Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ litologicznego zróżnicowania nadawy na wskaźniki technologiczne w zakładach wzbogacania rud KGHM Polska Miedź S.A.

Pawlos W., Poznar E., Krzemińska M.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2017

|

nr 469

67--74

PL

W artykule przedstawiono efektywność wzbogacania urobku dostarczonego z zakładów górniczych w świetle jego właściwości fizykochemicznych, charakterystycznych dla trzech głównych odmian litologicznych skał złożowych będących jego składnikami. W tym celu określono podatność na wzbogacanie poszczególnych wydzieleń litologicznych obecnych w urobku, stanowiącym nadawę do procesu wzbogacania. Na przykładzie jednego z Rejonów O/ZWR wyznaczono zależność funkcyjną pomiędzy uzyskiem a jakością koncentratu [ε = f(β)], która obrazuje wpływ zawartości składników litologicznych na osiągane wskaźniki wzbogacania. Wykazano, że przemysłowe wzbogacanie jest bardzo czułe na zmiany jakości nadawy w aspekcie zawartości poszczególnych składników litologicznych, a także udziału głównych składników użytecznych i towarzyszących.

EN

The paper presents the performance of ore beneficiation process carried out on KGHM Polska Miedź S.A. run-of-mine ore relating to its physicochemical properties. The properties are strongly associated with the lithology of rock formations. The susceptibility of specific lithological fraction occurred in the ore for the beneficiation process is described. Functional relationship between recovery and concentrate grade [ε = f(β)] was developed as the example for one of the KGHM Polska Miedź S.A. concentrators plants. The variety of ore properties and its effect on process efficiency is discussed. It has been proved that industrial process efficiency is very sensitive to both the alteration of lithological fractions and the content of major valuable metals and accompanying compounds.

2

Skład izotopowy siarki minerałów siarczkowych i siarczanowych z kopalni Lubin

Parafiniuk J., Kościński M., Hałas S., Siuda R.

Biuletyn Państwowego Instytutu Geologicznego

|

2017

|

nr 468

97--108

PL

W pracy zaprezentowano wyniki analiz składu izotopowego siarki w ok. 130 próbkach siarczków i 50 próbkach siarczanów, pobranych z różnych partii złoża eksploatowanego w kopalni Lubin. Proste siarczki miedzi mają izotopowo bardzo lekką siarkę. Dla digenitu średnią wartość δ34S określono na –35,9‰, a dla chalkozynu na –32,0‰. Również bornit ma niską wartość δ34S – średnio –31,7‰. Nieznacznie wyższe wartości stwierdzono dla chalkopirytu i covellinu – średnio –29,6 i –27,9‰. Najcięższą siarkę mają minerały szeregu tennantyt–tetraedryt: –9,3‰. Lekką izotopowo siarkę wykazuje także sfaleryt i galena – odpowiednio –27,1 i –25,4‰. Najlżejszy skład izotopowy siarki stwierdzono w pirycie i markasycie (–37,9‰). Wykazano systematycznie zaznaczające się różnice w składzie izotopowym siarczków, zależnie od ich wykształcenia i lokalizacji w złożu. Zgodnie z oczekiwaniem siarczany z kopalni Lubin cechują wyższe wartości δ34S, baryt – średnio 12,3‰, podobnie jak gips i anhydryt – 12,1‰. Gdy występują w żyłach z siarczkami mają one lżejszy skład od tego obserwowanego w żyłach płonnych. Najniższe wartości δ34S, zbliżone do składu siarczków miedzi, mają minerały wietrzeniowe – chalkantyt i epsomit.

EN

The paper presents the results of sulphur isotopic analyses conducted on 130 samples of sulphides and 50 samples of sulphates, collected in different parts of the Lubin mine. Simple copper sulphides contain isotopically very light sulphur. For digenite average value of δ34S was found to be –35,9‰, and for chalcocite –32,0‰. Bornite also has low value of δ34S, on average –31,7‰. Slightly higher values were found for chalcopyrite and covellite: –29,6 and –27,9‰ on average. The heaviest sulphur is in tennantite–tetrahedrite series: –9,3‰. Sphalerite and galena also have isotopically light sulphur, –27,1 and –25,4‰, respectively. The lightest isotopic composition of sulphur was found in pyrite and marcasite (–37,9‰). There were found consistent differences in the isotopic composition of sulphides depending on their formation and localization in the deposit. Barite from the Lubin mine is shows higher values of δ34S: 12,3‰ on average, similarly to gypsum and anhydrite: 12,1‰. All those minerals have lighter composition when they occur in veins with sulphides comparing those in barren veins. Weathering sulphates – chalcantite and epsomite have the lowest values of δ34S, similar to the composition of copper sulphides.

3

Badania wpływu różnych dodatków na odzysk miedzi w procesie bioługowania rudy łupkowej w kolumnie

Barańska J., Sadowski Z.

Cuprum : czasopismo naukowo-techniczne górnictwa rud

|

2015

|

nr 2

147--156

PL

Bioługowanie rud na hałdzie stało się komercyjnym procesem, pozwalającym na odzysk metalu z ubogich surowców mineralnych. Proces bioługowania prowadzony na hałdzie jest uzależniony od czynników mikrobiologicznych, chemicznych i hydrodynamicznych. W pracy zostały przedstawione wyniki testów prowadzonych w kolumnie z upakowanym złożem, zawierającym rudę i dodatki. Ustalony został wpływ różnych dodatków (piryt, siarka, szkło i polietylen) na stopień odzysku miedzi z rudy łupkowej. Do badań zostały użyte bakterie Acidithiobacillus ferrooxidans, pochodzące z własnej kolekcji. Bakterie były hodowane na dwóch pożywkach – 2K i 9K. Surowcem użytym w badaniach był odpad z pierwszego czyszczenia, pochodzący z Zakładu Wzbogacania Rud Lubin. Materiał ten zawierał najwięcej minerałów wchodzących w skład rudy łupkowej. Doświadczenia przeprowadzono, stosując różne ilości dodatków do złoża rudy, znajdującej się w kolumnie. Badania wskazały na istotną rolę, jaką odgrywa immobilizacja (unieruchomienie) komórek bakteryjnych na powierzchni ciał stałych w procesie bioługowania. Określony został wpływ warunków hydrodynamicznych istniejących w porowatym złożu na odzysk miedzi. W optymalnych warunkach odzysk miedzi przekroczył 70% po 14 dniach prowadzenia procesu bioługowania.

EN

Heap bioleaching is a well establish commercial process for metal recovery from low-grade ores. Bioleaching process carried out in the heap is influenced by microbiological, chemical, and hydrodynamic factors. In this paper, the column tests data are presented. The effect of various additives (pyrite, sulphur, glass, and polyethylene) to the black ore on the copper recovery during the black shale bioleaching has been evaluated. For the bacteria growth two different media (2K and 9K) were used. The ore material selected for the bioleaching experiments was taken from the industrial flotation circuit (middlings from 1st cleaning) from Lubin Concentrator. The bioleaching tests were conducted with different amounts of additives which were added to the column packed with black shale ore. These experiments reveal that the microbial cells immobilization has an effect on the copper recovery. The role of hydrodynamic conditions in porous media is also described in the context of copper recovery. Under the optimal conditions, the extraction of copper was obtained more than 70% in 14 days, which is better than bioleaching without additives.

4

Extracellular elements-mobilizing compounds produced by consortium of indigenous bacteria isolated from kupferschiefer black shale – implication for metals biorecovery from neutral and alkaline polymetallic ores

Matlakowska R., Wlodarczyk A., Slominska B., Sklodowska A.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2014

|

Vol. 50, iss. 1

87--96

EN

Extracellular compounds produced by a consortium of indigenous bacteria interact with the polymetallic Kupferschiefer black shale and implicate for elements mobilization and/or complexation. The extracellular compounds were identified by GC-MS as carboxylic acids, but also aromatic acids and alcohols. Due to their action in batch experiment 16 elements were mobilized from black shale. Among mobilized elements precious metals (Cu, Ni, Co, V) as well as toxic heavy metals (As) were determined. Extracellular metabolites produced by studied consortium may be utilized in non-contact biorecovery of precious metals from neutral or slightly alkaline ores, and in the bioremediation of heavy metalcontaminated sites.

5

Vitrinite equivalent reflectance of Silurian black shales from the Holy Cross Mountains, Poland

Smolarek J., Marynowski L., Spunda K., Trela W.

Mineralogia

|

2014

|

Vol. 45, iss. 3/4

79--97

EN

A number of independent methods have been used to measure the thermal maturity of Silurian rocks from the Holy Cross Mountains in Poland. Black shales are characterized by diverse TOC values varying from 0.24-7.85%. Having calculated vitrinite equivalent reflectance using three different formulas, we propose that the most applicablevalues for the Silurian rocks are those based on Schmidt et al. (2015) equation. Based on this formula, the values range from % 0.71 VReqvVLR (the vitrinite equivalent reflectance of the vitrinite-like macerals) to % 1.96 VReqvVLR. Alternative, complementary methods including Rock Eval pyrolysis and parameters based on organic compounds (CPI, Pr/-C17, Ph/-C18, MPI1, and MDR) from extracts did not prove adequate as universal thermal maturity indicators. We have confirmed previous suggestions that Llandovery shales are the most likely Silurian source rocks for the generation of hydrocarbons in the HCM.

6

Silurian shales of the East European Platform in Poland : some exploration problems

Porębski S.J., Prugar W., Zacharski J.

Przegląd Geologiczny

|

2013

|

Vol. 61, nr 11-1

630-638

EN

The pericratonic Silurian shale succession in Poland, despite its reasonably well-constrained geological framework, entails a number of contentious issues that need to be resolved before this emerging shale gas play will enter a stage of successful development. The succession is thought to have originated in a Caledonian foredeep encroaching distally onto a pericratonic shelf ramp. However, the geochemical signature of the mudrocks is consistent with a cratonic rather than orogenic sourcing, the proximal part of the foredeep basin-fill is apparently missing, and the shale succession juxtaposes in part across the Teisseyre-Tornquist Zone against suspected terranes with no evidence of Silurian tectonism. Organic-rich Llandovery– Wenlock shales form a NW-SE striking central belt that is increasingly calcareous toward the craton (NE) and more silty toward the inferred orogen (SW), with the TOC content decreasing in both directions perpendicular to the strike. The TOC trend seems consistent with the deep-downlap model of black shale deposition suggested for many Paleozoic foredeep basins, but does not quite agree with the outer neritic to upper bathyal depths assumed for the shale deposition. Preliminary results from three wells drilled by Orlen Upstream in the Lublin Basin indicate that the Llandovery–Wenlock shales were deposited on a distal shelf ramp sheltered from the craton by shelf carbonate shoals and periodically affected by weak storm-generated currents. The impact of storms on water column resulted in intermittent rises of oxygen content in the otherwise anoxic to dysoxic near-bottom conditions. The prospective interval is dominated by calcite-cemented clayey mudstones showing moderate to good reservoir qualities. It is cut locally by ENE- or NE-dipping, steep fractures favourable for fluid transmissibility, and a NE or SWdirection is most advantageous for artificial fracturing. This interval is capped with a Ludlow calcite-cemented, laminated siltstone that forms a regional correlation marker and shows soft-sediment deformations attributable to gravitational collapse on a NE-dipping paleoslope. If correct, this interpretation might imply the encroachment of orogen-fed clinothem system onto the SW-inclined craton-margin shelf ramp.

7

Łupki sylurskie platformy wschodnioeuropejskiej w Polsce : wybrane problemy poszukiwawcze

Porębski S.J., Prugar W., Zacharski J.

Przegląd Geologiczny

|

2013

|

Vol. 61, nr 8

468--477

EN

The pericratonic Silurian shale succession in Poland, despite its reasonably well-constrained geological framework, entails a number of contentious issues that need to be resolved before this emerging shale gas play will enter a stage of successful development. The succession is thought to have originated in a Caledonian foredeep encroaching distally onto a pericratonic shelf ramp. However, the geochemical signature of the mudrocks is consistent with a cratonic rather than orogenic sourcing, the proximal part of the foredeep basin-fill is apparently missing, and the shale succession juxtaposes in part across the Teisseyre-Tornquist Zone against suspected ter- ranes with no evidence of Silurian tectonism. Organic-rich Llandovery-Wenlock shales form a NW-SE striking central belt that is increasingly calcareous toward the craton (NE) and more silty toward the inferred orogen (SW), with the TOC content decreasing in both directions perpendicular to the strike. The TOC trend seems consistent with the deep-downlap model of black shale deposition suggested for many Paleozoic foredeep basins, but does not quite agree with the outer neritic to upper bathyal depths assumed for the shale deposition. Preliminary results from three wells drilled by Orlen Upstream in the Lublin Basin indicate that the Llandovery-Wenlock shales were deposited on a distal shelf ramp sheltered from the craton by shelf carbonate shoals and periodically affected by weak storm-generated currents. The impact of storms on water column resulted in intermittent rises of oxygen content in the otherwise anoxic to dysoxic near-bottom conditions. The prospective interval is dominated by calcite-cemented clayey mudstones showing moderate to good reservoir qualities. It is cut locally by ENE- or NE-dipping, steep fractures favourable for fluid transmissibility, and a NE or SW direction is most advantageous for artificial fracturing. This interval is capped with a Ludlow calcite-cemented, laminated siltstone that forms a regional correlation marker and shows soft-sediment deformations attributable to gravitational collapse on a NE-dippingpaleoslope. If correct, this interpretation might imply the encroachment of orogen-fed clinothem system onto the SW-inclined craton-margin shelf ramp.

8

Graptolity : narzędzie stratygraficzne w rozpoznaniu stref perspektywicznych dla występowania niekonwencjonalnych złóż węglowodorów

Podhalańska T.

Przegląd Geologiczny

|

2013

|

Vol. 61, nr 8

460–-467

EN

In connection with the exploration of zones prospective for the occurrence of unconventional hydrocarbon deposits, numerous studies of source rocks have been conducted in Poland. Stratigraphic examinations are among the basic elements. The main group of fossils occurring in shale successions, being a potential source of hydrocarbons, is graptolites. This paper describes the assemblages of graptolites from Ordovician and Silurian deposits and shows their importance for the stratigraphy of shale complexes. Due to their abundance and rapid evolution, graptolites are an excellent tool for biostratigraphic dating, regional correlations and biozonation of rock successions in terms of the high-resolution sequence stratigraphy. The paper presents the significance of taphonomic research of graptolites to identify zones of increased accumulation of hydrocarbons in rocks. It has been found that graptolites are an equally important instrument, in addition to elevated TOC values or increased gamma ray radiation on well logs, that allows identification of potential source rocks for hydrocarbons, including shale gas.

9

Graptolites – stratigraphic tool in the exploration of zones prospective for the occurrence of unconventional hydrocarbon deposits

Podhalańska T.

Przegląd Geologiczny

|

2013

|

Vol. 61, nr 11-1

621--629

EN

In connection with the exploration of zones prospective for the occurrence of unconventional hydrocarbon deposits, numerous studies of source rocks have been conducted in Poland. Stratigraphic examinations are among the basic elements. The main group of fossils occurring in shale successions, being a potential source of hydrocarbons, is graptolites. This paper describes the assemblages of graptolites from Ordovician and Silurian deposits and shows their importance for the stratigraphy of shale complexes. Due to their abundance and rapid evolution, graptolites are an excellent tool for biostratigraphic dating, regional correlations and biozonation of rock successions in terms of the high-resolution sequence stratigraphy. The paper presents the significance of taphonomic research of graptolites to identify zones of increased accumulation of hydrocarbons in rocks. It has been found that graptolites are an equally important instrument, in addition to elevated TOC values or increased gamma ray radiation on well logs, that allows identification of potential source rocks for hydrocarbons, including shale gas.

10

Microbial transformations of fossil organic matter of kupferschiefer black shale – elements mobilization from metalloorganic compounds and metalloporphyrins by a community of indigenous microorganisms

Matlakowska R., Ruszkowski D., Sklodowska A.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2013

|

Vol. 49, iss. 1

223--231

EN

The presented article describes the role of community of indigenous microorganisms occurring in the Kupferschiefer black shale in elements mobilization from fossil organic matter of the deposit. The short description of metalloorganic compounds and metalloporphyrins extracted from black shale was presented as well as the characterization of indigenous microorganisms. The processes of fossil organic matter colonization, biofilm development and elements mobilization accompanying bacterial growth was summarized.

11

Terrestrial radioisotopes in black shale hosted Mn-carbonate deposit (Úrkút, Hungary)

Vigh T., Kovács T., Somlai J., Kávási N., Polgári M., Bíró L.

Acta Geophysica

|

2013

|

Vol. 61, no. 4

831--847

EN

Previously, little attention has been paid to terrestrial radioisotopes (U, Th, 40K) occurring in manganese ores, despite the fact that the biogeochemical relationship between Mn and U is versatile. Occurrence of terrestrial radioisotopes in great amounts during mining on a long-term causes significant radiation exposure. It is important to inspect black shale-hosted manganese ores from this aspect, as black shales are typically potential U-rich formations. Despite the increased radon concentration in the mine, based on the detailed major elements, trace elements and gamma spectroscopy inspection of the rock types of deposit, the U, Th enrichment was undetectable. However, the U and Th content of about average terrestrial abundance of the great ore amount may be in the background of the increased radon concentration level. This Mn-carbonate ore deposit in spite of the low U content exhibit potential radon danger for miners, which can be eliminated with intensive air change only.

12

Badania genezy cechsztyńskich złóż miedzi w Polsce

Kucha H., Pawlikowski M.

Geologia / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2010

|

T. 36, z. 4

513-538

PL

Złoża Cu Kupferschiefer mogły powstać wskutek mieszania się dwóch solanek. Górna, chłodna solanka była niezmineralizowana i bogata w Na, Ca, SO4 oraz Cl, pH > 7. Powstała ona w ewaporatach występujących nad złożami Cu na monoklinie przedsudeckiej. Dolna, gorąca solanka była bogata w Mg, K, Cl, SO4 oraz CO2, pH < 7 i mogła pochodzić z centralnej, ewaporatowej części basenu cechsztyńskiego z głębokości 6-7 km. Miała temperaturę 200-250°C i migrowała konwekcyjnie ku monoklinie przedsudeckiej wzdłuż spągu węglanów Z1. Proces strącania mineralizacji siarczkowej nastąpił w wyniku mieszania się obu tych solanek o silnym kontraście chemicznym i fizycznym oraz katalitycznego utleniania substancji organicznej czarnych łupków na stosunkowo niewielkich głębokościach monokliny przedsudeckiej. Granica solanek na ogół pokrywała się z kontaktem piaskowiec/ łupek Cu. Za istnieniem dolnej solanki związanej z ewaporatami przemawia obecność gniazd i żyłek sylwitu KCl, chlorargirytu AgCl oraz castaingitu potasowego w spągu łupków/stropie piaskowców Cu. Obecność dobrze zachowanych skaleni sodowych w górnej części, zaś skaleni potasowych w dolnej części horyzontu złożowego sugeruje istnienie systemu dwóch solanek. Część złóż miedzi występuje w odcinku profilu pozbawionym łupków. Może to świadczyć, że samo współdziałanie solanek było wystarczające do utworzenia mineralizacji Cu-Pb-Zn o znaczeniu ekonomicznym. Zmienność pionowa rozmieszczenia głównych metali od spągu ku stropowi w sekwencji od hematytu poprzez metale szlachetne do Cu, Pb i Zn jest powszechnie spotykana w złożach Cu Kupferschiefer.

EN

Kupferschiefer Cu deposits were probably formed as a result of two brines mixing. The upper cold brine (UCB) was base metal-free but rich in Na, Ca, SO4 and Cl with pH > 7 and originating from evaporates overlying the Cu deposits. The lower hot brine (LHB) was rich in Mg, K, Cl, SO4, CO2 and pH < 7 formed in the central part of the Polish Zechstein Basin at a depth of 6-7 km. The LHB was heated up to 200-250°C and was a subject of upward convection towards the Zechstein suboutcrops along the bottom of the Z1 carbonates. The mineralization process was a result of the mixing of the brines LHB and UCB, and catalytic autooxidation of organic matter of the black shale which operated at shallow depth of the Fore-Sudetic Monocline. The boundary of these brines generally overlapped the strike of the black shale. The presence of nests and veinlets of silvite (KCl), AgCl (chloargirite) and K-castaingite in the black shale bottom speaks in favor of the LHB existence. Parts of shale-free Cu deposits suggest that the action of two brines was capable of accumulation of economic Cu, Pb and Zn ore horizons. Where the boundary of brines overlaps the autooxidation zone (the black shale bottom) and also coincides with á and g radiation of thucholite concentrations of noble metals occur. The characteristic vertical distribution of the quadruplet hematite Cu Pb Zn from the bottom upwards is universal in the Kupferschiefer deposits.

13

Non-oxidative leaching of black shale copper ore from Lubin mine

Chmielewski T.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2007

|

Vol. 41

323-335

EN

The beneficial effect of leaching of carbonate gangue of flotation middlings (tailings from 1st cleaning at Lubin Concentrator) with sulfuric acid prior to their final flotation, leaching or bioleaching has been presented. The leaching of flotation feed with sulfuric acid decomposes selectively the carbonate gangue and leads to liberation of sulfide minerals and enhanced flotation or leaching results. It was shown, that after decomposing of 50-70% of carbonates in flotation feed, both flotation recovery and concentrate grade increased considerably versus the results observed for unleached feed. Products of acidic leaching comprise gypsum, soluble magnesium sulfate and gaseous carbon dioxide. Carbon dioxide evolving during the reaction creates the non-oxidizing atmosphere in the pulp during leaching and therefore effectively prevents the digestion of metals from sulfide minerals. The beneficial effect of acidic leaching on flotation was evidently confirmed in pilot tests performed on several feed materials. The application of sulfuric acid leaching of flotation feed produced an enhancement of flotation results (metal recovery and concentrate grade) and provided a rational use of H2SO4, which becomes a troublesome and difficult-to-sale product of copper metallurgy. Non-oxidative leaching has to be unquestionably applied prior to the atmospheric, pressure or bio-leaching in acidic conditions.

PL

Omówiono korzystny wpływ nieutleniającego ługowania węglanów za pomocą kwasu siarkowego z półproduktu flotacji (odpad I czyszczenie I ciągu technologicznego ZWR Lubin). Ługownie nieutleniające stosowano jako operacje poprzedzającą flotację, ługowanie atmosferyczne, ługowanie ciśnieniowe lub bioługowanie. Proces kwaśnego ługowania nadawy do flotacji prowadzi do selektywnego rozkładu węglanów wapnia i magnezu i zapewnia uwolnienie siarczków metali z ich hydrofilnych zrostów z węglanami. Efektem tego jest wyraźne podwyższenie wskaźników flotacji w porównaniu z nadawą nieługowaną oraz umożliwienie skutecznego, utleniajacego ługowania metali w roztworach kwasu siarkowego. Wykazano, że po chemicznym rozkładzie 50 – 70 % węglanów zawartych w nadawie do flotacji następuje wyraźny wzrost uzysku oraz jakości koncentratu w porównaniu z flotacją materiału nieługowanego. Produktami ługowania nieutleniającego są gips (CaSO4ź2H2O), rozpuszczalny w wodzie siarczan magnezu (MgSO4) oraz gazowy ditlenek węgla (CO2), który wytwarza korzystnie nieutleniającą atmosferę w ługowanej zawiesinie. Zapewnia to chemiczną stabilność siarczków metali, które nie ulegają roztwarzaniu w warunkach procesu. Korzystny wpływ procesu ługowania nieutleniającego na flotację został wcześniej potwierdzony dla innych flotowanych półproduktów i koncentratów miedzi. Zastosowanie kwasu siarkowego do ługowania nadawy do flotacji prowadzi nie tylko do podwyższenia wskaźników wzbogacania, ale również umożliwia racjonalne wykorzystanie kwasu, który staje się kłopotliwym i trudno zbywalnym odpadem procesu metalurgicznego. Ługowanie nieutleniające jest operacją, która musi być stosowana przed ługowaniem atmosferycznym, ługowaniem ciśnieniowych lub bioługowaniem w warunkach kwaśnych.

14

Effect of non-oxidative leaching on flotation efficiency of lubin concentrator middlings

Konopacka Ż., Łuszczkiewicz A., Chmielewski T.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2007

|

Vol. 41

275-289

EN

Mineralogical and petrological properties of black shale occurring in the copper ore deposit of the Foresudetic Monocline have been described. Specific character of the shale layer and its behaviour in the ore processing technology was discussed. A concept of recovery of the black shale from flotation circuits of the Lubin Concentrator by separating a by-product (middlings), which represents the tailings of the first cleaning flotation was presented. It was found that the investigated by-product cannot be practically upgraded using standard xanthate flotation. This is due to a remarkable enrichment in the organic carbon, similarly to the content of carbon in petrographically "pure" black shales. After a comprehensive examination it was assumed that the Lubin middlings can be regarded as a shale concentrate ready for bio- and hydrometallurgical processing. The effect of non-oxidative leaching of middlings with sulphuric acid on further flotation was presented. It was shown that nonoxidative leaching is a selective process, in which calcium and magnesium carbonates decomposition leads to effective liberation of sulphide minerals finely disseminated in hydrophilic gangue. Partial carbonates removal (between 70 and 90% of the total carbonates content) from the middlings resulted in evident liberation of valuable minerals. Consequently, it resulted in an increase of both recovery and the content of metals in concentrates obtained by flotation of shale by-product after non-oxidative leaching.

PL

Opisano mineralogiczno-petrograficzne właściwości czarnych łupków obecnych w złożu rud miedzi Monokliny Przedsudeckiej. Omówiono specyfikę zachowania się warstwy łupkowej w stosowanym procesie technologicznym przeróbki rud. Przedstawiono koncepcję pozyskiwania części frakcji czarnych łupków z urobku kierowanego do zakładu przeróbczego ZWR Lubin poprzez wydzielenie produktu pośredniego stanowiącego odpad operacji pierwszego czyszczenia koncentratu. Stwierdzono, że badany produkt pośredni jest materiałem praktycznie niewzbogacalnym, odznaczającym się podwyższoną zawartością węgla organicznego podobną do zawartości w petrograficznie „czystych” czarnych łupkach. Uznano, że produkt ten może być uważany za gotowy koncentrat łupkowy do procesów bio- i hydrometalurgicznych. Przedstawiono wyniki ługowania nieutleniającego H2SO4 opisanego półproduktu. Stwierdzono, że ługowanie nieutleniające jest procesem selektywnym, w którym chemicznemu rozkładowi węglanów wapnia i magnezu towarzyszy uwolnienie siarczkowych minerałów użytecznych. Częściowe wyługowanie węglanów (między 70 a 90% całkowitej zawartości węglanów) za pomocą kwasu siarkowego w istotny sposób poprawia stopień uwolnienia minerałów użytecznych. Przejawia się to wzrostem uzysku i zawartości wszystkich metali zawartych w koncentratach flotowanych z półproduktu łupkowego poddanego ługowaniu nieutleniającemu.

15

Comparison of kinetics of black shale bioleaching process using stationary and agitated systems

Sadowski Z., Szubert A.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2007

|

Vol. 41

387-395

EN

In the study, the kinetics of black shale ore bioleaching process, carried out in small column and tank reactor, was investigated. During all experiments the concentration of Cu2+ ions in the leaching solution was determined as a function of leaching time. Based on the results obtained, kinetics of bioleaching processes in the agitated tank reactor and column reactor were compared. The rate of bioleaching in column was similar to that in agitated tank. For the experiments in column, two different types of packing materials (plastic bullets and sawdust) were tested in order to improve the bed porosity. The results showed that sawdust was the best packing material used in this study.

PL

W pracy przedstawiono wyniki doświadczeń przeprowadzonych na dwóch próbkach rudy łupkowej o zawartości miedzi 7,04 % (próbka A) i 2,32 % (próbka B). Obie próby materiału do badań zostały dostarczone przez Centrum Badawczo-Rozwojowe KGHM Cuprum. Przeprowadzone doświadczenia miały za cel porównanie procesu bioługowania próbek rudy łupkowej, który był prowadzony z bioreaktorze z mieszaniem i w kolumnie ze złożem stacjonarnym. W przypadku bioługowania w kolumnie użyto dodatkowo dwóch wypełniaczy, to jest plastikowych kulek i wiórów drewnianych. Bioługowanie prowadzono z wykorzystaniem bakterii heterotrofowych (Streptomyces setoni i mieszanka C) i autotrofowych (Acidithiobacillus ferrooxidans). Otrzymane wyniki sugerują, że kinetyka procesu bioługowania w bioreaktorze był lepsza od kinetyki procesu w kolumnie. Procesy, prowadzone w kolumnach z wypełnieniem, były korzystniejsze w porównaniu z procesami bez użycia wypełnienia. Z zastosowanych dwóch materiałów wypełniających, trociny okazały się być lepszym wypełniaczem. Może to być spowodowane bardziej porowatą strukturą materiału w kolumnie, o czym świadczy większa szybkość przepływu medium ługującego.

16

Bioleaching of polish black shale

Grobelski T., Farbiszewska-Kiczma J., Farbiszewska T.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2007

|

Vol. 41

259-264

EN

Heterotrophic pretreatment combined with autotrophic bioleaching of Polkowice black shale were studied. Combination of these two processes was introduced as two-stage process which turned out to be more efficient in the terms of metals extraction. The sequence of preliminary heterotrophic and further autotrophic bioleaching was found as most reliable processing manner, since heterotrophic process provides the material’s surface area expansion, and therefore strong influences rate and efficiency of autotrophic leaching. Besides, it was found that tube bioreactors designed specially for hereby research ensure better processing condition than Erlenmeyer flasks in the terms of extraction speed and efficiency.

PL

Zostały przeprowadzone badania nad wykorzystaniem kombinacji procesów bioprzygotowania z użyciem bakterii heterotroficznych i bioługowania za pomocą bakterii autotroficznych próbek rudy łupkowej otrzymanej z kopalni Polkowice. Kombinacja tych dwóch procesów została przedstawiona jako proces dwu-stadialny, który zapewnia bardziej efektywniejszą ekstrakcje metali z surowca mineralnego. Kolejność realizacji procesu dwu-stadialnego okazała się być bardziej skuteczna, gdyż proces z użyciem heterotroficznych mikroorganizmów powoduje, że powierzchnia surowca staje się bardziej podatna na bioługowanie z użyciem autotroficznych mikroorganizmów. Dodatkowo zostało wykazane, że reaktory rurowe, specjalnie zaprojektowane do tych badań, były lepsze w porównaniu do procesu realizowanego w kolbach stożkowych.

17

Bio-beneficiation of multimetal black shale ore by flotation

Langwaldt J., Kalapudas R.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2007

|

Vol. 41

291-299

EN

Within the framework of the EU co-funded Bioshale project the bio-benefication of multimetal black shale ore was studied. The EU-co-funded Bioshale project aims to define innovative biotechnological processes for "eco-efficient" exploitation of black shale ores. The ore sample was from the Talvivaara deposit in Finland. In the black shale ore sample, the total amount of sulphides was 31.5% of which the Ni-minerals pentlandite and altered pentlandite is 0.52%. Nickel is distributed into pyrrhotite and oxidized pyrrhotite, 32.5%, and pentlandite and altered pentlandite, 66.0%. Other sulphides are chalcopyrite (Cu), sphalerite (Zn), pyrite (Co) and alabandite (Mn). The ore sample contanied 12.3% graphite as a fine mixture with other minerals. In standard flotation, a low grade sulphide concentrate with 0.67 % Ni and nickel recovery of 74 % was obtained from the studied black shale ore. The mass of concentrate was then 34.5% of the ore feed. The recoveries of copper and zinc were 91%, of cobalt 89% and of manganese 53%. The content of carbon in the concentrate was 11.3% as graphite represents a naturally floating harmful mineral in the ore. The bioflotation tests showed that collector chemicals, i.e xanthates, had to be supplied to achieve reasonable flotation results. Out of the three tested bacterial strains, Staphylococcus carnosus, Bacillus firmus and Bacillus subtilis, the minor hydrophobic strain S. carnosus yielded the best test results. However, results of bioflotation tests failed to substantially improve the product recovery or grade.

PL

W ramach programu "BIOSHALE", sponsorowanego przez Unię Europejską, badany był proces biowzbogacania polimineralnej rudy łupkowej. Celem projektu było opracowanie innowacyjnej metody eksploatacji rudy łupkowej w sposób przyjazny dla środowiska naturalnego. Ruda łupkowa pochodziła ze złoża Talvivaara zlokalizowanego w Finlandii. Próby rudy zawierały minerały siarczkowe, których całkowita zawartość wynosiła 31,5%. Nikiel znajdował się w pirotynie 32,5% i w pentlandycie 66.0%. Inne siarczki jakie występują w rudzie to chalkopiryt (Cu), sfaleryt (Zn), pirotyn (Co) i alabandyt (Mn). Próba rudy zawierała grafit w formie mieszaniny drobnych ziaren z innymi minerałami. W procesie flotacji rudy otrzymywano koncentrat siarczkowy o zawartości 0,67% niklu z uzyskiem 74%. Zagęszczenie nadawy na flotację wynosiło 34,5 %. Uzyski miedzi i cynku kształtowały się na poziomie 91% i 89%. Uzysk manganu wahał się na poziomie 53%. Zawartość węgla w koncentracie wynosiła 11,3%. Występował on w formie naturalnie flotującego grafitu. Próby bioflotacji pokazały, ze kolektor flotacyjny typu ksantogenian musi był zastosowany w celu uzyskania korzystnych wyników. Z trzech testowanych szczepów bakteryjnych: Staphylococus carnosus, Bacillus firmus i Bacillus subtilis najbardziej hydrofobowym szczepem okazał się być szczep Staphylococus carnosus, który dawał najlepsze wyniki flotacji. Jednakże, wyniki bioflotacji wskazują, że nie udało się w sposób istotny poprawić uzysk i wychód koncentratu flotacyjnego.

18

Bioleaching of black shale Talvivaara ore

Farbiszewska T., Farbiszewska-Kiczma J., Grobelski T.

Chemia i Inżynieria Ekologiczna

|

2007

|

Vol. 14, nr 8

793-798

EN

This paper deals with the design and validation at laboratory scale of biotechnological processes efficient in terms of performances and reduction of environmental impact of the mining and processing of black shale ores (BIOSHALE project).

PL

Przedstawiono wyniki bioługowania, w skali laboratoryjnej, rudy czarnego łupka ze złoża Talvivaara (Finlandia) w różnych układach technologicznych.

19

Kinetic study of biodegradation of organic matter extracted from black shale ore

Farbiszewska T., Farbiszewska-Kiczma J., Jażdżyk E., Sadowski Z., Szubert A.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2006

|

Vol. 40

317-325

EN

Microbial degradation of organic matter extracted from black shale ores was investigated. The kinetic models of biodegradation of organic compounds were discussed. The effect of chloroform on the rate of biomass growth was described. Our results suggested that the process of biodegradation of organic matter is rather slow. The Haldane kinetic model could be available to describe the kinetic of biodegradation of organic matter.

PL

Matryca organiczna, ekstrahowana z próbek mineralnych rudy łupkowej, poddana została procesowi biodegradacji. Do procesu biodegradacji użyto specjalnie przygotowanej mieszaniny bakterii. Na podstawie danych literaturowych przeanalizowano istniejące modele kinetyki procesu biodegradacji i uznano, że zmodyfikowany model zaproponowany przez Haldane będzie najlepszym dla opisu procesu. Modyfikacja wymaga zastąpienie stężenia substratu stężeniem produktu reakcji biodegradacji. To, czy jest możliwe, jako produkty użyć stężeni jonów metali, odpowiedz dadzą następne badania. Zbadano wpływ obecności chloroformu na proces biodegradacji i wzrostu mikroorganizmów. Wykazano, że obecność chloroformu pogarsza kinetykę procesu biodegradacji. Proces biodegradacji jest procesem powolnym.

20

Application of shrinking core model to bioleaching of black shale particles

Szubert A., Łupiński M., Sadowski Z.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2006

|

Vol. 40

211-225

EN

Four size fractions of a black shale ore originating from the Lubin Copper Mine (Southwestern Poland) were leached in a small column using autotrophic bacteria (Acidithiobacillus ferrooxidans). The best results of bioleaching were obtained for the most fine fraction, where the copper recovery was 84%, and the surface area of the ore increased from 4.50 m2/g to 13.74 m2/g. Based on the shrinking core model, a new model describing bioleaching of the black shale type ore in a column is proposed. The model is based on assumption of dependence of copper recovery and surface area increase during the process.

PL

Cztery klasy ziarnowe rudy łupkowej, otrzymanej z kopalni Lubin (Polska Miedź S.A.), zostały poddane procesowi bioługowania w kolumnie. Do procesu bioługowania wykorzystano autotroficzne bakterie Acidithibacillus ferrooxidans. W wyniku procesu bioługowania odzyskano 84 % miedzi z najdrobniejszej frakcji rudy (2,5-1,6 mm). W trakcie procesu bioługowania nastąpił wyraźny wzrost wielkości powierzchni właściwej ługowanych ziaren mineralnych. Początkowa wartość rozwinięcia powierzchni wynosiła 4,50 m2/g a po procesie bioługowania osiągnęła wartość 13,74 m2/g. Opracowany został nowy model bioługowania rudy łupkowej w kolumnie. Nowy model bazuje na istniejącym i opisanym w literaturze modelu kurczącego się rdzenia. Nowy model poprawnie opisuje otrzymane wyniki eksperymentalne.