Promieniotwórczość naturalna węgli kamiennych i frakcji gęstościwoych o zróżnicowanej budowie petrograficznej i chemicznej

Węgiel kamienny, jak każdy surowiec mineralny, charakteryzuje się pewną zawartością naturalnych izotopów promieniotwórczych. Ich ilość zależy od ilości i rodzaju zanieczyszczeń zawartych w węglu. Zawartość naturalnych izotopów promieniotwórczych w stałych odpadach ze spalania węgla kamiennego jest jednym z podstawowych parametrów decydujących o możliwościach ich wykorzystania. Wymagania stawiane przez ochronę środowiska i odbiorców węgla kamiennego zmuszają do produkcji sortymentów o ściśle określonych parametrach jakościowych. Spełnienie tych wszystkich wymagań jest możliwe jedynie przy dobrej znajomości parametrów jakościowych węgla stanowiącego nadawę do procesów wzbogacania. Optymalizacja procesu wzbogacania w cieczach ciężkich na podstawie znajomości składu petrograficznego nadawy, a także zależności między składem petrograficznym węgla i składem chemicznym popiołu a interesującą nas właściwością czy składnikiem, daje możliwość uzyskania koncentratów węglowych o właściwościach wymaganych lub zbliżonych do wymaganych przez odbiorców. Zależności między składnikami petrograficznymi węgla i współwystępującą z nimi substancją mineralną (charakteryzowaną składem chemicznym popiołu) a zawartością naturalnych izotopów promieniotwórczych są słabo rozpoznane. Znajomość tych zależności daje możliwość produkcji węgli energetycznych, przyjaznych dla środowiska nie tylko z uwagi na konieczność ograniczania emisji, ale również dzięki temu, że powstające podczas ich spalania odpady, mogą być wykorzystywane do produkcji materiałów budowlanych lub bezpiecznie składowane. Badania wykazały, że zawartość radionuklidów różnicuje się w zależności od klasy ziarnowej węgla (sortymentu). Maksymalne zawartości poszczególnych izotopów są znacznie większe w miałach niż w sortymentach grubych i średnich. W sortymentach grubych i średnich wrasta stężenie radionuklidów wraz ze wzrostem sumarycznej ilości macerałów grupy witrynitu i karbargilitu, w którym substancja mineralna współwystępuje z witrynitem. W sortymentach grubych i średnich stwierdzono regularny wzrost zawartości wszystkich izotopów w miarę wzrostu zawartości popiołu. W przypadku miałów taka korelacja jest wyraźnie widoczna dla izotopu 40K. Zawartość radionuklidów zmienia się również wraz ze wzrostem gęstości węgla. W miarę wzrostu gęstości wydzielonych frakcji zwiększa się zawartość popiołu i stężenia izotopów promieniotwórczych. Maleje zawartość czystych, niezmineralizowanych mikrolitotypów witrynitowych: witrytu, klarytu witrynitowego oraz duroklarytu. Wzrasta natomiast wyraźnie zawartość karbominerytu, głównie karbargilitu (połączenia substancji węglowej z substancją ilastą). Najczęściej są to ziarna witrynitowe i klarytowe przesycone substancja ilastą (zmineralizowany witryt). Wraz ze wzrostem ilości popiołu, karborninerytu i izotopów promieniotwórczych we frakcjach zwiększa się zawartość Si02 i K20. Maleje natomiast zawartość: Fe203 i CaO, Na20, S03 i P205. Wzrasta również zawartość: As i Rb, a obniża się zawartość Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Sr i V.

Czasopismo: Prace Naukowe GIG. Górnictwo i Środowisko / Główny Instytut Górnictwa
Dziedziny: nauki inżynieryjno-techniczne
Dyscypliny: inżynieria środowiska, górnictwo i energetyka