Technologie možnosti využití SEZ z báňské činnosti v oblasti Karlovarského kraje.

Vojtěch Zechner

Doctoral thesis

Technological Possibilities of Utilization of Old Ecological Loads from Mining Activities in Karlovy Vary Region.

Abstract:

Disertační práce se zabývá technologickými možnostmi využití starých ekologických zátěží z báňské činnosti v oblasti Karlovarského kraje a verifikaci technologie pro snížení potenciální produkce AMD a ekotoxicity odvalových materiálů s využitím bakteriálního loužení. Práce obsahuje rešeršní části popisující problém starých ekologických zátěží, biologicko-chemické loužení a problematiku vzniku AMD. V experimentální části byl na vybraných vzorcích starých ekologických zátěží studován vliv biologicko-chemického loužení bakteriemi Acidithiobacillus ferrooxidans, které intenzifikují proces oxidace sulfidických minerálů a umožňují tím uvolnění v nich obsažených těžkých a toxických kovů (As, Cu, Zn, Pb, Hg a Fe). Tyto environmentální děje se podílejí na jedné straně na extrakci těchto kovů (průmyslově využitelný děj) a na druhé straně iniciují vznik rizikových, silně kyselých a silně mineralizovaných baňských a perkolačních vod, AMD, které svým působením destruují odvalový materiál a mění postupně jeho prvkové a fázové složení. Získané výsledky poukázaly na to, že vyluhování Cu z odvalového materiálu Dolu Helena bakteriemi Acidithiobacillus ferrooxidans má v závislosti na čase polynomický charakter. Ve vzorcích s obsahem As minerálů bylo dosaženo 92 % snížení obsahu arsenu, což muže teoreticky pozitivně ovlivnit ekotoxicitu materiálu. Na vzorcích z lokality Přebuz byla dosáhnuta výtěžnost mědi pomocí biologicko-chemického loužení v rozmezí cca 10%, což je výrazně nižší hodnota než u chemického loužení. Biologicko-chemickým loužením se dosáhlo odstranění 4,21 % pyritické síry ze zkoumaného materiálu, čímž došlo ke snížení poměru neutralizačního a kyselinotvorného potenciálu. Tímto snížením ale nebylo dosáhnuto podmínky hodnoty tohoto poměru pod 3. Pro úpravu na požadované hodnoty by bylo nutno přidávat do materiálu cca 28,3 kg CaCO3 na 1 tunu hlušiny. Biologicko-chemickým loužením také nebylo dosaženo požadovaných limitů obsahu vybraných prvků v sušině z pohledu jeho ekotoxicity, a tudíž není možné tento materiál ani po bakteriálním loužení využívat pro rekultivace. Hodnota pH materiálu po biologicko-chemickém loužení je nižší než 2. Experimentálně bylo prokázáno, že pro bakterie Vibrio fischeri je hodnota pH 2,5 kritická a materiál s takovouto a nižší hodnotou je ekotoxický.

Abstract:

Dissertation thesis deals with the technological possibilities of utilization of old ecological loads from mining activities in Karlovy Vary region and with the verification of technology for reduce AMD potentional production and waste dump ecotoxicity using bacterial leaching. The work includes a research section which describes problem of old ecological loads, biological and chemical leaching and issue of AMD formation. Then further research, which was conducted at two sites of old dumps (Kraslice and Přebuz), which exhibit characteristics of old ecological loads, using Acidithiobacillus ferrooxidans bacteria bio-leaching, through which removes material from heavy metals, primarily focuses on arsenic mineralization and watching them in terms of their influence on the kinetics bio-leaching sulfide minerals. In this thesis the results of analyzes from the two sites, as well as from the analysis of mixtures that were created from pure minerals pyrite, arsenopyrite and chalcopyrite were used. Due to the lengthy leaching process and the need to maintain certain parameters pilot plant reactor BioFlo & CelliGen 310 was used. Leaching of copper from waste dump material from Helena mine using A. ferrooxidans is based on polynomial-time character. For the observed arsenic mineralization 92% of the arsenic content from solution was removed using bacterial leaching. In Přebuz locality the yield of copper using biological leaching was about 10%. Relation between rate of leaching and mortality of bacteria was found in realation to arsenic content in solution.

Keywords

Acidithiobacillus ferrooxidans, neutralizačně-kyselinotvorný potenciál, biologicko-chemické loužení, ekotoxicita, staré ekologické zátěže, AMD

Keywords

Acidithiobacillus ferrooxidans, AMD, biological leaching, old ecological loads

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 6. 2013

Thesis defence

• Date of defence: 29. 8. 2013
• Supervisor: Helena Raclavská
• Reader: Sergej Hloch, Mária Kušnierová, Barbara Tora

VŠB - Technical University of Ostrava

Hornicko-geologická fakulta

Doctoral programme / field:
Nerostné suroviny / Úpravnictví