To, co zalega na hałdach, może stanowić źródło poszukiwanych przez nowe technologie pierwiastków krytycznych

Indie mają piąte co do wielkości złoża pierwiastków ziem rzadkich na świecie, a importują większość swoich towarów z Chin

Z początkiem września ruszył nowy projekt badawczo-rozwojowy realizowany w ramach Funduszu Badawczego Węgla i Stali pod polską nazwą: „Określenie potencjału pozyskiwania krytycznych surowców z odpadów górniczych oraz opracowanie metody ich skutecznego odzyskiwania” i akronimie Waste2CRM. Przedmiotem badań będą tym razem odpady górnicze zdeponowane na hałdach pokopalnianych, pochodzące z wydobycia węgla kamiennego.

Surowce krytyczne to materiały niezbędne dla rozwoju gospodarki Unii Europejskiej, wykorzystywane w wielu sektorach gospodarki, takich jak: energetyka odnawialna, przemysł elektroniczny, kosmiczny, telekomunikacyjny, motoryzacyjny, medyczny i obronny. Z uwagi na ich strategiczne znaczenie Komisja Europejska opracowała listę surowców krytycznych dla UE, która jest regularnie weryfikowana i aktualizowana. Obejmuje m.in. pierwiastki takie jak: lit, antymon, beryl, kobalt, ind, gal, german, magnez, niob, tantal, wolfram, platynowce takie jak: platyna, pallad, iryd, rod, ruten, osm oraz metale ziem rzadkich, a więc: itr, skand i lantanowce, zwłaszcza neodym, dysproz.

Lit, kobalt i nikiel wykorzystywane są do produkcji akumulatorów. Gal stosowany jest do produkcji paneli słonecznych, z kolei surowy bor to ważny materiał w tworzeniu technologii wiatrowych. Tytan i wolfram odgrywają za to rolę w sektorach kosmicznym i obronnym.

– Projekt ma na celu określenie potencjału i perspektyw dla wykorzystania odpadów wydobywczych jako alternatywnego źródła surowców krytycznych, a także opracowanie metodyki ich efektywnego odzysku. Przedmiotem badań będą odpady górnicze zdeponowane na hałdach pokopalnianych, pochodzące z wydobycia węgla kamiennego. Dzięki współpracy z jednostkami zagranicznymi bazę uzupełnią również odpady z Grecji i Hiszpanii, w tym odpady z węgla brunatnego – wyjaśnia dr inż. Michał Rejdak, kierownik projektu z zabrzańskiego Instytutu Technologii Paliw i Energii.

Należy również pamiętać, co zresztą podkreślają naukowcy, że obecnie znaczna większość tych surowców pozyskiwana jest spoza UE. A to w obliczu braku możliwości pozyskiwania tego typu surowców ze źródeł pierwotnych zlokalizowanych na terenie UE oraz przy wzrastającym z roku na rok ich zapotrzebowaniu, stanowi olbrzymie ryzyko dla zapewnienia właściwego, zrównoważonego rozwoju gospodarczego krajów UE. Mało tego, powoduje również olbrzymie uzależnienie krajów UE od dostaw z zewnątrz. Unia Europejska podjęła już kroki w celu zapewnienia dostępności surowców krytycznych dla rozwoju gospodarki UE. 11 kwietnia 2024 r. Unia Europejska przyjęła istotny akt prawny mający na celu zapewnienie dostępu do nich. Jest nim Rozporządzenie w sprawie surowców krytycznych (tzw. Critical Raw Materials Act – CRMA), które weszło w życie 23 maja br. Akt ten wyznacza szereg ambitnych celów w odniesieniu do gospodarki surowcami krytycznymi. I tak: co najmniej 10 proc. rocznego zapotrzebowania UE na nie ma pochodzić z wydobycia na terenie Unii. Wzmocnieniu mają ulec przetwórstwa w UE: co najmniej 40 proc. rocznego zapotrzebowania UE na tego rodzaju surowce ma być przetwarzane na terenie Unii. Promowany ma być też recykling. Co najmniej 25 proc. rocznego zapotrzebowania UE na nie ma pochodzić z wewnętrznego recyklingu. Ponadto konieczna stać się musi dywersyfikacja łańcuchów dostaw. A to oznacza, że z jednego państwa trzeciego nie może pochodzić więcej niż 65 proc. rocznego zapotrzebowania UE na każdy surowiec strategiczny, na odpowiednim etapie przetwarzania.

Według dr inż. Agnieszki Klupy (GIG-PIB) odpady powydobywcze są doskonałym surowcem do recyklingu i mogą stanowić źródło poszukiwanych pierwiastków krytycznych.

– Niestety do tej pory nie doczekały się gruntownej inwentaryzacji pod tym kątem. Szacuje się, że jedynie w Polsce jest ok. 150 zwałowisk, na których znajduje się łącznie ok. 1,5 mld t odpadów wydobywczych. Pozostałość węglowa w tych odpadach może stanowić ok. 8-15 proc., natomiast resztę stanowi skalny materiał nieorganiczny (piaskowce, mułowce, iłowce) zawierający szereg różnych minerałów – wskazuje dr inż. Agnieszka Klupa.

Tak więc projekt Waste2CRM jest odpowiedzią na potrzebę zapewnienia krajom UE dostępu do źródeł pierwiastków krytycznych opartych na recyklingu istniejących zasobów surowców wtórnych oraz odpadów z wydobycia węgla kamiennego i brunatnego z bieżącej produkcji.

Co istotne, w ramach projektu przeprowadzona zostanie inwentaryzacja strumieni odpadów wydobywczych, wiercenia i pobranie próbek w celu kompleksowej charakterystyki pod względem zawartości cennych surowców krytycznych. Dalsze prace będą się skupiały na opracowaniu technologii skutecznego odzysku tych wybranych, wraz z przeprowadzeniem kompleksowego studium techniczno-ekonomicznego oraz oceny wpływu środowiskowego dla potencjalnej implementacji wspomnianej technologii w skali przemysłowej. Realizacja projektu zaplanowana została na 42 miesiące, a jego zakończenie na pierwszy kwartał 2028 r.

W skład międzynarodowego konsorcjum, które go realizuje, wchodzą jednostki badawcze z Polski, w tym: Instytut Technologii Paliw i Energii z Zabrza, który pełni rolę koordynatora, Główny Instytut Górnictwa – Państwowy Instytut Badawczy, Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Metali Nieżelaznych, a także Uniwersytet z Patras z Grecji i Systra Subterra z Hiszpanii.