shows that the use of power plant waste in civil or water engineering should be preceded by an analysis of potential environmental impact.

2

Cost-effectiveness analysis and cost-benefit analysis for X-type zeolite production from fly ash

Białecka Barbara, Cempa Magdalena, Adamczyk Zdzisław, Świnder Henryk, Krawczyk Piotr

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2022

|

T. 38, z. 3

83--103

EN

This paper presents the results of a cost-effectiveness analysis and a cost-benefit analysis for the production of X-type zeolites from fly ash. Positive results of the laboratory tests on the quality of zeolites derived from fly ash initiated a cost analysis on the production of this materials on an industrial scale. The cost-effectiveness analysis was conducted using the dynamic generation cost indicator (DGC ). The calculated DGC expresses the technical manufacturing cost of 1 Mg of synthetic zeolites. Whereas the cost-benefit analysis (CBA) was completed using the economic net present value (ENP V) and the economic internal rate of return (EIRR ) indicators. The calculated unit technical cost of producing 1 Mg of zeolites using an installation consisting of five reactors with a capacity of 25 m3 each is 211 EUR and is lower than the current market price of this product, including transportation costs. This proves the financial viability of the investment. The calculations of the economic efficiency of the installation (CBA method) show that it is fully economically viable to operate and use the products from a social point of view.

PL

W artykule zostały przedstawione wyniki oceny efektywności kosztowej i ekonomicznej produkcji zeolitów typu X z popiołów lotnych. Pozytywne wyniki badań laboratoryjnych dotyczące jakości materiału zeolitowego otrzymanego z popiołów lotnych były podstawą do przeprowadzenia oceny kosztów ich produkcji w skali przemysłowej. Ocenę efektywności kosztowej przeprowadzono przy wykorzystaniu dynamicznego kosztu jednostkowego (DGC ). Obliczony wskaźnik DGC wyraża techniczny koszt produkcji 1 Mg zeolitów syntetycznych. Natomiast analiza kosztów i korzyści (CBA) polegała na obliczeniu ekonomicznej bieżącej wartości netto (ENP V) i ekonomicznej wewnętrznej stopy zwrotu (EIRR). Obliczony jednostkowy techniczny koszt wyprodukowania 1 Mg zeolitów na instalacji składającej się z 5 reaktorów o pojemności 25 m3 każdy wynosi 211 EUR i jest niższy od ceny rynkowej tego produktu, wliczając koszty transportu. Świadczy to o opłacalności finansowej inwestycji. Przeprowadzone obliczenia efektywności ekonomicznej instalacji (metodą CBA) potwierdzają w pełni opłacalność jej eksploatacji i wykorzystania produktów z punktu widzenia społecznego.

3

Zakres zastosowania rozporządzenia REACH dla zeolitów

Adamczyk Zdzisław, Harat Andrzej

Polish Journal of Materials and Environmental Engineering

|

2021

|

Vol. 2 (22)

24--29

EN

REACH is an European Community regulation, which aims to improve the protection of hu-man health and the environment from the risks that can be posed by chemicals. All chemical substances within the European Community (EC) territory in quantities of more than 1 Mg P.A. have to be registered by manufactures or importers, which have to submit to ECHA dossiers about each substance. The last mentioned refers to both natural as well as synthet-ic substances. Good example of this type of substances are zeolites. This paper presents the aspects of REACH regulation in case of zeolites production. Zeolites are crystalline, micro porous, hydrated aluminosilicates that are built from an infinite-ly extending three dimensional network of [SiO4]4- and [AlO4]5- tetrahedral linked to each oth-er by the sharing of oxygen atoms. Zeolites, thanks to their sorptive and ion-exchange prop-erties, have a great potential in their application e.g. water and wastewater treatment (re-moval of ammonium ions, heavy metals, oil-derivative contaminants, radioactive com-pounds), adsorption processes etc. Zeolites are natural minerals (chabazite, phillipsite, mor-denite, clinoptilolite) but majority of zeolites used commercially are produced in synthetic processes. Natural zeolites are a substance within the meaning of REACH regulation as a consequence of mentioned substance definition given in 3rd Article of regulation. The prob-lem of synthetic zeolites is closely connected with status of waste in the meaning of Waste Framework Directive and REACH regulation.

4

The impact of depositing waste from coal mining and power engineering on soils on the example of a central mining waste dump

Marcisz Marek, Adamczyk Zdzisław, Gawor Łukasz, Nowińska Katarzyna

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2021

|

T. 37, z. 2

179--192

EN

The purpose of the study was determining of degree of contamination of soil cover as a result of disposing of different industrial wastes and comparison of the soil quality with quality of soils and the grounds described in standards in relation to the reclamation works carried out on the dump. Analysed waste dump belongs to the sparse objects of this type in the Upper Silesian Coal Basin, where both coal mining wastes as well as flying ashes occur. During investigations there was done a collection of 9 soil samples around the dump using Egner`s cane from the depth of 30 cm. The content of heavy metals was determined (Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn) using method of emission spectrometry (ICP-AES) and phase composition studies using the X-ray diffraction method (XRD ). Obtained results enabled determination of impact of disposed wastes on the degradation of pedosphere of studied area, which represents III group of fallow lands. The contents of heavy metals in soil samples vary in wide spectrum, but do not exceed permissible content of metals and metalloids for the aforementioned soil group. The highest concentrations reaches iron (average content 0,6%), while concentrations of other elements do not exceed 0.02%. In the mineral composition of soil samples the dominant components are typical for soils in the area of post-mining dumps, i.e. quartz, feldspars, clay minerals, represented by kaolinite and illite. The presence of muscovite with a share of < 5% was also found. Minerals from the carbonate group – calcite (< 3.5%) and dolomite (< 0.3%) occur rarely. In the investigated samples there was identified presence of mullite, component typical for wastes coming from energy sector.

PL

Celem badań było określenie stopnia zanieczyszczenia powłoki glebowej wskutek deponowania różnorodnych odpadów przemysłowych oraz porównanie jej jakości z określonymi standardami jakości gleby i ziemi, w odniesieniu do przeprowadzonych prac rekultywacyjnych na zwałowisku (należącym do nielicznych obiektów tego typu na obszarze GZW), gdzie występują zarówno węglowe odpady pogórnicze, jak i popioły elektrowniane. W ramach badań pobrano 9 próbek glebowych wokół zwałowiska (za pomocą próbnika – laski Egnera) z głębokości do 30 cm. Wykonano oznaczenia zawartości metali ciężkich (Cd, Co, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn) metodą spektrometrii emisyjnej (IC P-AES) oraz badania składu fazowego metodą dyfrakcji rentgenowskiej (XRD). Uzyskane wyniki umożliwiły określenie wpływu deponowanych odpadów na degradację pedosfery badanego obszaru, reprezentującego III grupę gruntów – nieużytki. Zawartości badanych metali ciężkich w pobranych próbkach gleb zmieniają się w szerokim zakresie, lecz nie przekraczają dopuszczalnych zawartości metali i metaloidów dla wspomnianej grupy gruntów. W największych koncentracjach występuje żelazo (średnia zawartość 0,6%), natomiast koncentracje pozostałych pierwiastków nie przekraczają 0,02%. W składzie mineralnym próbek gleb dominują elementy typowe dla gleb rejonu zwałowisk pogórniczych, tj. kwarc, skalenie, minerały ilaste, reprezentowane przez kaolinit i illit. Stwierdzono również obecność muskowitu o udziale <5%. Znacznie rzadziej występują minerały z grupy węglanów: kalcyt (< 3,5%) i dolomit (<0,3%). W badanych próbkach gleb zidentyfikowano obecność mullitu, składnika typowego dla odpadów pochodzących z energetyki.

5

Synthesis of Na-LSX type zeolite from Polish fly ash

Adamczyk Zdzisław, Cempa Magdalena, Białecka Barbara

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2020

|

T. 36, z. 3

145--166

EN

The paper presents the results of hydrothermal zeolitization of fly ash from hard coal combustion in one of the Polish power plants. The synthesis was carried out using various NaOH fly ash mass ratio (3.0, 4.0 and 6.0) and the effect of NaOH concentration in the activating solution on composition of synthesized sample was tested. The process was carried out under the following permanent conditions temperature: 90°C, time – 16 hours, water solution of NaOH (L)/fly ash (g) ratio – 0.025. In the studied fly ash the dominant chemical components were SiO2 and Al2O3, while the main phase components were mullite, quartz and hematite, and a significant share of amorphous substance (glass and unburnt organic substance). After hydrothermal synthesis, the presence of unreacted fly ash phases was found in the products, as well as new phases, the quality and quantity of which depend on the NaOH to fly ash mass ratio used for synthesis: - for ratio 3.0 – Na-LSX type zeolite and hielscherite, - for ratio 4.0 – Na-LSX type zeolite, hielscherite and hydrosodalite, - for ratio 6.0 – hydrosodalite and hielscherite. The grains in all products of synthesis are poly-mineral. However, it was found that the new phases, overgrowing the unreacted phase components of fly ash, crystallize in a certain order. Hielscherite is the first crystallizing phase, on which the Na-LSX type zeolite crystallizes then, and the whole is covered by hydrosodalite. In the products of synthesis, the share of sodium-containing phases (the Na-LSX type zeolite and hydrosodalite) increases with the increasing concentration of NaOH in the solution used for the process.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań hydrotermalnej zeolityzacji popiołu lotnego pochodzącego ze spalania węgla kamiennego w jednej z polskich elektrowni. Syntezę przeprowadzono przy różnych stosunkach wagowych NaOH/popiół lotny (3,0, 4,0 i 6,0) i badano wpływ stężenia NaOH w roztworze aktywującym na skład zsyntetyzowanej próbki. Proces był prowadzony w następujących warunkach: temperatura syntezy – 90°C, czas syntezy – 16 godzin, stosunek roztworu NaOH (L)/popiół lotny (g) – 0,025. W badanym popiele lotnym dominującymi składnikami chemicznymi były SiO2 i Al2O3, natomiast głównymi składnikami fazowymi były mullit, kwarc, hematyt oraz stwierdzono znaczny udział substancji amorficznej (szkliwo i nieprzepalona substancja organiczna). W produktach po hydrotermalnej syntezie stwierdzono obecność nieprzereagowanych faz popiołu lotnego, a także nowe fazy, których jakość i ilość uzależnione są od stosunku masowego NaOH do popiołu lotnego: - dla stosunku 3.0 – zeolit typu Na-LSX i hielscherite, - dla stosunku 4.0 – zeolit typu Na-LSX, hielscherite i hydrosodalit, - dla stosunku 6.0 – hydrosodalit i hielscherite. Ziarna we wszystkich produktach syntezy są polimineralne. Stwierdzono jednak, że nowe fazy, obrastające nieprzereagowane składniki fazowe popiołu lotnego, krystalizują w określonej kolejności. Hielscherite jest pierwszą krystalizującą fazą, na którym krystalizuje zeolit typu Na-LSX i całość oblepia hydrosodalit. W produktach syntezy udział faz zawierających sód (zeolit typu Na-LSX i hydrosodalit) wzrasta wraz ze wzrostem stężenia NaOH w roztworze użytym w procesie.

6

The impact of a Neogene basaltoid intrusion on the distribution of rare earth elements and yttrium in Carboniferous rocks from the Sumina area, Poland (SW part of Upper Silesian Coal Basin)

Adamczyk Zdzisław, Komorek Joanna, Nowak Jacek, Lewandowska Małgorzata

Acta Geologica Polonica

|

2020

|

Vol. 70, no. 1

31--49

EN

The Neogene basaltoid intrusions found in the S-7 borehole in the Sumina area (USCB) caused transformations of the adjacent Carboniferous rocks. The mineral and chemical compositions of the basaltoides are similar to those of the Lower Silesian basaltoides. The transformations that took place in the vicinity of the intrusion were manifested in the formation of natural coke, the secondary mineralization of these rocks (calcite, chlorite, zeolites and barite) and in the specific distribution of rare earths (REY). Among REY, the light elements (LREY) had the highest share, while the heavy elements (HREY) had the lowest share. Regardless of the lithological type of the analyzed rock, with increasing distance from the intrusion, the percentage of MREY and HREY elements increases at the expense of the light elements LREY. All analyzed distribution patterns of the REYs are characterized by the occurrence of anomalies, which often show a significant correlation with the distance of sampling points from the basaltoid intrusion. The specific distribution of REYs in the vicinity of the intrusion of igneous rocks is an indication of the impact of hydrothermal solutions associated with the presence of basaltoides on the rocks closest to them located at a temperature of over 200°C

7

Migration of Cadmium and Antimony from Zinc Oxide Emitted from a Sintering Machine in Zn and Pb Pyrometallurgical Process into Environment

Adamczyk Zdzisław, Nowińska Katarzyna

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2019

|

Tom 21, cz. 2

1307--1317

EN

The pyrometallurgical process of production of zinc and lead realized in The Zinc Smelting Plant "Miasteczko Śląskie" S.A. poses a potential threat to the natural environment. Technologies applied in the process produce toxic pollutants, among which one of the most important is dust which contains Pb, Zn, Cd, As, Sb, Tl, etc. The detailed determination of chemical and mineral compositions of the dust allows to understand its behaviour in the environment and observe migration pathways. The paper presents results of investigations of the migration possibility to the soil and water environment of trace elements cadmium and antimony present in one of the main phases, zinc oxide, emitted with dusts from various operations of pyrometallurgical extraction of Zn and Pb at the Miasteczko Slaskie Zinc Smelting Plant, Poland. The quantity of elements was estimated on the basis of: (i) dust fall, (ii) zinc oxide content in dust, (iii) element content in zinc oxide, and (iv) mobility of zinc oxide under the hypergenic conditions of the soil and water environment of the Smelting Plant area. Among the elements considered, cadmium and antimony emitted with zinc oxide contained in dusts from the Sintering Machine will pose a potential hazard for the soil and water environment of the Miasteczko Slaskie Zinc Smelting Plant area.

PL

Proces pirometalurgicznego otrzymywania cynku i ołowiu metodą Imperial Smelting Process (ISP) stwarza potencjalne zagrożenie dla środowiska naturalnego. Proces technologiczny ISP jest źródłem toksycznych zanieczyszczeń, spośród których jednymi z najważniejszych są pyły zawierające w swym składzie między innymi takie pierwiastki jak Pb, Zn, Cd, As, Sb, Tl. Dokładne poznanie składu chemicznego i mineralnego zanieczyszczeń pyłowych pozwala na określenie ich zachowania się w środowisku, prześledzienie drogi migracji. W pracy przedstawiono wyniki badań możliwości migracji do środowiska gruntowo-wodnego pierwiastków śladowych występujących w jednej z głównych faz – siarczku cynku – emitowanej z pyłami pochodzącymi z różnych odcinków technologicznych pyrometalurgicznego otrzymywania Zn i Pb w Hucie Cynku Miasteczko Śląskie S.A., Polska. Ilość pierwiastków została oszacowana na podstawie: (i) opadu pyłu, (ii) udziału siarczku cynku w pyle, (iii) zawartości pierwiastka w siarczku cynku oraz (iii) mobilności siarczku cynku w warunkach hipergenicznych środowiska gruntowo-wodnego rejonu huty. Potencjalne zagrożenie dla środowiska gruntowo-wodnego rejonu Huty Cynku „Miasteczko Śląskie” S.A., spośród rozpatrywanych pierwiastków, będą stanowić kadm oraz antymon emitowane wraz z siarczkiem cynku zawartym w pyłach Maszyny Spiekalniczej

8

Zagrożenia w stosowaniu wybranych materiałów odpadowych do budowy nawierzchni drogowych

Adamczyk Zdzisław, Grzesik Bartłomiej, Nowak Jacek, Grygierek Marcin

Magazyn Autostrady

|

2019

|

Nr 1-2

50--54

PL

W artykule opisano przypadek nawierzchni jednej z ulic dojazdowych, do budowy której wykorzystano kruszywo z żużli stalowniczych oraz przepalonego łupka przywęglowego pozyskanych ze zlokalizowanych na terenie Śląska składowisk tych odpadów. Stan techniczny nawierzchni uległ pogorszeniu już w pierwszych dwóch latach jej użytkowania. Na skutek powstałych wypiętrzeń użytkowanie nawierzchni charakteryzuje się dużą uciążliwością.

EN

The article describes the case of the surface of one of access roads for whose construction aggregate from steelmaking slags and burnt coalwood shale were used, both obtained from landfill sites located in Silesia. The technical condition of the surface deteriorated already in the first two years of its use. As a result of the emergence of upheavals, the use of the surface is characterized by large nuisance.

9

Synthesis of pitiglianoit and tobermorite from fly ash originating from lignite combustion

Białecka Barbara, Adamczyk Zdzisław, Cempa Magdalena

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2019

|

T. 35, z. 3

5--22

EN

Fly ash which has been separated from the flue gas stream as a result of fossil fuels combustion constitutes a huge amount of waste generated worldwide. Due to environmental problems, many directions of their rational use have been developed. Various attempts to convert fly ash into sorption materials, mainly synthetic zeolites, are conducted successfully. In this paper, an attempt was made to convert fly ash from lignite combustion from one of the Polish power plants, using alkaline hydrothermal synthesis. The primary phases in the fly ash were: quartz, gehlenite, mullite, hematite, feldspar, lime, anhydrite, occasionally grains of ZnO phase and pyrrhotite, glass and unburned fuel grains. As a result of hydrothermal synthesis a material containing new phases – pitiglianoite and tobermorite was obtained. Among the primary ash constituents, only gehlenite with an unburned organic substance, on which tobermorite with crystallized pitiglianoite was present. As a result of detailed testing of products after synthesis, it was found that among the tested grains: • two populations can be distinguished – grains containing MgO and Fe2O3 as well as grains containing Fe2O3 or MgO or containing none of these components, • the main quantitative component was pitiglianoite, • pitiglianoite was present in larger amounts in grains containing Fe2O3 or MgO or in the absence of both components than in grains in which Fe2O3 and MgO were found. The results of the study indicate that in post-synthesis products, the contribution of components were as follows: pitiglianoite – 39.5% mas., tobermorite – 54% mas., gehlenite – 3% mas. and organic substance – 3.5% mas.

PL

Popioły lotne po separacji ze strumienia gazów spalinowych, powstałych ze spalania paliw kopalnych, stanowią ogromne ilości w światowej skali odpadów. Z uwagi na problemy środowiskowe opracowano wiele kierunków ich racjonalnego wykorzystania. Z powodzeniem podejmowane są różne próby wykorzystania popiołów lotnych do materiałów sorpcyjnych, głównie syntetycznych zeolitów. W niniejszej pracy podjęto próbę wykorzystania popiołu lotnego pochodzącego ze spalania węgla brunatnego z jednej z polskich elektrowni, z zastosowaniem syntezy hydrotermalnej alkalicznej. W składzie mineralnym badanego popiołu lotnego stwierdzono obecność kwarcu, gehlenitu, mullitu, hematytu, skaleni, wapna, anhydrytu, sporadycznie ziaren fazy ZnO i pirotynu, szkliwa i ziaren nieprzepalonego paliwa. W materiale po hydrotermalnej syntezie popiołu lotnego stwierdzono obecność nowych faz – pitiglianoitu i tobermorytu. Wśród pierwotnych składników popiołu obecny był jedynie gehlenit z niespaloną substancją organiczną, na których krystalizowały nowe fazy. W wyniku szczegółowych badań produktów po syntezie stwierdzono, że wśród badanych ziaren: • można wyróżnić dwie populacje – ziarna zawierające MgO i Fe2O3 oraz ziarna zawierające Fe2O3 lub MgO lub niezawierające żadnego z tych składników, • głównym ilościowym składnikiem był pitiglianoit, • pitiglianoit obecny był w większych ilościach w ziarnach zawierających Fe2O3 lub MgO lub przy braku obu tych składników, niż w ziarnach, w których stwierdzono obecność Fe2O3 i MgO. Wyniki badań wskazują, że w produktach po syntezie udział składników był następujący: pitiglianoit – 39,5% mas., tobermoryt – 54% mas., gehlenit – 3% mas. i substancja organiczna – 3,5% mas.