Gospodarka Surowcami Mineralnymi - Mineral Resources Management

W artykule zaprezentowano znaczące zmiany w użytkowaniu surowców mineralnych w polskim przemyśle materiałów ogniotrwałych w ostatnich latach, które były ściśle powiązane z rozwojem technologicznym i strukturą produkcji krajowych użytkowników i producentów materiałów ogniotrwałych. Ewolucja krajowego sektora materiałów ogniotrwałych spowodowała fundamentalne zmiany w rodzaju i ilości surowców mineralnych użytkowanych przez ten przemysł w ostatnim dziesięcioleciu. Najważniejsze zjawiska w tym zakresie to: malejące znaczenie krajowych surowców mineralnych, znaczne zmiany w ilości, jakości i strukturze geograficznej importu surowców tradycyjnie sprowadzanych do Polski, a także wprowadzenie do użytkowania nowych rodzajów surowców importowanych. Wszystkie te zjawiska poddano analizie w niniejszym artykule. Jego rezultatem końcowym jest prognoza użytkowania surowców mineralnych w polskim przemyśle materiałów ogniotrwałych w najbliższej przyszłości.

Wełna mineralna do niedawna była wytwarzana w Polsce wyłącznie z bazaltów dolnośląskich. W ostatnich latach do jej produkcji zastosowano też gabro ze Słupca kolo Nowej Rudy. W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań gabra z innego złoża dolnośląskiego, tj. z Braszowic kolo Ząbkowic Śląskich. Skala ta reprezentuje odmianę bezoliwinową. Jej głównymi składnikami mineralnymi są: plagioklazy, pirokseny jednoskośne i wtórne amfibole, które występują w zmiennych proporcjach. Szkliwo uzyskane z tego surowca - zarówno o niezmodyfikowanym składzie, jak też po wprowadzeniu dodatku dolomitu-charakteryzuje się małą podatnością krystalizacyjną. Jego wygrzewanie do temperatur rzędu 800--850°C nie prowadzi do przekrystalizowania; pełną rekrystalizację obserwuje się dopiero . w temperaturach powyżej 1000°C. W rekrystalizowanym szkliwie o niezmodyfikowanym składzie powstają plagioklazy o składzie zbliżonym do anortytu, natomiast modyfikacja jego składu sprzyja przede wszystkim krystalizacji piroksenów typu diopsydu, oliwinów zbliżonych do forsterytu oraz akermanitu. Podatność krystalizacyjna szkliwa gabrowego jest mniejsza w porównaniu ze szkliwami bazaltowymi, co jest korzystne z punktu widzenia produkcji wełny mineralnej.

Zapoczątkowane w Polsce 10 lat temu zmiany polityczne i przekształcenia gospodarcze zmieniły dzisiejszy obraz sektora paliwowo-energetycznego. Pierwsze kompleksowe rozwiązania prawne związane z ochroną środowiska w Polsce podjęto co prawda już w 1980 roku, lecz dopiero ostatnia dekada przyniosła daleko idące rozwiązania dotyczące sektora wytwarzania energii, w tym wprowadzenie norm emisji, obowiązkowe opiaty za emisje i składowanie odpadów oraz kary za przekroczenia dopuszczalnych limitów. Wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła w Polsce tradycyjnie opiera się na krajowych paliwach stałych: węglu kamiennym i brunatnym. Po dziesięciu latach transformacji gospodarczej można stwierdzić, że w polskiej energetyce w latach 1989-1998 zużycie węgla zmniejszyło się o 19%, a poprawiła się natomiast jakość węgla: wzrosła wartość opałowa węgla, a spadła zawartość siarki i popiołu, emisja S02 zmniejszyła się o 49%, a emisja pyłów o 87%; produkcja energii elektrycznej w tym czasie w zasadzie nie uległa zmianie. Znaczący wpływ na poziom emisji z sektora wytwarzania energii wywierają również regulacje prawne dotyczące ochrony środowiska (zarówno krajowe, jak i międzynarodowe), a także podjęte w elektrowniach oraz w kopalniach węgla inwestycje proekologiczne.

W praktyce flotacyjnej porównuje się działanie różnych odczynników robiąc doświadczenia dla kilku jednakowych ilości lub ich stężeń molowych. Temu samemu stężeniu molowemu nie odpowiada to samo pokrycie powierzchni i ta sama dyspersja pęcherzyków gazu w komorze. W pracy przeprowadzono analizę wyników flotacji węgli w funkcji stężenia i aktywności powierzchniowej alkoholi alifatycznych. Flotowano muły węglowe pochodzące z trzech różnych kopalń: ,.Halemba",,.Rydułtowy" i ,.Pokój". Stosowano alkohole alifatyczne: n-butanol, n-pentanol i n-heksanol jako odczynniki zbierająco-pianotwórcze. Stwierdzono, że wraz ze wzrostem stężenia alkoholi rosną wychody koncentratów i zawartości popiołu w odpadach. Ponadto przy tym samym stężeniu objętościowym wyniki flotacji były tym lepsze, im dłuższy był łańcuch węglowodorowy w cząsteczce alkoholu. Wzrost flotowalności węgli wraz ze wzrostem długości łańcucha węglowodorowego w cząsteczce alkoholu związany jest z zachodzącym w tym samym kierunku wzrostem aktywności powierzchniowej w szeregu homologicznym alkoholi. Jeżeli porównanie wykona się przy tej samej aktywności powierzchniowej (przy tym samym ciśnieniu powierzchniowym), to wychody koncentratów badanych węgli są praktycznie niezależne od rodzaju użytego alkoholu. Wynika stąd, że działanie alkoholi alifatycznych w procesie flotacji polega głównie na rozwinięciu powierzchni międzyfazowej gaz-ciecz, a ich własności zbierające względem węgla są bardzo zbliżone.

Proces likwidacji kopalń trwale nierentownych rozpoczął się na początku lat dziewięćdziesiątych. Likwidacja może być całkowita lub częściowa. Plan likwidacji jest z reguły programem wieloletnim, który wymaga szczegółowych rozwiązań w okresach miesięcznych. Na rysunku I przedstawiono schemat procesu likwidacji kopalń. Do roku 2002 nastąpi całkowita likwidacja 15 kopalń o łącznej produkcji węgla w latach 1998-2002 wynoszącej 18,9 mln ton. Ponadto w tym okresie nastąpi w 10 kopalniach częściowa likwidacja, która spowoduje łączny spadek produkcji węgla o 7,6 mln ton. Likwidacja kopalni prowadzi również do ujemnych skutków społecznych. Program socjalny likwidowanej kopalni jest ujęty w Górniczym Pakiecie Socjalnym, który został przyjęty przez rząd Polski 30 czerwca 1998 r. Górniczy Pakiet Socjalny zawiera instrumenty osłonowe i aktywizujące. W 1999 r. z górnictwa odeszło 36, I tys. osób. Stan zatrudnienia w 1999 r. wynosił 173,6 tys. osób. Liczbę ,,odejść" osób z górnictwa w latach 1993-1999 zamieszczono w tabeli 2. Koszty likwidacji kopalń są bardzo wysokie, dlatego też niezbędne jest przyznanie środków finansowych z budżetu państwa. Zakłada się, że proces restrukturyzacji górnictwa do roku 2002 finansowany będzie ze środków budżetowych, natomiast od roku 2003 do 2005 finansowany będzie częściowo ze środków budżetowych oraz wspomagany środkami pochodzącymi z funduszu likwidacji kopalń, a po 2005 r. tylko z funduszu likwidacji kopalń. Wtabeli 3 przedstawiono zapotrzebowanie na zewnętrzne środki finansowe dla wsparcia reformy górnictwa. Po zakończeniu likwidacji kopalń pozostaje szereg problemów techniczno-organizacyjnych, które muszą zostać rozwiązane. DQ tych problemów zaliczyć należy: ochronę przed zagrożeniemwodnym kopalń sąsiadujących z kopalnią likwidowaną, zagrożenie pożarowe rejonów kopalń likwidowanych, ochrona powierzchni obszarów przed wypływem metanu i dwutlenku węgla, konieczność alokacji załóg z kopalń całkowicie likwidowanych.

Artykuł przestawia wyniki badań laboratoryjnych wykonane dla próbki koncentratu miedzi zawierającego około 30% Cu i około 1,55% Pb. Celem badań było wykazanie, że połączone metody obróbki chemicznej i flotacji mogą dać w wyniku produkt o obniżonej zawartości ołowiu w koncentracie. Wstępna obróbka chemiczna badanej próbki za pomocą octanu amonu o stężeniu 10% wag., a następnie flotacja w obecności zbieracza o stężeniu 10 g/Mg pozwala rozdzielić materiał na dwa produkty: - jeden o wychodzie około 37% i zawartości miedzi około 44%, a ołowiu około 0,9%; - drugi zawierający około 19% miedzi i około 1,6% ołowiu. Każdy z tak otrzymanych produktów może być kierowany do otrzymywania miedzi różnymi metodami metalurgicznymi.

Podstawowym warunkiem bezpicczcńtwa jaki musi spełniać podziemne składowisko odpadów promieniotwórczych (SOP) jest jego szczelność, gwarantująca nieprzedostanie się radionuklidów do biosfery. W pracy zaprezentowane zostały dwa modele koncepcyjne SOP w wysadzie solnym i pokładzie skal ilastych, jako jedynych strukturach skalnych, w których istniejąmożliwości zlokalizowania składowiska na ziemiach polskich. Przedstawione zostały wybrane aspekty zapewnienia bezpieczeństwa z zakresu barier geologicznych i gcotcchnicznych. Stwierdzono, że w warunkach polskich wysadów solnych dla uzyskania odpowiedniej pojemności składowiska należy rozpoznać możliwości składowania odpadówwsolach zubrowych, co wymagać będzie dalszych badań laboratoryjnych i in-situ.

Wymagania ochrony środowiska ograniczają swobodne planowanie zagospodarowania terenu. Należy uwzględnić występowanie: złóż kopalin i wód podziemnych, żyznych (chronionych) gleb, wartości krajobrazowych oraz gruntów nieprzydatnych dla budownictwa, a zatem tych czynników, które są ważne dla planowania zrównoważonego rozwoju społeczności lokalnych. Prezentacja tych czynników na mapach jest najlepszym przekazem informacji na ich temat. Na przykładzie województwa małopolskiego stwierdzono, że najdogodniejsze na potrzeby zagospodarowania przestrzennego są mapy w skalach I : 25 OOO i I : I O OOO sporządzane dla poszczególnych gmin. Systematyczne opracowywanie map geologiczno-gospodarczo-szologicznych dla poszczególnych gmin województwa krakowskiego (i obecnego małopolskiego) zapoczątkowane zostało w 1994 r. Prezentacjamap wsystemie GIS umożliwia łatwą ocenę możliwości eksploatacji kopalin, zabudowy terenu, budowy dróg, na tle ograniczeń wynikających z wymagań ochrony środowiska, a także ocenę możliwości występowania zagrożeń naturalnych (np. osuwisk w terenie górskim). Mapy takie pozwalają na zobrazowanie możliwości wykorzystania złóż kopalin na potrzeby lokalne i ponadlokalne oraz określenie warunków ich ochrony dla przyszłego wykorzystania.

Określenie pozycji przedsiębiorstwa przemysłu wydobywczego na interesującym go rynku zagranicznym jest ważnym elementem wyboru jego strategii marketingowej. Pozycja ta jest niejednokrotnie punktem wyjścia przy wyborze tej strategii. Scharakteryzowano podstawowe sposoby określania pozycji przedsiębiorstw przemysłu wydobywczego na danym rynku zagranicznym: obliczanie wskażników bezwzględnego i względnego udziału przedsiębiorstwa w zaopatrzeniu tego rynku, stosowanie metody Portfolio i analizy SWOT.

Modelowanie geostatystyczne, wypracowane pierwotnie na potrzeby dokumentowania złóż, znajduje coraz szersze zastosowanie również w badaniach hydrogeologicznych. Z uwagi na możliwość interpretacji danych pochodzących z opróbowania jako zmiennych zregionalizowanych, niektórzy autorzy sugerują stosowanie oceny geostatystycznej przy określaniu przestrzennej charakterystyki tła hydrogeochemicznego. W niniejszym artykule przedstawiono, w oparciu o analizę geostatystyczną i wykresy prawdopodobieństwa, aktualne tło hydrogeochemiczne w wodach podziemnych piętra czwartorzędowego, w otoczeniu byłych odkrywkowych kopalń siarki w rejonie Tarnobrzega. Poddany ocenie obszar badań objął powierzchnię około 900 km2• Jako jony wskażnikowe wybrane zostały chlorki i siarczany, stanowiące zagrożenie jakości wód podziemnych i powierzchniowych na rozpatrywanym obszarze. Oceny przestrzennej zmienności jonów wskażnikowych dokonano metodami geostatystycznymi (procedury krigingu) z wykorzystaniem programu komputerowego Geo-EAS. Oszacowanie metodą krigingu rozkładu przestrzennego poprzedzono wyborem modelu semiwariogramu. W obydwu przypadkach najlepszą aproksymacji; obliczonego semiwariogramu empirycznego (uśrednionego) otrzymano za pomocą modelu Gaussa. Najlepszy dobór modelu teoretycznego umożliwiał przebieg semiwariogramów relatywnych. Charakterystyka rozmieszczenia zawartości jonów wskażnikowych za pomocą map izoliniowych poprzedzona została oszacowaniem metodą krigingu blokowego (z uwagi na ,,gniazdowy" rozkład punktów opróbowań) zawartości jonów ci- i sor w blokach obliczeniowych (o wymiarach 2000 m na 2000 m) pokrywających rozpatrywany obszar. Dla każdego przypadku sporządzono również mapę błędów względnych oceny zawartości wskaźnika.