Bezodpadowa technologia wydobycia i przeróbki węgla kamiennego

Pierwszy w Polsce system do neutralizacji kwaśnych odcieków ze zwałowiska odpadów powstał przy zwałowisku odpadów ZG Janina w Libiążu

Kamień towarzyszy eksploatacji węgla od zawsze. Jest nieodzownym beneficjum podczas wykonywania robót przygotowawczych i udostępniających złoża węgla.

Oddzielany w trakcie procesu wzbogacania węgla trafia na hałdy i często brakuje pomysłu na jego zagospodarowanie. Polska Grupa Górnicza, wspólnie z Głównym Instytutem Górnictwa, prowadzą badania nad bezodpadową technologią wydobycia i przeróbki węgla kamiennego.

Podziemna eksploatacja surowca przyczynia się do powstawania znacznych ilości odpadów. Kluczowymi ubocznymi produktami działalności górniczej jest skała płonna oraz wody kopalniane. Odpady w formie kamienia kopalnianego powstają w wyniku udostępniania złoża oraz procesów przeróbczych pozyskanego urobku. Przez dziesięciolecia odpady te były lokowane na powierzchni terenu w formie hałd.

W Górnośląskim Zagłębiu Węglowym znajduje się obecnie 220 zwałowisk o powierzchni ponad 4000 ha, na których zdeponowanych jest ponad 760 mln t odpadów wydobywczych. Funkcjonowanie nowo powstających, jak i historycznych hałd kamienia kopalnianego wiąże się z negatywnym oddziaływaniem na środowisko. Miejsca te charakteryzują się zwykle występowaniem podatności na erozję wodną i wietrzną, a także narażeniem na możliwość samozapłonu. Nierzadko są także źródłem zanieczyszczeń wód powierzchniowych i podziemnych. Średniorocznie w zakładach PGG powstaje ok. 7,8 mln Mg kamienia. Spółka realizuje zatem zadania mające na celu zmniejszenie negatywnych efektów jej działalności na środowisko.

– Wychodzimy naprzeciw oczekiwaniom stawianym przez Sprawiedliwą Transformację oraz Zielony Ład. Realizujemy zadania Gospodarki Obiegu Zamkniętego. Chodzi przede wszystkim o zwrócenie uwagi na możliwość wykorzystania niechcianych sortymentów poprzez stworzenie z nich ekologicznego, w pełni użytecznego produktu – zwraca uwagę Bartłomiej Bezak, kierownik projektów w Biurze Innowacji i Implementacji Nowych Technologii PGG.

Warstwa najbliższa pokładowi roboczemu osadzarki to kamień, który zostaje odprowadzony z osadzarki w pierwszych przedziałach przez szczelinę przesypową i odwodniony na podnośniku kubełkowym, a następnie odprowadzony poza zakład przeróbczy. W ramach projektu MINERESCUE (RFCS-2019-899518), PGG m.in. przy współpracy GIG, rozpoczęła badania nad możliwością stworzenia produktu na bazie odpadu.

– Jednym z podstawowych założeń prac badawczych było określenie formy oczekiwanego produktu przekształcania odpadów powydobywczych. W celu nadania produktowi atrakcyjnej postaci rynkowej ustalono, że powinien on mieć postać trwałych, niepylących granulatów, łatwych do konfekcjonowania, transportowania oraz stosowania w zabiegach agrotechnicznych, również z zastosowaniem standardowych narzędzi agrotechnicznych. Obecnie na rynku trudno o przykład tak przetworzonego produktu na bazie kamienia powydobywczego i osadów ściekowych. Dostępne podobne produkty posiadające dopuszczenie do obrotu zazwyczaj są produkowane bezpośrednio z kompostu, np. oczyszczalnia w Słupsku i nawóz Biotop – tłumaczy Bartłomiej Bezak.

Efektem końcowym badań przeprowadzonych przez PGG jest typowy ustabilizowany granulat 3-5 mm. Wysuszony produkt zawiera 10-30 proc. wilgoci. Struktura ścianek granul jest gładka, lekko porowata, przez co ograniczono wtórne powstawanie niepożądanej frakcji pylistej. Opracowany granulat spełnia również wszystkie parametry zawarte w obecnie obowiązujących przepisach.

– Nasze doświadczenia w zakresie odpadów wydobywczych wskazują, że podstawowym czynnikiem zapewniającym skuteczność implementacji technologii realizujących założenia gospodarki cyrkularnej jest określenie pożądanych na rynku cech produktu końcowego, już na początkowych etapach rozwijania technologii przetwarzania odpadu. Zwiększa to sukces wdrożenia nowego produktu na rynek oraz zapewnia maksymalizację zysków z jego sprzedaży. Niezbędnym elementem wdrożenia jest także identyfikacja kluczowych odbiorców i prowadzenie działań marketingowych. Realizowane aktualnie prace badawczo-rozwojowe w zakresie przetworzenia kamienia kopalnianego mają na celu opracowanie produktu o szerokim zakresie zastosowania w rekultywacji terenów przekształconych i zabiegach agrarnych, a w przyszłości dzięki realizacji projektu MINERESCUE stworzenia trwałych kompozytów na potrzeby nie tylko budownictwa – podsumowuje Bartłomiej Bezak.