Analysis of the contents of selected critical elements
in waste from the hard coal cleaning process
1
AGH Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, Wydział Energetyki i Paliw
Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal 2014;17(4):77-88
KEYWORDS
ABSTRACT
Coal ashes have long been regarded as a potential source of a number of critical elements. This is
evidenced by studies of the recovery of germanium, gallium, and vanadium from ashes formed at an
industrial plant for coal gasification, IGCC Puertollano, and a pilot plant built in 2011 in China for the
recovery of aluminumand galliumfromfly ashes emitted by a coal-fired power plant. Given this situation,
it is justifiable to consider whether or not waste from the industrial cleaning of coking coal can also
constitute a potential source of certain critical elements. This paper presents the results of examinations of
the contents of selected elements – i.e. gallium, beryllium, and cobalt – in this kind of waste. The analysis
focused on raw coals intended for cleaning, waste from scrubbers with heavy liquid, waste from
sedimentation scrubbers, and waste from flotation at the cleaning plants of six coking coal mines. In order
to determine the significance of the waste as a potential source of the analysed critical elements,
a comparative analysis was conducted of the content of gallium, beryllium, and cobalt in ash from the
combustion of coal from the Lublin Coal Basin. This ash is often regarded as a potential source of critical
elements. The results of the conducted analyses indicate that the examined waste from the cleaning of
coking coals cannot be treated as a potential source of these critical elements. The content of these
elements in waste, though slightly higher than their average content in the lithosphere, is significantly
lower than their content in the analysed ash from the combustion of coal from the Lublin Coal Basin.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Analiza zawartości wybranych pierwiastków
krytycznych w odpadach z procesu wzbogacania
węgla kamiennego
węgiel kamienny, wzbogacanie, pierwiastki krytyczne
Popioły ze spalania węgla od dawna rozpatrywane są jako potencjalne źródło szeregu
pierwiastków krytycznych, czego dowodem są prowadzone badania nad odzyskiem germanu,
galu oraz wanadu z popiołów powstających w przemysłowej instalacji zgazowania węgla IGCC
Puertollano, a także powstała w 2011 roku w Chinach instalacja pilotowa do odzysku glinu i galu
z popiołów lotnych z elektrowni węglowej. W tej sytuacji uzasadnionym jest pytanie, czy także
odpady z przemysłowego wzbogacania węgla koksowego mogą stanowić potencjalne źródło
wybranych pierwiastków krytycznych. W pracy przedstawiono wyniki badań zawartości wybranych
pierwiastków, tj.: galu, berylu i kobaltu w takich właśnie odpadach. Przedmiotem analizy
były węgle surowe kierowane do wzbogacania, odpady z płuczek zawiesinowych z cieczą ciężką,
odpady z płuczek osadzarkowych i odpady z flotowników zakładów przeróbczych sześciu kopalń
węgla koksowego. Celem określenia znaczenia tych odpadów jako potencjalnego źródła analizowanych
pierwiastków krytycznych wykonano porównawczż analizę zawartości galu, berylu
i kobaltu w popiele ze spalania węgla z Lubelskiego Zagłębia Węglowego, który to materiał jest
często rozpatrywany jako potencjalne źródło pierwiastków krytycznych. Wyniki przeprowadzonych
badań wskazują, że badane odpady ze wzbogacania węgli koksowych nie mogą być
traktowane jako potencjalne źródło analizowanych pierwiastków krytycznych. Zawartość galu,
berylu i kobaltu w odpadach, choć jest nieco wyższa od średniej zawartości tych pierwiastków
w skorupie ziemskiej, to jednak jest zdecydowanie niższa od ich zawartości w analizowanym
popiele ze spalania węgla z Lubelskiego Zagłębia Węglowego.
REFERENCES (27)
1.
BLASCHKE, W. 2009. Przeróbka węgla kamiennego – wzbogacanie grawitacyjne. Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN, Kraków.
2.
BOLEWSKI i in. 1991 – BOLEWSKI, A., BUDKIEWICZ, M. i WYSZOMIRSKI, P. 1991. Surowce ceramiczne. Wydawnictwo Geologiczne, Warszawa.
3.
CAŁUS-MOSZKO, J. i BIAŁECKA, B. 2013. Analiza możliwości pozyskania pierwiastków ziem rzadkich z węgli kamiennych i popiołów lotnych z elektrowni. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management t. 29, z. 1, s. 67–80.
4.
Critical Raw... 2010 – Critical Raw Materials for The EU. Report of the Ad-hoc Working Group on definig critical raw materials, Raw Materials Supply Group, Brussels, June 2010.
5.
DAI i in. 2012 – DAI, S., REN, D., CHOU, C-L., FINKELMAN, R.B., SEREDIN, V.V. i ZHOU, Y. 2012. Geochemistry of trace elements in Chinese coals: A review of abundances, genetic types, impacts on human health, and industrial utilization, International Journal of Coal Geology, vol. 94, s. 3–21.
6.
DZIOK i in. 2013 – DZIOK, T., STRUGAŁA, A. i ROZWADOWSKI, A. 2013. Badanie zawartości rtęci w węglu – uwagi dotyczące sposobu prezentowania wyników. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 16, z. 3, s. 273–285.
7.
FONT i in. 2005 – FONT, O., QUEREL X., LOPEZ-SOLER, A., CHIMENOS, J.M., FEMANDEZ, A.I., BURGOS F. i PENA, G. 2005. Ge extraction fromgasification fly ash. Fuelc vol. 84, s. 1384–1392.
8.
FONT i in. 2007 – FONT, O., QUEROL, X., JUAN, R., CASADO, R., RUIZ, C.R., LOPEZ-SOLER A., COCA ,P. i PENA, F.G. 2007. Recovery of gallium and vanadium from gasification fly ash. Journal of Hazardous Materials A, vol. 139, s. 413–423.
9.
GAŁUSZKA, A. 2014. Geochemiczne metody oceny wpływu antropogenicznego na środowisko. Materiały dydaktyczne, Instytut Chemii Uniwersytet Humanistyczno-Przyrodniczy w Kielcach, Zakład Geochemii i Ochrony Środowiska, (http://www.ujk.edu.pl/ichem/z_... – odczytano: 12.07.2014).
10.
GODZISZEWSKI i in. 1987 – GODZISZEWSKI, J., MANI, R. i PAMPUCH, R. 1987. Zasady planowania doświadczeń i opracowywania wyników pomiarów. Wyd. II, Skrypt uczelniany nr 1093, Wydawnictwo AGH, Kraków.
11.
GÓRALCZYK, S. i BAIC, I. 2009. Odpady z górnictwa węgla kamiennego i możliwości ich gospodarczego wykorzystania. Polityka Energetyczna – Energy Policy Journal t. 12, z. 2/2, s. 145–157.
12.
GÓRALCZYK, S. red. 2011. Gospodarka surowcami odpadowymi z węgla kamiennego. Pod red. Góralczyk S., Instytut Mechanizacji Budownictwa i Górnictwa Skalnego, Warszawa.
13.
KETRIS, M.P. i YUDOVICH, Ya.E. 2009. Estimations of Clarkes for Carbonaceous biolithes: World averages for trace element contents in black shales and coals. International Journal of Coal Geology vol. 78, p. 135–148.
14.
MARCZAK, M. 1985. Geneza i prawidłowości występowania pierwiastków śladowych w węglach złoża Chełm w Lubelskim Zagłębiu Węglowym. Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice.
15.
MASTALERZ, M. i DROBNIAK, A. 2012. Gallium and germanium in selected Indiana coals. International Journal of Coal Geology vol. 94, s. 302–313.
16.
MEAWAD i in. 2010 –MEAWAD, A.S., BOJINOVA, D. i PELOVSKI, Y.G. 2010. An overview of metals recovery from thermal power plant solid wastes. Waste Management vol. 30, s. 2548–2559.
17.
Minerals Yearbook... 2013 – Minerals Yearbook of Poland 2012 – Praca pod red. T. Smakowskiego, R. Neya i K. Galosa.Wydawnictwo Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi PAN, Kraków.
18.
PARZENTNY, H.R. 1995. Wpływ nieorganicznej substancji mineralnej na zawartość niektórych pierwiastków śladowych w węglu Górnośląskiego Zagłębia Węglowego. Wydawnictwo Uniwersytetu Śląskiego, Katowice.
19.
PLEWA, M. 1990. Pierwiastki śladowe w węglu Lubelskiego Zagłębia Węglowego. II Seminarium „Metodyka rozpoznawania i dokumentowania złóż kopalin stałych”, Karpacz, 19–21 wrzesień, Materiały Wydawnictwo AGH, Kraków.
20.
RADWANEK-BĄK, B. 2011. Zasoby kopalin Polski w aspekcie oceny surowców krytycznych Unii Europejskiej. Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management t. 27, z. 1, s. 5–19.
21.
RILEY i in. 2012 – RILEY, K.W., FRENCH, D.H., FARRELL, O.P.,WOOD R.A. i HUGGINS, F.E. 2012. Modes of occurrence of trace and minor elements in some Australian coals. International Journal of Coal Geology vol. 94, s. 214–224.
22.
SEREDIN, V.V. i FINKELMAN, R.B. 2008. Metalliferous coals: A review of the main genetic and geochemical types. International Journal of Coal Geology vol. 76, s. 253–289.
23.
SEREDIN, V.V. 2012. From coal science to metal production and enviromental protection: A new story of success. International Journal of Coal Geology vol. 90–91, s. 1–3.
24.
SMAKOWSKI, T.J. 2011. Surowce mineralne – krytyczne czy deficytowe dla gospodarki UE i Polski. Zeszyty Naukowe Instytutu Gospodarki Surowcami Mineralnymi i Energią PAN nr 81, s. 59–68.
26.
The Raw Materials Initiative ... 2008 – The Raw Materials Initiative – Meeting our critical needs for growth and jobs in Europe, Commission of The European Communities, Brussels.
27.
ZAJUSZ-ZUBER, E. i KONIECZYŃSKI, J. 2014. Coal cleaning versus the reduction of Mercury and other trace elements’ emissions from coal combustion processes. Archives of Environmentaln Protection vol. 40, no. 1, s. 115–127.
Share
RELATED ARTICLE
| eISSN: | 2720-569X |
| ISSN: | 1429-6675 |
We process personal data collected when visiting the website. The function of obtaining information about users and their behavior is carried out by voluntarily entered information in forms and saving cookies in end devices. Data, including cookies, are used to provide services, improve the user experience and to analyze the traffic in accordance with the Privacy policy. Data are also collected and processed by Google Analytics tool (more).
You can change cookies settings in your browser. Restricted use of cookies in the browser configuration may affect some functionalities of the website.
You can change cookies settings in your browser. Restricted use of cookies in the browser configuration may affect some functionalities of the website.
