Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Znaczenie recyklingu katalizatorów samochodowych w kontekście odzysku metali z grupy platynowców

Generowicz-Caba Natalia, Kulczycka Joanna, Nowaczek Agnieszka, Jurkowski Leszek, Yakoumis Iakovos

Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN

|

2024

|

nr 112

205--213

PL

Coraz większa świadomość społeczna dotycząca emisji zanieczyszczenia powietrza, idących za tym skutków, jak również zaostrzanie norm i przepisów, ma bardzo duży wpływ na przemysł, transport i energetykę. Zastosowanie katalizatorów stanowi jedno z rozwiązań problemu minimalizacji emisji toksycznych związków i obniżenia ilości spalin emitowanych do atmosfery podczas spalania paliw w różnych środkach transportu. Katalizatory w swojej budowie zawierają kombinację trzech metali: Pt, Pd i Rh, które stanowią kluczowy element, minimalizujący emisję szkodliwych substancji. Ze względu na ciągły rozwój sektora motoryzacji i zwiększającą się ilość pojazdów, produkcja katalizatorów samochodowych jest największym sektorem popytu i zużycia PGM (metali z grupy platynowców). Większość badań i ekspertyz przewiduje, że w związku z tym przyszłe zapotrzebowanie na te krytyczne metale wzrośnie. Ciągnie to za sobą konieczność recyklingu katalizatorów i zawracania PGM w procesie produkcyjnym, tak aby minimalizować wydobycie ich ze źródeł pierwotnych.

EN

Increasing public awareness of air pollution emissions, the consequences that follow, as well as the tightening of standards and regulations, has a very strong impact on industry, transportation and energy. The use of catalysts is one of the solutions to the problem of minimizing the emission of toxic emissions and decreasing the amount of exhaust gases emitted to the atmosphere during the combustion of fuels in various means of transportation. In their construction, catalysts contain a combination of three metals, Pt, Pd and Rh, which are key elements that minimize harmful emissions. Due to the continuous development of the automotive sector and the increasing number of vehicles on the Polish market, the production of automotive catalysts is the largest sector of demand and consumption of PGMs (platinum group metals). Most studies and expert opinions predict that future demand for these critical metals will increase as a result. This brings with it the need to recycle catalytic converters and turn back PGMs in the production process, so as to minimize their extraction from primary sources.

2

New geological criteria for domestic phosphorite deposits - a discussion

Mazurek Sławomir, Roszkowska-Remin Joanna, Bienko Tomasz

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2024

|

T. 40, z. 1

63--83

EN

Phosphate rocks and elemental phosphorus are considered to be critical raw materials mainly because of such parameters as the growing prices of phosphate fertilizers, the high concentration of producers limited to several countries in the world, the exceptional significance of phosphorus in agriculture and the inability to substitute it. In Poland 100% of the demand phosphate rocks relies on import. The expansion and mining of the nation’s own resource base may be an alternative to import and a way to provide safety of supplies. Historically, phosphorites from the northern margin of the Holy Cross Mountains were extracted using the underground method, which was abandoned in the beginning of the 1970s due to the unprofitability of extraction. However, in eastern and south-eastern Poland, phosphorite concretions of the Eocene age occur at shallow depths, which can have local significance as mineral deposits and might be extracted in open-pit mines. The economics of mining in shallow opencasts do not require such stringent limiting parameters for phosphate deposits as those currently valid, which were established for underground mining conditions. In this publication, the authors analyzed contemporary conditions for a cost-effective phosphorite deposit, including the price fluctuations of phosphate rock, a review of threshold parameters of deposits for phosphorite projects in the world, and the economics of open-pit ore extraction, where an aggregate mine with mixed extraction (partially from below the water table) was adopted as a point of reference. As a result, new threshold parameters defining an ore deposit and its boundaries are proposed for Eocene phosphorites in Poland.

PL

Rosnące ceny fosforytów i nawozów fosforanowych, silna koncentracja producentów ograniczona do kilku państw na świecie, wyjątkowe znaczenie fosforu w rolnictwie, a dodatkowo brak możliwości jego substytucji to czynniki, które powodują, że fosforyty uznane zostały za surowce krytyczne. Alternatywą dla importu i sposobem na osiągnięcie bezpieczeństwa dostaw może być rozszerzenie i eksploatacja własnej bazy zasobowej. W Polsce fosforyty z północnego obrzeżenia Gór Świętokrzyskich wydobywane były metodą podziemną, której zaniechano od początku lat 70. XX wieku ze względu na brak opłacalności wydobycia. Jednakże w Polsce wschodniej i południowo-wschodniej występują płytko konkrecje fosforytowe wieku eoceńskiego, które mogą mieć lokalnie znaczenie złożowe, a wydobycie ich może odbywać się metodą odkrywkową. Ekonomika wydobycia w płytkich odkrywkach nie wymaga tak rygorystycznych parametrów granicznych dla złóż fosforytów jak obecnie obowiązujące, które dobrane są pod warunki eksploatacji metodą podziemną. W publikacji autorzy przeanalizowali współczesne uwarunkowania opłacalności eksploatacji złóż fosforytów, m.in., dynamikę zmian cen fosforytów, przegląd granicznych parametrów złożowych projektów fosforytowych na świecie i ekonomikę odkrywkowej eksploatacji kopaliny, gdzie jako punkt odniesienia (w Polsce) przyjęto kopalnię kruszyw o eksploatacji mieszanej (w części spod lustra wody). W efekcie zaproponowano dla eoceńskich fosforytów w Polsce nowe, graniczne parametry definiujące złoże i jego granice.

3

Towards sustainable development in the European Union: a critical raw materials perspective

Tomala Justyna, Urbaniec Maria

Economics and Environment

|

2024

|

No. 1

art. no. 654

EN

Sustainability is a key goal of the European Union, which is seen as a global leader of change in tackling climate change, as well as building green economic sustainability, leading to greater social prosperity. A milestone of sustainable development to support the European Union in achieving climate neutrality is the European Green Deal. Its initiatives aim to build a competitive and innovative EU economy while respecting and protecting the environment. According to current priorities, the European Union aims to become the first climate-neutral continent by 2050, thanks to critical raw materials. The purpose of this article is to analyse and assess the impact of critical raw materials on the sustainability of the European Union. The study uses a scoping review methodology and statistical analysis based on the Shapiro-Wilk test and Spearman correlation coefficient. The results show that critical raw materials are important for achieving sustainable development and implementing the EU economy towards climate neutrality. This paper contributes to the literature on sustainability. It can also provide important information for policymakers to understand how to shape green policies in the context of the strategic importance of critical raw materials in the transformation of an eco-innovative economy.

PL

Zrównoważony rozwój jest kluczowym celem Unii Europejskiej, która jest postrzegana jako globalny lider zmian w zakresie przeciwdziałania zmianom klimatu, a także budowania ekologicznej równowagi gospodarczej prowadzącej do większego dobrobytu społecznego. Kamieniem milowym zrównoważonego rozwoju, który ma wesprzeć Unię Europejską w osią-gnięciu neutralności klimatycznej, jest Europejski Zielony Ład. Inicjatywy podejmowane w ramach Europejskiego Zielonego Ładu mają na celu budowanie konkurencyjnej i innowacyjnej gospodarki UE z poszanowaniem środowiska naturalnego. Zgodnie z założeniami Europejskiego Zielonego Ładu, Unia Europejska do 2050 roku ma stać się pierwszym kontynentem neutralnym klimatycznie dzięki krytycznym surowcom mineralnym. Celem niniejszego artykułu jest analiza i ocena wpływu krytycznych surowców mineralnych na zrównoważony rozwój Unii Europejskiej. W badaniu wykorzystano metodologię przeglądu zakresu i analizę statystyczną opartą na teście Shapiro-Wilka i współczynniku korelacji Spearmana. Wyniki pokazują, że surowce kry-tyczne są ważne dla osiągnięcia zrównoważonego rozwoju i wdrożenia gospodarki UE w kierunku neutralności klimatycznej. Niniejszy artykuł stanowi wkład do literatury na temat zrównoważonego rozwoju. Może również dostarczyć ważnych informacji dla decydentów politycznych, aby zrozumieć, jak kształtować zieloną politykę w kontekście strategicznego znaczenia surowców krytycznych w transformacji ekoinnowacyjnej gospodarki.

4

From waste to value: recovering critical raw materials from urban mines in the European Union and United States

Jędrusiak Radosław, Bielowicz Barbara, Drobniak Agnieszka

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2023

|

T. 39, z. 3

43--63

EN

Municipal waste is a global issue and they are generated in all countries around the world. Both in the European Union and the United States, a common method of non-recyclable waste utilization is thermal incineration with energy recovery. As a result of this treatment, residual waste like bottom ash, air pollution control residues and fly ashes are generated. This research shows that residues from waste incineration can be a potential source of critical raw materials. The analysis of the available literature prove that the residues of municipal waste incinerators contain most of the elements important for the US and EU economies. Material flow analysis has shown that each year, the content of elemental copper in residues may be 29,000 Mg (USA) and 51,000 Mg (EU), and the amount of rare earth elements in residues exceeds their mining in the EU. In the case of other elements, their content may exceed their extraction by even over 300%. The recovery of elements is difficult due to their encapsulation in the aggregate matrix. The heterogeneous nature of residues and the many interactions between different components and incineration techniques can make the process of recovery complicated. Recovery plants should process as much of the residues as possible to make their recovery profitable. However, policy makers from the EU and the US are introducing new legal regulations to increase the availability of critical raw materials. In the EU, new regulations are planned that will require at least 15% of the annual consumption of critical raw materials to come from recycling. Therefore, innovative technologies for recovering critical raw materials from waste have a chance to receive subsidies for research and development.

PL

Odpady komunalne stanowią globalny problem i są wytwarzane we wszystkich krajach na całym świecie. W Unii Europejskiej i Stanach Zjednoczonych powszechną metodą utylizacji odpadów nienadających się do procesów recyklingu jest ich termiczne spalanie z odzyskiem energii. W wyniku tego procesu generowane są pozostałości procesowe, takie jak popioły denne, stałe pozostałości z oczyszczania spalin i popioły lotne. Badania wykazały, że te odpady mogą być potencjalnym źródłem surowców krytycznych. Analiza dostępnej literatury dowodzi, że pozostałości z instalacji termicznego przekształcania odpadów komunalnych zawierają większość surowców krytycznych ważnych dla gospodarki USA i UE. Analiza przepływu materiałów wykazała, że zawartość miedzi pierwiastkowej w pozostałościach może wynosić rocznie 29 000 Mg (USA) i 51 000 Mg (UE), a ilość metali ziem rzadkich w pozostałościach przewyższa ich wydobycie w UE. W przypadku innych pierwiastków, ich zawartość może przewyższać wydobycie nawet o ponad 300%. Odzyskiwanie pierwiastków jest jednak trudne ze względu na ich agregację. Heterogeniczna natura pozostałości i liczne interakcje między różnymi składnikami oraz technikami spalania mogą komplikować proces odzysku. Instalacje specjalizujące się w przetwarzaniu pozostałości muszą przetwarzać jak najwięcej odpadów aby ich odzysk był opłacalny. Jednak politycy z UE i USA wprowadzają nowe regulacje prawne w celu zwiększenia dostępności surowców krytycznych. W UE planowane są nowe przepisy wymagające, aby minimum 15% rocznego zużycia surowców krytycznych pochodziło z recyklingu. Dlatego innowacyjne technologie odzysku surowców krytycznych z odpadów mają szanse na uzyskanie dotacji na badania i rozwój.

5

Wykorzystanie mikroglonów ekstremofilnych Cyanidioschyzon merolae i Galdieria sulphuraria w odzysku metali z kwaśnych wód kopalnianych (AMD) jako alternatywnego źródła surowców krytycznych

Borowska Ewa Izabela, Urbańska Weronika

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2023

|

Nr 9

32--40

PL

Zrównoważona gospodarka surowcami stanowi obecnie największe wyzwanie, w kontekście utrzymania i wprowadzania nowych technologii użytku codziennego. Stale rosnące zapotrzebowanie, a jednocześnie wyczerpywanie naturalnych zasobów wielu różnych pierwiastków, przyczynia się do coraz częściej obserwowanych kryzysów na globalnym rynku surowcowym. Obecnie najczęściej stosowanym rozwiązaniem jest recykling odpadów, w celu odzysku surowców wtórnych, możliwych do ponownego wprowadzenia do obiegu materiałowego. Niemniej jednak korzystną alternatywę może stanowić także pozyskiwanie surowców z polimetalicznych wód kopalnianych, występujących w środowisku naturalnym na terenach powydobywczych. W nawiązaniu do zasad gospodarki obiegu zamkniętego oraz założeń transformacji klimatycznej, dokonano analizy potencjału kwaśnych wód kopalnianych (AMD), jako alternatywnego źródła metali krytycznych i strategicznych dla światowej gospodarki. Wykazano, że tego typu zasoby mogą być efektywnie zagospodarowane poprzez odzysk metali Co, Cu, Li, Ni i Zn w nich zawartych, przy zastosowaniu metod biologicznych - fikoremediacji. Do tego celu po raz pierwszy w literaturze przedmiotu wykorzystano ekstremofilne mikroglony czerwone - Cyanidioschyzon merolae i Galdieria sulphuraria.

EN

Sustainable raw materials management is currently the greatest challenge in the context of maintaining and introducing new technologies for everyday use. The constantly growing demand and, at the same time, the depletion of natural resources of many different elements contribute to increasingly observed crises on the global raw material market. Currently, the most frequently used solution is waste recycling in order to recover secondary raw materials that can be reintroduced into the material cycle. However, obtaining raw materials from polymetallic mine waters occurring in the natural environment in post-mining areas may also be a beneficial alternative. Referring to the principles of the circular economy and the assumptions of climate transformation, the potential of acid mine waters (AMD) as an alternative source of critical and strategic metals for world economy was analyzed. It has been shown that this type of resources can be effectively utilized by recovering the metals Co, Cu, Li, Ni and Zn contained in them using biological methods - phycoremediation. For this purpose, for the first time in the literature, extremopnhilic red microalgae - Cyanidioschyzon merolae and Galdieria sulphuraria - were used.

6

Elektromobilność a zrównoważona gospodarka surowcami - wyzwania i perspektywy

Urbańska Weronika

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2023

|

Nr 3

11--18

PL

Jednym z wyzwań transformacji energetycznej i polityki klimatycznej Unii Europejskiej jest wprowadzenie elektromobliności, a co za tym idzie zapewnienie odpowiednich poziomów dostaw surowców krytycznych. W kontekście elektryfikacji rynku motoryzacyjnego szczególne znaczenie ma produkcja baterii litowo-jonowych służących do zasilania nowoczesnych pojazdów elektrycznych. Obiecującą alternatywą do pozyskiwania metali krytycznych - litu i kobaltu z zasobów naturalnych jest ich odzyskiwanie z polimetalicznych odpadów baterii Li-ion, co pozwoliłoby na dywersyfikacje źródeł surowców oraz ich ponowne wykorzystanie w myśI zasad gospodarki o obiegu zamkniętym.

EN

One of the challenges of the energy transformation and European Union climate policy is the introduction of electromobility, thus ensuring appropriate levels of critical raw materials supply. In the context of the automotive market electrification, the production of lithium-ion batteries used to power modern electric vehicles is of particular importance. A promising alternative to the critical metals acquisition - lithium and cobalt from natural resources is their recovery from polymetallic waste Li-ion batteries, which would allow for the diversification of raw material sources and their reuse following the circular economy principles.

7

The EU’s demand for selected critical raw materials used in the photovoltaic industry

Guzik Katarzyna, Burkowicz Anna, Szlugaj Jarosław

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2022

|

T. 38, z. 2

31--59

EN

This paper presents the results of analyses of structure, volume and trends of demand for selected major critical raw materials (CRMs) suitable for the EU’s photovoltaic industry (PV). In order to achieve the EU’s goals in terms of the reduction of greenhouse gas emission and climate neutrality by 2050, the deployment of energy from renewable sources is of key importance. As a result, a substantial development of wind and solar technologies is expected. It is forecasted that increasing the production of PV panels will cause a significant growth in the demand for raw materials, including CRMs. Among these, silicon metal, gallium, germanium and indium were selected for detailed analyses while boron and phosphorus were excluded owing to small quantities being utilized in the PV sector. The estimated volume of the apparent consumption in the EU does not usually exceed 0.1 million tonnes for high purity silicon metal, a hundred tonnes for gallium and indium and several dozen tonnes for germanium. The major net-importers of analyzed CRMs were Germany, France, Spain, Czech Republic, the Netherlands, Slovakia and Italy. The largest quantities of these metals have been utilized by Germany, France, Belgium, Slovakia and Italy. The PV applications constitute a marginal share in the total volume of analyzed metal total end-uses in the EU (10% for silicon metal, 5% for gallium, 13% for germanium and 9% for indium). As a result, there is a number of applications that compete for the same raw materials, particularly including the production of electronic equipment. The volume of the future demand for individual CRMs in PV sector will be strictly related to trends in the development of PV-panel production with crystalline silicon technology currently strongly dominating the global market.

PL

W artykule przedstawiono wyniki analizy struktury, wielkości i trendów zapotrzebowania Unii Europejskiej (UE) na wybrane surowce krytyczne wykorzystywane w technologiach fotowoltaicznych. Dla osiągnięcia celów UE w zakresie ograniczenia emisji gazów cieplarnianych i uzyskania neutralności klimatycznej w perspektywie 2050 r. kluczowe znaczenie ma wykorzystanie energii ze źródeł odnawialnych. W efekcie prognozowany jest znaczny rozwój energetyki wiatrowej i słonecznej. Przewidywany wzrost produkcji paneli fotowoltaicznych skutkował będzie zwiększonym zapotrzebowaniem na surowce, w tym zaliczane do grupy krytycznych dla UE. Spośród nich do szczegółowych analiz wybrano krzem metaliczny, gal, german i ind, jednocześnie pomijając bor i fosfor, wykorzystywane w zastosowaniach fotowoltaicznych w niewielkich ilościach. Szacunkowe zużycie pozorne tych surowców w UE w ostatnich latach zwykle nie przekraczało 0,1 mln ton dla krzemu metalicznego o wysokiej czystości, 100 ton dla galu i indu oraz kilkadziesiąt ton w przypadku germanu. Głównymi ich importerami netto były Niemcy, Francja, Hiszpania, Czechy, Holandia, Słowacja i Włochy. Największe ilości analizowanych metali zużywane były przez Niemcy, Francję, Belgię, Słowację i Włochy. Produkcja paneli fotowoltaicznych stanowi niewielki udział w łącznych zastosowaniach końcowych krzemu (10%), galu (5%), germanu (13%) i indu (9%). W związku z tym wiele sektorów przemysłu, w tym m.in. sprzętu elektronicznego, konkuruje o dostawy tego samego materiału. Wielkość przyszłego zapotrzebowania na poszczególne surowce krytyczne w sektorze energii fotowoltaicznej będzie ściśle uzależniona od trendów rozwoju poszczególnych technologii produkcji paneli, z silnie dominującą obecnie na rynku technologią wykorzystującą krzem krystaliczny.

8

W poszukiwaniu surowców krytycznych dla Polski. Republika Konga : geologia, potencjał surowcowy, warunki koncesyjne

Strzelecki S., Wołkowicz Stanisław, Elenga Hilaire, Kounkou Ghynel R.

Przegląd Geologiczny

|

2021

|

Vol. 69, nr 6

339--355

EN

For its development, Polish economy needs a number of mineral raw materials that are not present in the country. An important way to increase the country's raw material security is to search for the necessary raw materials abroad. Among such countries is the Republic of the Congo. Advantageous geographic location with access to the Atlantic Ocean, the presence of geological structures rich in various mineral resources, such as tin, tungsten, coltan (Ta-Nb ore), polymetals (Cu-Pb-Zn), iron (BIF deposits), potassium salts and phosphate rock, as well as favourable legal regulations promoting foreign investments, make the Republic of the Congo a country with which Poland should cooperate in the field of raw materials and mining industries. A relatively small part of the Republic of the Congo is well explored, but the potential of undiscovered mineral resources is very large. Poland, having a well-educated cadre of geologists, can and should share its experiences with specialists working in the geological survey of the Republic of the Congo. Such cooperation can bring many benefits to both cooperating countries.

9

Konkrecje Fe-Mn z polskiego sektora Morza Bałtyckiego : stan wiedzy i potrzeba badań

Zglinicki Karol, Uścinowicz Szymon, Łęczyński Leszek, Szamałek Krzysztof, Jegliński Wojciech, Pączek Urszula, Bylina Paweł, Banaś Michał

Przegląd Geologiczny

|

2021

|

Vol. 69, nr 3

161--168

EN

Studies on Baltic nodules have been undertaken since the1920s. In the 1970sand 1980s, the Polish Geological Institute - National Research Institute conducted researches on the bottom sediments of the Baltic Sea, which allowed identifying the regions of occurrence of Fe-Mn nodules in the southern part of the Baltic Sea (Mojski, 1989-1994). Nodules from the Polish Baltic Sea Zone are the least studied element of the marine environment. So far, there is a lack of information on environmental-geological conditions of formation and occurrence of nodules, their metal resources and deposit potential. The Fe-Mn nodules may be a valuable source of information on the contamination of the Baltic Sea water and bottom sediments. In cooperation between the Institute of Oceanography of the University ofGdañsk and the Polish Geological Institute-NRI, two research cruises were carried out in August and September 2020 on a 5 X 5 km testing ground in the Gotland-Gdańsk Threshold region. The seabed surface was profiled using multibeam echo sounders and a side-scan sonar. A hundred samples of Fe-Mn nodules, 25 samples of surface sediments associated with the nodules, and25 samples of clay rocks underlain by marine sediments were collected. The extensive documentary material will enable, for the first time, to estimate the nodule resources and determine the regularity of their occurrence.

10

Cobalt as a critical raw material

Potempa Martyna, Myćka Łukasz, Kortyka Łukasz, Madej Piotr, Sak Tomasz

Polish Technical Review

|

2021

|

No. 3

2--9

EN

In the paper, the basic information on cobalt - the element classified, for many years, in the group of critical raw materials has been presented. The current demand on the mentioned metal is higher and higher, caused mainly by the development of new technologies and also, by energetic transformation, including a development of electric cars’ market. The subject connected with obtaining of critical raw materials is nowadays a key problem due to a high dependence of the EU countries on import. The obstructed access to raw materials may dramatically affect the break of the supply chain and, in consequence, affect negatively the manufacture of materials and equipment where cobalt is a component, increase the production costs and finally, limit technological development. The present article has a review character.

PL

W artykule przedstawiono podstawowe informacje na temat kobaltu, pierwiastka, zaliczanego od wielu lat do surowców krytycznych. Obecnie zapotrzebowanie na ten metal jest coraz większe, głównie z powodu rozwoju nowych technologii a także transformację energetyczną, w tym rozwój rynku samochodów elektrycznych. Tematyka związana z pozyskiwaniem surowców krytycznych jest obecnie kluczowa, ze względu na wysokie uzależnienie krajów Unii Europejskiej od importu. Utrudniony dostęp do surowców może drastycznie wpłynąć na przerwanie łańcucha dostaw, a co za tym idzie, wpłynąć negatywnie na produkcję materiałów i urządzeń w których kobalt stanowi składnik, podwyższyć jej koszta, a ostatecznie ograniczyć rozwój technologiczny. Artykuł ma charakter przeglądowy.

11

Optimising the management of mining waste by means of Sentinel-2 imagery: a case study in the Joda West Iron and Manganese Mine (India)

Guglietta Daniela, Belardi Girolamo, Passeri Daniele, Salvatori Rosamaria, Ubaldini Stefano, Casentini Barbara, Trapasso Francesca

Journal of Sustainable Mining

|

2020

|

Vol. 19, iss. 1

22--32

EN

A smart economy minimizes the production of waste from mining activities and reuses waste as a potential resource, with the goal of moving towards a near-zero waste society. This paper presents integrated multidisciplinary methodology in order to optimise the management of mining waste. The test site is the FeeMn mine in Odisha (India). The mining waste present in the mine has been collected and afterwards X-Ray Powder Diffraction, X-Ray Fluorescence and spectral signatures analysis have been performed for mineralogical, chemical and spectral characterization of the materials. Finally, the classification and mapping of the characterized mining waste was carried out by Sentinel-2A image.

12

Rare Earth Elements – a Novelty in Energy Security

Bielawski Radosław

Journal of Ecological Engineering

|

2020

|

Vol. 21, nr 4

134--149

EN

This study analyses the role of rare earth elements (REE) as critical resources for the energy security. This research presents the developments in the global REE extraction, i.e. the dominance of the Republic of China, which attempts to maintain and control its monopoly. The typical and novel uses of rare earth metals were presented in various applications, such as in advanced electronic and information technologies utilised in the aerospace and energy industries. Bearing in mind their vital importance to the manufacturing of high-tech products, the REE deposits are of strategic importance for the USA, the Republic of China and for the European Union. Striving to maintain the independence of raw materials, the USA is focused on the search for raw materials on its territory and furthermore on waiving the legal restrictions with respect to their extraction. China is primarily occupied with maintaining the monopoly and control over the global market of critical raw materials, including REE. The activities within the European Union concentrate on the exploration in search for the REE deposits in Europe and ensuring the continuity of supplies by maintaining good diplomatic relations with partners – the USA and Japan. In addition, extensive REE recycling initiatives are being undertaken in the EU. Further rare earth metals extraction is anticipated to extend to the outer space. However, developing the economically viable methods of extraction remains the major challenge faced by space mining, given that it requires establishing an expensive, permanent space infrastructure. What is more, mining and processing of rare earth metals raises serious environmental concerns, as it involves such hazards as radioactive products, toxic chemical compounds and waste generation. With respect to the environmental protection, this study also addresses the issues of REE substitutes and recycling. It is concluded that the environmental protection practices regarding the long-term extraction and use of REE (with a 2030 horizon) will bring substantial long-term financial benefits.

13

Coking coal in the European green deal strategy

Ozga-Blaschke Urszula

Inżynieria Mineralna

|

2020

|

no. 2, vol. 2

87--93

EN

Achieving climate neutrality in the EU economy by 2050 is a huge challenge to which all European Union plans and strategies have been submitted. Achieving the EU's climate and environmental goals requires, among other things, a profound transformation of the power sector, as well as decarbonisation and modernisation of energy-intensive industries such as steel production, for instance. !e European steel industry has to face the challenges of reducing carbon emissions; the evidence suggests that hydrogen will play a major role in the decarbonisation of the sector, provided cheap renewable energy is available on a large scale. However, in the near future, most of the steel produced in the EU will continue to be produced using the BF-BOF route, which requires a stable supply of coking coal. !e paper describes the structure of world steel production according to production technology and indicates the projects implemented by European companies, aimed at moving towards emission-free steel production. !e European Commission has recognised the key role of coking coal in the EU economy by placing it on the 2020 list of critical raw materials. !e list identifies those raw materials which need to be protected in the EU due to their high economic importance and high supply risk. !e paper presents the results of the criticality assessment for coking coal included in the fourth technical review, which qualified it for the third time as a material to be kept on the list of critical raw materials.

PL

Osiągnięcie neutralności klimatycznej w gospodarce UE do 2050 r. jest ogromnym wyzwaniem, któremu poddano wszystkie plany i strategie Unii Europejskiej. Osiągnięcie unijnych celów klimatycznych i środowiskowych wymaga między innymi głębokiej transformacji sektora elektroenergetycznego, a także dekarbonizacji i modernizacji energochłonnych gałęzi przemysłu, takich jak np. hutnictwo. Europejski przemysł stalowy musi stawić czoła wyzwaniom związanym z redukcją emisji dwutlenku węgla; analizy sugerują, że wodór będzie odgrywał główną rolę w dekarbonizacji sektora, pod warunkiem, że na dużą skalę dostępna będzie tania energia odnawialna. Jednak w najbliższej przyszłości większość stali produkowanej w UE będzie nadal produkowana na drodze BF-BOF, co wymaga stabilnych dostaw węgla koksowego. W artykule opisano strukturę światowej produkcji stali według technologii produkcji oraz wskazano projekty realizowane przez firmy europejskie, zmierzające do przejścia na bezemisyjną produkcję stali. Komisja Europejska doceniła kluczową rolę węgla koksowego w gospodarce UE umieszczając go na liście surowców krytycznych 2020 roku. Lista identyfikuje te surowce, które należy chronić w UE ze względu na ich duże znaczenie gospodarcze i wysokie ryzyko dostaw. W artykule przedstawiono wyniki oceny krytyczności węgla koksowego zawartego w IV przeglądzie technicznym, ktory zakwalifikował go po raz trzeci jako materiał do umieszczenia na liście surowców krytycznych

14

Recovery of tantalum from different resources

Generowicz Natalia, Kulczycka Joanna

Architecture Civil Engineering Environment

|

2020

|

Vol. 13, no. 4

79--84

EN

Tantalum is a chemical element with important properties. It is used in industry and its numerous branches for instance in jewelry and watchmaking products. As a result, it is not uncommon for this metal to become an object of interest for a variety of buyers. After it has been bought back from the customers, tantalum can be recycled and, as a result, its full content can be retrieved. In economy, tantalum has become a ‘technology-critical element’ which is increasingly used in new technologies. This has led to a need to evaluate potential environmental impacts, which, in turn, requires knowledge of its concentration in the natural and industrial environment. This paper will present secondary sources of tantalum extraction and recycling, which makes it possible to limit the use of this raw material from natural sources, which are in increasing exhaustion. The analysis also includes the case study of the old Penouta mine, and processing of tailings from waste-rock heaps and ponds on these area. It is located in the innermost part of the Iberian Variscan Belt in Galicia in northwest Spain where two main formations crop out: the Viana do Bolo Series (high-grade metamorphic rocks) and the Ollo de Sapo Formation.

15

Change in the status of coking coal on the EU list of critical raw materials (2017)

Ozga-Blaschke Urszula

Polityka Energetyczna

|

2019

|

T. 22, z. 3

71--82

EN

Ensuring access to a stable supply of a number of raw materials has become a serious challenge for domestic and regional economies with limited production, the EU economy alike. Reliable and unconstrained access to certain raw materials is an ever more serious concern. In order to tackle this challenge, the European Commission has established a list of Critical Raw Materials (CRMs) for the EU, which is regularly reviewed and updated. In its Communication COM(217) 490 final of September 13, 2017, the European Commission presented an updated list of 27 critical raw materials for the EU as a result of a third assessment based on a refined methodology developed by the Commission. Economic Importance (EI) and Supply Risk (SR) have remained the two main parameters to determine the criticality of a given raw material. The list of critical raw materials for the EU includes raw materials that reach or exceed the thresholds for both parameters set by the European Commission. The only exception is coking coal (included in the list of critical raw materials for the first time in 2014) which, although not reaching the economic importance threshold, has been conditionally kept on the 2017 list for the sake of caution. Should it not fully meet this criterion, it will be withdrawn from the list during the next assessment.

PL

Zapewnienie dostępu do stabilnej podaży szeregu surowców stało się poważnym wyzwaniem dla gospodarek krajowych i regionalnych o ograniczonej produkcji, podobnie jak gospodarki UE. Niezawodny i nieograniczony dostęp do niektórych surowców stanowi coraz poważniejszy problem. Aby sprostać temu wyzwaniu, KE opracowała listę surowców krytycznych (CRM) dla UE, która jest regularnie weryfikowana i aktualizowana. W komunikacie COM (217) 490 wersja ostateczna z 13.09.2017 r. KE przedstawiła zaktualizowany wykaz 27 kluczowych surowców dla UE w wyniku trzeciej oceny opartej na dopracowanej metodologii opracowanej przez Komisję. Znaczenie ekonomiczne (EI) i ryzyko podaży (SR) pozostały dwoma głównymi parametrami określającymi krytyczność danego surowca. Lista surowców krytycznych dla UE obejmuje surowce, które osiągają lub przekraczają progi dla obu parametrów określonych przez KE. Jedynym wyjątkiem jest węgiel koksowy (po raz pierwszy zawarty na liście surowców krytycznych w 2014 r.), który, choć nie osiąga progu znaczenia ekonomicznego, został warunkowo umieszczony na liście z 2017 r. W artykule omówiono najważniejsze zmiany metodologii zastosowanej w trzecim przeglądzie i ich wpływ na ocenę krytyczności węgla koksowego. Przedstawia strukturę geograficzną światowej produkcji i zużycia węgla koksowego, a także stopień, w jakim UE jest uzależniona od importu węgla koksowego. Surowce, nawet jeśli nie są klasyfikowane jako surowce krytyczne, są niezbędne dla gospodarki europejskiej, ponieważ znajdują się na początku łańcuchów wartości w produkcji. Ich dostępność może się szybko zmieniać ze względu na zmiany w przepływach handlowych lub polityce handlowej, co ujawnia ogólną potrzebę dywersyfikacji podaży.

16

Critical, Strategic and Deficit Raw Materials in the Waste of Electrical and Electronic Equipment and in Batteries and Accumulators

Witkowska-Kita Beata, Biel Katarzyna, Blaschke Wiesław, Orlicka Anna

Inżynieria Mineralna

|

2019

|

R. 21, nr 1

189--194

EN

This article presents the waste electrical and electronic equipment and batteries and accumulators as a potential source of critical, strategic and deficit raw materials. The dominant types of waste obtained after the disassembly of used electrical and electronic equipment are plastics: polypropylene (PP), acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS), polystyrene (PS) and teflon and metals. These metals include: magnesium, cobalt, antimony and tantalum (critical raw materials), aluminum, nickel, iron and zinc (strategic raw materials) as well as copper and silver (deficit resources), as well as lead, tin, gold and cadmium. Batteries and accumulators are a source, among others metals such as: nickel and zinc (strategic raw materials), manganese and lithium (deficit resources), aluminum (strategic raw material), and cadmium, lead. The article presents the results of analysis of the material composition of the waste electrical and electronic equipment conducted at the Institute of Mechanised Construction and Rock Mining. It also presents the level of imports and exports of waste and scrap-metal that are the subject of this article. In addition, the article presents a source of information about waste and recycled materials.

17

Critical Raw Materials – What´s the Crux of the Matter?

Dvoracek Jaroslav, Sousedikova Radmila, Jurekova Zdenka, Matyasova Zuzana

Inżynieria Mineralna

|

2019

|

R. 21, nr 1/2

97--99

EN

The paper takes into account mineral commodities that have been listed as critical by the EU Commission. It concentrates attention on the issue of global demand/supply balances, and summarizes causes for critical listing of these commodities.

PL

W artykule przedstawiono surowce mineralne wymienione przez Komisję Europejską jako krytyczne. Koncentruje uwagę na globalnym popycie i podsumowuje przyczyny zestawienia listy pierwiastków krytycznych.

18

Ocena możliwości pozyskiwania niektórych surowców krytycznych w Polsce w związku z realizacją koncepcji gospodarki o obiegu zamkniętym

Jarosiński A., Kulczycka J.

Inżynieria Mineralna

|

2018

|

R. 19, nr 1

315--324

PL

Kraje UE są ubogie w większość surowców mineralnych co wymusza oszczędne gospodarowanie zasobami i uniezależnienie się od monopolistów takich jak Chiny, Rosja, Australia itd. Niezbędne dla funkcjonowania i dalszego rozwoju krajów UE jest zapewnienie ciągłości dostaw surowców nieenergetycznych, w tym surowców krytycznych, poszukiwania nowych złóż lub technologii pozyskiwania surowców z odpadów. Surowce te cechują się ograniczoną bazą surowcową i znacznym rozproszeniem minerałów oraz niewielką możliwością ich substytucji. Komisja Europejska opracowała i po raz drugi zaktualizowała w roku 2017 listę surowców krytycznych, tj. tych niezbędnych dla harmonijnego i zrównoważonego rozwoju gospodarczego oraz postępu technologicznego wszystkich krajów UE. KE wskazując iż wszystkie surowce, nawet jeśli nie są zaklasyfikowane jako surowce krytyczne, są ważne dla gospodarki europejskiej, ponieważ znajdują się na początku produkcyjnych łańcuchów wytypowała aż 27 do grupy surowców krytycznych. W Polsce również opracowano listę surowców kluczowych dla gospodarki w 2016 r. W artykule, uwzględniając przede wszystkim aspekty technologiczne i ekonomiczne, a także biznesowe związane z nową koncepcją gospodarki o obiegu zamkniętym (GOZ), dokonano oceny możliwości pozyskiwania wybranych surowców krytycznych/kluczowych z pierwotnych i wtórnych źródeł w warunkach krajowych. Scharakteryzowano takie surowce krytyczne, jak metale ziem rzadkich, platynowce, magnez, gal, ind i german, w aspekcie ich przydatności technologicznej. Ponadto wskazano nowe rozwiązania organizacyjne w obszarze symbiozy gospodarczej, które są coraz częściej stosowane również przez firmy wydobywcze w związku z realizacja koncepcji gospodarki o obiegu zamkniętym i szerszego wykorzystania odpadów.

EN

EU countries are poor in most mineral raw materials, which forces resource efficiency and independence from monopolies such as China, Russia, Australia, etc. It is essential for the functioning and further development of EU countries to ensure the continuity of non-energy supplies, including critical raw materials, or technologies for extracting raw materials from waste. These raw materials are characterized by a limited raw material base and considerable dispersion of minerals and a small possibility of their substitution. The European Commission has developed and, for the second time updated, the list of critical raw materials, i.e. those essential for harmonious and sustainable economic development and technological progress in all EU countries. The EC points out that all raw materials, even if they are not classified as critical raw materials, are important to the European economy because they are at the beginning of the production chain and have selected as many as 27 critical raw materials. In Poland, a list of key raw materials for the economy was prepared in 2016. In the article, taking into account first of all the technological and economic aspects, but also business one connected with implementation of circular economy, the possibility of obtaining selected critical / primary raw materials from primary and secondary sources in the national context was assessed. Critical materials such as rare earth metals, platinum, magnesium, gallium, indium and germanium have been characterized in terms of their technological usability. In addition, new organizational solutions in the area of economic symbiosis have been identified, which are increasingly being used by mining companies as a result of the concept of closed-loop recycling and wider use of waste.

19

Market for Critical Raw Materials and its Influence on Mineral Prices

Dvoracek J., Sousedikova R., Kudelova Z., Jurekova Z.

Inżynieria Mineralna

|

2018

|

R. 19, nr 1

43--46

EN

The paper has focused on market for critical raw materials and its influence on mineral prices. Usually ores and ore products are deemed critical raw materials if they mostly or totally come from foreign countries, have difficult replacement, and are vital for the Nation’s economy, especially for defence issues. Tungsten, niobium, graphite and lithium were chosen for analysis from the critical mineral commodities declared by the European Commission and the Government of the Czech Republic. An analysis of these mineral commodity market conditions has been made, and their impacts on particular mineral availability and price have been assessed. As regards tungsten supplies, there are relatively many producer countries with the existing or developing extraction structures, but China has at its disposal 60% of the deposits. Lithium reserves are sufficient, but supplies are highly concentrated – four producer companies deliver about 90% of lithium in the world. Also niobium supplies are extremely concentrated, in the period, 2009–2012, two Brazilian mines and a single Canadian one produced 99% of niobium in the world. The biggest world producer of natural graphite is China that dominates 70% of the market. Natural resources of the above mentioned mineral commodities are not critical. The Earth’s crust deposits are sufficient for long-term exploitation, and what’s more, a technology has been patented for lithium recycling. What rather matters is the issue of the free play of market forces. The theoretical preconditions for the free play of market forces and balanced price convergence – market presence of many various producers and many customers – are disturbed by producer structure, high concentration of mining companies and countries. Free market interference is implied in dominance of individual producer countries or production companies, and their ability to decide about production levels and related prices. Nevertheless, the inevitable rise of mineral commodity prices will mean that exploitation of some sources, which are currently deemed uneconomical, may become interesting.

PL

W artykule skoncentrowano się na rynku surowców krytycznych i ich wpływie na ceny surowców mineralnych. Zazwyczaj rudy i produkty wzbogacania uznane za surowce krytyczne surowce jeśli w większości lub w całości pochodzą z innych krajów, mają trudno zastępowalne i są niezbędne w gospodarce narodowej, zwłaszcza dla przemysłu obronnego. Jako przedmiot analizy wybrano wolfram, niob, grafit i lit będące surowcami krytycznymi w dokumentach opublikowanych przez Komisję Europejską i rząd Republiki Czeskiej. Przeprowadzono analizę rynku surowców oraz jego wpływ na dostępność i cenę minerałów. Zasobywolframu zostały zidentyfikowane w kilku krajach natomiast 60% złóż znajduje się w Chinach. Rezerwy litu są wystarczające, ale podaż jest bardzo skoncentrowana cztery firmy producenckie dostarczają około 90% litu. Również podaż niobu jest niezwykle skoncentrowana, w latach 2009-2012 dwie kopalnie brazylijskie i jedna kanadyjska wyprodukowały 99% niobu na świecie. Największym światowym producentem grafitu naturalnego są Chiny, które obejmują 70% rynku światowego. Zasoby naturalne wymienionych surowców mineralnych nie są krytyczne. Złoża skorupy ziemskiej są wystarczające dla długotrwałej eksploatacji, a ponadto opatentowano technologie recyklingu np. litu. Isotny jest problem gry wolnorynkowej. Teoretyczne warunki wstępne dla swobodnej gry sił rynkowych i zrównoważonej konwergencji cen – rynek to obecność wielu różnych producentów i wielu klientów – warunki są zakłócane przez strukturę producentów, dużą koncentrację firm górniczych. Zakłócenia wolnego rynku są implikowane przez dominację poszczególnych krajów producenckich lub przedsiębiorstw produkcyjnych, oraz ich zdolność do decydowania o poziomach produkcji i cenach. Niemniej jednak nieunikniony wzrost cen surowców mineralnych może oznaczać, że wykorzystanie niektórych źródeł, które obecnie uważa się za nieekonomiczne, może stać się interesujące.

20

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.