P OZOSTAŁE WNIOSKI

Uzyskane wnioski badań i analiz uprawniają do sformułowania wniosków szczegółowych o charakterze poznawczym i aplikacyjnym.

16.2.1. W

2) Zawartość rtęci w węglach kamiennych uwarunkowana jest wieloma czynnikami, tj. pochodzeniem węgla, sposobem wstępowania i pochodzeniem rtęci oraz procesami technologicznym przeróbki węgla.

3) Zawartość rtęci w węglu związana jest głównie z występowaniem w nim składników

mineralnych bogatych w rtęć, w których zawartość rtęci może wynosić nawet do 1 000 000 µg/kg. Wysoką zawartość rtęci może charakteryzować się: piryt, markasyt, chalkopiryt, baryt, węglany oraz glinokrzemiany.

4) Rtęć występująca w węglu może być zarówno pochodzenia syngenetycznego

jak i epigenetycznego. Obecność bogatych w rtęć składników mineralnych pochodzenia syngenetycznego (np. piryt framboidalny) oraz epigenetycznego (m.in. piryt w formie żył, przerostów, a także markasyt, chalkopiryt, baryt i syderyt) została potwierdzona badaniami za pomocą mikrosondy elektronowej.

5) Badania koncentratów z procesu wzbogacania węgla kamiennego na mokro wskazują

na istotną zależność pomiędzy zawartością rtęci a zawartością siarki organicznej (także siarki całkowitej), co sugeruje powiązanie rtęci z siarką w substancji organicznej. Nie należy jednak wykluczać występowania rtęci w koncentratach także w postaci przerostów pirytu.

6) Badania odpadów z procesu wzbogacania węgla kamiennego na mokro wskazują na istotną

zależność pomiędzy zawartością rtęci a zawartością siarki pirytowej, co sugeruje występowanie rtęci w substancji mineralnej w pirycie. Potwierdzają to wyniki uzyskane na mikrosondzie elektronowej, w świetle których zawartość rtęci w pirycie może dochodzić do 420 000 μg/kg.

7) Badania subpopulacji próbek pochodzących z różnych kopalń wskazują na różnice

w występowaniu rtęci w węglu. Dla jednych węgli uzyskano istotną korelację pomiędzy zawartością rtęci i zawartością siarki pirytowej (występowanie rtęci w pirycie), dla innych węgli pomiędzy zawartością rtęci i zawartością popiołu (występowanie rtęci w różnych składnikach mineralnych), a dla jeszcze innego węgla pomiędzy zawartością rtęci i siarki całkowitej (powiązanie rtęci z siarką). Potwierdzają to wyniki badań wykonanych za pomocą mikrosondy elektronowej. Obecność rtęci stwierdzono w różnych składniach mineralnych, w tym także w różnych siarczkach, tj. pirycie, markasycie, chalkopirycie, barycie, węglanach oraz glinokrzemianach.

8) Relatywnie niskie współczynniki korelacji uzyskano dla analizy subpopulacji węgli surowych,

a więc węgli charakteryzujących się różnym pochodzeniem. Może to świadczyć o dużym zróżnicowaniu sposobu występowania rtęci w węglach o różnym pochodzeniu.

9) Rtęć w różny sposób zachowuje się w procesie mechanicznej przeróbki węgla kamiennego.

I tak w zależności od analizowanego węgla rtęć może kumulować się zarówno w odpadach jak również w koncentratach. Obserwuje się jednak tendencję do kumulowania rtęci w produktach pośrednich z procesu wzbogacania na mokro (od 119 do 313 μg/kg w przeliczaniu na stan suchy). Jest to związane z występowaniem w nich bogatych w rtęć przerostów pirytów. Będzie to powodować trudności w przypadku ich energetycznego wykorzystania.

10) Procesy wzbogacania na mokro i suchej separacji charakteryzują się znacznym zróżnicowaniem w dystrybucji rtęci pomiędzy wytwarzane produkty i odpady. Dla procesu

wzbogacania na mokro ilość rtęci w koncentracie stanowi od 9 do 62%, w odpadach od 38 do 69%, a w produktach pośrednich od 0,1 do 42%. Dla procesu suchej separacji ilość rtęci w koncentracie stanowi od 16 do 88%, w odpadach od 12 do 84%, w produktach pośrednich od 8 do 43%, a w pyłach od 0,1 do 8%. Znaczący udział rtęci w produktach pośrednich z procesu wzbogacania na mokro należy tłumaczyć relatywnie wysokim ich uzyskiem związanym z ich wykorzystaniem do celów energetycznych.

11) Najistotniejszym parametrem wpływającym na skuteczność usuwania rtęci w procesie termicznej preparacji jest temperatura. Wzrost temperatury procesu termicznej preparacji z jednej strony powoduje zwiększenie skuteczności usuwania rtęci z węgla, ale z drugiej strony stosowanie zbyt wysokich temperatur powoduje straty entalpii chemicznej węgla i zmiany jego właściwości koksotwórczych.

12) Mikrosonda elektronowa (EPMA) jest przydatnym narzędziem do identyfikacji składników mineralnych charakteryzujących się znaczącą zawartością rtęci (tj. powyżej poziomu detekcji równym 60 000 µg/kg). Dyfraktometria rentgenowska (XRD) nie jest przydatnym narzędziem do badania występowania w węglu związków mineralnych zawierających rtęć z uwagi z na zbyt wysoki poziom detekcji.

16.2.2. W

1) Koncentraty z procesu wzbogacania węgla koksowego na mokro odznaczają się niższą

zawartością rtęci (39 - 127 μg/kg w stanie suchym) niż koncentraty z procesu suchej separacji węgla energetycznego (41 - 174 μg/kg w stanie suchym). Ponadto odznaczają się też niższą zawartością popiołu oraz siarki.

2) Skuteczność usuwania rtęci wraz z odpadami z węgla kamiennego w procesie jego

mechanicznej przeróbki metodami mokrymi wynosi: od 29 do 84 % dla wzbogacania w trzech sekcjach i od 21 do 57 % dla wzbogacania w dwóch sekcjach. Dla suchej separacji skuteczność usuwania rtęci z węgla wynosi od 9 do 96 % na stole powietrzno-koncentracyjnym oraz 12% dla separatora optyczno-rentgenowskiego (badaniu poddano jeden węgiel). W procesie wzbogacania na mokro skuteczność usuwania rtęci determinowana jest skutecznością usuwania pirytu wraz z odpadami, a w procesie suchej separacji ilością usuniętych odpadów.

3) Proces preparacji termicznej powinien być prowadzony przy możliwie wysokiej temperaturze

(akceptowalnej jednak z uwagi na zapewnienie niskiej straty entalpii chemicznej i wykluczenie pogorszenia właściwości węgla) z możliwie niską szybkością ogrzewania oraz wydłużonym czasem wytrzymywania w temperaturze końcowej. Wzrost natężenia przepływu gazu płuczącego wpływa korzystnie na zwiększenie skuteczności usuwania rtęci. Jako gaz płuczący zaleca się stosowanie azotu. Uziarnienie węgla kierowanego do procesu podyktowane jest budową zastosowanego reaktora do preparacji termicznej, a jego zwiększenie wpływa na wydłużenie czasu procesu.

4) Zalecana temperatura procesu termicznej preparacji dla węgli stosowanych do celów

energetycznych to 300 °C, a dla węgli koksowych (z uwagi na pogorszenie właściwości koksotwórczych) 210 °C.

5) W procesie preparacji termicznej prowadzonej w temperaturze 300 °C możliwe jest usunięcie z węgla od 28 do 70% rtęci. Zawartość rtęci w węglach po preparacji wynosi od 11 do 70 μg/kg. W tej sytuacji należy węgle te uznać za surowiec o relatywnie niskiej zawartości rtęci.

6) Przy wyborze metody usuwania rtęci z węgla kamiennego należy kierować się zarówno

jej skutecznością, sposobem występowania rtęci w węglu oraz przeznaczaniem węgla. W przypadku węgli koksowych zaleca się stosowanie obecnie już wykorzystywanego procesu wzbogacania na mokro. Należy podkreślić, że w przypadku koksowni posiadających baterie pracujące w systemie zasypowym dodatkowa możliwość usunięcia rtęci występuje w procesie podsuszania wsadu węglowego. W przypadku węgli energetycznych zaleca się stosowanie procesu suchej separacji, a dla węgli, w których rtęć obecna jest w substancji organicznej i składnikach mineralnych charakteryzujących się stosunkowo niską temperaturą uwalniania rtęci zaleca się połączenie procesu suchej separacji z procesem termicznej preparacji.

7) Dla wyboru metody usuwania rtęci z węgla należy w pierwszej kolejności dokonać określenia

sposobu występowania rtęci węglu. W tym celu zaleca się pobranie możliwie dużej ilości próbek geologicznych i handlowych węgla o różnej charakterystyce, tj.: próbek węgla z różnych pokładów i różnych miejsc w pokładzie, próbek węgli surowych, próbek węgli handlowych kierowanych do odbiorców, próbek odpadów i kamieni kopalnianych, próbek skały płonnej, itp. Następnym krokiem jest przeprowadzenie dla badanych próbek analizy statystycznej pomiędzy zawartością rtęci a zawartością popiołu i poszczególnych form siarki. Na podstawie wyników analizy statystycznej należy przeprowadzić wnioskowanie o sposobie występowania rtęci w węglu. Uzyskane wnioski należy zweryfikować w oparciu o identyfikację składników mineralnych zawierających rtęć wykonaną za pomocą mikrosondy elektronowej. Na podstawie uzyskanych wyników należy dokonać wstępnego wyboru metody usuwania rtęci z węgla. W celu weryfikacji właściwego wyboru zaleca się określenie skuteczności proponowanej metody w oparciu o badania próbek uzyskanych w warunkach laboratoryjnych i/lub przemysłowych (wzbogacanie na mokro), w instalacjach pilotowych (sucha separacja) czy w instalacji wielkolaboratoryjnej (preparacja termiczna).

8) Zawartość rtęci w produktach pośrednich z wzbogacania na mokro przed ich energetycznym

wykorzystaniem może być obniżona w procesie ich wstępnej preparacji termicznej.

9) W przypadku węgli energetycznych uzasadnionym jest przedstawianie zawartości rtęci

w węglu w odniesieniu do jego wartości opałowej, która jest najistotniejszym parametrem dla tego typu węgli. W przypadku węgli koksowych, dla których kaloryczność nie jest istotnym parametrem technologicznym, sugeruje się aby zawartość rtęci była przedstawiana w przeliczeniu na stan suchy.