Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport
- 01 ÁSVÁNYOK KUTATÁSÁBÓL, BÁNYÁSZATÁBÓL, KŐFEJTÉSBŐL, FIZIKAI ÉS KÉMIAI KEZELÉSÉBŐL SZÁRMAZÓ HULLADÉKOK
- 01 03 fémtartalmú ásványok fizikai és kémiai feldolgozásából származó hulladékok
- 01 03 09 timföld termeléséből származó vörösiszap, amely különbözik a 01 03 07-től
A kibányászott nyers szenet a szénelőkészítőbe szállítják. A szénelőkészítés célja az éghetetlen alkotóanyagok eltávolítása a nyersszénből és a szénnek a kereskedelemben szokásos szemcsenagyság osztályokra való elkülönítése mechanikai és egyéb fizikai módszerekkel. Az előkészítés műveletei: (a) aprítás, őrlés, osztályozás. A szén kereskedelemben megkívánt szemnagyság osztályai : kocka, (80-40 mm), dió, (40-20 mm), dara, (20-10 mm) és porszeme, (10 mm alatt); b) mosás, dúsítás (hamutartalom csökkentése); (c) szárítás (nedvességtartalom csökkentése); (d) porszén darabosítása (brikettezés). A szénmosási meddő a szén mosása, dúsítása (nedves előkészítési eljárás) után visszamaradt meddő (talaj és kőzetdarab). A szénmosás célja a szén hamutartalmának (éghetetlen, illetve égetéskor visszamaradó anyagtartalom) csökkentése. A vizes mosás lényege, hogy a szén és a víz relatív mozgása közben a nagyobb sűrűségű, sok meddőt tartalmazó szemcsék alul, a meddőben szegény szén felül helyezkedik el. Megvalósítása áramoltatással és ülepítássel lehetséges. A legtökéletesebb sűrűség szerinti szétválasztás a víznél nagyobb sűrűségű folyadékkal (valódi oldatok: szerves anyagok vagy szuszpenziók: barit, magnezit) érhető el, mivel ez esetben függetlenül a szénszemek nagyságától és alakjától a szenek a folyadék tetején úsznak, a nagyobb sűrűségű meddő lesüllyed. A 3 mm alatti szenet dúsítják flotálással. A porszén dúsítására flotáláskor azt a fizikai tulajdonságot használják fel, hogy a tiszta szén hidrofób (víztaszító), míg a meddő hidrofil (könnyen nedvesedik). A könnyen nedvesedő anyagok a vízben lesüllyednek, míg a rosszul nedvesíthető szén felületi feszültség hatására a víz-levegő határfelületén helyezkedik el.
A meddő jellemzői függnek a szénhez keveredett kőzet/talaj és a szén jellemzőitől és összetételétől, valamint a szénelőkészítés hatékonyságától.
- Egyéb szervetlen vegyi anyagok
- szilícium
- Fémek, félfémek és vegyületeik
- alumínium
- Fémek, félfémek és vegyületeik
- vas
- Egyéb szervetlen vegyi anyagok
- kálcium
- Fémek, félfémek és vegyületeik
- titán
- Egyéb szervetlen vegyi anyagok
- magnézium
- Egyéb szervetlen vegyi anyagok
- nátrium
- Egyéb szervetlen vegyi anyagok
- kálium
- Egyéb szervetlen vegyi anyagok
- kén
A szén közé beágyazott, a szénnel együtt települt üledékes kőzet, rendszerint paladarabok vagy/és márga, agyagmárga, homokkő, mészkő, tufásmárga, homok, agyag, dolomit, agyagos homok, kavics, riolittufa, tengeri üledék vagy vulkanikus kőzet (andezit) valamint széndarabok hamuképző ásványtartalommal (kaolin és agyagféleségek, pirit, mészpát, vaspát, ankerit, dolomit, hematit, kvarc) (1) és további fémszulfidok (galenit, szfalerit, pirotit, markazit), szulfátok (Jarosite: KFe^3+·3(SO4)·2(OH)·6), oxidok és foszfátok (2). A kőszénmeddő kb. 40 elemet tartalmazhat, ezek közül nagyobb mennyiségben csak nyolc - az Si, Al, Fe, Ca, Ti, Mg, Na és K - fordul elő.
Referenciák: (1) http://oktatas.ch.bme.hu/oktatas/konyvek/kemiai_technologia/energiaterm… Accessed, 2012, 05.14.
(2) L. F. O. Silva, M. Izquierdo, X. Querol et al (2011) Leaching of potential hazardous elements of coal cleaning rejects, Environ Monit Assess, 175:109
A szenet kísérő meddő, az alapanyag függvényében eltérhet szemcseméret-eloszlásban, ásványi összetételben, de alapvetően alapkőzethez vagy talajhoz hasonló anyagról van szó, melyet talajba vagy termesztőközegbe keverve azzal szervesen képes keveredni és vele egységes szerkezetű anyagot képezni. Kivétel ez alól a kavics méretnél nagyobb kőzetdarabokat tartalmazó frakció, melyből a talajképződés nem történik meg belátható időn belül.
A kavics, homok, vályog vagy agyag textúrának megfelelő meddőanyag a talajba keverve részt vesz a talaj normális ásványi-anyag körforgalmában, ásványok mállásában és ásványok épülésében.
A pH: 4-7 között változhat (1). Hidrofil anyag (könnyen nedvesedik). Vízben kevéssé oldható (1). Sodrási határ: 17.7%, folyási határ: 27.2% (2). Jól tömörítve a legnagyobb száraz térfogattömege elérheti a 1600 kg/m3-t 10%-os optimális nedvességtartalom mellett (2). A jól tömörítve áteresztőképessége 10^-8 -10^-9 m/s (2). Telítetlen közegben tömörítve nyírószilárdsága 10-100 kPa, míg telített közegben tömörítve 5-10 kPa (2). Az omlási ellenállása tömörítve megegyezik a tömörített homokéval (2).
Referenciák:
(1) L. F. O. Silva, M. Izquierdo, X. Querol et al (2011) Leaching of potential hazardous elements of coal cleaning rejects, Environ Monit Assess, 175:109–126
(2) B. Indraratna, C. Rujikiatkamjorn, and G. Chiaro (2012) Characterization of Compacted Coal Wash As Structural Fill Material, Geo-congress 2012. Geotechnical Special Publication No. 225 ' State of Art and Practice in Geotechniucal Engineering', Proceedings CD ISBN: 9780784412121
Tört és/vagy szitált osztályait kötőanyaggal útalapozásra, feltöltésre használják, pl. autópályák nyomvonalának feltöltésére, utak alaprétegének kialakítására (1). Kezeletlen <60 mm-es szemcsenagyságú előkészítőműi meddő, kötőanyaggal föld- és útépítésben hordozó- és tömörítő- rétegben hasznosítható (1). A kötőanyag - filmmel bevont szemcsék - fagyállóságot is biztosít a rétegnek (Essenben épült autópálya) (1). Agyagos-márgás meddőt a cementgyártásban adalékanyagként használják (1). Téglagyártásban adalékanyagként (legalkalmasabb a nagy illit és montmorillonit tartalmú) (1). Mosási és flotálási meddő égetésével, duzzasztásával könnyű adalékok előállítása (1). 20-50% széntartalmú meddőhányókból a szén kivonására (2). Talajjavítás (4,5), talajerősítés, jól tömöríthető töltőanyag telítetlen talajban (3). Bányák tömedékelésére mésszel és cementtel keverve (1).
(1) http://hulladekonline.hu/files/178/
(2) Temesi S (1997) Szénkinyerés szén meddőhányókból, OMIKK Műszaki Információ-Hulladékok és másodnyersanyagok hasznosítása, Budapest, 10, 61-68.
(3) B. Indraratna, C. Rujikiatkamjorn, and G. Chiaro (2012) Characterization of Compacted Coal Wash As Structural Fill Material, Geo-congress 2012. Geotechnical Special Publication No. 225 ' State of Art and Practice in Geotechniucal Engineering', Proceedings CD ISBN: 9780784412121
(4)Cox, J. A.and Whelan, R. J (2000) 'Soil development of an artificial soil mix: nutrient dynamics, plant growth, and initial physical changes. 'Australian Journal of Soil Research: http://www.biomedsearch.com/article/Soil-development-artificial-soil-mi… (5)A.W.L. Dudeney, K.J. Neville, I. Tarasova1, A.O.D. Heath andS.R. Smith (2004) Utilisation of Ochreous Sludge as a Soil Amendment, In: Jarvis, A. P., Dudgeon, B. A. & Younger, P. L.: mine water 2004 – Proceedings International Mine Water Association Symposium 1. – p. 31-40, https://www.imwa.info/docs/imwa_2004/IMWA2004_05_Dudeney.pdf
Talajhoz hasonló anyagként, inert hulladékként vagy hulladéktalajként hasznosítják, nem toxikus. Enyhén savanyú.
A tározókból, a meddőanyagban kialakult pH függvényében kioldódhatnak toxikus fémek, melyek veszélyeztethetik a felszíni- és felszín alatti vizek, valamint a környező talaj ökoszisztémáját és az embert. Silva et al. (2011) kioldási kísérleteiben a Zn, Cu, Mn, Co, Ni és Cd oldódott ki. Savas pH-jú környezetben a vízoldható frakció aránya 80%-al nőtt a semleges kémhatásúhoz képest. A csurgalék pH-ja nagymértékben függ a meddő eredetétől, összetételétől (1). A meddőben található szén oxidációja spontán öngyulladáshoz vezethet, mely légszennyezést okoz (2). Referencia (1) L. F. O. Silva, M. Izquierdo, X. Querol, R. B. Finkelman, M. et al (2011) Leaching of potential hazardous elements of coal cleaning rejects, Environ Monit Assess, 175:109–126
(2) Zhao, Y., Zhang, J., Chou, C. L., Li, Y., Wang, Z., Ge, Y.,et al. (2008). Trace element emissions from spontaneous combustion of gob piles in coal mines, Shanxi, China. International Journal of Coal Geology, 73, 52–62
Igen, elemtartalmának és megfelelő szemcseméret-eloszlásának köszönhetően.
A szenet kísérő meddő, az alapanyag függvényében eltérhet szemcseméret-eloszlásban, ásványi összetételben, de alapvetően üledékes kőzethez vagy talajhoz hasonló anyagról van szó, melyet bizonyos arányban termesztőközegbe keverve képes vele egységes szerkezetű anyagot képezni (2,3). Mivel hidrofil (vizet felszívó, vízzel keveredő anyag (1), alkalmazható termesztőközegekben (2), ha a kioldható toxikus fémtartalma nem lépi túl a határértéket.
Referencia: (1) http://hulladekonline.hu/files/178/ (2)Cox, J. A.and Whelan, R. J (2000) 'Soil development of an artificial soil mix: nutrient dynamics, plant growth, and initial physical changes. 'Australian Journal of Soil Research: http://www.biomedsearch.com/article/Soil-development-artificial-soil-mi… (3)A.W.L. Dudeney, K.J. Neville, I. Tarasova1, A.O.D. Heath andS.R. Smith (2004) Utilisation of Ochreous Sludge as a Soil Amendment, In: Jarvis, A. P., Dudgeon, B. A. & Younger, P. L.: mine water 2004 – Proceedings Internationa
Az osztályozott (homokos) frakció alkalmas lehet kötött talajok lazítására, hiszen az útépítésben laza töltőanyagként használták (1).
Referencia: (1) http://hulladekonline.hu/files/178/
A könnyű frakció (széntartalmú rész) textúrajavításra alkalmas lehet mind kötött, mind homokos talajoknál.
elsősorban más anyagokkal, hulladékokkal keverve, például cementtel és erőművi pernyével.
A könnyű frakció (széntartalmú rész) textúrajavításra alkalmas lehet mind kötött, mind homokos talajoknál (1. Elsősorban más anyagokkal, hulladékokkal keverve, például cementtel és erőművi pernyével alkalmas lehet homoktalajok erősítésére.
Referencia: (1) http://hulladekonline.hu/files/178/
Jól tömörítve, az áteresztőképessége lecsökken, megközelíti az agyagét, ezért alkalmas lehet gátak, rézsűk szigetelésére, eróziójának gátlására (1).
Referencia: (1) B. Indraratna, C. Rujikiatkamjorn, and G. Chiaro (2012) Characterization of Compacted Coal Wash As Structural Fill Material, Geo-congress 2012. Geotechnical Special Publication No. 225 ' State of Art and Practice in Geotechniucal Engineering', Proceedings CD ISBN: 9780784412121
(2) http://hulladekonline.hu/files/178/
Főként a kis szemcseméretű, nagy szorpciós kapacitású frakció.
Jól tömörítve, az áteresztőképessége lecsökken, megközelíti az agyagét, ezért alkalmas olyan elem létrehozására, amely megakadályozza például a tengerszint változás okozta talajvízszint hirtelen változását a töltésben. A tömörített meddő omlási képessége megegyezik a jól tömörített homokéval, ezért geotechnikai elemekben helyettesítheti a homokot.
Referencia: (1) B. Indraratna, C. Rujikiatkamjorn, and G. Chiaro (2012) Characterization of Compacted Coal Wash As Structural Fill Material, Geo-congress 2012. Geotechnical Special Publication No. 225 ' State of Art and Practice in Geotechniucal Engineering', Proceedings CD ISBN: 9780784412121
A nagy szulfidtartalmú (pirit, markazit) szenek meddője esetén a szulfidok oxidációjának köszönhetően savas csurgalék képződése, toxikus fémek kilúgzása a meddőből. Széntartalma miatt levegővel érintkezve öngyulladásra hajlamos.