Rtęć w odpadach z procesu wzbogacania węgli kamiennych

Abstract

Streszczenie Rtęć dość powszechnie występuje zarówno w węglu brunatnym, jak i kamiennym. Uważa się, że w substancji mineralnej węgla powiązana jest ona głównie z pirytem, a w substancji organicznej z grupami tiolowymi. Niemniej jednak spotykane są również węgle, w których rtęć w znacznych ilościach powiązana jest z węglanami i krzemianami. Można by zatem oczekiwać, że ilość występującej w węglu rtęci powinna być skorelowana z zawartością substancji mineralnej czy zawartością popiołu. Jednak w literaturze informacje na temat takiej korelacji są sprzeczne. W niektórych pracach stwierdzono, że rosnącej zawartości popiołu towarzyszy zwiększona zawartość rtęci, natomiast w innych taka prawidłowość nie była obserwowana. Celem pracy było wyjaśnienie powiązania między występowaniem rtęci i siarki w substancji mineralnej polskich węgli kamiennych. W tym celu przebadano populację odpadów z procesu wzbogacania węgli kamiennych, charakteryzujących się relatywnie niską zawartością substancji organicznej. Wyjaśnienie sposobu powiązania rtęci i siarki w substancji mineralnej posiada nie tylko aspekt poznawczy, ale może być też wykorzystane dla optymalizacji procesów usuwania rtęci z węgla, jak też może być pomocne dla opracowania i udoskonalenia aktualnie stosowanych metod zagos-podarowania odpadów górniczych. Badane odpady charakteryzowaly się zróżnicowaną zawartością rtęci w zakresie od 55 do 249 μg/kg (w przeliczeniu na stan suchy). Dla 9 spośród 14 rozpatrywanych przypadków zawartość rtęci w odpadach była wyższa niż w surowym urobku węglowym, a w pozostalych przypadkach zawartość ta była nieznacznie niższa. Analizując poszczególne operacje wzbogacania nie można sformułować zasadniczych wniosków co do występowania rtęci w odpadach. Dla każdej z analizowanych operacji wzbogacania występują zarówno odpady o niższej, jak i wyższej zawartości rtęci. Odnotowano natomiast, że zawartość rtęci w odpadach dla różnych kopalń może się dość zasadniczo różnić. Przykładowo, dla jednej z rozpatrywanych kopalń wszystkie odpady charakteryzowały się niską zawartością rtęci, podczas gdy dla innej – bardzo wysoką. Wiązać to należy z różną naturą surowego węgla z tych kopalń. Analiza statystyczna wykazała, że zawartość rtęci w odpadach istotnie skorelowana jest z zawartością siarki pirytowej, całkowitej i siarczanowej, przy czym najwyższy współczynnik determinacji R2 uzyskano dla siarki pirytowej. W świetle uzyskanych wyników można więc wnioskować, że występowanie rtęci i pirytu w substancji mineralnej badanych węgli kamiennych jest wzajemnie ze sobą powiązane. Brak istotnej korelacji z występowaniem rtęci w odpadach stwierdzono dla substancji mineralnej i popiołu. Tłumaczyć to można występowaniem rtęci w substancji mineralnej w powiązaniu nie tylko z pirytem, ale także z innymi jej składnikami, których udział może być zróżnicowany. Stwierdzono ponadto, że w przypadkach odpadów zawierających znacznie więcej rtęci niż wyjściowy urobek węglowy (powyżej 40 μg/kg), odpady te posiadały jednocześnie wysoką zawartość siarki pirytowej (powyżej 0,30%). Dla takich węgli należy więc oczekiwać skutecznej redukcji zawartości rtęci w węglu w efekcie jego wzbogacania.

Mercury in grain size fractions of aggregates and extractive waste from hard coal mining

“…the obtained results and analyses clearly indicate a strong dependence of occurrence of mercury and total sulfur in the material. Similar conclusions were obtained for the coexistence of these elements in the paper by t. Dziok et al (2015). the results presented in that paper indicate the presence of mercury in pyrite in the waste material (Dziok et al 2015).…”

“…Studies in the literature on mercury content in extractive waste are less numerous. Values are given for the extractive wastes from the UScB (table 1) range between 0.006 and 0.380 mg/kg, with an average value of 0.087 mg/kg (Michalska and Białecka 2012;Bzowski and Dawidowski 2013;Dziok et al 2015;Klojzy-Karczmarczyk et al 2016a;Klojzy-Karczmarczyk et al 2016d;Wichliński et al 2016). Mercury in coals (and thus in waste) can be bound to both organic and mineral substances.…”

“…Mercury in coals (and thus in waste) can be bound to both organic and mineral substances. the mercury present in the mineral substance is primarily related to sulfides, in particular with pyrite (Dai et al 2006;Diehl et al 2004;Dziok et al 2015;Bielowicz and Misiak 2016).…”

The development of the market of qualified coal fuels in Poland

“…In the process of coal combustion, a number of pollutants can be created due to the presence of polluting components in coal (e.g. Klojzy-Karczmarczyk and Mazurek 2013;Dziok et al 2015;Klojzy-Karczmarczyk et al 2016a, 2016bKosa and Kicinska 2016).…”

Separation of mercury in industrial processes of Polish hard steam coals cleaning

“…The existing results of research have revealed that cleaning of Polish hard steam coal enables to reduce the mercury content in clean coal, in comparison with raw coal, by 18-79 % [10][11][12]. More detailed research showed that the result of coal cleaning, in terms of the mercury content reduction, depended on technological characteristics of given coal and on the size fraction of cleaned coal [12].…”