1. VŠEOBECNÉ TERMÍNY, ZKRATKY, SYMBOLY, MATERIÁLY

VÝZNAMOVÝ SLOVNÍK 1. VŠEOBECNÉ TERMÍNY, ZKRATKY, SYMBOLY, MATERIÁLY ANGLICKÝ TERMÍN český termín A

VÝZNAM

Acid-base accounting (ABA) Acidobazická bilance Acid generation Acidifikace Acid mine drainage (AMD), Acid rock drainage (ARD) Kyselé důlní vody

Acid-Base accounting (ABA) – acidobazická bilance je screeningovou metodou pro určení kyselinového neutralizačního potenciálu a acidifikačního potenciálu horninových vzorků. Vznik acidity bez ohledu na její vliv na chemizmus pórové vody nebo na schopnost materiálu vytvářet aciditu nebo ji neutralizovat. Kyselé důlní vody pocházející z povrchového dolu, hlubinné důlní činnosti, odvalů nebo odkališť, které obsahují volnou kyselinu sírovou a rozpuštěné sulfáty kovů, pocházející z oxidace obsažených sulfidických minerálů nebo z aditiv používaných v procesu těžby a úpravy. Kyselina rozpouští minerály v hornině a dále mění jakost důlních vod. Maximální potenciální vznik kyseliny ve vzorku. Výpočet AP (nebo MPA) je součástí (ABA) – acidobazické bilance. Míra schopnosti roztoku neutralizovat silnou zásadu. Strojní zařízení pro třídění jemných prachových částic (<0.05 mm) ze suchého vstupního materiálu o velikosti zrna (<10 mm) nebo zařízení pro oddělení jemných a hrubých frakcí z proudu vzduchu. Protonový akceptor. Látka, která ve vodném roztoku více nebo méně snadno přijímá vodíkový ion. Míra schopnosti roztoku neutralizovat silnou kyselinu. Biologický proces, který probíhá v nepřítomnosti kyslíku. Maximální úklon svahu při němž volný nebo fragmentovaný pevný materiál vydrží bez sesuvu a zůstane v klidu po navršení na hromadu nebo svah. Všechny stavby, složky a zařízení funkčně spojené s hrází odkaliště, které zahrnují přepady na hrázi pro přebytečnou vodu, dekantační věže a potrubí, čerpadla, vodní příkopy, odvodňovací stavby a další.

Acid Potential (AP) Acidifikační potenciál Acidity Acidita Air classifier Cyklon Alkali Alkálie Alkalinity Alkalinita Anaerobic Anaerobní Angle of repose Sypný úhel Associated structures, Appurtenant works, Auxiliary works, Appurtenances Pomocné stavby Aquifer Zvodeň Angle of repose Úhel svahu Autogenous grinding Autogenní mletí B Backfill Základka

Bio-availability Biodostupnost Bio-leaching Bioloužení, Bakteriální loužení

Zvodnělá vrstva horniny včetně štěrku a písku, která poskytuje vodu v dostatečném množství pro studnu nebo pramen. Maximální úklon při němž uložený volný nebo fragmentovaný pevný materiál se udrží bez sesouvání nebo vydrží v klidu, když je na nasypán nebo nastříkán na hromadu nebo na svah Sekundární mletí rudy pohybem materiálu v otáčejícím se válci bez koulí nebo tyčí, které se procesu zúčastňují

Uložení materiálů do vytěžených částí ložiska nerostných surovin. Materiály použité pro základku mohou být hlušina z těžby nebo z úpravnické činnosti. Ve většině případů je základka používána pro zaplnění vytěžených prostor z následujících důvodů:  zajištění stability hornin  zabránění nebo snížení podzemních a povrchových poklesů  zajištění podpory nadloží, aby mohly být dobývány další části ložiska nerostných surovin a byla zajištěna bezpečnost.  vytvoření alternativy pro jiné uložení hlušin z těžby a úpravy než povrchové  zlepšení důlního větrání Vlastnost látky, která ji činí dostupnou a potenciálně schopnou ovlivnit zdraví organismu. Závisí na podmínkách specifických pro lokalitu. Proces rozpouštění minerálů podporovaný bakteriemi.

„ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

451

Blending Mísení BOD BSK

Mísení nerostné suroviny pro zabezpečení vstupního materiálu stálé kvality pro následné procesy. Biochemical oxygen demand. Biochemická spotřeba kyslíku: množství rozpuštěného kyslíku, které spotřebují mikroorganizmy k rozkladu organických látek. Jednotkou jsou mg O2/l. V Evropě je BSK obvykle stanovováno za 3 dny (BSK3), 5 dní (BSK5) nebo za 7 dní (BSK7).

BREF

Referenční dokument pro BAT (Best Available Technology) – nejlepší dostupné technologie.

C Chamber filter press Kalolis COD CHSK Comminution Zmenšování zrna (drcení + mletí) Compaction Kompakce

Kalolis – zařízení pro odvodnění velmi jemných částic a suspenzí. Chemical oxygen demand. Chemická spotřeba kyslíku: množství dichromanu drasleného (vyjádřeného jako kyslík), které je nutné pro oxidaci látek obsažených v odpadní vodě při teplotě cca 150 ºC. Zmenšování velikosti zrna suroviny drcením a/nebo mletím na velikost částic, která umožňuje efektivní otevření zrna a obsahuje relativně čisté částice užitkové složky a hlušiny. Za účelem získání relativně čistého koncentrátu je nutné dostatečně jemné mletí pro uvolnění užitkové složky. Proces zmenšování objemu. Změna typicky nastává vlivem aplikovaného zatížení, které vytváří těsnější stlačení pevných částic. Zvláště v jemnozrnných zeminách to vyžaduje vytlačení pórové vody. Větší kompakce má často za následek vyšší zpevnění.

Concentrate Koncentrát Cone crusher Kuželový drtič

Komerční technologický produkt úpravy nerostných surovin se zvýšeným obsahem užitkové složky. Strojní zařízení pro zmenšení velikosti částic materiálu pomocí komolého kužele otáčejícího se kolem vertikální osy uvnitř komory, která jej obklopuje, prstencový prostor mezi vnějším pláštěm a vnitřním kuželem se kuželovitě zužuje.

Cross-media effects Působení napříč složkám životního prostředí

Výpočet environmentálního impaktu emisí na složky životního prostředí (voda-ovzduší-půda), vlivu využití energií, spotřeby nerostných surovin, hluku a spotřeby vody (tzn. vše vyžadované směrnicí IPPC).

Crushing Drcení

Proces zmenšování velikosti částic, kdy dochází ke zmenšení velikosti částic nerostné suroviny dopravované z dolu na velikost vhodnou pro mletí. Drcení probíhá stlačením nerostné suroviny proti pevné ploše nebo úderem. Nepropustná stěna, prstenec nebo jiná stavba umístěná pod základnou nebo uvnitř hráze s cílem zabránit nebo snížit ztráty průsakem podél její základny nebo porézními a rozpukanými horninami. Stěna je vybudována z betonu, zpevněného jílu a ocelových pažnic nebo vytvořena injektáží v řadě vrtů. Metoda pro extrakci zlata a stříbra z drcené nebo mleté rudy. Pro extrakci se používá slabý roztok kyanidu sodného nebo draselného – loužení kyanidy (kyanidizace). Z nasyceného roztoku jsou vzácné kovy získávány:  srážením na Zn-prachu (proces Merril-Crowe)  adsorpcí na aktivním uhlí v koloně. Jsou známy 2 technologie: CIP – (carbon in pulp) aktivní uhlí v suspenzi nebo CIL (carbon in leach) – aktivní uhlí v roztoku (CIL). 

Cut-off trench Izolační stěna Cyanidation Loužení kyanidy

D d50, d80 d50, d80 Decant lines Dekantační potrubí

Hodnoty často používané v úpravě nerostných surovin, které popisují distribuci velikosti částic. Vyjadřuje velikost částic, kdy 50 % nebo 80 % vzorku je menší než uvedené hodnota Potrubí pro dopravu vody dekantované z odkaliště, které je vedeno uvnitř, nad nebo kolem hráze odkaliště do jímky pod hrází.

452 „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

Decant tower Dekantační věž Decommissioning Útlum a uzavření dolu Dewatering Odvodňování

Diffuse emission Difuzní emise

Diffuse sources Difuzní zdroje Diversions Řízené odvodnění Drainage Odvodňovací systém

Vtoková stavba, vyvýšená nad hladinou odkaliště. Čistá voda s povrchu odkaliště je přepadem přes dekantační věž dále odváděna pomocí dekantačního potrubí. Proces ukončení důlní činnosti a uzavření dolu. Proces odstraňování vody z podzemního dolu nebo z povrchového dolu, z okolních hornin nebo nezpevněných horninových materiálů. Termín se také používá pro snižování obsahu vody v koncentrátu, v kalech z flotace, v kalech z úpravy nerostných surovin a kalech z úpravy odpadních vod. Emise vznikající z přímého kontaktu těkavých nebo prašných materiálů s prostředím (v normálních provozních podmínkách s atmosférou. Mohou vznikat následujícím způsobem:  konstrukcí zařízení (např. filtry, lakovny, barvírny)  provozními podmínkami (např. přepravou materiálu mezi kontejnery)  druhem činnosti (např. opravárenské aktivity)  postupným uvolňováním do jiného prostředí (např. chladící voda nebo odpadní voda) Těkavé emise tvoří podskupinu difuzních emisí. Zdroje podobných difuzních nebo bodových emisí, kterých je větší počet a jsou rozmístěny uvnitř určité plochy (areálu). Obvykle malé odvodňovací příkopy u odkališť, které sbírají vodu z okolního povodí nad odkalištěm a odvádějí ji pod odkaliště a hráz, aby byl minimalizován přítok do odkaliště z okolního území . Charakter vod přítomných v území a jejich pohybu (včetně povrchových toků a pohybu podzemní vody). Souhrnný termín pro veškerý pohyb vody formou koncentrovaných i difuzních proudů.

Drainage chemistry Chemizmus vod v odvodňovacím systému

Koncentrace rozpuštěných látek v drenážních vodách, které zahrnují informace o koncentraci prvků a jejich formě výskytu nebo další chemické parametry vodného prostředí.

Drowning the beach Zaplavování břehu odkaliště

Rychlý růst volné hladiny vody v odkališti, který zaplavuje břeh u přítoku do odkaliště a zvedne volnou hladinu vody u hráze odkaliště.

E ‘End-of-pipe’ technique Technologie “na konci potrubí”

Technologie, která redukuje konečné emise nebo spotřebu materiálů přídavným procesem, avšak nemění technologii základního procesu. Synonyma: „sekundární technologie“, „technologie snížení emisí“. Antonyma: „technologie integrované v procesu“, „primární technologie“ (technologie, které určitým způsobem mění průběh základního procesu a tím snižují emise nebo spotřebu materiálů.

EC50

Efektivní koncentrace 50. Koncentrace, při níž je efekt pozorován v 50 % testované populace po přijetí jednotlivé dávky. Efekt zahrnuje znehybnění daphnií, zastavení růstu, dělení buněk, produkce biomasy nebo produkce chlorofylu řasami.

Ecosystem Ekosystém Effective neutralisation potential (ENP) Efektivní neutralizační potenciál (ENF) Effluent Výtok do recipientu

Společenství organismů a jejich bezprostřední fyzikální, chemické a biologické prostředí. Podíl neutralizačního potenciálu, který může neutralizovat vznikající a přiváděnou aciditu, a tak zachovávat pH vod na hodnotě vyšší než 6.0. Řízený výtok vody do prostředí z antropogenního zdroje. Například odpadní vody z čistírny odpadních vod nebo kapalné odpady z úpravny nerostných surovin, které prošly technologií čištění.


453

EIPPCB Emerging techniques Nové technologie

European IPPC Bureau – Evropský úřad pro IPPC. Technologie s potenciálem pro zlepšení prostředí, které však nebyly dosud komerčně aplikovány nebo které jsou stále ve stádiu výzkumu a vývoje

Emission Emise

Přímý nebo nepřímý únik látek, vibrací, tepla nebo hluku z bodových nebo difuzních zdrojů v průmyslovém zařízení do ovzduší, vody nebo půdy.

Emission limit values Emisní limity

Hmotnost vyjádřená určitými specifickými parametry, koncentrace nebo úroveň emisí, které nesmí být překročeny během jednoho nebo více časových úseků.

Environment Prostředí (životní)

Související fyzikální, chemické, biologické, sociální, duchovní a kulturní složky, které ovlivňují růst a vývoj živých organismů.

EOP

End-of-pipe – „konec potrubí“ (používá se pro označení druhu technologie).

Erosion Eroze

Uvolnění a následující transport horninového nebo povrchového materiálu (půda nebo zemina) větrem, deštěm, účinkem vln, mrazem, táním a dalšími procesy.

Europe Evropa Evaporation Evaporace (vypařování) Existing operation

Současné členské státy EU (EU-15) a rozšiřující státy EU (viz oddíl 2 tohoto slovníku). Fyzikální proces konverze kapaliny na plyn.

Existující průmyslové zařízení Extraction methods Dobývací metody

F Financial guarantee Finanční záruka Flocculant Flokulant

Průmyslové zařízení v provozu nebo v souladu s legislativou existující před datem začátku platnosti této směrnice, schválené zařízení nebo zařízení v žádosti podané ke schválení příslušným úřadem, za předpokladu, že zařízení nebude uvedeno do provozu později než 1 rok ode dne začátku platnosti této směrnice. Existují 4 základní metody dobývání rud:  povrchové dobývání (povrchový důl)  hlubinné dobývání (hlubinný důl)  dobývání vyluhováním  lomové dobývání

Finanční fondy, které jsou k dispozici prostřednictvím různých finančních nástrojů a mohou být použity dohlížejícím úřadem pro krytí nákladů souvisejících s ukončením těžby. Činidlo, které způsobuje shlukování a aglomeraci suspendovaných částic. Zvětšení velikosti částic umožní jejich sedimentaci. Flokulanty se používají k aglomeraci velmi jemných pomalu sedimentujících částic, které jsou jinak velmi obtížně odstranitelné.

Flotation Flotace

Technologie úpravy minerálů. Principem je schopnost povrchu částic jednotlivých minerálů reagovat rozdílně s chemickými činidly (nebo alternativně využívat chemických změn na povrchu částic minerálů v roztoku). Chemická činidla přilnou na zrna užitkového minerálu, čímž vzniká hydrofobní povrch. Užitkový minerál je pak vynášen probublávaným vzduchem do horní části flotační cely, kde může být sbírán ve formě pěny. Jestliže je cílem vynášet flotací hlušinový minerál, proces je nazýván obrácená flotace.

Free CN Kyanidy snadno uvolnitelné Free water Volná voda

Kyanidy, které nejsou součástí komplexů, jedná se o molekulární HCN a kyanidové ionty [24, British Columbia CN guide, 1992]. Oblast v níž je hladina voda v odkališti nad usazenými flotačními hlušinami, obvykle je odstraňována čerpáním nebo dekantací.


Freeboard Volná výška hráze

Vertikální vzdálenost (výška) mezi normální maximální provozní hladinou vody v odkališti a korunou hráze. Jejím účelem je poskytnout dostatečnou kapacitu v období záplav a nebo náhlého zvýšení hladiny vody.

Free on board (f.o.b.) Dodací podmínky Friction angle, angle of friction Třecí úhel

Cena dodacích nákladů se zaplacenými náklady včetně dodání na loď nebo kamion. Úhel mezi kolmicí k povrchu a výslednou silou působící na těleso ležící na povrchu, při němž těleso začíná klouzat.

G Gangue Hlušina

Část rudy, která není ekonomicky využitelná, avšak musí být těžena (viz obrázek G1).

Geochemistry Geochemie

Věda o chemizmu geologických materiálů a interakci geologických materiálů s prostředím.

Geology Geologie

Věda o zemi, její historii a změnách, které proběhly nebo probíhají, horninách a nezpevněných materiálech, z nichž je složena a procesech jejich vzniku a přeměn.

Gossan Gossan - železný klobouk

Rudy ve svrchní části sulfidického rudního tělesa, které byly přeměněny zvětráváním na oxidické rudy.

Grade Kovnatost

Bezrozměrný podíl obsahu rudní složky v rudě, vyjádřený často jako procenta, nebo parts per million (ppm), případně v jiných jednotkách – např. gramy na tunu (g/t).

Grinding Mletí

Proces mletí poskytující jemnozrnný produkt (pod 1 mm), kde zmenšení velikosti zrna je dosaženo abrazí, účinkem nárazu a někdy je podpořeno volným pohybem neupevněných mlecích těles (tyče, koule, valouny).

Groundwater Podzemní voda

Část podpovrchové vody, která tvoří povrchové vody.

Grout curtain Cementační izolace

Prostor do níž byla injektována (čerpatelná cementová suspenze), aby vytvořila bariéru kolem výkopu nebo pod přehradou, přes níž nemůže podzemní voda prosakovat nebo proudit.

Gyratory crusher Excentrický kuželový drtič

Primární drtič tvořený vertikální osou, jejíž spodní konec je namontován v excentrickém ložisku uvnitř kónické komory. Nahoře nese osa kónickou drticí hlavu, která se otáčí excentricky v kónické dutině.

H Humidity cell test Humiditní kyvetový test Hydraulic gradient Hydraulický gradient Hydrogeology Hydrogeologie Hydrology Hydrologie

Kinetický test, který se používá především pro určení rychlosti vzniku acidity a možnosti její neutralizaci v horninách s obsahem sulfidů. Rozdíl mezi hladinami ve dvou bodech, který je dělený délkovou vzdáleností mezi těmito body. Věda o oběhu podzemní vody (vztahu mezi geologickými materiály, geologickými procesy a vodou). Věda o veškeré vodě, jejím výskytu, cyklech, distribuci, pohybu, chemických a fyzikálních vlastnostech a interakci s prostředím.

I IEF Immission Imise

saturovanou zónu. Odlišuje se od

Information Exchange Forum – Forum pro výměnu informací. Neformální konzultační skupina v rámci směrnice IPPC. Výskyt a úroveň kontaminujících látek, zápachu nebo hluku v prostředí.


455

Impact crusher Kladivový drtič

V kladivovém drtiči je drcení materiálu uskutečněno především úderovým účinkem kladiv, které narážejí na kusy hornin volně padající komorou drtiče a vrhají je vysokou rychlostí proti pevné ploše.

Industrial minerals Nerudné nerostné suroviny

Nerudné nerostné suroviny, nezahrnující paliva a drahé kameny – horniny, minerály nebo nezpevněný horninový materiál, které mají ekonomickou hodnotu. Nerudné suroviny jsou používány především ve stavebnictví nebo v chemickém a zpracovatelském průmyslu. Příklady zahrnují: baryt, boráty, živce, fluorit, kaolín, vápenec, fosfáty, potaš, suroviny stroncia, mastek. Vstup vody do porézního prostředí.

Infiltration Infiltrace (vsakování) Facility Průmyslové zařízení IPPC

J Jaw crusher Čelisťový drtič Jig Sazečka

Stacionární technická jednotka pro nakládání s hlušinami z úpravy a těžby a veškeré přímo spojené činnosti, které mají technickou spojitost s aktivitami prováděnými v tomto prostoru, a které mohou mít vliv na emise a znečištění Integrated pollution prevention and control – Integrovaná prevence a management znečištění.

Drtič pro zmenšení rozměru kusů horninového materiálu úderem nebo drcením mezi pevnou a pohybující se čelistí. Zařízení pro separaci materiálů v plynulém proudu na základě rozdílné hustoty.

K L LD50 Leachate Výluh Leaching Loužení

Liberation Uvolnění Life-cycle Životnost Liquefaction Ztekucení

Letální dávka odvozená z mediánu (zkratka MD nebo LD 50) je dávka potřebná pro usmrcení poloviny jedinců ve skupině, která je exponovaná stejnou dávkou za specifickou časovou jednotku. Roztok získaný vyluhováním: například voda, která prosakuje půdou, obohacuje se rozpustnými látkami a obsahuje tak určitá množství těchto látek v roztoku. Prostupování rozpouštědla porézním nebo rozdrceným materiálem za účelem extrahování složek do kapalné fáze. Například zlato může být extrahováno loužením volně ložené porézní rudy nebo mletých flotačních hlušin. Jiné metody zahrnují loužení rudy, koncentrátu nebo flotačních hlušin v reaktoru a loužení in situ. Uvolnění užitkových minerálů z hlušiny otevřením zrn. Konstrukce technologického zařízení, jeho stavba, provozování, monitoring, uzavření, obnova lokality a následná péče. Jev, který nastává ve slabě nasycených půdách obvykle tehdy, když se tlak pórové vody (např. vlivem zemětřesení) vyrovná původnímu vazebnému tlaku a půda se chová jako hustá kapalina, které nemůže odolávat většímu smykovému napětí.

Lithology Litologie LOI, Loss on ignition Ztráta žíháním

Složení hornin, zahrnující fyzikální a chemické charakteristiky jako barva, mineralogické složení, tvrdost a velikost zrn. Používaná při chemických analýzách, kde je ztráta hmotnosti výsledkem zahřívání vzorku na vysokou teplotu po předchozím vysušení na teplotu těsně nad bod varu. Ztráta hmotnosti po usušení je nazývána volná vlhkost, ta která nastává nad bodem varu vody je nazývána ztráta žíháním.

Long-term phase Dlouhodobá fáze

Časové období nutné k tomu, aby po ukončení etapy rekultivace se flotační hlušiny staly dostatečně inertními a nezpůsobovaly dále jakékoliv environmentální problémy. Zařízení pro sběr vody z půdních pórů a pro určení rozpustných složek vynášených do odvodňovacího systému.

Lysimeter Lyzimetr


M Maximum credible earthquake (MCE) Maximální předpokládané zemětřesení (MCE) Mine production Produkce dolu Mineral processing (benefication, ore dressing, mineral dressing, milling) Úprava nerostných surovin

Mineral processing plant (mill, concentrator) Úpravna Mineral resource Ložisko

Hypotetická intenzita zemětřesení, která může být očekávána vzhledem k regionálním a lokálním potencionálním zdrojům seismických událostí a která může způsobit největší vibrační otřesy na lokalitě. U kovů: množství (hmotnost) kovu v koncentrátu. Ve všech ostatních případech (nerudné nerostné suroviny): množství (hmotnost) koncentrátu, pokud není jinak specifikováno. Proces získání komerčního produktu (koncentrátu) z rudy. Obvykle je prováděn v lokalitě dolu, provoz je označován jako úpravna. Základním cílem je redukovat množství rudy, které musí být transportováno a zpracováno v následných procesech (například v metalurgickém zpracování – tavení) s použitím metod separace užitkových minerálů od hlušiny. Komerční produkt tohoto procesu se nazývá koncentrát, zbývající materiál je nazýván hlušina z úpravnického procesu. Úprava nerostných surovin zahrnuje různé postupy, které jsou založeny na fyzikálních vlastnostech minerálů (velikost částic, hustota, magnetické vlastnosti, barva) nebo fyzikálně-chemické vlastnosti (povrchové napětí, hydrofobnost, smáčitelnost). Technologické zařízení, kde je prováděna úprava nerostných surovin. Koncentrace nebo výskyt přírodního, pevného, anorganického nebo fosilizovaného organického materiálu v zemské kůře v takové formě a množství a v takové koncentraci nebo kvalitě, že jsou rozumné vyhlídky jeho ekonomického dobývaní. Umístění, množství, kvalita, geologické charakteristiky a vývoj ložiska jsou známy, odhadovány nebo interpretovány ze specifických geologických informací.

Mining Hornictví

Metody a technologie pro dobývání rudy, včetně podpůrných zařízení (například sklady, dílny, doprava, větrání) a podpůrných činností ve vlastním dolu nebo v jeho okolí.

Mining operation Hornická činnost

Těžba nerostné suroviny, z níž mohou být extrahovány užitkové složky s cílem dosažení zisku nebo vybudování ziskového důlního závodu.

Mitigation Vyjednávání

Činnost zaměřená na zamezení, řízení nebo snížení intenzity negativních fyzikálních, chemických, biologických a/nebo sociálně-ekonomických dopadů.

Monitoring Monitorování

Proces, jehož cílem je hodnocení nebo určení skutečné hodnoty a proměnlivosti emisí nebo jiného parametru. Monitorování je založeno na postupech systematického, periodického nebo bodového sledování, zkoumání, vzorkování a měření nebo jiných metodách hodnocení, jejíchž cílem je poskytnout informace o emitovaných množstvích a/nebo trendech emitovaných polutantů. Viz cross-media effects.

Multi-media effects Environmentální vliv na více složek prostředí N n/a

Not applicable nebo not available. Nelze aplikovat nebo není k dispozici (v závislosti na kontextu).

n/d Neutralisation Neutralizace

No data. Data nejsou k dispozici. Zvyšování hodnoty pH kyselých roztoků nebo snižování hodnoty pH alkalických roztoků na hodnotu blízkou neutrální (kolem pH 7) prostřednictvím reakcí, v nichž se vodíkový kation kyseliny a hydroxylový anion zásady kombinují a vytvářejí vodu.


457

Neutralisation potential (NP) Neutralizační potenciál O Open pit (open cast) mining Povrchové dobývání Operator Těžař

Obecný termín pro kapacitu vzorku nebo materiálu neutralizovat aciditu.

Hornická činnost probíhající na povrchu. Kontakt hornické činnosti a prostředí zasahuje rozsáhlou oblast. Fyzická nebo právnická osoba, která zodpovídá za řízení, provoz a udržování dolu, úpravny, odkaliště a/nebo souvisejících technologických zařízení včetně zabezpečení následné péče po uzavření.

Ore Nerostná surovina

Minerál nebo akumulovaný minerální materiál (včetně uhlí) dostatečné hodnoty z hlediska kvality a kvantity, který může být ekonomicky těžen. Většina nerostných surovin jsou směsi užitkových minerálů a vedlejšího horninového materiálu, který je označován jako hlušina (viz obr. G1).

Orebody (mineral deposit) Ložisko nerostné suroviny

Přírodní geologickém těleso tvořené akumulací užitkového minerálu a hlušiny, z něhož může být užitková složka získávána se ziskem nebo z rozumným očekáváním zisku (viz obr. G1).

Overburden Nadloží

Vrstva přírodní zeminy nebo masivní horniny pokrývající ložisko. V případě povrchového dobývání musí být nadloží odstraněno jako skrývka před těžbou nerostné suroviny (viz obr G1).

P Percentage extraction Výtěžnost

Podíl nerostné suroviny vytěžené z ložiska vyjádřený v procentech původního množství nerostné suroviny in-situ.

Permeable reactive barrier Propustná reaktivní bariéra

Propustná zóna obsahující nebo vytvářející reaktivní oblast, která je orientována tak, že přeruší a odstraní kontaminační mrak. Odstraňuje kontaminanty ze systému proudění podzemní vody pasivním způsobem fyzikálními, chemickými nebo biologickými procesy [123, PRB action team, 2003].

Permeability Propustnost Phreatic Freatický Phreatic surface Freatická hladina

Schopnost horniny nebo nezpevněného horninového materiálu propouštět kapalinu. Vztahující se k podzemní vodě.

Piping Podzemní eroze Pollutant Polutant

Většinou podzemní eroze nezpevněného horninového materiálu (zemin) způsobená proudící vodou. Výsledkem je vytvoření dutin odnosem částic. Jednotlivá látka nebo skupina látek, které mohou poškodit nebo ovlivnit prostředí.

Primary crushing Primární drcení

Proces zdrobňování nerostné suroviny na menší fragmenty při přípravě pro další zpracování a/nebo aby mohla být transportována do úpravny. V hlubinných dolech je primární drtič často umístěn v podzemí nebo na vstupu suroviny do úpravny.

Primary measure/ technique Primární opatření/technologie Probable maximum earthquake (PME) Pravděpodobné maximální zemětřesení

Technologie, která určitým způsobem mění základní proces, a tím snižuje emise nebo spotřebu materiálu (výklad viz technologie end-of-pipe.

Rozhraní mezi saturovanou zónou a nesaturovanou zónou, povrch tělesa podzemní vody, na němž je tlak rovný atmosférickému.

Parametr geotechnického inženýrství, který je určen maximálním zaznamenaným zemětřesením na lokalitě, maximálním zaznamenaným zemětřesením pro podobnou lokalitu, kde jsou známa historická data nebo zemětřesení s pravděpodobností výskytu za 10 000 let, které je předpovězeno statisticky z předchozích zemětřesení v regionu.


Probable maximum flood (PMF) Pravděpodobná maximální záplava (PMF) Pump barge Čerpací loď Q Quarry Lom

Quebracho Quebracho R Reclaim lines Potrubí vratné vody Reclaim system Systém vratné vody

Událost největších srážek a/nebo tání sněhu uvažovaná jako rozumně možná v určitých geografických podmínkách. Stanovená pro specifickou lokalitu na základě možného rozsahu meteorologických a hydrologických událostí a podmínek. Proměnné zahrnují trvání, plochu a roční období. Obvykle se definuje jako záplava možná jednou za 10 000 let nebo dvojnásobná až trojnásobná hodnota dvěstěleté záplavy. Loď, která pluje na odkališti a je vybavena čerpadly, která čerpají volnou vodu pro opětné využití v úpravně.

Celá oblast, která není dolem, ale je pod kontrolou těžaře, který provádí činnost zahrnující prospekci, dobývání, zpracování a skladování nerostných surovin včetně běžné související infrastruktury a činností spojených s využíváním hlušiny. Od dolu se liší tím, že je tato oblast obvykle otevřena shora a vpředu a je používána pro dobývání stavebních materiálů jako je břidlice, vápenec, štěrk a písek. Vodný extrakt z kůry stromu Quebracho; obsahuje až 65 % taninu. Používá se pro pěnovou flotaci jako depresor pro oxidující minerály.

Potrubí používané pro dopravu vratné vody z odkaliště do úpravny. Systém vytvořený pro sběr vratné vody z odkaliště a její dopravu do úpravny. Může zahrnovat součásti jako: čerpací loď, potrubí vratné vody, dekantační věže, dekantační potrubí.

Reclaim water Vratná voda

Voda získaná z odkaliště (TMF), čistírny odpadních vod nebo úpravny pro opětné použití v úpravně.

Reclamation (rehabilitation, recultivation) Rekultivace

Obnova krajiny a environmentální hodnoty důlní lokality po vytěžení nerostné suroviny. Rekultivační činnosti jsou obvykle prováděny, jakmile nerostná surovina byla odtěžena z dobývacího prostoru. Proces zahrnuje obnovu krajiny do její přibližné původní podoby prostřednictvím obnovy svrchního horizontu půdy, vyséváním přirozených travin a výsadbou vegetačního pokryvu.

Recovery Výtěžnost

Podíl vyjádřený v procentech složky tvořící koncentrát (nebo hodnota konečné hmotnosti uhlí) ve srovnání s celkovým množstvím minerálního materiálu tvořícího podání na vstupu do úpravny. Tato veličina tvoří míru efektivnosti hornictví, těžby a úpravy nerostných surovin.

Refractory gold Refraktorní zlato Roll crusher Válcový drtič

Zlato v submikroskopické formě velikosti < 1 μm a jemně rozptýlené ve struktuře sulfidických minerálů. Typ sekundárního drtiče, který je tvořen těžkým rámem v němž jsou instalovány dva válce. Ty jsou poháněny tak, že se otáčejí jeden proti druhému. Horninový materiál přiváděný shora je mezi pohybujícími se válci drcen a propadá dolů. Run of mine. Neupravený materiál (nerostná surovina) dopravovaný z těžby v dole. Množství vody ze srážek a tání sněhu, které nevsákne, ale odtéká v povrchových tocích.

ROM Run-off Odtok S Sample Vzorek Screening Sítování

Reprezentativní množství pevného materiálu, který je vyňat z ložiska nebo z procesu těžby a úpravy za účelem provedení analytických prací. Množství pevného materiálu a počet vzorků odebraných z ložiska nebo z procesního toku musí být statisticky reprezentativní. Třídění materiálu do zrnitostních tříd.


459

Seam Sloj Secondary measure/ technique Sekundární opatření/technologie Seepage recovery dam Jímka pro průsaky Semi-autogenous grinding Semiautogenní mletí Separation Separace Shaft Šachta Shear strength Smyková pevnost Slurry Kal SME Solubility Rozpustnost

Spigotting – není český ekvivalent Starter dam Prvotní hráz Stripping ratio Skrývkový poměr Sub-aerial method of deposition Sub-aerická metoda ukládání T Tailings, coarse/fine discard Hlušina z úpravy, hrubozrnná/jemnozrná hlušina

Tailings beach Břeh odkaliště

Stratiformní ložisko (typické pro uhlí a některé typy ložisek solí). Vlivem tektonických procesů mohou být sloje zvrásněny nebo strmé poloze. Viz technologie end-of-pipe.

Malá retenční nádrž umístěná pod hrází odkaliště, jejímž účelem je zadržet, sbírat a vrátit do odkaliště veškeré povrchové a podpovrchové průsaky, které projdou hlavní hrází odkaliště. Sekundární mletí rudy pohybem mletého materiálu v otáčejícím se válci s pouze malým množstvím koulí nebo tyčí, které se účastní procesu Metody pro rozdělení nerostné suroviny na koncentrát a hlušinu z úpravy. Hlavní vertikální nebo úklonné důlní dílo využívané pro větrání nebo odvodnění a/nebo pro vertikální dopravu osob nebo materiálů (například nerostné suroviny, hlušiny), spojuje povrch s podzemními důlními díly. Vnitřní odpor tělesa vůči smykovému napětí, typicky zahrnuje část tření a část na tření nezávislou, která se nazývá koheze. Suspenze tvořená kapalinou a pevnou látkou. Small and medium enterprise(s) - Malé a střední podniky. Množství látky, které je třeba rozpustit v určitém objemu a druhu rozpouštědla při dané teplotě a tlaku, aby vznikl nasycený roztok. Stupeň rozpustnosti látek závisí na jejich schopnosti a na schopnosti ostatních rozpuštěných látek v roztoku tvořit ionty a hydratované komplexy ve vodě určitého chemického složení. Postup, kdy flotační hlušiny jsou přiváděny do odkaliště větším množstvím malých přítoků – spigotů. Touto metodou lze vytvořit dosti rovnoměrné rozprostření flotačních hlušin na břehu odkaliště, což vytváří u hráze směrem do odkaliště polopropustnou zónu. Počáteční hráz odkaliště, která je vybudována před začátkem hornické činnosti a poskytuje základ pro stavbu definitivní hráze odkaliště. Jednotkové množství hlušiny nebo nadloží, které musí být odstraněno, aby byl získán přístup k jednotkovému množství rudy (nerostné suroviny). Obvykle se vyjadřuje v kubických metrech hlušiny nebo nadloží na hrubé tuny rudy (nerostné suroviny). Termín používaný obecně v Severní Americe pro metodu spigottingu, které používá perforované trubkové rozstřikovače pro nanesení tenkých vrstev flotačních hlušin na břeh vytvořený předtím stejným ukládáním.

Nerostná surovina, z níž byla užitková složka extrahována v maximální možné míře. Hlušiny z úpravy jsou složeny hlavně z hlušiny a mohou obsahovat technologickou vodu, chemikálie z úpravy a část užitkových minerálů, které se nepodařilo extrahovat. Poznámka: V uhelném hornictví ve Velké Británii se používají termíny následujícím způsobem: Coarse discard – hrubozrnný (a suchý) podíl odpadu, obsahující po zpracování určité množství užitkové složky, která je dále separována mokrými a suchými metodami. Fine discard jemnozrnnější (a vlhčí) podíl odpadu vznikající ze zahuštěných nebo flokulovaných suspendovaných částic v technologické vodě použité pro separování užitkové složky z hrubozrnného odpadu promýváním nebo flotací. Část odkaliště vzniklá usazením pevného podílu z úpravnických hlušinových kalů, která není pokryta volnou vodou a zaujímá místo od hladiny volné vody ke koruně hráze.


Tailings dam, lagoon bank Odkaliště, laguna Tailings heap, spoil heap Odval hlušiny, odval rubaniny Tailings line Potrubí pro dopravu hlušin z úpravy Tailings management facilities (TMF) Zařízení pro zpracování a ukládání úpravnických hlušin (TMF)

Tailings pond, lagoon Odkaliště, laguna Tailings sand Písčitá frakce úpravnických hlušin Thickening Zahušťování

Stavba, která je projektována pro usazování a zadržování úpravnických hlušin a technologické vody. Pevné částice v odkališti sedimentují. Technologická voda je obvykle recyklována jako vratná voda. Místo pro průmyslové ukládání suchých hlušin/rubanin na povrchu. Potrubí použité pro dopravu hlušin z úpravny do odkaliště. Vztahuje se ke skutečnosti, že hlušiny z úpravy nerostných surovin musí být likvidovány/ukládány nebo recyklovány. Vybraný postup závisí kromě mnoha jiných faktorů na fyzikálních charakteristikách (hrubozrnná nebo jemnozrnná) a na technologii úpravy (suchá/mokrá). Typická technologická zařízení nebo postupy jsou následující:  odkaliště  odval  základka  recyklace (stavební materiál)  další technologie úpravy (získání obsahu užitkové složky novými lepšími technologiemi) Technologické zařízení pro ukládání úpravnických hlušin vznikajících při úpravě nerostných surovin a pro čištění a recyklaci technologické vody. Ve většině případů je tvořené stavbou hráze. Většinou obsahuje úpravnické hlušiny společně s proměnlivým množstvím volné vody. Písek získaný z hlušin z úpravy nerostů pro stavbu hráze odkaliště. Často je získáván tříděním úpravnických hlušin cyklony. Proces oddělování kapaliny od pevných látek za účelem zvýšení koncentrace suspenze sedimentací, dochází k oddělení pevné fáze.

Tip Odval nebo odkaliště

Výraz používaný v hornictví ve Velké Británii pro hlušinový odval nebo lagunu používanou pro hlušiny (flotační hlušiny) z dolu nebo lomu.

Top soil Humusový horizont půdy Total CN Kyanidy celkové TWG

Přírodní humózní vrstva půdy nad ložiskem nerostných surovin, která musí být odstraněna před začátkem těžby (viz obr G1). Suma všech kyanidů přítomných v různých sloučeninách ve vodném roztoku. [24, British Columbia CN guide, 1992] Technical working group – Technická pracovní skupina.

U Ultramafic Ultramafika, ultramafický Underground mining Hlubinné dobývání

Vyvřelé horniny složené převážně z mafických (tmavých) minerálů – olivínu, hyperstenu, augitu. Dobývání nerostné suroviny probíhá pod povrchem. Ložisko je přístupné šachtami a štolami.

V Vein Žíla VOC Těkavé organické látky W WAD CN Waste-rock, discard, dirt, spoil Hlušina Waste-rock management facility (WRMF) Zařízení pro zpracování nebo ukládání hlušin

Akumulace nerostné suroviny ve formě deskového složitého tělesa, které je obklopené hlušinou. Volatile organic compounds (VOC) = těkavé organické látky (TOL).

Kyanidy disociující ve slabé kyselině obvykle při pH 4.5 [24, British Columbia CN guide, 1992]. Část ložiska nerostných surovin bez užitkové složky nebo s jejím nízkým obsahem, která nemůže být ekonomicky dobývána a zpracována (viz.obr. G1) Zařízení nebo místo, kde jsou hlušiny ukládány na odvalech a v některých případech zpracovávány včetně dodatečného loužení odvalů.


461

Water balance Vodní bilance Water table Vodní hladina Weathering Zvětrávání

Postup, kdy všechny vody vstupující do odkaliště, vytékající z odkaliště a všechny vodní ztráty jsou definovány a popsány tak, že může být určen čistý přebytek nebo ztráta vody v odkališti. Výška, v níž je tlak v kapalině rovný atmosférickému tlaku. Plocha, která odděluje vadózní zónu (kde voda je pod tlakem) od saturované zóny, kde tlak ve vodě je větší než 0. Proces, při němž částice, horniny a minerály jsou přeměňovány vlivem povrchové teploty, tlaku a atmosférických činitelů jako ovzduší, voda a biologická aktivita.

X Y Yield Výnos

Hmotnostní poměr koncentrátu k podání (vstupu do úpravny) vypočítaný pro sušinu a vyjádřený v %.

Z

Chemikálie: Zkratka SIBX SIPX SEX PAX DTP MIBC CMC Poznámka :

Název Sběrače: Sodium isobutyl xanthate – Isobutyl-xanthogenan sodný Sodium isopropyl xanthate – Isopropyl-xanthogenan sodný Sodium ethyl xanthate – Ethyl-xanthogenan sodný Potassium amyl xanthate – Amyl-xanthogenan draselný Dithiophosphate - Dithifosforečnan Peniče: Methylisobutylcarbinol Depresory: Carboxymethylcellulose - Karboxymethylcelulosa významový slovník je vytvořen přímým překladem výkladového textu z BREFu. Je určen p o u z e jako pomůcka pro lepší orientaci v textu uvedeném v originále. U některých pojmů není proto dodržena přesná terminologie z české legislativy.


3.4 Uhlí V této kapitole jsou zahrnuty příspěvky o dobývání a zpracování uhlí ve Španělsku, oblastech Ruhr, Saar a Ibbenbüren v Německu a oblastech Ostrava a Karviná v České republice. Doplněny byly komentáře z Velké Británie.

3.4.1 Geologické poměry a techniky dobývání Veškerá ložiska černého uhlí v Německu vznikala v období karbonu. Pánve Saar a Ibbenbüren představují zbytky velkých uhelných revírů. Ruhr obsahuje velké zásoby, které pokračují v hloubce směrem k Severnímu moři. Současná těžba probíhá v hloubkách mezi 900 m a 1 500 m. Geologické podmínky v pánvi Saar jsou složitější než v pánvi Ruhr. Pro vysoce kvalitní koksová, plynová a žírná uhlí je typický obsah 6 – 9 % popela a méně než 1 % síry, avšak uhlí z některých slojí vyžaduje před prodejem úpravu praním. Důl Niederberg a ložisko Ibbenbüren obsahují antracit, což je uhlí s obsahem vázaného uhlíku mezi 92 % a 98 % (v přepočtu na hořlavinu). V současnosti jsou dobývány porubní stěny o délce až 400 m. Dobývaná mocnost sloje je 1,0 až 4,0 metry. Ve slojích s menší mocností jsou používány pluhy a ve slojích s větší mocností důlní kombajny. Černé uhlí se v České republice vyskytuje převážně v hornoslezské pánvi. Hlavní zlom, nazývaný zlom Orlová, rozděluje českou část hornoslezské pánve na západní část (ostravská část), která je starší a má paralický charakter sedimentů a uhelných slojí, a na východní část (karvinská část), která má limnický charakter sedimentů i uhlí. Západní část se sestává z několika desítek uhelných slojí o malé mocnosti s vysoce kvalitním koksovým uhlím, zatímco východní část je charakterizována množstvím mocných slojí obsahujících směs koksového uhlí a žírného uhlí s velkým obsahem prchavé hořlaviny. Některé charakteristiky černého uhlí zahrnují obsah uhlíku nad 73,4 %, méně než 50 % prchavé hořlaviny a hodnotu čisté výhřevnosti (bez popela a v bezvodém stavu) přesahující 24 MJ/kg. Těžba v ostravské části pánve dosáhla hloubky přibližně 1 000 metrů, což společně se složitými a nevýhodnými dobývacími a geologickými podmínkami negativně ovlivňuje ekonomiku těžby. V důsledku toho byla těžba ukončena a ostravské doly postupně zrušeny. Většina dolů ve východní části má dostatek zásob, které mohou být vytěženy s mnohem nižšími náklady. Avšak toto uhlí je méně kvalitní z hlediska koksovacích vlastností. Relativně velké zásoby uhlí byly ověřeny jižně od původní hornoslezské pánve, obzvláště u Frenštátu pod Radhoštěm, kde jsou karbonské sedimenty přikryty miocénními sedimenty a beskydskými příkrovy. Zde by uhlí mohlo být dobýváno z hloubky 800 až 1 300 metrů za obtížných geologických a těžebních podmínek. Protože se ložisko nachází na hranici chráněné krajinné oblasti, může v případě těžby nastat konflikt zájmů s ochranou Beskyd. [83, Kříbek, 2002] Většina těžby v zemích Evropské 15 a kandidátských zemích je založena na stěnování. Pro těžbu se používají jak pluhy, tak i důlní kombajny. Většina dolů těží několik slojí, každý provoz obsluhuje několik dobývacích stěn. Stále větší počet dobývacích stěn je ovládán dálkově


z povrchu, vysoká úroveň automatizace umožňuje produkci až 20 000 t/den na jednu porubní stěnu [79, DSK, 2002], [83, Kříbek, 2002]. Ve Velké Británii (přibližně 15 miliónů tun/rok) a Španělsku je uhlí těženo také v povrchových dolech [84, IGME, 2002].

3.4.2 Úprava nerostné suroviny Zrnitost těženého uhlí představují kusy o průměru více než 1 m ale i velmi jemnozrnné částice (< 5 µm). Ve třech německých uhelných revírech – Ruhr, Saar a Ibbenbüren je dobýváno uhlí s velmi různou kvalitou, od antracitu ze šachty Ibbenbüren s obsahem prchavé hořlaviny 6 % až po bituminózní uhlí s vysokým obsahem prchavé hořlaviny (více než 36 %) z hlubinného dolu Ensdorf. V roce 2000 bylo v těchto uhelných revírech v provozu 12 úpraven uhlí s výkonem zpracování mezi 950 a 1700 t/hodinu [79, DSK, 2002]. Ve většině případů je hrubozrnný (> 10 mm) a jemnozrnný (0,5 – 10 mm) podíl oddělen v sazečkách. Nejjemnější zrnitostní třída < 0,5 mm je oddělena flotací. Ve většině případů je zrnitostní třída > 10/30 mm oddělena od těžší hlušiny separací v těžkokapalinové suspenzi. Typické technologické schéma procesu úpravy uhlí je zobrazeno na následujícím obrázku.

Obrázek 3.77: Standardní technologické schéma procesu úpravy uhlí [79, DSK, 2002].

Existuje pouze jediný provoz, který používá hydrocyklony místo flotace jemných částic [83, Kříbek, 2002].


289

3.4.3 Nakládání s hlušinou 3.4.3.1 Charakteristika hlušiny Pro hlušinu z oblastí Ruhr, Saar a Ibbenbüren je typické následující složení: 55 – 60 % jílovité břidlice, 30 – 40 % písčité jílovité břidlice a 5 – 15 % pískovce (důl Prosper – Haniel) [79, DSK, 2002]. Ložiska černého uhlí mohou být ovlivněna působením mořské vody, když se formovala jako paralické pánve, tj. v okrajových přímořských prostředích. Uhlí uložené ve sladkovodní říční deltě, tzv. limnické pánvi, takový důkaz postrádají. Mezi látkami nejvíce ovlivňujícími životní prostředí, které se nacházejí v mezivrstvách, jsou nejdůležitější chloridy a pyrit. Srážkové vody přicházejí do kontaktu s hlušinou, především se solemi, které jsou okyseleny při oxidaci síry. V důsledku tohoto procesu klesá hodnota pH výluhu nebo povrchové vody (kyselé důlní vody, viz kapitola 2.7). V uhelných dolech oblastí Ruhr, Saar a Ibbenbüren byla podrobně testována homogenita mineralogického složení a jemnozrnný podíl hlušiny z flotace < 0,5 mm s obsahem pevných látek > 77 %. Při dlouhodobých fyzikálních a chemických zkouškách, zahrnujících vyhodnocení dopadu na životní prostředí bylo prokázáno, že hlušina z flotace může být použita pro vytváření těsnících vrstev a že dokonce dosahuje přísnějších požadavků Německé technické normy pro těsnění podloží skládek odpadů [80, DSK, 2002]. Při laboratorních zkouškách mohou dosáhnout čisté flotační suspenze ze zpracování černého uhlí hodnot koeficientu kf přibližně 5 x 10-9 m/s. Při zkouškách na místě byly dosaženy hodnoty koeficientu kf 2 x 10-7 m/s. Tyto koeficienty nedosahují hodnot požadovaných normami TASi/LAGA pro geologické bariéry (kf = 5 x 10-10 m/s) a izolace povrchu skládek odpadů kategorie I(kf = 5 x 10-9 m/s). [79, DSK, 2002]. V oblasti Ostrava a Karviná je hrubozrnná hlušina ukládána na odvaly a jemnozrnný podíl z flotace je ukládán do nádrží nebo odkališť. V jednom případě byla v hlušině naměřena úroveň radioaktivity 75,5 ± 6,9 Bq/kg [83, Kříbek, 2002]. Dva další významné aspekty, které je nutné uvažovat při nakládání s odpadem z úpravy uhlí z uhlí jsou: 1. odpad z úpravy uhlí může ve zvýšené míře obsahovat přirozeně se vyskytující radioaktivní materiály (NORM), které jsou obsaženy v těženém ložisku 2. a může způsobit podobné problémy s kyselými důlními vodami jako sulfidické rudy kovů vlivem zvětrávání pyritu obsaženého v uhlí.

3.4.3.2 Aplikované metody V oblastech Ruhr, Saar a Ibbenbüren je v současnosti v provozu celkem 23 odvalů hlušiny a 7 odkališť [79, DSK, 2002]. Při těžbě uhlí tvoří hlušina významný podíl (přibližně 33 miliónů tun v oblastech Ruhr, Saar a Ibbenbüren v roce 2000), který může dosáhnout až 50 % hrubé těžby. V principu jsou možné tři způsoby nakládání s hlušinou:   

interní využití, například pro podzemní zakládání nebo stavební projekty spojené s důlní činností (například kompenzační opatření pro pokles terénu způsobený důlní činností, jako je zvyšování mostů nebo náspů). externí využití, tj. komerční produkty, například sypký materiál nebo výchozí materiál ve stavebním sektoru. ukládání na odvaly a do odkališť.

Pro hrubou představu přibližně jedna čtvrtina veškeré hlušiny z těžby a úpravy v oblasti Ruhr, Saar a Ibbenbüren se používá pro interní a externí účely (kapitola 4.5.3), zatímco zbytek musí být ukládán (viz následující obrázek).


Obrázek 3.78: produkce hlušiny a použité způsoby nakládání s odpadem v oblasti Ruhr, Saar a Ibbenbüren v roce 2000 [79, DSK, 2002]

Na dole Prosper-Haniel je hlušina z procesu flotace, která tvoří přibližně 13 – 18 % celkového objemu, dopravována nákladními automobily po veřejných komunikacích [79, DSK, 2002]. Odvodnění jemnozrnného podílu z flotace Jemnozrnný podíl z flotace o velikosti zrna < 0,5 mm je zahuštěn na 25 – 50 % tuhé fáze. Pokud je k dispozici dostatečný prostor pro konečné uložení v odkališti, může být jemnozrnný podíl hlušiny dopraven do těchto zařízení přímo potrubím nebo nákladními automobily. Tam, kde se uvažuje s uložením jemnozrnného podílu hlušiny na odval, např. z důvodu omezených prostorových kapacit, musí být odpad dále odvodněn, aby bylo dosaženo dostatečné stability. V principu mohou být pro další snížení obsahu vody v zahuštěné hlušině použity tři metody:   

rámové kalolisy, obvykle s filtrační plochou větší než 1000 m2 (viz kapitola 2.3.1.10) v těch případech, kde je přijatelný vyšší obsah vody, lze použít válcové odstředivky (viz také kapitola 2.3.1.10), např. používané pro odvodnění hlušiny z flotace usazovací nádrže (dočasné zakládání do odkališť , např. po dobu tří let).

Odvodnění v usazovacích nádržích se provádí takto: v první fázi je odkaliště zaplněno zahuštěnou hlušinou, která se začíná usazovat. Ve druhé fázi pokračuje v odkališti proces usazování a ve třetí fázi je vysušená hlušina vytěžena a uložena na odvalech, nebo je využit například jako stavební materiál. V závislosti na klimatických podmínkách může každá fáze trvat až jeden rok. To znamená, že se soustava usazovacích nádrží obvykle skládá ze tří nebo více přilehlých nádrží. Ve španělských uhelných dolech je hrubozrnná hlušina ukládána na odvaly nebo se používá jako základka nebo plnivo v jiných oblastech. Flotační suspenze jsou buď:  filtrovány a prodávány nebo  filtrovány a odváděny s hrubozrnným podílem hlušiny nebo  vypouštěny ve formě kalů do odkališť. [84, IGME, 2002]


291

3.4.3.2.1 Odvaly hlušiny Jak je zobrazeno na předchozím obrázku, bylo v roce 2000 z oblastí Ruhr, Saar a Ibbenbüren uloženo na odvaly přibližně 23,4 miliónů tun hlušiny– z celkového množství 33,1 miliónu tun. Vývoj tvaru odvalu hlušiny v oblastech Ruhr, Saar a Ibbenbüren je zobrazen na následujícím obrázku.

Obrázek 3.79 Vývoj tvaru odvalu hlušiny v oblastech Ruhr, Saar a Ibbenbüren [79, DSK, 2002]

Od 70. let 20. století je rozlišován třetí vývojový stupeň odvalů – takzvané začlenění do krajiny. Vzhledem ke své rekreační a ekologické hodnotě byly odvaly akceptovány jako základní krajinné prvky v hustě obydlených průmyslových oblastech Ruhr a Saar. V principu je hlušina ukládán na odval ve vrstvách. Mocnost vrstev se pohybuje v rozsahu 0,5 až 4,0 m. Kompaktnosti odvalu je dosaženo pomocí válcovací mechanizace, z důvodu omezení možnosti pronikání kyslíku nebo srážek (dešťová voda) do vlastního odvalu, je minimalizován nebo je dokonce zabráněno vzniku kyselých důlních vod vlivem oxidace pyritu. Jako příklady jsou popsány odvaly hlušiny dolu Prosper-Haniel v oblasti Ruhr: V současné době je provozování odvalu Haniel v poslední etapě. Ukládání se provádí na nový odval „Schöttelheide“, založený v roce 1998. Obě zařízení jsou tzv. zařízení pro ukládání hlušiny „třetí generace“ (viz obrázek). Následující tabulka poskytuje základní informace o velikosti dvou odvalů.


Začátek provozu Konečná plocha (ha) Současná plocha (ha) Konečná výška (metrů nad zemí) Současná výška (metrů nad zemí) Celková kapacita (mil. m3) Zbytková kapacita (mil. m3)

Odval Haniel 1963 108 108 126 99 57,3 6,3

Odval Schöttelheide 1998 66,7 10,0 62 5 15,8 15,2

Tabulka 3.81 Odvaly hlušiny na dole Prosper-Haniel v oblasti Ruhr

Odval Haniel Krajinné úpravy horní části odvalu zahrnují vytvoření amfiteátru na vrcholu odvalu s kapacitou 750 sedících osob. Dnes představuje odval unikátní stavbu s krajinnými úpravami v oblasti Ruhr s velkým kulturním významem. Narozdíl od předešlého schváleného plánu jsou v dnešní době na svazích, které měly být už zalesněny, zatím pouze vysázeny lesní školky. To vyžaduje více než 20 ha vysázených nových stromků v blízkosti hlušinového odvalu. Schöttelheide Aby bylo získáno povolení pro nový odval Schöttelheide, byly shromážděny následující informace: 

vodní hospodářství:  hydrologická studie, včetně modelu podzemních vod  systém drenáží na povrchu odvalu  plán hydraulického/podpovrchového systému drenáží v oblasti okrajů odvalu  studie hydrochemických procesů v drenážním systému s ohledem na provozní bezpečnost  kompenzační opatření pro rovnováhu vodního hospodářství, zadržování a vypouštění srážek a výluhu odtékajících z odvalu



zakládání:  plán zakládání včetně základních výpočtů stability a poklesu odvalu  odborný posudek o protipožární ochraně při etapě zakládání



emise, imise:  odborný posudek o emisích a imisích prachu  odborné vyhodnocení emisí a imisí hluku



klimatické podmínky:  odborný posudek zabývající se možnými vlivy na místní klimatické podmínky v blízkosti odvalu



studie vlivu na životní prostředí:



plány místního rozvoje:  plány místního rozvoje na výstavbu a krajinné úpravy stavby včetně modelování a plánu rekultivace  plány místního rozvoje dopravních cest pro nákladní automobily s hlušinou



rekreace:  kontrola rekreačních aktivit v oblasti hlušinového odvalu



lesní hospodářství:  přeměna zalesněné krajiny


293

Na začátku přípravných prací byla provedena skrývka ornice v celém území podzákladí odvalu. Pro zařízení Schöttelheide byla zvolena metoda kruhových drenáží (viz obrázek 4.16). Nad systémem drenáží vede podél paty odvalu příkop, který slouží ke sběru povrchové vody a k jejímu odvádění do usazovacích nádrží. S výjimkou západní oblasti zařízení Schöttelheide je spodní vrstva nepropustná. Pouze v malé oblasti má spodní vrstva morény hydrologická „okénka“. Ta byla utěsněna zhutněnou hlušinou. Povrchová voda, průsaky a podzemní voda jsou shromažďovány ve sběrné nádrži a jsou vypouštěny tlakovým potrubím do řeky Emscher. Pro dokumentaci a vyhodnocení jevů způsobených ovlivněním systému podzemní vody je provozován komplexní systém monitorování podzemní vody, kde je měřen objem srážek, povrchové vody a podzemní vody. Pro tento účel byly vyhloubeny nové monitorovací vrty. Tento soubor opatření umožňuje, aby provozovatel kdykoli diskutoval s odborníky možné změny ve složení podzemních vod, a aby rychle přijal nezbytná opatření. Konečný odval bude mít dva vrcholy o výšce 52 a 62 metrů a bude se mírně vyvyšovat směrem od okolního zalesněného porostu. Pouze nejníže umístěný svah je vybudován se sklonem 1:2 v sousedních zalesněných oblastech. Celý povrch odvalu bude zpřístupněn rozsáhlým systémem cest pro rekreační účely, který bude začleněn do okolí odvalu. Odval bude částečně pokryt ornicí; avšak některé části zůstanou „zčernalé“ hlušinou. Budou vysazeny původní stromy a křoviny, tj. rostliny, které lze nalézt v přilehlém okolí. Je plánováno, že rekultivace bude zahájena co nejdříve a bude postupně pokračovat. Z důvodu ukládání hlušiny a dalších stavebních úprav, např. sběrná nádrž, muselo být vykáceno přibližně 15 ha lesa. Na samotném odvalu bude opět vysázeno 46,6 ha lesa a navíc musí být v okolní oblasti provedena další opatření. Ve Velké Británii jsou odvaly zvyšovány do profilu, který je schválen příslušnými úřady a po dokončení je navezena vrstva zeminy a jsou provedeny krajinné úpravy. Vypouštění povrchových vod do vodních toků musí splňovat specifikované limitní hodnoty, aby byly minimalizovány vlivy na kvalitu vody. Několik stovek tisíc tun hrubozrnné hlušiny je z uhelných dolů v oblastech Ostrava a Karviná každoročně dopravováno na odval pásovými dopravníky nebo nákladními automobily. V ostatních případech se hlušina používá při rekultivaci starých odkališť nebo při úpravách krajiny v oblastech poklesů. [83, Kříbek, 2002] 3.4.3.2.2 Odkaliště Často je jemnozrnná suspenze z flotace čerpána do usazovacích nádrží (například vytvořených poklesem terénu) nebo odkališť. Usazování hlušiny z úpravy uhlí je prováděno v několika odkalištích nebo nádržích v řadě za sebou. Usazená hlušina je periodicky vytěžována a opakovaně zpracovávána v procesu flotace nebo prodán. Vyčištěná voda je většinou recyklována do úpravny [83, Kříbek, 2002], [84, IGME, 2002]. Odkaliště Hahnwiese Následující text popisuje zkušenosti s provozováním odkaliště v oblasti ovlivněné hlubinným dobýváním uhlí, získané v minulosti.


Technické podmínky jsou následující:      

objem odkaliště: 1,6 miliónů m3 největší výška hráze nad okolním údolím: 36 m délka hráze napříč hřebenem: 636 m šířka hřebenu hráze: 40 m, plánováno jako základna pro další zvýšení svahy: 1:2 (voda/vnitřní strana), 1:3 (ovzduší/vnější strana) objem: 2,2 miliónu m3

Na základě výpočtů elementů pohybu půdy v plánované oblasti pocházející z předchozích těžebních činností ve dvou sousedních těžebních oblastech mohou být předpokládány následné jevy: Element pohybu půdy Pokles

(m)

Prodloužení Zhuštění

(mm/m) (mm/m)

Maximální velikost ovlivňující zkoumanou oblast ~ 4 m na hřebenu hráze ~ 5,5 m u paty hráze 2 – 8 mm/m 2 – 4 mm/m v oblasti hráze

Tabulka 3.82: Vlivy působící na odkaliště v důsledku předchozích těžebních činností

Navíc byly brány do úvahy vlivy způsobené budoucími těžebními činnostmi. Další průzkumy v procesu plánování zahrnovaly:  

vyhodnocení geologických podpovrchových podmínek, včetně analýzy systémů existujících trhlin vytvoření modelu podzemních vod.

Hráz je stupňovitého tvaru s vnitřním jádrem a systémem filtračních drenáží. Systém utěsňujících zářezů vytvořený ze vzájemně spojených štětových stěn utěsněných ve spojích („těsnící okraj“) představuje centrální těsnící prvek. Injekční clona zabraňuje průsakům pod hrází. Tento systém může vyrovnávat deformace vzniklé z pohybů půdy v důsledku těžební činnosti. Koncept hráze pro odkaliště vystavené pohybům půdy vyvolaným v důsledku těžební činnosti počítá s nebezpečnými situacemi – je vybaven záložním kontrolním systémem. Programy měření a pozorování jsou důležitým prostředkem pro zjišťování nepravidelností při výstavbě a také při provozu odkaliště. Pouze včasnou identifikací mohou být podniknuta příslušná opatření tak, aby nedošlo k velkému poškození sytému odkaliště. V následujícím seznamu jsou uvedena konkrétní opatření pro zlepšení situací poškozujících provozní bezpečnost a stabilitu.


295

Zdroj zájmu

Pozorování

G+M

Vysoká mobilita podzemní vody v hrázi, v podzemí

G+M

Zvýšení vody pod hrází

M

Prodloužení těsnění za jádrem: zvýšení vody na vnější straně hráze, hladina podzemní vody

G

Usazování v drenážním potrubí

M

Pokles, sesouvání, sedání zeminy hráze

M

Střihy, trhliny, smršťovací spáry v podzemí, hrázi a oblasti odkališti

M

Pohyb na podpěrném pilíři můstku přepadu

M

Pohyb na koncovkách příslušenství

M

Pohyb přepadu

M

Pohyb na bezpečnostních prvcích potrubí odpadu (rozpěra) Srážková voda ve vývodech drenážního potrubí

G

G+M

Náznaky poškození hráze

Pozorováno jak nebo kde

Následné riziko

Měřící body freatické hladiny, hydraulická měřící stanice

Ztráty vody z odkaliště, problémy s erozí

Prohlídka pomocí kamery

Zmenšení průměru potrubí, ucpání/vracení vody a následná eroze Poškození hráze, zhroucení hráze

Možná opatření

Vrstvy a/nebo vstřikování kalu, přímé vypouštění kalu, instalace hrází na vypouštění kalu Měřící stanice ve spojení Vymílání, podemílání, Utěsnění v podzemí, s odtokem drenáží zpětná/regresivní eroze injekční clona, kontroly drenáží Měřící stanice, drenáže Závada utěsnění jádra, eroze Je-li to možné, po zvýšení hladiny podzemní vody znovu utěsněte jádro, případně vyčistěte drenáže, zesilte patu hráze vrstvami vhodného materiálu Prohlídka pomocí TV Snížený průtok vody až Propláchnutí/vyčištění kamery zpětné vracení vody a tudíž zbývajících sedimentů ovlivňování hladiny mechanicky nebo chemicky podzemní vody v hrázi (např. roztokem kyseliny) Nivelace, přeměřování Přetékání hřebenu hráze Zvýšení hráze, je-li to nutné rozšířením utěsnění vnitřního jádra (včetně přepadu) Visuální pozorování, Vymílání, eroze Zaplnění nebo utěsnění lineární měření, je-li to pomocí nepropustného nutné, topografické měření materiálu (např. dna odkaliště písčitohlinitá půda) Vizuální pozorování, měření Úbytek potřebného Úprava podpěrného pilíře sklonu, měření polohy podpěrového momentu můstku můstku přepadu Speciální měření na Poškození koncovek Zesílení potrubí, je-li to přepadu/potrubí přepadu, vytékání vody nutné vložte vložku z příkopů pro potrubí, obtékání, zpětná/regresivní eroze Měření polohy/naklonění Poškození na spoji Zesílení potrubí, je-li to k potrubí, obtékání nutné vložte vložku Geometrická kontrola Netěsnost, zpětná/regresivní Opětovné vyrovnání potrubí rozpěry eroze podle rozpěry TV

Praskliny v hrázi s rychlou regresivní erozí ve spojení s závadou těsnícího prvku a drenáže

Proplachování, mechanické čištění Rychlé vypuštění pomocí přepadu (až na úroveň kalu)

Zdroj zájmu: G: obecný, daný okolnostmi a provozem M: vyvolaný těžebními činnostmi

Tabulka 3.83: Odkaliště ovlivněné pohybem půdy v důsledku důlní činnosti: Seznam potenciálních rizik a protiopatření


3.4.3.3 Bezpečnost a předcházení haváriím Oblast Ostrava a Karviná vykazuje vysoké seismické nebezpečí vlivem možných důlních otřesů. Seismické události jsou monitorovány [83, Kříbek, 2002].

3.4.3.4 Uzavírka a následná péče V podstatě je běžných 5 typů následného využití rekultivovaných oblastí v oblastech Ruhr, Saar a Ibbenbüren:     

zalesnění zemědělské využití využití pro rekreaci a volný čas sekundární biotopy nové průmyslové oblasti.

Využití území je v hustě obydlených oblastech uhelných revírů Ruhr a Saar velmi omezeno. Oblasti využívané pro průmyslové účely jako je například nakládání s hlušinou, musí být co nejdříve opět začleněny do krajiny. Hlušina je na odvalu ovzorkován ihned po uložení a dále pokud je to nutné, po dvou a po třech letech. Pro každou oblast odvalu o rozloze 2 500 m2 jsou odebírány tři vzorky z hloubky mezi 0 a 20 cm, které jsou spojeny do reprezentativního směsného vzorku. Jeden vzorek je odebrán z hloubky mezi 40 až 50 cm. Analýzy vzorku zahrnují změření hodnoty pH pro zjištění stupně okyselení, stanovení celkového obsahu síry (první vzorek) a stanovení celkové bazicity. Ve druhém vzorku jsou stanoveny P2O5, draslík, vápník a hořčík, které jsou přístupné pro rostliny. Výsledky analýz jsou zohledněny při výběru zeminy a opětovné obnově vegetace. [79, DSK, 2002] Následné využití oblastí s hlušinou je založeno na důkladném posouzení ekologických, environmentálních, rekreačních a ekonomických aspektech. Jak je ukázáno na příkladu amfiteátru (Bergtheater („horské divadlo“)) postaveném na odvalu Haniel, mohou být uvažovány také kulturní a sportovní aspekty. Další příklady zahrnují velkou halu vytvořenou na odvalu Prosperstrasse pro sjezdové lyžování a také místo pro umělecký monument, jako je například Tetraedr („tetrahedron“) na stavbě s krajinnými úpravami Beckstrasse. Odvaly hlušiny v oblastech s těžbou uhlí v Německu jsou často projektovány architekty zabývajícími se krajinnými úpravami a zahrnují mnohé připomínky veřejnosti. Opětovné obnovení vegetace může být urychleno různými opatřeními (viz kapitola 4.3.6.) Po dokončení svahů je povrch odvalu oset semeny rostlin. Vegetační kryt pomáhá začlenění odvalu do krajiny, zabraňuje plošné erozi a přispívá k vytváření humusu v nejvyšší vrstvě zeminy. Velikost a složení směsi osiva závisí na místní situaci na jednotlivých odvalech, na struktuře povrchu a na klimatických vlivech. V případě hydroosevu je jako nosič použita voda. Mimo osiva může být také použito hnojivo, složky pro zlepšení zeminy a mulč smíchané s vodou. Po vyhodnocení analýz zeminy je navržena výsadba křovin a stromů. Volba jednotlivých druhů a návrh schématu výsadby jsou provedeny v úzké spolupráci s úřady lesní správy. Ve většině případů jsou z lesních školek odebírány vypěstované tříleté sazenice rostlin, které jsou vysazovány v úzkém sponu 1m x 2m až 1m x 1m. Kromě výše popsaných vegetačních opatření, je rekultivace krajiny v oblastech Ruhr, Saar a Ibbenbüren zaměřena na vytvoření základny pro různorodou faunu a flóru. Krajinnými


297

úpravami je podporován vznik mokrých a suchých biotopů, malých vodních toků a také oblastí ponechaných přirozenému vývoji. [79, DSK, 2002] V oblasti Ostrava a Karviná je vypracováván regionální plán úpravy krajiny dotčené těžbou uhlí a nakládáním s hlušinou [83, Kříbek, 2002].

3.4.4 Nakládání s hlušinou Malé množství hlušiny z hlubinné těžby je společně s hrubozrnným podílem hlušiny ukládáno na odval. Běžně je hlušina pocházející z povrchových dolů ve Velké Británii ukládána na dočasné odvaly podle technických požadavků Health and Safety at Quarries:- Quarries Regulations 1999 – Approved Code of Practice (Zdraví a bezpečnost v lomech. Nařízení týkající se lomů 1999 – Schválený prováděcí předpis). Po vytěžení uhelného ložiska je hlušina vrácena zpět do vytěženého prostoru a oblast je uvedena do původního stavu podle plánu rekultivací. Odvaly hlušiny jsou zvyšovány do profilu, který je schválen Úřadem pro plánování těžby nerostných surovin ve Velké Británii. Po dokončení jsou převrstveny zeminou a jsou provedeny krajinné úpravy. Povrchová voda, vypouštěná do vodních toků, musí splňovat specifikované limitní hodnoty, aby byly minimalizovány vlivy na kvalitu vody.

3.4.5 Současná úroveň emisí a spotřeby 3.4.5.1 Nakládání s vodou a činidly Činidla použitá při flotaci uhlí jsou směsi, jejichž složení je známé pouze částečně. Tyto směsi činidel se mění v závislosti na použitém procesu úpravy. Ve většině případů jsou použity směsi určitých frakcí lehkých olejů (sběrače) nebo alkoholy (pěnotvorné přísady) společně s emulzemi. Použitá flotační činidla mohou obsahovat stopová množství až 50 různých látek. Zatímco jsou obsahy solí a kovů v uhlí a jejich extrahovatelnost dobře známy, není tak dobře dokumentován obsah organických chemických látek. Předpokládá se, že se bude většina kontaminantů akumulovat na jemnozrnný podíl hlušiny z flotace vzhledem k jejich velkému měrnému povrchu. Organické kontaminanty mohou pocházet z flotačních činidel, jak bylo uvedeno výše, ale také z hydraulických olejů použitých při těžební činnosti. Konvenční metody analýz obsahu organických chemických látek v hlušině z uhlí poskytují chybné údaje, protože nejsou především vhodné pro tak malé koncentrace, ale také proto, že při těchto metodách se rozpouštějí přirozeně přítomné uhlovodíky. Avšak pomocí radioaktivního indikátoru (například použitím uhlíku 14C) může být prokázáno, že 1 kg hlušiny z flotace obsahuje 120 mg flotačních činidel. Toto „zatížení“ se snižuje se zvyšujícím se obsahem popela v hlušině. [102, Diegel, 1994]. Přestože se mohou flotační činidla akumulovat na povrchu jemnozrnného podílu hlušiny z flotace, nepohybují se. Dlouhodobým monitorováním povrchových vod a prosakováním vody z odvalů bylo demonstrováno, že vzhledem k organickým složkám flotačních činidel nenastala žádná kontaminace vody. To je přičítáno pevným vazbám organických látek a zhutněné konstrukci celého odvalu. V německé úpravně černého uhlí jsou používána flotační činidla na bázi uhlovodíků nebo alkoholů. Pro proces flokulace se používají činidla na bázi polyakrylátů nebo polyakrylamidů.


K jemnozrnnému podílu uhlí se v amerických úpravnách navíc používají následující typická činidla:  aniontové a kationtové flokulanty  vápno  přírodní a modifikované škroby  žíravý škrob  kyselina sírová pro úpravu pH  kamenec (síran hlinitý) pro úpravu pH  bezvodý čpavek [81, MSHA, 2002]. Vyčištěná voda z nádrží/odkališť v oblasti Ostrava a Karviná je opětovně využívána v úpravně. Přebytečná voda je vypouštěna do povrchové vody. Při flotaci se používá činidlo Flotalex, směs alkoholů a minerálního oleje, v koncentracích 0,25 – 0,35 kg/t. Jako flokulant je přidáváno organické činidlo na bázi polyakrylamidu. [83, Kříbek, 2002].

3.4.5.2 Emise do ovzduší Aby byly minimalizovány emise prachu a hluku při dopravě hlušiny na odval a při rozhrnování hlušiny, jsou ve vnitřním prostoru odvalu co nejdříve vytvořeny rampy a etáže, okolo kterých jsou vytvořeny ochranné náspy nebo se hlušina ukládá do vyhloubených prostor. [79, DSK, 2002].

3.4.5.3 Emise do vody Jemnozrnný podíl hlušinyz flotace je často ukládán do odkališť a nádrží (například oblast Ostrava a Karviná). Většina vyčištěné vody je opět využita v úpravně. V některých případech je přebytečná voda vypouštěna do povrchové vody. Vypouštěné množství za rok a základní parametry této vody vypouštěné do recipientu jsou uvedeny v následující tabulce.


299

Parametry Vypouštění

Jednotky mil. m

3

Místo Paskov

ČSA

Lazy

Dukla

ČSM

0,2

2,0

1,6

4,0

0,27

22 208

16 985

19,19

50,91

1 920,2

4,34

6,54

20,65

7 166

9,88

20,58

285,4

0,33

0,2

1,48

CHSK

mg/l

BSK

mg/l

2 333

Celkové rozp. látky1

mg/l

1 310

Rozpustné anorg. soli2

mg/l

687 833

Nerozpuštěné látky

mg/l

131 667

Pcelk.

mg/l

0,04

N-NH4

mg/l

0,06

Cl

mg/l

Cl2

mg/l

156 167

SO4

mg/l

204,5

PO4

mg/l

0,055

Fenoly

mg/l

0,1

Fe

mg/l

0,17

0,22

Mn

mg/l

0,09

0,14

Hg

µg/l

0,9

Cd

µg/l

0,5

< 0,005

< 0,005

CN celkem

µg/l

6

FN

mg/l

0,1 8

7,61

PH

382,5 290,5

8

1. celkové rozpuštěné látky (organické i anorganické) získané ze vzorku po filtraci a promývání destilovanou vodou 2. rozpustné anorganické soli jsou stanoveny gravimetricky po oxidaci celkových rozpuštěných látek peroxidem vodíku Tabulka 3.84: Vypouštěné množství a parametry vody z odkališť/nádrží v oblasti Ostrava a Karviná v roce 2000 [83, Kříbek, 2002]


3.1.2 Neželezné kovy V této kapitole jsou uvedeny informace o následujících lokalitách těžby a úpravy surovin k získávání neželezných kovů: Oblast

Lokalita

Země

Aitik

Důl Aitik

Švédsko

Arguas Tenidas, Sotiel

Španělsko

Aznalcollar

Los Frailes

Španělsko

Těžební oblast Boliden

Maurliden, Petiknas, Renström, Åkerberg, Kristineberg

Švédsko

Cantabria

Mina Reocín

Garpenberg

Důl Garpenberg, Garpenberg Norra

Švédsko

Hitura

Důl Hitura

Finsko

Projekt Las Cruces2

Las Cruces

Španělsko

Ložisko mědi Legnica-Glogow

Lubin, Polkowice-Sieroszowice, Rudna

Polsko

Lisheen

Lisheen

Irsko

Pyhäsalmi

Pyhäsalmi, Mullikkoräme

Finsko

Tara

Tara

Irsko

Zinkgruvan

Zinkgruvan

Švédsko

Almagrera 1

1.

Informace při ukončení

2.

Nyní ve stádiu povolování

Tabulka 3.9: Lokality těžby a úpravy surovin pro získávání neželezných kovů uvedené v této kapitole


109

3.1.2.1 Mineralogie a techniky dobývání Mineralogie Kadmium Existuje pouze několik minerálů kadmia, například greenockit (CdS) nebo otavit (CdCO3 a také CdO). Kadmium (Cd) může izomorfně nahrazovat zinek (Zn) ve sfaleritu. Proto se kadmium často vyskytuje při zpracování nerostných surovin v Zn-koncentrátu. V tomto případě je kadmium odstraňováno v tavící peci. Malé množství kadmia může být také přítomno v rudách olova a mědi [35, EIPPCB, 2000]. Měď Nejčastěji se vyskytující minerály s obsahem mědi jsou:  Sulfidy  Chalkopyrit (CuFeS2)  Chalkozín (Cu2S)  Covellín (CuS)  Bornit (Cu5FeS4) Obsah mědi v chalkopyritu je poměrně nízký vzhledem k počtu atomů mědi v molekule. Činí pouze 25 %, ve srovnání s ostatními minerály mědi jako jsou chalkozín – 67 %, kuprit – 67 %, covellín – 50 % nebo bornit – 50 %. Velké množství chalkopyritu v ložiscích a jeho rozšíření po celém světě z něho však vytváří hlavní zdroj mědi. Chalkopyrit je běžným minerálem a nachází se téměř ve všech sulfidických ložiskách. 

Oxidy: Kuprit (Cu2O)

Kuprit byl dlouhou dobu těžen jako hlavní zdroj mědi a dnes je stále těžen na mnoha místech po celém světě. Ze všech rud mědi, s výjimkou ryzí mědi, kuprit poskytuje největší obsah mědi v molekule, protože je zde pouze jeden atom kyslíku na každé dva atomy mědi [37, Mineralgallery, 2002].  Další: například:  malachit (Cu2(CO3)(OH)2)  azurit (Cu3(CO3)2(OH)2)  chryzokol (hydratovaný silikát mědi (CuSiO3.nH2O). Olovo Nejdůležitějším minerálem olova pro těžební průmysl je galenit (PbS), který může obsahovat až 1 % stříbra. Nikl Nikl (Ni) je přechodný prvek, který vykazuje kombinované vlastnosti železných a neželezných kovů. Je současně siderofilní (společně s železem) a chalkofilní (má afinitu k síře). Velká část vytěženého niklu pochází ze dvou typů rudních ložisek:  

laterity, kde jsou nejdůležitějšími rudními minerály jsou Ni-limonit ((Fe,Ni)O(OH)) a garnierit (hydratovaný silikát niklu); nebo magmatických sulfidických ložisek, kde je nejdůležitějším rudním minerálem pentlandit ((Ni, Fe)9S8)

Iontový poloměr niklu ve druhém oxidačním stupni je blízký iontovému poloměru železa a hořčíku, ve druhém oxidačním stupni, což umožňuje vzájemné zastupování těchto tří prvků v krystalové struktuře některých silikátů a oxidů. Sulfidická ložiska niklu jsou obecně spojena s horninami bohatými na železo a hořčík, které se nazývají ultramafity a vyskytují se ve vulkanických i hlubinných vyvřelých formacích. Mnoho sulfidických ložisek se nachází ve velké hloubce. Laterity vznikají zvětráváním ultramafických hornin a nacházejí se u povrchu. Většina niklu na Zemi je pravděpodobně soustředěna v jádru této planety. [36, USGS, 2002] 110 „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

Cín Jediným minerálem, který má komerční význam jako zdroj cínu je kassiterit (SnO2), přestože jsou malá množství cínu získávána z komplexních sulfidů jako je stannin, kylindrit, frankeit, canfieldit a teallit. [36, USGS, 2002] Zinek Sfalerit (sulfid zinečnatý ZnS s obsahem Fe) je jedním z hlavních rudních minerálů na světě. Primární sulfidické rudy převládají v těžbě neželezných kovů mědi, zinku a olova v Evropě (výjimkou bude projekt Las Cruses, jakmile bude uveden do provozu). Obsah sulfidů a obsah užitkového minerálu se mezi jednotlivými lokalitami výrazně liší. Některé příklady výskytu různého mineralogického složení a různých těžebních oblastí jsou uvedeny dále: 

V lokalitě Aitik je kontakt mezi hlavní rudní zónou a nadložím ostrý, neboť ruda je vázána na přesmyku. Kontakt mezi podložím a rudní zónou je pozvolný a je tvořen poklesem obsahu rudní složky. Hlavními rudními minerály jsou chalkopyrit, pyrit a pyrrhotin, které se vyskytují jako vtroušené rudy a žilky. Podloží je tvořeno biotiticko-amfibolickou rulou a intruzemi quartz-monzodioritu (podloží obsahuje méně než 0,26 % Cu). Hlavní rudní zóna obsahuje biotitický svor až rulu a muskovitický svor. Nadloží je tvořeno amfibolickobiotitickou rulou a pegmatitem a neobsahuje měď. Užitkovým minerálem v rudním tělese je chalkopyrit. Průměrná koncentrace mědi v rudě je 0,4 %. Ruda dále obsahuje zlato (0,2 g/t) a stříbro (3,5 g/t) [63, Base metals group, 2002].



V niklovém dole Hitura je ultramafický komplex tvořen třemi samostatnými, blízko se nacházejícími serpentinitovými masivy obklopenými migmatitizovanou slídnatou rulou. Hlavními rudními minerály jsou pentlandit, chalkopyrit a pyrrhotin, avšak místy je hojný také mackinawit, cubanit a vallerit. Pyrit se vyskytuje pouze na puklinách [62, Himmi, 2002].



V projektu Las Cruces, který je nyní ve stadiu plánování a povolování, je užitkovým minerálem chalkozín, sekundární sulfidický minerál mědi, v masivním pyritu. [67, IGME, 2002].



V pánevním ložisku Cu Legnica-Glogow se měděná ruda vyskytuje v hloubce od 600 do 1200 metrů ve 40 metrů mocném polymetalickém ložisku vrstevního typu, kde se vyskytují kromě minerálů mědi také další kovy, například stříbro, zlato, platina a paladium. Rudní minerály se vyskytují buď v pískovcích „Rotliegendes“ nebo „Weissliegendes“ nebo v břidlicích obsahujících měď a karbonátových horninách cyklothémy Werra, především v dolomitech. V tomto ložisku mědi se nachází více než 110 rudních minerálů. Hlavními rudními minerály jsou chalkozín, bornit, chalkopyrit, covellín, pyrit a galenit. Rozložení zrudnění v ložisku je velmi proměnlivé [113, S.A, 2002].



V provoze Lisheen se sulfidická mineralizace, která tvoří rudní těleso, vyskytuje v podloží dolomitického vápence. Rudními minerály jsou pyrit, markazit, sfalerit a galenit a v menších koncentracích chalkopyrit, tennantit, ryzí stříbro, arsenopyrit a gersdorfit. Hlušinovým minerálem je dolomit společně s barytem, kalcitem, jílovitou břidlicí, illitem a křemenem. [75, Minorco Lisheen/Ivernia West, 1995].



Ruda v Pyhäsalmi je celistvá a hrubozrnná. Ruda obsahuje průměrně 75 % sulfidů tvořených ze 3 % chalkopyritem, 4 % sfaleritem, 2 % pyrrhotinem a 66 % pyritem s menším množství galenitu a sulfosolí. Baryt a karbonáty jsou hlavními hlušinovými minerály [62, Himmi, 2002].



Provoz Neves Corvo je dolem na těžbu rudy s vysokým obsahem mědi a cínu v Iberském pyritickém pásu. Dominantními minerály rudy ve vulkanickém masivu rudního tělesa sulfidového typu jsou pyrit, chalkopyrit, galenit, kassiterit, stannin, tetraedrit a arsenopyrit [142, Borges, 2003]. „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

111

Techniky dobývání V oblasti těžby základních kovů se v Evropě využívají jak hlubinné tak i povrchové doly. Metodami hlubinného dobývání jsou dobývání se základkou, komorování a pilířování a různé další techniky. Těžební kapacita rudy v hlubinných dolech je mezi 65 000 a 1 100 000 t/rok. V povrchovém dobývání se těžba (ruda a hlušina) v roce 2001 pohybovala mezi 1 200 000 a 4 370 000 tunami. Při hlubinném dobývání je téměř veškerá produkovaná hlušina přímo používá jako základka v dolech. V některých případech byla hlušina z existujících skládek vytěžena a transportována do podzemí. Při povrchové těžbě není ve většině případů zakládání možné, avšak v Mina Reocín byla do vytěžené části povrchového dolu hlušina zakládána. V následující tabulce jsou uvedeny různé doly a techniky dobývání a také těžba rudy a hlušiny. Oblast těžby

Důl

Metoda dobývání

Těžba rudy (tis. tun/rok)

Aitik Almagrera

Ukládání hlušiny (tis. tun/rok) 26 0004 01 0 875,7 -104* -15,7* -21* 4,63 2 5002 0 38,45 03 03 03

Důl Aitik Povrchové 17 700 Aguas Tenidas Hlubinné (dobývání se základkou) 300 Sotiel Hlubinné 700 Oblast těžby Maurliden Povrchové 224,4 Boliden Renström Hlubinné (dobývání se základkou) 160,5 Petiknäs Hlubinné (dobývání se základkou) 553 Åkerberg Hlubinné 32 Kristineberg Hlubinné (dobývání se základkou) 503,6 Cantabria Mina Reocín Povrchové/hlubinné 1 100 Garpenberg Důl Garpenberg Hlubinné (dobývání se základkou) 310 Garpenberg Norra Hlubinné (dobývání se základkou) 709 Hitura Důl Hitura Hlubinné (dobývání se základkou) 518,3 Měděné ložisko Lubin Hlubinné (komorování a pilířování) 6 808 Legnica-Glogow PolkowiceHlubinné (komorování a pilířování) 10 436 Sieroszowice Rudna Hlubinné (komorování a pilířování) 11 490 Lisheen Lisheen Hlubinné (dobývání se základkou) 1 1106 Pyhäsalmi Pyhäsalmi Hlubinné (dobývání se základkou) 1 097,2 Mullikkoräme Hlubinné 64 Tara Tara Hlubinné (dobývání hlubokými vrty)7 2 0007 Zinkgruvan Zinkgruvan Hlubinné (dobývání se základkou) 850 1. Jako základka je použita hlušina a břidlice z externí oblasti 2. Hlušina je použita k zakládání do vytěženého povrchového dolu 3. Hlušina je použita jako základka 4. 65 % je uloženo samostatně pro alternativní použití 5. Použito pro stavbu hráze 6. Zdroj: [76, Irish EPA, 2001] 7. Zdroj: [74, Outokumpu, ] *: znaménko mínus znamená, že hlušina byla odebrána z existujících úložišť a byla použita jako základka v hlubinném dole.

03 7 03 0 04

Tabulka 3.10: Informace o technologii dobývání, těžbě rudy a hlušiny při těžbě nerostných surovin neželezných kovů Data pro lokality Almagrera, Mina Reocín, Pyhäsalmi a Hitura jsou za rok 2000; data pro Aitik, Garpenberg a těžební oblast Boliden jsou za rok 2001


Oblast Aitik je typickým příkladem těžby nerostných surovin neželezných kovů v povrchovém dole, zahrnující následující operace: Vrtání: zařízení pro vrtání se skládá z rotační vrtací soupravy. Výška lávky je 15 metrů a předvrtání 3 metry. Záběr vrtání pro trhací práce a vzdálenost mezi vrty jsou 8 m x 10,5 m. Průměr vrtů je přibližně 300 mm. Rychlost vrtání je běžně kolem 17 m/hod, ale v tvrdých partiích může být méně než 10 m/hod. Voda je čerpána z povrchového dolu rychlostí 3 – 15 m3/min. Pokládání náloží a trhací práce: Výbušnina ve tvaru emulze je čerpána z nákladního automobilu do vývrtů pro nálož. Pro iniciaci odpálení se používají neelektrické detonátory. Velikost každého odpalovacího okruhu je přibližně 600 kt a odpálení se provádí jednou týdně. Lávky jsou plánovány s konečným úhlem sklonu lomu 47° u podloží (podle vrstevnatosti) a 51 až 56° u nadloží. Nakládání a doprava: používají se tři lanové nakladače a dva hydraulické nakladače. Stroje pro nakládání doplňuje kolový nakladač. Doprava je zajištěna 17 nákladními vozy (nákladní vozy o velikosti 172 tun a 218 tun). Drcení v dole: Ruda je nákladními vozy dopravena k primárním drtičům v dole, 165 m pod úrovní okolního povrchu. Ruda je ze zásobníků pod drtičem nakládána na pásový dopravník. Pásový dopravník dopravuje rudu do úpravny. Sklon pásového dopravníku je 15°, šířka 1 800 mm a kapacita 4 000 t/hod. Celková kapacita skládek na povrchu je přibližně 50 000 tun. [63, Base metals group, 2002] Jak Garpenberg, tak i Garpenberg Norra jsou hlubinné doly. Popsané technologie hlubinného dobývání jsou příkladem těžby používané pro získání barevných kovů. Používaná metoda těžby je dobývání se základkou. Hrubozrnná frakce hlušiny je použita jako základka a jako základna při dobývání rudy uložené výše. V současné době je ruda dobývána v hloubce 400 až 870 m v dole Garpenberg a v hloubce 700 až 990 m v dole Garpenberg Norra. Odpalování se provádí s použitím emulzních výbušnin. Plnění se provádí pomocí dieselových automobilů. Ruda je drcena drtičem v dole a poté je jámou dopravena na povrch. 500 m dlouhý krytý pásový dopravník dopravuje rudu z dolu Garpenberg do úpravny. V dole Garpenberg Norra musí být ruda dopravována nákladními vozy do úpravny vzdálené přibližně 2 km. [64, Base metals group, 2002] V hlubinném dole Neves Corvo jsou aplikovány čtyři různé metody dobývání v závislosti na tvaru ložiska nerostné suroviny. Všechny vyrubané prostory jsou zakládány tak, aby bylo maximalizováno množství vytěžené rudy a aby byl snížen pokles půdy na povrchu [142, Borges, 2003].

3.1.2.2 Úprava nerostných surovin Při úpravě primárních sulfidických rud se na všech ložiscích používá podobná technologie, která zahrnuje:  drcení;  mletí;  flotaci;  sušení koncentrátů. Flotace může být prováděna různými způsoby. Využívá se například selektivní flotace nebo kombinace kolektivní/selektivní flotace, což závisí na vlastnostech rudy, požadavcích trhu, nákladech na flotační reagencie, atd. Na následujících obrázcích úpravny Zinkgruvan jsou ilustrovány dvě možné varianty technologie úpravy.


113

Úpravna Zinkgruvan byla vybudována v roce 1977, nachází se nedaleko dolu. Je zde nepřetržitý provoz s roční produkcí 850 000 tun. Výběr optimální technologie je závislý na velkém množství testů s Pb-Zn rudou. Technologie úpravy rudy, která se v Zinkgruvanu používá od roku 1977, zahrnuje autogenní mletí a následnou kolektivní/selektivní flotaci (viz následující obrázek).

Obrázek 3.10: Systém kolektivní/selektivní flotace v Zinkgruvanu [66, Base metals group, 2002]

Alternativní metodou flotace, která by mohla být použita, kdyby nastaly změny ve složení rudy, by byla postupná selektivní flotace (viz následující obrázek). Změna technologie by vyžadovala změnu flotačních činidel, ale jinak by probíhala za podobných ekonomických a technických podmínek. [66, Base metals group, 2002]

Obrázek 3.11: Možný systém selektivního zpracování suroviny pro provoz Zinkgruvan [66, Base metals group, 2002] 114 „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

Schéma zpracování niklové rudy v provoze Hitura (následující obrázek) schématu pro sulfidické rudy.

je podobné

Obrázek 3.12: Technologické schéma zpracování suroviny v provoze Hitura [62, Himmi, 2002]

V Projektu Las Cruces je navrhovanou metodou úpravy rudy loužení v kyselině sírové s následnou extrakcí rozpouštědlem a elektrolýzou (SX-EW). Hlušina bude odvodněna filtrací a bude uložena v „suchých“ zásobnících s obložením proti tvoření nálepů [67, IGME, 2002]. Rudy těžené v ložisku mědi Legnica-Glogow, kde se mění litologické a geologické poměry, jsou zpracovávány ve třech úpravnách (Lubin, Polkowice a Rudna) s celkovou kapacitou přibližně 30 miliónů tun za rok. V tomto případě je pro dosažení maximální výtěžnosti mědi a stříbra nejvhodnější technologií úpravy flotace. Rudy se navzájem liší charakterem doprovodných hornin: pískovec-karbonát v provozech Lubin a Rudna a dolomit/břidlice v provoze Polkowice. V provoze Mina Reocín se před mletím provádí prvotní obohacování rudy pomocí gravimetrických metod. Hlušina je čerpána jako suspenze do systémů odkališť. Hrubozrnná frakce hlušiny, která se používá při zakládání, se odděluje od jemnozrnné frakce hlušiny hydrocyklonů [54, IGME, 2002]. 3.1.2.2.1 Zmenšování zrna Ke zmenšování velikosti zrna se na všech lokalitách používá drcení a mletí pomocí různých druhů drtičů a mlýnů. V provoze Aitik se pro primární drcení používají dva kuželové drtiče. Vstupní otvor drtiče je 152 cm a průměr vnitřní plochy ve spodní části je 277 cm. Fragmentace drcené rudy závisí na nastavení drtiče, ale běžně je šířka nastavena na 160 až 180 mm. Největší kusy mají rozměr mezi 350 a 400 mm. Každý den je rozdrceno a dodáno do mlecího okruhu 40 000 až 60 000 tun. Okruh se skládá z pěti řad mlýnů, každá je tvořena autogenním mlýnem, za kterým následuje kulový mlýn. Každý mlecí okruh je provozován v uzavřeném obvodu se šnekovým třídičem, který dávkuje materiál zpět do autogenního mlýna. „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

115

Tento provoz má několik mlecích sekcí, které jsou popsány níže: Sekce-B, která zahrnuje dvě řady mlýnů s výkonem 300 t/hod., je nejstarším zařízením primárního mletí. Všechny mlýny jsou provozovány při 75 % kritické rychlosti. Sekce-C je tvořena jednou řadou s výkonem 460 t/hod. Autogenní mlýn a kulový mlýn jsou provozovány při 76 %, respektive 73 % kritické rychlosti. Sekce-D je tvořena dalšími dvěma řadami o výkonu 460 t/hod., je provozována při 75 % kritické rychlosti. Data sekce-B:  

dva autogenní mlýny; průměr 6 m; délka 10,5 m; instalovaný výkon 3 600 kW. dva kulové mlýny; průměr 4,5 m; délka 4,8 m; instalovaný výkon 1 250 kW.

Data sekce-C:  

jeden autogenní mlýn; průměr 6,7 m; délka 12,5 m; instalovaný výkon 6 600 kW. jeden kulový mlýn; průměr 5,2 m; délka 6,8 m; instalovaný výkon 2 500 kW.

Data sekce-D:  

dva autogenní mlýny; průměr 6,7 m; délka 12,5 m; instalovaný výkon 6 000 kW. dva kulové mlýny; průměr 5,2 m; délka 6,8 m; instalovaný výkon 3 000 kW.

Celková kapacita mletí je přibližně 50 000 t/den, aktuální výkon závisí na melitelnosti a tvrdosti rudy. Průměrná spotřeba energie je přibližně 11 až 12 kWh/t. Mletí je prováděno při 55 % hm. tuhého materiálu. Konečný pomletý produkt ze šnekového třídiče má hodnotu d80 180 μm a přibližně 25 % částic je menší než 45 μm. [63, Base metals group, 2002] Ruda dodávaná do úpravny Boliden přichází buď podrcená nebo v původním stavu. Pro případné drcení těžené rudy (většinou z povrchového dolu) se využívá čelisťový drtič se vstupním otvorem 220 mm. Velikost zrn rudních minerálů se občas mění, od velmi malých zrn až po kusy o velikosti 200 – 300 mm. Změny velikosti zrn závisí především na typu rudy. Veškerá ruda je skladována ve 4 podzemních zásobnících. Skladovací kapacita se pohybuje mezi 1 500 až 4 500 tunami rudy. Podzemní zásobníky umožňují v případě nutnosti mísení suroviny. Podzemní skladování je výhodné v zimním období, protože minimalizuje problémy se zamrzáním. Ruda je ze zásobníků dodávána do úpravny dávkovači a pásovými dopravníky. Úpravna využívá autogenní mletí. Za primárním autogenním mlýnem následuje kulový mlýn, kde se kontinuálně přivádí podrcená ruda z primárního mlýna. Pro odstranění kovového šrotu z dolu jsou mezi mlýny instalovány magnetické separátory. Po třídění na sítech a separaci v hydrocyklonech se hrubozrnná frakce vrací zpět do mlýnů. Oba mlecí okruhy jsou vybaveny Reichertovými kužely, spirálami a splavy pro gravitační rozdružování zlata. Výkon se pohybuje mezi 92 a 110 t/hod. na jeden okruh v závislosti na charakteru rudy. Spotřeba energie je přibližně 22 kWh/t. Velikost zrn po drcení kolísá mezi 50 – 80 % < 45 μm. [65, Base metals group, 2002] V úpravně Hitura se zmenšování velikosti částic provádí: 

drcením ve třech stupních pomocí čelisťového drtiče, kuželového drtiče a druhého kuželového drtiče. V otevřeném mlecím okruhu je také zařazeno síto.  mletí ve třech stupních pomocí tyčového mlýna (průměr 3,2 x 4,5 m) v primárním stupni a dvou kulových mlýnů (průměr 3,2 x 4,5 m) v následujících stupních. [62, Himmi, 2002]


V Projektu Las Cruces je navrhováno použití:   

primárního čelisťového drtiče sekundárního a terciárního kuželového drtiče kulových mlýnů.

Předpokládaná průměrná velikost částic po rozdrcení je 100 % < 100 μm. První stupeň drcení probíhá na ložisku mědi Legnica-Glogow pod zemí. Ve třech povrchových úpravnách se ruda nejdříve třídí. Nadsítné je drceno v kladivových nebo kuželových drtičích. Podsítné je mleto ve dvou stupních, v tyčových mlýnech a kulových mlýnech. Konečná velikost částic je následující:  

v úpravně Rudna a Lubin: 100 % < 0,3 mm a 45 – 60 % < 45 μm; v úpravně Polkowice: 89 – 92 % < 45 μm.

V provoze Lisheen je ruda do mlecího okruhu dodávána z povrchové skládky. Mlecí okruh se skládá z mlýna na poloautogenní mletí, sekundárního kulového mlýna a uzavřeného okruhu hydrocyklonů [73, Ivernia West, ]. V provoze Neves Corvo se zmenšování velikosti zrna v okruhu suroviny pro získání mědi provádí primárním drtičem v hlubinném dole. Sekundární drcení se provádí v úpravně pomocí dvou hydrocyklonů v uzavřeném okruhu se sítem (kapacita 350 t/hod). Mletí se provádí pomocí tyčového mlýna (3,8 m x 5,5 m, 1600 kW), za kterým následují dva kulové mlýny (každý 4,1 m x 6,7 m, 1600 kW) v uzavřeném okruhu s hydrocyklony (kapacita 230 t/hod). Materiál přiváděný do flotačního okruhu má koeficient d80 45 μm. Redukce zrna v okruhu suroviny na získání cínu probíhá v sekci drcení, která se skládá z otevřeného okruhu čelisťového drtiče a dvou kuželových drtičů 2 x 4,25, druhý se nachází v uzavřeném okruhu s 12 mm sítem. Kapacita provozu je 80 t/hod. Mlecí okruh se skládá z tyčového mlýna 3 m x 1,8 m v otevřeném okruhu, za kterým se nachází kulový mlýn 3 m x 1,8 m v uzavřeném okruhu se sítem. Společně zajišťují, že materiál přiváděný do okruhu flotace má koeficient d80 350 μm. [142, Borges, 2003] V dole Pyhäsalmi je rozdrcení prováděno:  v jednom stupni drcení pomocí čelisťového drtiče umístěného v hlubinném dole  autogenním mletím ve třech stupních (kulové mlýny jsou použity v terciárním stupni)  v mlecím okruhu 5 kulových mlýnů (3,2 x 4,5 m). [62, Himmi, 2002] V provoze Zinkgruvan je primární drtič umístěn v podzemí. Z dočasné skládky na povrchu, běžně obsahující přibližně 9 000 tun, je ruda dopravována do sekundárního drtiče, který produkuje:   

zrnitostní třídu > 100 mm jako kusový materiál pro autogenní mlýn zrnitostní třídu 25 – 100 mm, která je recyklována zrnitostní třídu < 25 mm pro autogenní mlýn.

Optimální směs dvou zrnitostních tříd o velikosti částic > 100 mm a < 25 mm je dávkována do autogenního mlýna. Výsledkem autogenního mletí je produkt s podílem 90 % částic o velikosti < 100 µm při obsahu 40 % tuhé fáze. [66, Base metals group, 2002]


117

Výše uvedené informace o rozdrcení jsou shrnuty v následující tabulce:

Drcení na povrchu / v hlubině Drcení v úpravně Mletí

Aitik

Boliden

Hitura

Las Cruces

Povrch kuželový

Čelisťový

Čelisťový

Čelisťový

AG PM

Kuželový Kuželový RM BM BM 1

Kuželový Kuželový BM

AG PM

Řady 5 2 Výkon na řadu (t/hod) 500 100 90 AG = autogenní mlýn RM = tyčový mlýn BM = kulový mlýn CM = kulový mlýn s předřazenými válci PM = oblázkový mlýn (oblázkové konkrece - pazourek) SAG = mlýn na poloautogenní mletí

LegnicaGlogow Hlubina drtič Kladivový kuželový RM BM CM 29

Lisheen

Pyhä-salmi

Hlubina drtič

Hlubina čelisťový

SAG BM

86-180

3 stupně AG BM 1 150

Zinkgruvan Hlubina drtič Sekundár. Drtič AG

1 115

Tabulka 3.11: Typy zařízení používané pro rozdrcení, počet řad a výkon

3.1.2.2.2 Separace V provoze Aitik je flotace rozdělena do dvou stupňů, jeden okruh slouží pro kolektivní flotaci a jeden je čistící okruh. Pro kolektivní flotaci se využívá linka vytvořená ze čtyř paralelních řad s devíti mechanickými flotačními celami v každé řadě. Stupeň čištění je vytvořen ze čtyř flotačních a 16 mechanických flotačních cel. Ke rmutu je dávkován pěnič a sběrač (flotační činidla) a přidáním vápna se upravuje hodnota pH na 10,5. Při kolektivní flotaci chalkopyrit a pyrit flotují společně. Každá řada flotačních cel je rozdělena na dvě části, kde jsou první čtyři flotační cely použity pro základní flotaci a posledních pět cel se používá k přečistné flotaci. Základní flotací je získán obohacený koncentrát s obsahem 10-15 % Cu. Základní koncentrát ze čtyř řad je veden na přečistnou flotaci. Obohacená ruda z proplachovacích cel (1,3 % Cu) je znovu pomleta v kulovém mlýnu. Při přečistné flotaci je po domletí a dalším přídavku vápna oddělen chalkopyrit od pyritu. Základní koncentrát je společně s vrácenými produkty ze separačního okruhu znova pomlet v kulovém mlýnu, který tvoří uzavřený okruh s hydrocyklony. Přepad z cyklonu je veden na kolony. Rudní koncentráty z 1 a 2 kolony obsahují běžně 20 – 25 % Cu, jsou smíseny dohromady a čištěny ve dvou stupních v malých mechanických komorách. Výsledný koncentrát obsahuje 28,8 % Cu, 8 g/t Au a 250 g/t Ag. Je odvodněna v kontinuálním zahušťovači, bubnových filtrech a vysušena v olejem vytápěných rotačních sušárnách. Vysušený koncentrát je dodáván v kontejnerech nákladními automobily na železnici a poté do 400 km vzdálené hutě. Úpravna využívá ze 100 % recirkulovanou vodu ze systému odkališť. Výtěžnost mědi je 90 %, zlata 50 % a stříbra 70 %. Provoz je vybaven systémem pro regulaci distribuce a systémem pro on-line analýzu. [63, Base metals group, 2002] V provoze Hitura se separace provádí flotací. Všechny flotační stroje jsou mechanické. Je také instalován automatický systém řízení technologického procesu se dvěma on-line rentgenovými analyzátory.


Odvodnění Ni-koncentrátu se provádí dvěmi kontinuálními zahušťovači (průměr 25 m + průměr 10 m) a tlakovým filtrem (25 m2). Činidla přidávaná do procesu v provoze Hitura jsou:  

mletí: ethylxantogenát sodný (SEX) flotace: kyselina sírová, SEX, pěnotvorná přísada, carboxymethylceluloza (CMC), vápno (čištění) [62, Himmi, 2002] V Projektu Las Cruces je pro získání mědi navrhována technologie tlakového loužení s kyselinou sírovou a následnou extrakcí rozpouštědlem a elektrolytickým získáváním kovu (SX-EW) [67, IGME, 2002]. V úpravně měďnaté rudy ze sedimentární pánve Legnica-Glogow je flotace prováděna ve třech stupních: předkoncentrační, základní a přečistná flotace. Navíc byla v provozech Polkowice a Lubin zavedena technologie tzv. „rychlé flotace“ (sbírání pěny) v počátečním stupni mletí a třídění. Obohacená ruda z této rychlé flotace obsahuje 30 – 45 % mědi. V současné době je v provoze Rudna zaváděna technologie rychlé flotace jako náhrada základní flotace. Ve všech třech provozech je spotřeba vody 4,5 – 5,2 m3/t rudy. Jako sběrač se používá směs ethylxantogenátu sodného (SEX), isobutylxantogenátu sodného (SIBX) a LET (sodná sůl kyseliny diethylendithiofosforečné) v dávce 50 – 68 g/t rudy. Jako pěnič se používá směs butyléterů a di-, tri- a tetraetylen glykolů (dávka 22 g/t rudy). Flotace probíhá v neutrální oblasti pH, nepřidává se vápenné mléko ani žádný polyelektrolyt. Proces je kontinuálně řízen RTG-fluorescenčními analyzátory. Výtěžnost mědi je 87 – 90 % a stříbra 83 – 87 %. Finální koncentrát obsahuje:   

18 % Cu a 1 000 ppm Ag (provoz Lubin); 27,2 % Cu a 480 ppm Ag (provoz Polkowice); 30,5 % Cu a 640 ppm Ag (provoz Rudna).

Před exportem do hutí je koncetrát odvodněn v zahušťovačích, tlakových filtrech (až na vlhkost 12 – 14 %) a vysušen v bubnových sušárnách vytápěných plynem (až na vlhkost 8,5 %). [113, S.A., 2002] V provoze Lisheen je podrcená ruda vedena do cyklu k získání Pb-koncentrátu, ve druhém cyklu se získává Zn-koncentrát. V obou cyklech se používají mechanické flotační cely, v cyklu pro úpravu Zn-koncentrátu se navíc používá kolonová flotace. Pro získání kvalitního Znkoncentrátu s maximální výtěžností je Zn-cyklus doplněn o domílání. Pro snížení obsahu MgO v Zn-koncentrátu je přidán cyklus kyselého loužení [73, Ivernia West, ]. Technologická voda je recyklována a doplňována regenerovanou vodou z odkaliště. K separaci mědi se v provoze Neves Corvo používá flotace. Separace cínu se provádí gravimetrickým rozdružováním na nátřasných stolech Holman-Wilfley a následně flotací kassiteritu [142, Borges, 2003]. V dole Pyhäsalmi se separace provádí flotací. Flotace je 2-stupňová, nejprve se získá Cu,Znkoncentrát a následně se odděluje pyrit. Všechny flotační cely jsou mechanického typu. Před odčerpáním jemnozrnné hlušiny do odkaliště je materiál pro zakládání (hrubozrnná hlušina) oddělen od jemnozrnné hlušiny v hydrocyklonu (průměr 500 mm).


119

Činidla přidávaná do procesu úpravy jsou:  mletí: vápno, síran zinečnatý, isobutylxantogenát sodný (SIBX), pěnotvorná přísada  Cu-koncentrát: vápno, síran zinečnatý, SIBX, pěnotvorná přísada, kyanid sodný  Zn-koncentrát: vápno, síran měďnatý, SIBX, pěnotvorná přísada, kyanid sodný (čištění)  flotace pyritu: kyselina sírová, SIBX  odvodnění: flokulační činidlo (zahušťovače), kyselina dusičná, CH3COOH (filtry)  hlušina: vápno (neutralizace) [62, Himmi, 2002] Na úpravně Tara se používá selektivní flotace sfaleritu a galenitu za současného potlačení pyritu. K selektivnímu oddělení galenitu se jako sběrač používá isopropylxantogenát sodný (SIPX), jako pěnič je přidáván MIBC. Během flotace galenitu jsou sfalerit a pyrit potlačovány kebračovým taninem, lignosolem, škrobem a kyanidem sodným. Při následné flotaci sfaleritu se pro reaktivaci povrchu zrn sfaleritu přidává síran měďnatý a pro úpravu pH se používá oxid vápenatý. Jako sběrač se používá thiouhličitan a amylxantogenát draselný (PAX) a MIBC jako pěnič. [101, Tara mines, 1999] V provoze Zinkgruvan probíhá proces flotace ve dvou stupních, stejně jako v předchozím případě, kdy po kolektivní flotaci následuje oddělení Zn-koncentrátu a Pb-koncentrátu. Při kolektivní flotaci je přidávána kyselina sírová, aby byla hodnota pH snížena na přibližně 8 ze své původní hodnoty 9. Jako sběrač se pro sfalerit a galenit používá isopropylxantogenát sodný (SIBX) a pěnič methylisobutylmethanol (MIBC). Při kolektivní flotaci se provádí domílání, aby byla zlepšena čistota koncentrátu. Dosažená výtěžnost v koncentrátu je u zinku 98 %, olova 95 % a stříbra 85 %. Oddělení Zn a Pb koncentrátu flotací probíhá v silně alkalickém prostředí (pH okolo 12). K úpravě pH se používá hydroxid sodný. Přímo se získá Zn-koncentrát, zatímco příprava Pbkoncentrátu vyžaduje další několikastupňovou flotaci. [66, Base metals groups, 1999]

3.1.2.3 Nakládání s hlušinou Hlušina je ve většině hlubinných provozů použita jako základka. V těchto provozech je zakládáno 16 – 52 % hlušiny. V jednom provoze, Mina Reocín, je do povrchového dolu zakládáno 94 % hlušiny. Hlušina z úpravy a těžby, která není zakládána, musí být uložena v odkalištích. V Projektu Las Cruces je navrhováno uložit odvodněnou hlušinu v jímkách s vyložením proti tvoření nálepů. V provoze Almagrera je hrubozrnná hlušina (33 %) pražena, uvolněné plyny se používají k výrobě kyseliny sírové. Struska je poté louhována a měď je následně extrahována v procesu SX-EW (extrakce rozpouštědlem a elektrolytické získání kovu). Struska je uložena na hrázi vytvořené ze strusky. Zbývající dvě třetiny hlušiny jsou uloženy v odkališti. V následující tabulce je souhrnně uvedena produkce hlušiny a procenta zakládané hlušiny v různých úpravnách:


Místo

Metoda dobývání

Aitik Povrchové Almagrera Hlubinné Ložisko Boliden Povrchové/hlubinné Garpenberg Hlubinné Hitura Hlubinné Ložisko mědi Legnica-Glogow Hlubinné Lisheen Hlubinné Mina Reocín Povrchové/hlubinné Neves Corvo Hlubinné Pyhäsalmi Hlubinné Tara Hlubinné Zinkgruvan Hlubinné Tabulka 3.12: Procenta zakládané hlušiny při úpravě rud

Produkce úprav. odpadu (t/rok)

Založená hlušina

17 700 000 900 000 1 457 000 910 000 518 331 27 000 000 910 000 950 000 1 370 000 213 816 1 680 000 850 000

0 0 29 50 0 0 50 94 30 16 52 50

(%)

V provoze Almagrera se pro zakládání používají hlušina a hornina z lomového dobývání (břidlice) a nikoliv hlušina z úpravy. V provoze Mina Reocín je zavážen vytěžený povrchový důl, což vysvětluje vysoké procento zakládání. V provozech Zinkgruvan a Garpenberg se provádí zakládání s využitím 45 – 50 % hlušiny jako základky. V těžební oblasti Boliden je ruda získávána z jednoho povrchového dolu a řady hlubinných dolů. Pokud je ruda z povrchového dolu odečtena od produkce hlušiny, je procento zakládané hlušiny 34 %. Tato hodnota je zavádějící, protože během roku 2001 bylo velké množství hlušiny odebráno zpět do podzemí v dolech Renström, Petiknäs a Åkeberg (během roku 2001 bylo zpět do podzemí uloženo celkem 140 000 tun hlušiny). Rudy obvykle obsahují několik rudních minerálů. Často jsou společně dobývány rudy mědi, olova a zinku, které se nejčastěji vyskytují ve formě sulfidů. Hlavním problémem při nakládání s hlušinou z úpravy a těžby je proto vznik ARD (Acid Rock Drainage nebo AMD – Acid Mine Drainage) - kyselé výluhy vznikající zvětráváním deponovaného materiálu. Výzvou je tedy zajištění dlouhodobé chemické stability odvalových materiálů. Hlušina z úpravy je do odkaliště odváděna ve formě suspenze (kalu). Odkaliště a hráze mohou mít velké rozměry. Hlušina z úpravy ještě obsahuje zbytkovou mineralizaci, případně chemicky stabilní komplexy s kovy, které mohou být v budoucnu vhodné pro další technologické využití. To je významný důvod pro zajištění mechanické stability tohoto sektoru. 3.1.2.3.1 Charakteristika hlušiny V provozu Almagrera existují dva typy hlušiny. Jemnozrnná frakce hlušiny a struska z pražení a loužení hrubozrnné hlušiny. Hlušina obsahuje především pyrit, který se podílí na procesu vzniku AMD, ARD. Struska se ve vodném prostředí snadno vyluhuje. Hlušina obsahuje 66 % tuhé fáze, hustota celistvé části materiálu je 4,0 t/m3 (především pyrit). Hlušina vypouštěná do odkaliště má původní hodnotu pH přibližně 9, ale vlivem AMD klesá hodnota pH v odkališti na 3,2. V provoze Aitik je hlavním problémem pro plány uzavírky odkaliště a jeho vyřazení z provozu možný vznik AMD (Acid Mine Drainage). Vzhledem k předpokladu, že by hlušina mohla být zdrojem AMD, byl ověřován vliv složení materiálu na její produkci. Ve své surové formě má hlušina hodnotu ABA (sledování kyselinové báze) –13 kg CaCO3/t, což je určováno obsahem pyritu (0,9 % S). Při flotačních zkouškách a vzorkování různých produktů v provoze úpravny bylo odebráno velké množství vzorků s obsahem síry od 0,12 % pro hlušinu zbavenou pyritu až po 31 % síry pro pyritický produkt flotace. Vzorky byly podrobeny kinetickým testům AMD v komorách s prostředím vysoké vlhkostí za různých podmínek. „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

121

Výsledky z kinetických testů a modelování naznačují, že silikáty obsažené v hlušině mají určitou pufrační kapacitu, která je schopna eliminovat významnou část vznikající kyseliny (AMD). Ale významnějším parametrem pro vznik AMD je rychlost oxidace sulfidů v terénu. Při rozpouštění silikátů se část kyseliny produkovaná při oxidaci pyritu spotřebovává určitou rychlostí. Pokud není tato rychlost překročena, jsou uhličitany spotřebovávány pomalu, ale pokud je rychlost vyšší, jsou uhličitany postupně vyčerpávány a po jejich vyčerpání nejsou samotné silikáty schopny neutralizovat vznikající kyselinu. Pro studium chování materiálu v reálných podmínkách, byla provedena měření proudění kyslíku v terénu. Výsledky naznačují, že k tvorbě kyseliny (AMD) dochází pouze v horní 20 cm vrstvě hlušiny, když se vyčerpá pufrační schopnost silikátů. Ve spodní vrstvě hlušiny se nebude tvořit žádná kyselina, což naznačuje velký přebytek pufrační kapacity. V provoze Aitik, kde po sedm měsíců v roce převažují zimní podmínky, se kinetika významně liší od laboratorních podmínek a podmínek při vlastní zkoušce v terénu. Aby bylo ověřeno, že hlušina nebude vytvářet AMD, byly také provedeny zkoušky v koloně za podmínek, které jsou reprezentativní pro nezimní období v provoze Aitik. Při této zkoušce byla měřená rychlost spotřeby kyslíku o 50 % nižší než nejnižší rychlost spotřeby kyslíku vypočtená pro vznik síranů při experimentech v komorách s prostředím vysoké vlhkosti. Zároveň s výše uvedenými testy bylo na základě hydrogeologického modelování toku podzemní vody v odkališti určeno, že více než 90 % objemu bylo permanentně nasyceno vodou, což reprezentuje stejné technologické podmínky jako ukládání hlušiny pod hladinu vody. Pouze menší oblasti před a za hrází mohou být občas nenasycené. Proto bylo navrženo, aby byl ve spodní části odkaliště vytvořen mokřad. Ve spodní části odkaliště by se nevyskytovaly nenasycené oblasti, čímž by se problém týkal pouze malé části hlušiny na vnější straně hráze. Tento problém zůstává v současnosti nedořešen. Možným řešením pro zbývající, horní část odkaliště, je separace pyritu a selektivní nakládání s pyritem (depyritizace). Avšak takové řešení neeliminuje možné problémy, pouze koncentruje pyrit do materiálu s vysokým potenciálem tvorby AMD. To vyžaduje kvalitní a málo rizikové technické řešení. Takovým řešením by bylo uložení daného materiálu na dno vytěženého povrchového dolu po ukončení těžby, kde by materiál zůstal permanentně pod hladinou vody. [63, Base metals groups, 2002] Na ložisku Boliden je zastoupena polymetalická sulfidická mineralizace. Těžba ložiska začala v roce 1925 a k dnešnímu dni bylo vytěženo zhruba 30 dolů. Hlušina v odkališti má proto různé fyzikálně – chemické vlastnosti. V následujících tabulkách je uvedena charakteristika hlušiny produkované v současné době. Jemnozrnný materiál je po oddělení v cyklonech uložen do odkaliště a hrubozrnný materiál je použit jako základka v hlubinných dolech. Velikost zrn

Veškerá hlušina

Přepad z hydrocyklonu do odkaliště

µm 350 250 180 125 88 63 45 20 -20

Kumulativní % (podsítné) 100 99,9 99,7 97,8 93,5 85,9 76,6 53,2 0

Kumulativní % (podsítné) 100 100 100 100 95,6 87,8 78,3 54,4 0

Tabulka 3.11: Zrnitostní složení hlušin v provoze Boliden [65, Base metals group, 2002]


Před rozdělením v cyklonech a kyanidovým loužením má hlušina následující složení:      

Au: 0,85 g/l Ag: 24,9 g/l Cu: 0,10 % Zn: 0,40 % Pb: 0,13 % S: 17,8 %

Více než 50 % hlušiny je tvořeno částicemi < 2 µm. Suspenze hlušiny čerpaná do odkaliště obsahuje 20 až 25 % tuhých látek. Hustota hlušiny uložené v odkališti je 1,45 t/m3. [65, Base metals groups, 2002] V provoze Mina Reocín je hlušina ve formě suspenze (směs vody a dolomitu), obsahuje 65 % tuhé fáze, která má hustotu 2,75 t/m3. hlušina má v okamžiku vypouštění neutrální až alkalickou reakci (hodnota pH 6,5 až 8) a uvádí se, že je snadno zhutnitelný a není reaktivní (vzhledem ke své alkalické povaze). Na ložisku Garpenberg bylo zkoumáno složení hlušiny s ohledem na působení procesů zvětrávání. Byly použity metody mineralogické analýzy, byla provedena silikátová analýza hornin, výpočet ABA (Acid Base Accounting) – základní parametr pro identifikaci kyselých důlních vod a v průběhu roku byly provedeny kinetické testy procesu zvětrávání (rozšířené kolonové testy humidity) a kinetické testy zvětrávání (rozšířené kolonové testy humidity, které probíhaly v letech 1995 – 1999) v kombinaci s modelováním. Dosažené výsledky ukazují, že hlušina nebude zdrojem tvorby kyselých důlních vod. Kovy obsažené v pórové vodě hlušiny mají omezenou rozpustnost při přirozeně vysoké hodnotě pH v odkališti, ale i v případě, kdy je hlušina vystavena povětrnostním vlivům s úplným přístupem atmosférického kyslíku. Kovy, které jsou uvolňovány při oxidaci sulfidů v povrchové části odkaliště jsou následně při průchodu odkalištěm imobilizovány procesy srážení a sorpce. Z těchto výsledků vyplývá, že zvětrávací procesy po ukončení činnosti ložiska významně neovlivní migraci kovů a není nutné provádět žádná technologická opatření. Hlušina produkovaná v současnosti vykazuje velké rozdíly v mineralogickém složení, protože další části dobývaného rudního tělesa mají vysoký obsah sulfidů, především pyrrhotinu (FeS). Podle vzorkování a analýz provedených během roku 2001 se předpokládá, že tato „nová“ hlušina bude náchylná k produkci kyselých důlních vod (viz podrobná analýza v následující tabulce). Na základě tohoto zjištění lze vliv zvětrávání hlušiny považovat za důležitý z hlediska výběru technologie pro zamezení vzniku kyselých důlních vod, kdy je plánované vyřazení z provozu zatopením. [64, Base metals groups, 2002]


123

Prvek As Ba Be Ca Cd Co Cr Cu Fe Li Mn Mo Ni P Pb S Sn Sr V Zn

Koncentrace (mg/kg) 56,3 338,8 0,45 30 933 18,6 6,1 3,2 317,7 65 533 4,6 4 163 2,9 7,8 149 4 011 44 600 <5 19,6 9,5 7 051

Tabulka 3.14: Průměrné obsahy prvků v hlušině, ložisko Garpenberg (2001) [64, Base metals groups, 2002]

Zde jsou uvedeny některé klíčové informace týkající se hlušiny uložené v odkališti:  500 000 tun hlušiny /rok  20 % tuhých látek  typické rozložení velikosti částic (% podsítné) (d50 = 20 µm, d80 = 64 µm) Velikost (µm)

Kumulativní % (podsítné)

500

100

350

99,8

250

99,7

180

99,4

125

97,5

90

93,3

63

79,1

45

68,1

20

50,8

10

31,6

Tabulka 3.15: Zrnitostní složení hlušiny, ložisko Garpenberg [64, Base metals groups, 2002]

Některé z klíčových informací týkající se hlušiny zakládané v provoze Garpenberg jsou:  450 000 tun základky/rok  80 - 85 % tuhých látek


Velikost (µm) 250 180 90 45

Kumulativní % (podsítné) 96,6 86,8 46,4 18,8

Tabulka 3.16: Typické zrnitostní složení hlušiny zakládané v ložisku Garpenberg [64, Base metals groups, 2002]

V provoze Hitura byly provedeny stejné zkoušky hlušiny jako v provoze Pyhäsalmi. Nejvýznamnějším problémem hlušiny je obsah mědi a niklu. Hlušina nebude produkovat kyselé důlní vody, protože pufrační kapacita hlušiny je vyšší než potenciál pro tvorbu kyselých důlních vod. Zrnitostní složení hlušiny je 60 % < 74 µm. [62, Himmi, 2002] V Projektu Las Cruces se odhaduje produkce hlušiny přibližně 4 000 000 m3 (nebo 15 miliónů tun). Hlušina obsahuje pyrit, lze předpokládat, že bude vytvářet kyselé důlní vody. Odhaduje se, že průměrná velikost částic bude 100 µm. Hlušina bude ukládána po odvodnění „suchá“, s obsahem vody přibližně 7 – 8 % [67, IGME, 2002]. V ložisku mědi Legnica-Glogow je hlušina čerpána ze tří úpraven do jediného odkaliště. Hlušina obsahuje 14 – 20 % tuhé fáze. Chemická analýza hlušiny a zrnitostní složení je uvedeno v následující tabulce.

Složka Cu Pb Zn Fe S (celková) Spyritická C (celkový) TOC SiO2 CaO MgO Al2O3 Mn Na K As Ag Co Ni V Mo Au

Jednotka % % % % % % % % % % % % % % % g/t g/t g/t g/t g/t g/t g/t

Lubin 0,16 0,06 0,007 0,57 0,27 0,15 2,80 0,48 68,03 5,43 3,15 3,09 0,094 0,26 1,23 71 13 39 27 72 15 0,002

Úpravna Rudna 0,21 0,04 0,006 0,54 1,12 1,01 4,14 0,32 53,05 12,14 5,72 4,11 0,153 0,40 1,20 10 7 10 16 38 12 0,006

Polkowice 0,26 0,026 0,004 0,48 0,66 0,12 9,26 0,54 18,42 26,25 6,88 4,58 0,190 0,40 1,17 37 6 21 42 110 8 0,008

Tabulka 3.17: Chemická analýza hlušiny z ložiska mědi Legnica-Glogow [113, S.A., 2003]


125

Petrografické složení hlušiny: Pískovec-karbonát (zpracovávaná v provozech Lubin a Rudna) Dolomit-břidlice (zpracovávaná v provoze Polkowice)

> 0,1 mm (%) 27-36

Velikost částic 0,1-0,045 mm (%) 16-35

< 0,045 mm (%) 40-60

-

8-11

89-92

Tabulka 3.16: Zrnitostní složení hlušiny, ložisko mědi Legnica-Glogow [113, S.A., 2003]

Hlušina není zdrojem kyselých důlních vod neboť jednak obsahuje pouze malé množství síry (< 1 %) a dále má vysoký obsah karbonátů s pufrační schopností (20 – 80 %). Problémy se vznikem kyselých důlních vod se v budoucnosti nepředpokládají. [113, S.A., 2002] Na ložisku Lisheen je hlušina dodávána do zařízení k nakládání s hlušinou s obsahem tuhé fáze 35% a obsahuje zinek, olovo, některá technologická činidla a soli kovů. 80 % částic má velikost < 95 µm. Hustota hlušiny v přepočtu na sušinu je 3,5 g/cm3, hustota in-situ je přibližně 1,7 g/cm3. V období povolovacího řízení bylo provedeno sledování vzniku kyselých důlních vod. Předpokládá se, že hlušina bude vytvářet kyselé důlní vody [75, Minorco Lisheen/Ivernia West, 1995]. Hlušina v Neves Corvo je relativně jemnozrnná, hodnota koeficientu d 80 je 30 – 40 µm. Následující tabulka zobrazuje nerosty přítomné v hlušině: Nerost Pyrit (FeS2) Arsenopyrit (FeAsS) Chalkopyrit (CuFeS2) Sfalerit (ZnS) Tetraedrit, tenandrit (Cu2Fe)12(Sb,As)4S13 Nekovové nerosty Ostatní

% hmotnostní 84 – 90 3–7 1,5 – 2,5 1,0 – 2,5 1–2 8 – 12 1–2

Tabulka 3.19: Mineralogické složení hlušiny v provoze Neves Corvo [142, Borges, 2003]

Hlušina má vysoký potenciál pro tvorbu kyselých důlních vod (AP: 910 kg CaCO3/tunu). Očekává se, že během provozování dolu bude vyprodukováno celkem 42 miliónů tun hlušiny, z toho bude 14 miliónů tun použito jako základka. [142, Borges, 2003] V provoze Pyhäsalmi bylo na celé řadě vzorků sledováno chemické složení a dále byly provedeny laboratorní zkoušky vyluhovatelnosti (maximální rozpustnost / DIN 38614-S4 Kurykovou metodou a dlouhodobá reakce). Byl sledován vztah mezi pufrační kapacitou hlušiny a možného potenciálu vzniku kyselých důlních vod. V laboratorním měřítku byly také provedeny zkoušky eroze vlivem účinku větru. Nejvýznamnějšími problémy z hlediska ochrany životního prostředí jsou obsahy těžkých kovů (As, Cd, Cu, Pb, Zn) a pyritické síry, která vytváří potenciál pro vznik kyselých důlních vod. Eliminaci těchto vlivů lze docílit jinou technologií zpracování rudy, která by přinesla změnu v chemickém složení hlušiny. Jednou z možností je selektivní flotace pyritu z hlušiny, kterou by se snížil celkový obsah síry v hlušině na < 1%. Technologicky je to možné, ale v tomto případě ekonomicky nepřijatelné. V procesu by byl vytvořen produkt (pyrit), který je neprodejný a navíc by vyžadoval speciální podmínky ukládání nebo technologii rozkladu. Pro vytvoření redukčních podmínek bylo také zkoumáno smísení rašeliny s hlušinou při jejím čerpání do odkaliště. Zkoušky byly vzhledem k technickým potížím zastaveny, ale existuje záměr pokračování v laboratorních podmínkách. Nevýhodou této technologie je to, že je „spotřebováván“ přírodní zdroj. 126 „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

Zrnitostní složení hlušiny odpovídá 65 % < 74 µm. [62, Himmi, 2002] V úpravně Tara se dolomit Ca,Mg(CO3)2 odstraňuje z koncentrátu sfaleritu proplachováním v kyselině sírové. Touto úpravou dojde k vysrážení síranu hořečnatého a síranu vápenatého, které se přidávají k proudu hlušiny. Suspenze hlušiny také obsahuje zbytky flotačních činidel (sběrače, depresory a MIBC). [101, Tara mines, 1999] Na ložisku Zinkgruvan je v hlušině zastoupen především křemen, živce a kalcit. V malém množství jsou přítomny sulfidy (obsah síry < 0,25 %). Obsah vápníku je přibližně 8 %. Poměr mezi sírou a kalcitem je < 0,1 což naznačuje, že hlušina má dobou pufrační kapacitu a nebude docházet ke vzniku kyselých důlních vod. Zkoušky zvětrávání také ukazují, že hlušina stárne pomalu. Chemické složení odpadu je dokumentováno v následující tabulce. Chemické složení SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 FeO MnO MgO CaO BaO Na2O K2O H2O110-350 CO2 B2 O 3 FeS ZnS PbS Ostatní nerosty CELKEM

% hmotnostní 62,4 0,3 11,8 0,6 2,9 0,7 2,2 7,0 0,01 0,6 4,9 0,1 2,1 0,1 0,5 0,2 0,1 3,3 100

Tabulka 3.20: Chemická analýza hlušiny, ložisko Zinkgruvan [66, Base metals group, 2003] Ihned po sedimentaci v odkališti má hlušina propustnost in-situ 10-5 – 10-6 m/s a hustotu in-situ 1,35 – 1,45 t/m3. 3.1.2.3.2 Aplikované metody V provoze Aitik je hlušina čerpána do odkaliště s rozlohou 14 km2 (7 km x 2 km). K tomuto účelu se využívají čtyři potrubní vedení (ocelová potrubí vyložená gumou), přestože běžně jsou používána dvě najednou. Všechna čtyři potrubí jsou vybavena pěti čerpadly v sérii. Celkový instalovaný výkon pro každou řadu je 2 000 kW. Voda z odkaliště je pro vyčištění vedena do čiřicí nádrže. Tvar odkaliště je dán topografickými podmínkami (údolí), přehrazení je zabezpečeno čtyřmi hrázemi, viz následující obrázek. Hlušina je čerpána jako suspenze do prostoru vypouštění u hráze A-B. Vypouštění v tomto místě vede k sedimentaci hrubozrnných částic v blízkosti hráze A-B, zatímco jemnozrnná frakce se postupně usazuje v odkališti směrem k následující hrázi, kde je sbírána odloučená voda. Aktivní objem vody v odkališti je běžně kolem 2 miliónů m3 a zaujímá přibližně 1/5 plochy odkaliště. Voda je vypouštěna pomocí přepadu a propusti s ocelovou trubkou, které je situována v místě kontaktu mezi hrází a bokem údolí. V budoucnosti bude pro vypouštění vody používán systém otevřených kanálů v neporušené základně, bude zrušena propust ve hrázi.


127

Nádrž pro číření je umístěna západně od odkaliště, za hrází E-F a rozšířením hráze E-F. Plocha nádrže je 1,6 km2 a objem je přibližně 15 miliónů m3. Tato nádrž slouží jako   

poslední stupeň čištění technologické vody; zásobník technologické vody; a jako vyrovnávací nádrž při jarním tání sněhu a v případě vysokých srážek.

Zamrzání technologické vody v zimním období je klimatickým jevem, který má zvláštní význam pro zabezpečení konstantní hladiny vody. Při nadměrných srážkách a tání sněhu je voda vypouštěna z nádrže do vodních toků. Je-li to nutné, je také možné vypouštět vodu z kanálu recirkulované vody.


Obrázek 3.13: Schéma odkaliště a dočistné nádrže Aitik v roce 2000 [63, Base metals group, 2002]

Nepropustné hráze obklopující nádrž byly vytvořeny na začátku roku 1966 a od této doby byly zvyšovány především metodou „zvyšování z vnitřní strany“ (viz následující obrázek). Každé zvýšení bylo přibližně o 3 metry. Materiál používaný pro zvýšení byl till (souvkový jíl) pro utěsnění jader a hlušina pro podpůrný násyp. Pro stavbu rozšíření hráze E-F, která začala v roce 1991, byla použita metoda „zvyšování z vnější strany“, kdy se vrchol hráze pohyboval směrem od nádrže.


129

Obrázek 3.14: Řez hrází Aitik [63, Base metals group, 2002]

V úpravně Almagrera je hrubozrnná frakce hlušiny (33 % nebo 300 000 t/rok) pražena za vzniku kyseliny sírové. Struska je poté vyluhována v prostředí kyseliny sírové a měď z výluhu je získána extrakcí rozpouštědlem a elektrolýzou (SX-EW). Struska je uložena na deponii. Zbývajících 66 % hlušiny (600 000 t/rok) je uloženo v odkališti odpadu. Hráz je vybudována bez technologických vložek. Je to hráz ze zeminy s jádrem z kompaktního jílu. Objem hráze je 3,2 miliónu m3. Průsaky z hráze jsou čerpány zpět do odkaliště. Vyčištěná voda je čerpána do úpravny vody, kde je před vypouštěním do recipientu upravena (čiření vápenným mlékem). Havarijní výpust je vybudována v hornině skalního podkladu. Struska je uložena v hrázi ze strusky. [61, IGME, 2002] Nakládání s hlušinou v oblasti Boliden je popsáno v kapitole 3.1.6.3. Na ložisku Mina Reocín se 94 % hrubozrnné frakce hlušiny (900 000 z 950 000 tun) s obsahem vody 15 % používá pro zakládání do starého povrchového dolu. Obsah vody v hlušině je snižován filtrací. Zbývajících 50 000 tun je uloženo do odkaliště vzhledem k omezené kapacitě filtrace. Kapacita odkaliště je 2,6 miliónu m3 a v současné době obsahuje přibližně 2,5 miliónu m3 hlušiny. Hráze jsou vybudovány z dovezeného materiálu. Odkaliště je vybudováno na rostlé půdě. Dekantovaná voda je odváděna na místo určení po průchodu řadou čiřicích nádrží. Zpět do úpravny není recyklována žádná voda. 100 % z požadovaného množství 2,2 miliónu m3 technologické vody je čerpáno z dolu [54, IGME, 2002]. Všechny dutiny (nebo otvory) na ložisku Garpenberg jsou zaváženy hlušinou z přípravných prací a hlušinou z úpravy. Koncentrát tvoří přibližně 10 % ze zpracované rudy, což znamená, že zbývajících 90% je hlušina. 50 % hlušiny je použito pro zakládání. Když je ruda dobývána trhacími pracemi, drcením a mletím, zvětší se její objem asi o 60 %, což znamená, že objem hlušiny na ložisku Garpenberg je přibližně 145 % objemu vytěžené rudy. Z geometrických důvodů není pochyb o tom, že do podzemí musí být zakládáno více hlušiny. Pro oddělení jemnozrnných a hrubozrnných částic hlušiny se používají cyklony. Pro odvodnění hrubozrnné frakce hlušiny se používá filtrace. Odvodnění je vyžadováno z důvodu dopravy hlušiny nákladními automobily. Pro stabilizaci základky je v jednom dole hlušina smísena s cementem. Po smísení s vodou je cementová základka transportována hydraulicky do vytěžených oblastí dolu a přebytečná voda je odváděna systémem drenáží. V současné době se na ložisku Garpenberg používá odkaliště, které se nachází přibližně dva kilometry jihozápadně od úpravny. Před požádáním o poslední povolení ke zvýšení výšky odkaliště byly zkoumány různé alternativní metody nakládání s hlušinou, například:  

zahuštění hlušiny a vypouštění pod hladinu do jezera.


Tyto alternativy byly zamítnuty z důvodu vysokých nákladů (zahušťování hlušiny) a zápornému stanovisku veřejnosti při ukládání pod hladinu. V současnosti má aktivní část odkaliště rozlohu přibližně 35 ha. Životnost odkaliště závisí na rychlosti produkce hlušiny, ale vycházíme-li ze současné rychlosti produkce pak je odhadována přibližně na 8 let. Hlušina má skutečnou hustotu 1,5 tuny/m3. Současně je hráz zvyšována metodou „zvyšování z vnější strany“ (viz následující obrázek). [64, Base metals group, 2002]

Obrázek 3.15: Řez hrází v provozu Garpenberg před posledním zvýšením [64, Base metals group, 2002]

Provozovatel provedl analýzu možného použití osové metody a bylo zjištěno, že tato metoda by znamenala:  nižší provozní náklady  použití menšího množství stavebního materiálu  a zároveň stálé splňování požadavků na stabilitu. Tudíž byla úřadům zaslána žádost o povolení ke zvýšení hráze s využitím osové metody. Množství vody vypouštěné z odkaliště v roce 2001 bylo 4,55 mil. m3. Z tohoto množství bylo 50 % recyklováno pro použití v úpravně. Zbývajících 50 % bylo vypuštěno do povrchových vod. Plocha povodí je pro odkaliště 1,56 km2. [64, Base metals group, 2002] Na ložisku Hitura je hlušina ukládána na ploše o rozloze 110 ha, která je rozdělena do tří odkališť. Hlušina (480 000 tun v roce 2002) je vypouštěna do prvního odkaliště. Další dvě mají funkci dočisťovacích nádrží. K sedimentaci nerozpuštěných látek dochází v prvním odkališti, vyčiřená voda je dekantována přes věž a odváděna do další nádrže. Vyčiřená voda je recyklována do úpravny. Do recipientu je odváděna pouze přebytečná voda. Odkaliště je typu „s protilehlým údolním svahem“. Původní hráze jsou vytvořeny z morény. Hlušina je naplavována vypouštěcími otvory. Hráze jsou zvyšovány s využitím hlušiny každých 12 až 15 měsíců. Hráze dočisťovacích nádrží jsou vytvořeny z morény a jsou pokryty hrubozrnným štěrkem, aby nedocházelo k erozi. Vzdálenost mezi úpravnou a odkalištěm je přibližně 500 metrů. Vzdálenost odkaliště k nejbližší řece je přibližně 3 km.


131

Existují problémy s průsakem vody z odkaliště do podzemních vod. Podzemní voda a voda z průsaků je čerpána zpět do odkaliště, aby bylo možné jednak regulovat proudění podzemní vody, a dále aby byla minimalizována možnost kontaminace. Průměrné roční srážky v oblasti Hitura dosahují přibližně 550 mm. Průměrná teplota během roku je 1 – 3°C. Maximální teplota v letním období je 30 °C a minimální teplota v zimním období je -35 °C. Během pěti měsíců v roce je teplota pod nulou a během šesti měsíců nad nulou. Před vybudováním odkaliště byl sice proveden průzkum, ale nebylo zastiženo místo, kde v současné době dochází k infiltraci do podzemních vod. Podzemní voda, která je ovlivněna infiltrací je monitorována v monitorovacích jímkách umístěných na vnější straně odkaliště a voda, která se čerpá zpět se vzorkuje. [62, Himmi, 2002] V ložisku mědi Legnica-Glogow začala těžba Cu-rudy v roce 1967. Veškerá hlušina, která tvoří 94 % dobývané rudy je od této doby ukládána do odkališť, které byly zvyšovány metodou „zvyšování z vnitřní strany“. V letech 1968 až 1980 bylo v provozu první odkaliště o rozloze 600 ha. Odkaliště bylo vybudováno metodou „zvyšování z vnitřní strany“ a bylo zde uloženo 93 miliónů tun hlušiny. Odkaliště bylo odstaveno z provozu v roce 1980. Předpokládá se, že tato uzavírka může být dočasná, a že v budoucnosti může být znovu uvedeno do provozu jako náhradní kapacita. Od roku 1977 je provozováno nové odkaliště o rozloze 1450 ha. Podobně jako předchozí odkaliště je zde ukládána hlušina ze všech tří úpraven. Protože se všechny tři doly nachází v obydlené oblasti a vzdálenosti mezi doly nejsou větší než 20 km, bylo rozhodnuto nalézt topograficky vhodnou oblast a vytvořit z ní odkaliště, které by mohlo sloužit všem dolům. Výhodou tohoto uspořádání je možnost využití rozdílných vlastností hlušiny. Například hlušina z dolů Lubin a Rudna je hrubozrnná, zatímco z dolu Polkowice je jemnozrnná, takže je možné využít hrubozrnnou hlušinu ke stavbě hráze a jemnozrnnou hlušinu pro utěsnění dna odkaliště. Hlušina je ve formě suspenze s obsahem 14 – 20 % tuhé fáze vedena do odkaliště potrubím. V roce 1921 byla zvažována možnost čerpání zahuštěné hlušiny, ale tato myšlenka byla zamítnuta z ekonomických důvodů, obzvláště z důvodu kapitálových nákladů na změnu existujícího systému. Délka současných dopravních tras ze tří úpraven se pohybuje mezi 6 až 9 km. Ke konci roku 2001 bylo celkové množství hlušiny uložené v současně provozovaném odkališti 550 miliónů tun. Hlušina není využívána pro základku. Hrubozrnná frakce, která technicky vyhovuje požadavkům norem pro hydraulickou základku se používá pro stavbu hráze. Jemnozrnná frakce hlušiny by mohla být využívána pouze v pastovité formě, což by bylo také příliš nákladné. Určitá část hlušiny s obsahem karbonátů (150 tun za rok) se používá k neutralizaci zředěné kyseliny sírové z huti na zpracování mědi. Proces neutralizace se uskutečňuje na úpravně v Polkowicích. Produkt neutralizace je smíchán s hlavním proudem hlušiny. Předchozí odkaliště, které bylo v provozu od roku 1968 do roku 1980, bylo vytvořeno stavbou východní hráze přes údolí o rozloze 600 ha. Charakteristiky této hráze byly následující: východní hráz vybudovaná z místní zeminy s 15 cm silnou betonovou stěnou na vnitřním svahu se sklonem 1:2; délka hráze 6 760 metrů, maximální výška 22 metrů a trojúhelníkový drenážní systém se štěrkovým filtrem spojený s příkopem hráze. Vyčištěná voda z odkaliště byla odváděna pomocí dvou dekantačních věží s otvory pro vodu a poté byla odváděna potrubím umístěným na ochozu. Dekantovaná a průsaková voda byly pomocí čerpací stanice umístěné na vnější straně hráze vedeny do procesu flotace. Na počátku bylo odkaliště zaplněno hlušinou přiváděnou z hřbetu hráze přes betonové kanály umístěné šikmo na svazích. Později byla hlušina přiváděna přímo z výpustí umístěných na hřbetu hráze 132 „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

každých 40 metrů. Nejprve byla hladina vyčiřené vody až 2 metry nad hladinou hlušiny. Ihned v počátcích provozu odkaliště se v oblasti na vnější straně hráze projevily negativní jevy. Došlo ke zvýšení hladiny podzemní vody, což vedlo k záplavám a k vytvoření zón pro přetékající vodu na povrchu terénu. V mnoha úsecích se pod dnem příkopu u hráze vytvořilo čelo průsakové vody z odkaliště se zvýšenou mineralizací. Voda byla později převedena do příkopů hydrografické sítě řeky Zielenica v povodí Odry. Před zřízením odkaliště byla v oblasti nízká hladina podzemní vody ve významném podélném sklonu (11 – 16 ‰) a s velkou propustností podloží, například písku. Proti hrozbě povodní byl vybudován systém drenáží ve tvaru otevřených příkopů, který počítá s vytékáním vody do řeky Zielenica a působí jako ochrana proti zaplavení průmyslové zóny, dálnice a hlavní lesní oblasti. Pro snížení hladiny podzemní vody a jako místo pro záchyt znečištěné vody bylo v blízkosti hráze vytvořeno odvodnění bariérovou jímkou. Poté se změnil systém ukládání hlušiny. Hlušina s obsahem karbonátů z flotace rudy v úpravně Polkowice s přebytkem slínovitého jílu byla vedena přímo ke straně povodí, aby byla utěsněna základna odkaliště. Systém ukládání hlušiny byl také změněn vytvořením výpustí ve vzdálenosti každých 20 m. Tento proces umožnil stabilizaci pláže v minimální vzdálenosti 100 m a segregaci frakcí hlušiny v této oblasti. Výše uvedená opatření měla za následek omezení infiltrace vody do podzákladí a efektivní přenos vody z oblasti přímo na vnitřní straně hráze. V důsledku těchto opatření byla infiltrace vody z odkaliště snížena na úroveň podobnou podmínkám před stavbou odkaliště. Opatřením se docílilo snížení ztráty zdrojů podzemní vody, ztráty lesních zdrojů (předcházelo vykácení oblasti o rozloze přibližně 45 ha), eliminovaly se zvláštní náklady na ochranná opatření proti škůdcům v oslabených částech lesa a zvláštní náklady na minerální hnojení a vápnění. Voda z řeky Zielenica měla v této oblasti také mnohem zvýšený obsah rozpuštěných látek 3 300 mg/l. Odkaliště se nacházelo především v oblasti dolu Lubin a částečně bylo rozšířeno do dolů Polkowice a Rudna. Z důvodu ochrany hráze byl vytvořen ochranný pilíř. Zvýšené požadavky na těžbu by znamenaly zvýšené množství produkce důlní hlušiny. Poklesy způsobené hornickou činností a možnost vzniku paraseismických vibrací v důsledku hornické činnosti by znamenaly také další požadavky na zabezpečení odkaliště. Výše uvedená omezení měla za následek rozhodnutí o zastavení dalšího využívání odkaliště a zamítnutí požadovaného dalšího rozšíření o druhý stupeň na objem 160 miliónů m3. V současné době dosáhlo sesedání hráze maximálně 3,25 m, a byl také pozorován horizontální posun. V tělese hráze byly zjištěny zhutněné a nezpevněné zóny. Aby byly zjištěny aktuální požadavky na další využívání odkaliště, monitorovali pracovníci dolu deformace v ochranném pilíři hráze. Na základě tohoto monitorování bylo rozhodnuto, že sledované deformace nepředstavují žádnou hrozbu pro bezpečnost hráze. Stavba současného odkaliště začala v roce 1973. Poloha odkaliště byla zvolena mimo těžební oblast a tudíž na rozdíl od předchozího odkaliště nepodléhala přímému vlivu těžby, takže neomezovala těžební činnost. Druhým faktorem, který byl uvažován při výběru lokality odkaliště byla jeho vzdálenost od úpravny. Podloží odkaliště je do hloubky 30 – 50 m tvořeno kvartérními sedimenty. Místy jsou také pozorovány terciérní sedimenty, které jsou velmi narušeny ledovcovou činností.


133

Pro zjištění nejlepšího způsobu plnění odkaliště, byly využity vlastnosti hlušiny. Z hřebenu hráze byl převeden pískovcový odpad v oblastech 500 – 700 metrů dlouhých, aby nebyl břeh kratší než 200 metrů, a dále aby byla kompenzována gravitační segregace hlušiny na břehu. Hrubozrnný materiál byl uložen na břeh, zatímco většina jemnozrnného materiálu (0,05 – 0,002 mm) byla převedena do odkaliště. Na počátku byla jemnozrnná hlušina s obsahem karbonátů vedena otevřenými kanály podél přirozených svahů k utěsnění dna. Později byly vytvořeny pilíře, které převáděly hlušinu potrubím na okraj odkaliště. Jako původní hráze byly postaveny konvenční hráze ze zeminy po obvodu 14,5 km. Poté byly hráze zvyšovány s použitím hrubozrnné frakce hlušiny uložené na břehu. Z hrubozrnné frakce hlušiny byly vytvořeny hráze o výšce 2,5 metru metodou „zvyšování z vnější strany“ a s vytvořením stupňů ve dvouletých periodách po celém obvodu hráze. Průměrné zvýšení hráze odkaliště je 1,2 metrů za rok. Další proces ukládání hlušiny na břeh je prováděn ve vrstvách o mocnosti 25 – 30 cm za den po dobu několika týdnů. Obvykle, po delší prodlevě, se cyklus ukládání hlušiny několikrát opakuje (4 – 7 krát). Uložení hlušiny do jedné části odkaliště obvykle trvá přibližně 15 týdnů, dokud není dosaženo úrovně hráze. Při delších prodlevách je povrch břehu stabilizován vodním roztokem bituminózní emulze, aby nedocházelo k erozi působením větru. Emulze je rozstřikována vrtulníkem. Později je stabilizovaný povrch odstraněn těžkou technikou. Stavba pomocí stupňů umožňuje správné odvodnění hlušiny a stabilní volnou hladinu vody v tělese hráze. V této části jsou uloženy přibližně 2/3 produkovaného množství hrubozrnné hlušiny. Podélný sklon břehu se pohybuje od 6,5 ‰ v blízkosti hráze k hodnotě 4,0 ‰ ve vzdálenosti 100 metrů. Zvyšování hráze se provádí buldozery, které současně zhutňují hlušinu. Hustota v horní vrstvě dosahuje hodnotu přibližně 1,40 – 1,70 t/m3, zvyšuje se s hloubkou (do 10 metrů) na hodnotu 1,60 – 1,70 t/m3. Obsah vody se pohybuje mezi 5 – 20 %. Hustota hlušiny je rovna hodnotě 1,46 t/m3. Na základě piezometrických měření a CPTU sondování byl učiněn závěr, že rozložení tlaku pórů není hydrostatické, což naznačuje prosakování vody z hlušiny do podzemní vody. Toto množství bylo vyhodnoceno na hodnotu 0,862 m3/min v roce 2000 a na hodnotu 0,690 m3/min v roce 2001. Pro zajištění kontrolované hladiny vody v hlušině a v původní hrázi, bylo podél velké části obvodu odkaliště instalováno obvodové odvodnění. Instalace odvodnění se také předpokládá na vyšších úrovních. Hodnoty koeficientu propustnosti „k“ v oblasti břehu a v oblasti odkaliště jsou následující:  

v oblasti břehu: hodnota k se pohybuje od 2,0 x 10-7 m/sec až 2,0 x 10-9 m/sec v oblasti odkaliště: hodnota k se pohybuje od 5,0 x 10-8 m/sec až 1,0 x 10-10 m/sec

Povrchová voda je proti kontaminaci chráněna:     

utěsněním dna odkaliště jemnozrnnou frakcí hlušiny, která se zpevňuje přirozeně záchytem průsakové vody podél celého obvodu hráze udržováním bariéry jímek podél vybraných částí odvedením přítoků povrchové vody do větších vzdáleností aplikací kontinuálního monitorování pro sledování ovlivnění podzemní a povrchové vody odkalištěm.

Monitorovací síť podzemní a povrchové vody zahrnuje více než 800 monitorovacích bodů. [113, S.A., 2003]


V provoze Neves Corvo je hlušina ukládána v odkališti. Vyrovnávací nádrž je konvenčního typu. Původní jádro hráze je z jílu. Při obou zvyšováních, metodou zvyšování z vnější strany, byla k vytvoření málo propustného jádra použita ochranná vrstva HDPE. Hráz má sklon 1:1,8 (strana voda/hlušina) a 1:1,7 (strana ovzduší). Za jádrem se nachází filtrační vrstva. Vzhledem k vysokému potenciálu hlušiny k tvorbě kyselých důlních vod jsou odpady ukládány pod vodní hladinu. Vodní krycí vrstva je udržována na minimální výšce nejméně 1 m. V současné době je zkoumána možnost využití zahuštěné hlušiny pro uzavírku. V provoze Pyhäsalmi se používá 16 % hlušiny jako základka do dolu, zbývajících 84 % (180 000 t/rok) je uloženo v odkališti. Toto relativně nízké procento základky může být vysvětleno faktem, že pro zakládání je vhodná pouze hrubozrnná frakce hlušiny. Celková plocha pro ukládání hlušiny zaujímá rozlohu přibližně 100 hektarů, na které jsou provozovány tři odkaliště. Dvě z těchto odkališť (odkaliště B a D na následujícím obrázku) se používají paralelně pro usazování nerozpuštěných látek a pro dekantaci vyčiřené vody z třetího odkaliště. Doba zdržení vody v odkališti je přibližně dva měsíce.

Obrázek 3.16: Zařízení pro nakládání s hlušinou v provoze Pyhäsalmi [62, Himmi, 2002]

Odkaliště A na předchozím obrázku je zcela zaplněno a nyní se již nepoužívá. Rekultivační práce na tomto odkališti byly zahájeny v roce 2001. Odkaliště bude překryto vrstvou zeminy o mocnosti 80 cm (30 cm jílu a slínu a 50 cm morény). Střední část odkaliště zůstane pod vodou. Před výstavbou odkaliště byl proveden průzkum zeminy. Zemina byla vzhledem ke svému mineralogickému složení považována za dostatečně nepropustnou (slíny), aby zabránila prosakování do podzemní vody a také za dostatečně stabilní, aby snesla zatížení způsobené hlušinou. Na systému jezer za odkalištěm byla také provedena studie podzákladí. Odkaliště je vytvořeno ohraničením prostoru v plochém terénu. Základní hráz je vytvořena z morény. Hlušina je rozváděna z potrubí podél prvního odkaliště a vyčištěná voda je vedena dále ze středu odkaliště přes dekantační věž. Nutná zvýšení hrází odkališť jsou prováděna pomocí hlušinového materiálu. Hráz čiřící nádrže je vytvořena z morény a je pokryta drcenou horninou, aby nedocházelo k erozi. Průsaková voda je podél odkaliště zachycována systémem drenáží odkud je čerpána zpět do odkaliště. „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

135

Vzdálenost mezi úpravnou a odkalištěm je přibližně 500 metrů, vzdálenost k nejbližšímu jezeru je 200 metrů. Roční srážky v Pyhäsalmi jsou přibližně 650 mm. Klimatické podmínky jsou podobné podmínkám v oblasti Hitura. Oblast pro odkaliště byla naplánována již na počátku 60. let minulého století a v etapě plánování nebyly brány v úvahu žádné plány na uzavírku a následnou péči. Provozní činnosti zahrnují denní kontrolu zařízení, pravidelné monitorování volné hladiny vody v hrázích, monitorování vypouštěné vody a prověrky zařízení. [62, Himmi, 2002] V úpravně Tara je proud hlušiny rozdělen v cyklonech. Hrubozrnná frakce (52 % z celkového množství hlušiny) je ve formě cementové suspenze (3 % cementu) dopravována vrty do hlubinného dolu, kde se využívá pro základku. Jemnozrnná frakce hlušiny je čerpána do povrchového odkaliště. [101, Tara mines, 1999] Na ložisku Zinkgruvan se používá technologie těžby se zakládkou. Až do roku 2001 bylo používáno hydraulické zakládání. Tento typ zakládání vyžaduje kapacitu odvodnění hlušiny nejméně 5 cm/hod. Z tohoto důvodu byla hrubozrnná frakce hlušiny rozdružena hydrocyklony a zrnitostní třída > 50 µm byla vrácena do dolu. Tímto hydraulickým zakládáním bylo zakládáno přibližně 50 % hlušiny. Jemnozrnná frakce hlušiny byla čerpána do odkaliště Enemossen. Změna technologie dobývání na používání „těžby v blocích“ vyžaduje zakládání pastou. Tím je zrušen požadavek na kapacitu odvodnění plniva a je možné při zakládání využít jemnozrnnou frakci hlušiny. Je odhadováno, že novou technologií bude možné zakládat až 65 % hlušiny. Navíc bude hlušina čerpaná do odkaliště také obsahovat hrubozrnnou frakci, která umožní použití hlušiny při stavbě hrází. Tato metoda je nyní implementována v provoze Zinkgruvan, takže se zde hydraulické zakládání již nyní neprovádí. Hlušina, který není zakládána, je čerpána potrubím společně s technologickou vodou z úpravny do odkaliště, umístěného 4 km směrem na jih. Tuhé částice v odkališti sedimentují a odsazená voda je s využitím gravitace vedena do čiřicí nádrže vzdálené 1 km od odkaliště k dalšímu dočištění. Aby bylo odkaliště rovnoměrně zaplňováno a aby se zamezilo zvýšené prašnosti a oxidaci hlušiny, jsou otvory pro vypouštění nepřetržitě přemísťovány podél pilířů vytvořených z hlušiny. Voda z čiřicí nádrže (viz bilance vody) je recirkulována zpět do úpravny. Voda je také vypouštěna potrubím a tunelem do vodního toku. Odkaliště a čiřicí nádrž jsou tvořeny přirozenými nádržemi (údolního typu).


Obrázek 3.17: Pohled na odkaliště Zinkgruvan shora [66, Base metals group, 2002]

Odkaliště je vybudováno v údolí a je ohraničeno přirozenými svahy a dvěma hrázemi. V podloží odkaliště je rašeliniště, odkaliště v současné době zaujímá plochu přibližně 50 ha. V konečném stádiu bude pokrývat plochu zhruba 60 ha. Hráze mají tvar pásmové konstrukce, na návodní straně mají horninu, která je ochranou proti erozi, dále obsahují šikmé jádro ze souvkového jílu s nízkou propustností, vrstvu tříděné horniny sloužící jako filtr a vnější stupeň horninové základky. Charakteristiky hrází a odkaliště jsou uvedeny v následující tabulce. Parametry Hráz X-Y Využitá kapacita (prosinec 2000) (mil. m3) 5,7 Povolená kapacita (z roku 1981) (mil. m3) 7,0 Celková plocha odkaliště (ha) 50 Celková plocha čiřicí nádrže (ha) 16 Objem materiálu v hrázích (m3) 380 000 Materiál dovezený z jiných oblastí (m3) 70 000 Výška hráze (m) 27 Délka hřebenu (m) 800 Šířka hřebenu (m) 16 Úhel vnitřního svahu 1:1,5 Úhel vnějšího svahu 1:1,5 Šířka stabilizačního stupně (m) 7 Úhel svahu vnější strany ochranného stupně 1:1,5 Tabulka 3.21: Parametry existujících hrází X-Y a E-F v oblasti Zinkgruvan [66, Base metals group, 2002]

Hráz E-F

170 000 30 000 17 400 16 1:1,5 1:1,5 7 1:1,5

Aby nevznikala prašnost a bylo zabráněno oxidaci, používá se vypouštění pod hladinu vody. Pro snížení volné hladiny podzemní vody, je nutné vytvořit v blízkosti hráze 30 až 50 m břeh s výškou 0,1 až 0,5 m nad hladinou vody. Při vypouštění hlušiny pod hladinu vody je úhel ukládání významně strmější než při vypouštění nad hladinou vody. Aby bylo odkaliště rovnoměrně zaplňováno, jsou otvory pro vypouštění nepřetržitě přemísťovány podél pilířů vytvořených v odkališti. Břeh je během suchého období roku (jaro-léto-podzim) zavlažován. V zimním období, kdy není sníh, nelze zcela zabránit prášení, přestože bylo vyzkoušeno několik metod dočasného zakrytí, atd.


137

Dekantační systém je věžového typu. Dekantovaná voda proudí působením gravitace do čiřicí nádrže. 50 % dekantované vody je opět využito v úpravně. Je vybudována havarijní výpusť, která automaticky vypouští vodu, pokud se hladina zvýší nad určitou úroveň. Instalovaná kapacita vypouštění je 0,7 m3/sec. (nezahrnuje kapacitu vypouštění havarijní výpusti), což odpovídá stoletým srážkám a maximálnímu zvýšení hladiny vody v nádrži o 0,5 metru. Hráze E-F a X-Y jsou vybudovány jako konvenční hráze. Podložku pod hrázemi tvoří přirozená hornina skalního podkladu, částečně pokrytá morénou nebo rašelinou. Aby bylo vytvořeno propojení málo propustného jádra hráze a podzákladí, byly pod hrázemi prováděny výkopové práce, směrem dolů k přirozenému skalnímu podkladu nebo nejméně 4 metry do morény. Málo propustné jádro je vytvořeno z kompaktní morény. Hodnota propustnosti morény se pohybuje mezi 1 x 10-8 a 1 x 10-9 m/sec. Při stavbě hrází byla na moréně a filtračním materiálu prováděna nepřetržitá kontrola kvality, převážně zahrnující zkoušky/kontrolu zhutnění a vlastnosti materiálu (zrnitostní složení). Hydrogeologické studie oblasti ukazují, že hornina skalního podkladu v oblasti obsahuje několik poruchových zón. Zlomy jsou propustné a jsou odvodňovány, což způsobuje prosakování z odkaliště. Vodní bilance odkaliště je uvedena na následujícím obrázku.

Obrázek 3.18: Vodní bilance pro provoz Zinkgruvan [66, Base metals group, 2002]

Model nového zařízení pro nakládání s hlušinou v Lisheenu Pravděpodobně nejnovější zařízení pro ukládání hlušiny z úpravy v Evropě bylo v nedávné době vybudováno v dole Lisheen. Toto odkaliště bylo vybudováno na rovině (ve stylu ohrazeného prostoru) na rašeliništi a dno je zcela pokryto ochrannou vrstvou. Přestože bylo konstruováno pro maximální množství 10 miliónů tun hlušiny, očekává se, že během životnosti projektu pojme pouze celkem 6,6 miliónu tun hlušiny [75, Minorco Lisheen/Ivernia West, 1995]. Ve fázi plánování odkaliště Lisheen byly diskutovány a vyhodnoceny všechny dostupné primární metody nakládání s hlušinou. V procesu rozhodování, který směřoval k výběru optimální technologie nakládání s hlušinou, byly na základě konstrukčních požadavků zkoumány různé metody a požadavky na podrobnější konstrukční kritéria pro odkaliště. Tento proces je popsán následujícím způsobem.


Primární metody nakládání s hlušinou Během fáze plánování byly zkoumány tři primární metody nakládání s hlušinou, zejména jeho ukládání:   

do povrchové vody, jako je například jezero, řeka nebo moře do dolu jako základka do povrchového odkaliště.

První z uvedených možností byla považována za nepřijatelnou z hlediska vlivu na životní prostředí. A to i přesto, že ukládání do jezera je za řízených podmínek akceptováno jako nejlepší řešení v několika provozech na severu Kanady. V tomto případě přijal provozovatel filosofii, že nejvhodnější strategií nakládání s hlušinou je maximalizovat využití hlušiny jako základky při podzemních činnostech, což přináší tyto výhody:    

minimalizování objemu hlušiny ukládané na povrchu podpora stropu ložiska tak, aby byl minimalizovány poklesy terénu nakládání s hlušinou v podzemí, která bude neustále pod vodou, čímž bude zabráněno oxidaci maximalizace výtěžnosti rudy.

Uspořádání dolu a postup těžby umožňuje zakládat 6,9 miliónů tun hlušiny do podzemí. Zbytek 6,6 miliónu tun hlušiny musí být uložen na povrchu. Z topografické situace v Lisheenu je zřejmé, že v přiměřené vzdálenosti od úpravny nejsou k dispozici žádná významná údolí ani vyvýšeniny, které by mohly sloužit jako potenciální odkaliště, a proto byla navrhována nádrž s prstencovou hrází (styl ohraničeného prostoru). Další úvahy: Bylo zjištěno, že pokud je hlušina vystavena působení kyslíku, má potenciál pro vytváření kyselých důlních vod, a že voda v pórech hlušiny obsahuje některé kovové ionty. Tyto dva fakty vedly k rozhodnutí, že:  

je nutné mít systém odkaliště/hrází pro zadržení vody, tak aby byla hlušina vypouštěna a ukládána pod vodou; hlušina musí být ukládána do odkaliště, které je co nejméně propustné, aby bylo minimalizováno množství průsaků do podzemní vody.

Aby byly tyto požadavky splněny, bylo nutné uvažovat o zajištění málo nebo velmi málo propustné krycí vrstvy se schopností zpomalení průsaků. Rozsáhlé močály v oblasti obsahují rašelinu, která má nízkou propustnost, a její využití jako složky kombinované krycí vrstvy je tedy velmi atraktivní. Rašelina má navíc také tu výhodu, že může zpomalovat uvolňování celé řady polutantů, které se mohou vyskytovat v průsacích. Pro zjištění pevnosti rašeliny, její propustnost ve zhutněném i nezhutněném stavu a schopnosti atenuace byla provedena řada testů. Výběr Maximální objem hlušiny, který bude uložena na povrchu, bude dosahovat 10 miliónů tun. Zařízení pro nakládání s hlušinou by mělo být vybaveno málo propustnou bariérou mezi hlušinou a místním systémem podzemní vody. Při využití podmínek topografie terénu a ukládání přiměřené tloušťky vrstvy hlušiny bude vyžadována plocha o rozloze 80 až 120 ha. Odhad potřebné plochy vychází jednak z hodnoty hustoty suchého materiálu (1,6 t/m3) a relativně nízké průměrné mocnosti vrstvy ukládané hlušiny (přibližně 10 metrů). Na základě zjištění, že hlušina je náchylná k produkci kyselých důlních vod, bylo rozhodnuto, že v zařízení pro uložení hlušiny se musí zabránit oxidaci pyritu a dno musí být pokryto těsnící vrstvou, aby se zamezilo průsaku do podzemní vody. Byly diskutovány dvě použitelné metody, a to: pokud bude odkaliště založeno na zemědělské půdě, vybrat vhodný kompozit pro „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

139

vytvoření těsnící vrstvy; využití zhutněné rašeliny jako součásti kompozitu pro přípravu těsnícího materiálu, kdy se zároveň využije nízká propustnost a vysoká sorpční kapacita rašeliny v případě, že se pro výstavbu odkaliště využije močál. Metodika Výběr oblasti k realizaci zařízení pro nakládání s hlušinou zahrnoval ekonomické vyhodnocení, dále posouzení vlivu odkaliště na životní prostředí a vyhodnocení technických podmínek. Cílem výběrového procesu byla minimalizace dopadů na místní komunitu a životní prostředí za současného dodržení technických požadavků, které by bylo co nejekonomičtější. Proces výběru lokality zahrnoval čtyři etapy, a to: 1. topografický regionální průzkum. Výběr vhodné prohlubně nebo údolí, které by bylo do vzdálenosti 15 km od úpravny; 2. topografický průzkum pro vyloučení nevhodných oblastí ve vzdálenosti do 8 km. Tato vzdálenost byla vybrána na základě posouzení možnosti čerpání materiálu a nedostatku vhodných alternativních lokalit ve větší vzdálenosti; 3. identifikace alternativních lokalit 4. podrobné vyhodnocení alternativních lokalit. [75, Minorco Lisheen/Ivernia West, 1995] Popis vybudovaného zařízení pro nakládání s hlušinou Zařízení pro nakládání s hlušinou bylo vybudováno na močále, který je tvořen až čtyři metry mocnou vrstvou rašeliny, jejíž podloží tvoří glaciální till uložený na vápencovém skalním podkladu. Vápenec patří ke geotechnicky příznivé spodnokarbonské dolomitizované formaci Waulsort bez významných zlomů a s paleokrasovými jevy jen málo vyvinutými. Průzkum na místě nezjistil žádné otevřené nebo vyplněné dutiny. Z tohoto důvodu a také vzhledem k minimálnímu poklesu odkaliště nezpůsobuje odvodnění blízkého dolu reaktivaci paleokrasových útvarů i kdyby byly přítomny. Odkaliště je vytvořeno z náspu zeminy, který tvoří hráz kolem oblasti úložiště. Rašelina byla odstraněna z místa budování náspu a celá hráz je vybudována na zhutněném tillu nebo skalním podloží. Obvod zařízení pro nakládání s hlušinou je tvořen širokým násypem skládajícím se ze zónové, technické základky s průřezem navrženým a vybudovaným tak, aby působil jako stavba pro zadržení vody. Hráze jsou vybudovány ze zhutnělého materiálu z povrchového dolu s vnitřními a vnějšími svahy 1:3, respektive 1:2. Hřeben hráze je 6 metrů široký, aby zajišťoval přístup během stavby i za provozu. Řez hrází je zobrazen na následujícím obrázku.

Obrázek 3.19: Řez hrází zařízení pro nakládání s hlušinou v provoze Lisheen. Odkaliště je napravo od hráze [75, Minorco Lisheen/West Ivernia, 1995] 140 „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

Hráze byly konstruovány na maximální výšku 15,5 metrů nad vrstvou tillu, která se nachází pod rašeliništěm. Tím je připuštěna možnost případného zvýšení kapacity při rozšíření rudních zásob nebo snížení objemové hmotnosti hlušiny v suchém stavu nebo změny zakládaného množství. Hráze jsou konstruovány původně na maximální výšku 9,5 metru, což představuje 2,8 miliónu tun hlušiny, která může být uložena na povrchu při prvních šesti letech provozu. Většina plochy pro ukládání se bude nacházet nad rašeliništěm. Rašelina má obecně dostatečnou tloušťku a má požadované fyzikální a chemické vlastnosti pro omezení průsaků a odstranění kovů z průsakové vody. Když je na rašelinu uložena hlušina, je rašelina stlačena a stane se přirozenou krycí vrstvou s propustností menší než 1x10-9m/sec. Propustnost a pevnost rašeliny jsou dostatečné, aby působily jako vodotěsná vrstva pro vytvoření kombinované krycí vrstvy, která je schopna zadržet hlušinu a její pórovou vodu. Malé množství průsaků, odhadované na 34 m3 za den, by mohlo projít kombinovanou krycí vrstvou vzhledem k otvorům ve vodotěsné vrstvě. Je pravděpodobné, že většina této vody bude shromážděna v drenážích kolem obvodu odkaliště a bude odčerpána zpět do odkaliště. Podél vnitřního obvodu hrází v oblastech, kde je tloušťka vrstvy rašeliny menší než 1,5 m, a také na násypech, byla pod vodotěsnou vrstvu uložena těsnící jílová vrstva, aby byl doplněn těsnící systém. Podél vnitřního obvodu na úrovni počvy rašeliny byla uložena řada perforovaných drenážních potrubí o průměru 100 mm. Tyto drenáže sahají do vzdálenosti 50 metrů od paty násypu a shromažďují vodu, která se uvolňuje při stlačení rašeliny a také část vody z průsaků. V počáteční fázi před ukládáním flotační hlušiny, bylo odkaliště zaplněno vodou o minimální výšce hladiny 1 metr, tak aby byla ukládaná flotační hlušina uložena pod vodou. Hlušina byla ukládána pod hladinu vody pomocí plovákového rozvodného systému, který se pomalu pohyboval tam a zpět přes odkaliště, aby došlo k vytvoření relativně rovnoměrné vrstvy hlušiny, aby se minimalizovaly rozdíly v zatížení krycí vrstvy rašeliny. Voda použitá pro dopravu flotačního hlušiny je recyklována zpět do úpravny a veškerá přebytečná voda z odkaliště je před vypuštěním do říčního systému vyčištěna v úpravně. Nadbytečná voda v odkališti vzniká ročním úhrnem srážek přibližně 450 mm a nízkým množstvím průsakové vody. Průsaková voda a voda odtékající z hrází je zachycována v povrchových drenážích kolem odkaliště a je čerpána zpět do odkaliště. [75, Minorco Lisheen/West Ivernia, 1995] Pro navržení krycích vrstev a hrází byly uvažovány v souhrnu následující faktory:     

stabilita  stabilita hráze  stabilita podloží (v případě rašeliny) průsaky rychlost průsaků je vypočtena na základě různých scénářů havarijních situací chemické složení průsaků byl učiněn závěr, že průsaková voda bude obecně splňovat normy pro pitnou vodu částečně proto, že rašelina má schopnost vázat kovové ionty dekantovaná voda a vodní bilance doprava a ukládání flotační hlušiny.

Bylo rozhodnuto, že flotační hlušina bude ukládána pod hladinu vody, aby nedocházelo k oxidaci sulfidů. Tento způsob ukládání bude realizován pomocí plovoucího potrubí (viz následující obrázek).


141

Obrázek 3.20: Systém dopravy flotační hlušiny v provoze Lisheen [75, Minorco Lisheen/West Ivernia, 1995]

Rozvodné hlavice na konci každého potrubí jsou připojeny k reverzačnímu elektricky ovládanému navijáku (viz následující obrázek), který se pohybuje přes hlavní buben.

Obrázek 3.21: Elektricky poháněný naviják pro pokládání potrubí dopravující flotační hlušinu na odkališti v provozu Lisheen


V provozu Lisheen se jako součást systému krycí vrstvy používá LLDPE membrána (lineární polyetylén s nízkou hustotou). Při pokládání krycí vrstvy byl použit následující postup:      

testování materiálu zeminy použité pro násyp destruktivní a nedestruktivní testování krycí vrstvy LLDPE destruktivní a nedestruktivní testování svarových spojů krycí vrstvy testování jílové krycí vrstvy mikrogravimetrické mapování pro zjištění potenciálních krasových jevů mapování pro určení polohy netěsností krycí vrstvy

Formuláře pro terénní kontrolu kvality krycí vrstvy odkaliště zahrnovaly:  kontrolní formulář jílové vrstvy  protokol o uložení vodotěsné fólie  protokol o měření svarových spojů vodotěsné fólie  protokol o svarových spojích vodotěsné fólie  protokol o tlakových zkouškách svarových spojů vodotěsné fólie  protokol o podtlakové zkoušce svarových spojů vodotěsné fólie  protokol o vadách vodotěsné fólie  protokol o vodotěsné fólii  zápis o destruktivní zkoušce vodotěsné fólie  protokol o vzorcích na destruktivní zkoušku vodotěsné fólie  protokol o jílovité těsnící vrstvě  protokol o doplňkových zkouškách bentonitu jílové těsnící vrstvy  protokol vzorků, které nevyhověly destruktivním zkouškám [41, Stokes, 2002] Poslední kontroly ukázaly, že se v syntetické vodotěsné krycí vrstvě vytvořilo několik netěsností a trhlin [76, Irish EPA, 2001]. Přístupné poruchy byly následně opraveny. Zařízení praktikuje „politiku otevřenosti pro veřejnost“, která zahrnuje:  

informační kancelář o vlivu na životní prostředí, která je otevřena v blízkém městě všechna monitorovaná data jsou přístupná v měsíčních a ročních zprávách poskytovaných úřadům  registr stížností  projekt každoročních školení [41, Stokes, 2002] 3.1.2.3.3 Bezpečnost a předcházení haváriím Odkaliště flotační hlušiny v provozech Aitik, Boliden a Garpenberg postupují podle běžné praxe pro bezpečnost hrází vypracované v manuálu OMS pro odkaliště (viz kapitola 4.2.3.1). Navíc, každý provoz dodržuje postupy pro specifický monitoring a stálý dohled. Například v provozu Garpenberg je pórový tlak vody v hrázích monitorován týdně nebo měsíčně pomocí 13 piezometrů instalovaných v hrázi (ruční monitoring). Každá naměřená hodnota je porovnávána s kritickou hodnotou. Při dosažení kritické hodnoty je provedena pečlivá kontrola pro zjištění, proč byla neobvyklá hodnota naměřena. Na místě vypouštění je instalován automatický ukazatel hladiny vody, který je napojen do informačního systému úpravny. Každý den jsou hráze kontrolovány pracovníkem úpravny. Prohlídky zahrnují svahy, vypouštění z odkaliště a potrubí pro dopravu písku [63, Base metals group, 2002], [64, Base metals group, 2002, 65, Base metals group, 2002]. V provozech Pyhäsalmi a Hitura byl před zahájením stavby hráze proveden průzkum podložní zeminy. Systém byl navržen a vybudován tak, aby byla povrchová voda v prostoru ukládání „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

143

hlušiny z flotace udržována v rovnováze a přebytečná voda ze srážek mohla být odstraněna regulací, tj. odkaliště byla navržena na vypočtenou vodní bilancí. Před zvýšením všech hrází v lokalitě Hitura byly technické problémy a problémy se stabilitou konzultovány s externími experty. Na žádné z lokalit nebylo provedeno pouze formální vyhodnocení rizik. Oblast zařízení pro nakládání s hlušinou je kontrolována denně zaměstnanci úpravny a každoročně je prohlížena nezávislým odborníkem. V pětiletých intervalech je stav bezpečnosti hráze zaznamenán příslušným úřadem do „Protokolu o bezpečnosti hráze“, což je povinný postup u všech typů ploch pro nakládání s flotační hlušinou ve Finsku. Používaná běžná provozní praxe také zahrnuje pravidelné monitorování volné hladiny vody v hrázích, monitorování vypouštěné vody a prověrky zařízení. Neexistuje dokumentace havarijního plánu, ale očekává se, že tento havarijní plán bude v blízké budoucnosti vytvořen podle nové legislativy. [62, Himmi, 2002] Provozované odkaliště na ložisku mědi Legnica-Glogow je řízeno samostatnou divizí nazývanou „divize hydrotechnického provozu“. Pracovníci provozu mohu pro zemní práce využívat všechna terénní vozidla, vznášedla, řezací stroje a těžkou mechanizaci (rýpadla, buldozery, nakladače, traktory, jeřáby). Existuje zde komunikační systém (drátový i bezdrátový) a výstražný systém a zaměstnanci úzce spolupracují s Báňskou záchrannou stanicí. Hřeben hráze je stále osvětlen, protože cesty na hřebenu hráze a na nižších úrovních hrází jsou využívány nepřetržitě. Běžný objem vody v odkališti je 5 – 6 miliónů m3. Rezerva pro periodické zachycení přebytečné vody má kapacitu přibližně 8 miliónů m3, zatímco další rezerva pro dešťovou vodu je přibližně 1 milión m3. Celkový využitelný objem pro vodu v odkališti je tudíž 13 – 14 miliónů m3. Šířka břehu je udržována na hodnotě minimálně 200 metrů a minimální převýšení hráze je 1,5 metru. Monitorování odkaliště se provádí ve spolupráci s několika externími odborníky. Je také zaveden numerický systém pro zaznamenávání, přenos a uložení dat. Výsledky jsou analyzovány a obvykle jednou za rok jsou na jejich základě přijata příslušná opatření. Dohled je prováděn konstruktéry. Navíc byla ustanovena odborná kontrola bezpečnosti hydraulických struktur. Kontrola a konzultace se provádí týmem nezávislých odborníků (IBE – Mezinárodní kolegium odborníků). Činnost IBE, koordinovaná Polským geotechnickým sdružením (PGE), se provádí na základě „metod pozorování“ aplikovaných pro sledování dlouhodobého vývoje odkaliště. V období 1992 – 1999 připravilo IBE geotechnickou zprávu o bezpečnosti a možném vývoji provozovaného odkaliště. Zpráva zahrnovala komplexní průzkumy základové půdy a stanovení geotechnických vlastností flotační hlušiny. Byla stanovena následující konstrukční data: parametry zeminy a hlušiny stav průsaků, stav stability svahů a program monitorování. Bylo instalováno mnoho monitorovacích přístrojů, na vybraných místech byly vytvořeny stabilizační stupně a v hlušině byly uloženy drenáže vedoucí po obvodu odkaliště.


Kontrolovaný parametr

Použité monitorování/frekvence monitorování

Kontrola vodní hladiny v odkališti

piezometr, měření 3x denně

Minimální vzdálenost mezi pobřežní čárou a hřebenem hráze – 200 metrů

vzdálenostní značky + dalekohled s dálkoměrem

Kontrola volné hladiny vody ve flotační hlušině a v tělese hráze  vodní hladina změřená piezometrem v tělese původní hráze a ve flotační hlušině  vodní hladina změřená piezometrem v tělese původní hráze a ve flotačním úprav. odpadu, v blízkosti potrubí A, B a C  vodní hladina v blízkosti obvodových drenáží ve flotační hlušině





skupina piezometrů: 7 příčných profilů s kontinuálním měřením a přenos dat do hlavní stanice skupina piezometrů: 7 příčných profilů s ručním měřením, každý měsíc a u některých piezometrů každých 10 dnů skupina 12 piezometrů v úprav. odpadu ve vzdálenosti 10 metrů před a 20 metrů za osou drenáží piezometry

   

jednou měsíčně dvakrát ročně dvakrát ročně třikrát týdně

Pohyb hráze

 

nivelační značky, dvakrát ročně svahoměry, jednou měsíčně

Stabilita svahů



systém lineárních snímačů v tělese původní hráze, na obvodu odkaliště, na dvou úrovních s přenosem signálu do hlavní stanice nahodilé prohlídky např. po velkých otřesech a při velkém dešti pravidelné prohlídky komise k ověření technického stavu stavby (jednou za měsíc, dvakrát za rok) prohlídky oprávněným úřadem systém lineárních snímačů v tělese původní hráze, na obvodu odkaliště, na dvou úrovních s přenosem signálu do hlavní stanice



pórový tlak v terciárních jílech

 

Měření odtoku v drenážích:    

příkopy obvodové drenáže ve flotačním úpr. odpadu drenáže původní hráze bariéra jímek na vnější straně hráze

   

Vlastnosti hlušiny a základové půdy (podle programu stanoveného odborným dohledem a konstruktérem)

zařízení Hyson, testy CPT, CPTU DMT, vzorkovač Mostap

Paraseismická aktivita vyvolaná těžbou ve vzdálenosti minimálně 800 – 900 metrů a maximálně 2 kilometry

snímače zrychlení v 5 příčných profilech se snímači v patě svahu a na hřebenu hráze a v jednom průřezu ve flotační hlušině

Meteorologické podmínky v oblasti odkaliště: déšť, teplota, rychlost a směr větru, vlhkost

meteorologická stanice

Tabulka 3.22: Kontrolované parametry a aplikované monitorování v provozu Legnica-Glogow [113, S.A., 2003]

Protože bylo odkaliště klasifikováno jako velmi riziková stavba, byl pro případ protržení hráze připraven havarijní plán a příslušné postupy pro případ havárie. Ve spolupráci s místními a státními úřady se nyní buduje výstražný systém a úkryty pro případ evakuace místního obyvatelstva. [113, S.A., 2003] „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

145

V provozu Zinkgruvan byla klasifikace rizika odkaliště a dočišťovací nádrže provedena podle systému RIDAS (Směrnice pro bezpečnost hrází vytvořené Sdružením pro energii z vodních zdrojů, viz Tabulka 4.2). Podle tohoto systému klasifikace jsou hráze odkaliště (E-F a X-Y) klasifikovány jako typ 1B a hráze dočišťovací nádrže jsou klasifikovány jako typ 2. Tato klasifikace určuje, jaká mají být prováděna (minimální) bezpečnostní opatření a programy kontroly. Pro hráze v Zinkgruvanu jsou uvedena některá možná opatření:  prověrky hrází třídy 1 nejméně každé 3 roky a hrází třídy 2 nejméně každých 6 let  hráze třídy 1 musí umožňovat vypouštění stoleté vody a také musí být schopny pojmout stoletou vodu. Hráze třídy 2 musí být schopny pouze vypouštět stoletou vodu  monitorování hrází třídy 1 a třídy 2 musí být prováděno podle následující tabulky: Parametr Význam pro třídu 1B Význam pro třídu 2 Průsak X, nepřetržitě každých 6 měsíců Pohyb hřebenu hráze X, každých 6 měsíců (X, každoročně) Pohyb svahů (X, každých 6 měsíců) (X) Pórový tlak v jádru hráze (X, každoročně) (X) Hladina vody v podpůrném násypu (X, každých 6 měsíců) (X) Hladina vody v podloží X, každých 6 měsíců (X, každých 6 měsíců) X = měření je povinné tam, kde je to proveditelné ( ) = měření je důležité, ale za určitých podmínek nemusí být prováděno Tabulka 3.23: Základní režim měření, který bude dodržován na nových hrázích [66, Base metals group, 2002]

Stabilita těchto dvou hrází byla vyhodnocena s pomocí externích odborníků. Výsledky vykazují bezpečnostní faktory 1,5 a 1,6. Přesto však prováděný program zlepšení bezpečnosti hráze zahrnuje mezi jiným instalaci piezometrických snímačů, zploštění svahu hráze z 1:1,5 na hodnotu 1:2,5 až 1:3,0 a monitorování toku průsakové vody. V minulosti se vyskytlo mnoho potíží, především vzhledem k vnitřní erozi hráze. To vedlo ke změně běžné provozní praxe s ohledem na techniku ukládání hlušiny v hrázi. Aby byla snížena hodnota pórového tlaku, a tak zabráněno další vnitřní erozi hráze, je na vnitřní straně hráze udržován více než 30 metrů široký břeh. Úroveň pórového tlaku je často monitorována (měsíčně, ale častěji v případě, kdy jsou zjištěny neobvyklé hodnoty) instalovanými piezometry v hrázích. Program kontroly bezpečnosti hráze byl schválen příslušným úřadem a obsahuje následující hlavní části:  každoroční externí prověrka odkaliště, hrází a dočisťovací nádrže. Tato prohlídka také zahrnuje potrubí pro vodu a flotační hlušinu a také zařízení pro vypouštění;  týdenní prohlídka hrází pracovníky oddělení životního prostředí podniku. Při těchto prohlídkách je kontrolováno možné poškození hrází, hladiny vody, tlaky ledu a stav při případných vysokých srážkách. Je měřen průtok prosakující vody u paty hrází (stabilně kolem 5 – 10 l/sec). Všechna pozorování jsou zaznamenávána do knihy měření;  každoroční prověrky vlivu celé oblasti na životní prostředí, které také zahrnují zařízení odkaliště;  každoroční prohlídky odborníky z příslušných úřadů;  udržování pravidelné komunikace s konzultantem, který se podílel na budování hráze. Od roku 2001 jsou piezometrická měření zahrnuta v programu monitorování, aby byl registrován hydraulický gradient (tlakový spád) hráze. Bylo instalováno celkem 21 piezometrů pro manuální monitorování. Navíc byly vybudovány 3 kontrolní jímky pro zlepšení monitoringu průsakové vody a řízení jejího průtoku a složení. Zařízení pro shromažďování a měření průsakové vody jsou zobrazena na následujících obrázcích. Další metodu monitorování stavu hráze umožňuje přístrojové vybavení pro snímání gradientu elektrického potenciálu, které registruje protékání vody hrázemi násypu. 146 „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

Obrázek 3.22: Příkop pro shromažďování a měření průtoku průsakové vody podél hráze [66, Base metals group, 2002]

Obrázek 3.23: Další příkop pro shromažďování a měření průtoku průsakové vody podél hráze [66, Base metals group, 2002]

V současné době se připravuje Manuál bezpečnosti hráze, aby byly popsány všechny problémy spojené s nakládáním s hlušinou. Manuál bude zahrnovat následující oblasti:  organizaci bezpečnosti hráze  havarijní plán a plán pro výjimečné situace  vyhodnocení rizik, dopady na životní prostředí a klasifikaci následků  plánování a výstavbu  hydrologický a dekantační systém  systematické monitorování  plán uzavírky zařízení  oficiální povolení a další důležité dokumenty [66, Base metals group, 2002]


147

V provozu Lisheen je v zařízení pro nakládání s hlušinou aplikováno následující schéma monitorování: Poloha

Parametr

Frekvence monitorování

Piezometry v násypu odkaliště

Hladina vody pH Vodivost Pb, Zn, As, Fe, Cu, Hg, Co, Cr, Mg, Mn, Cd, Ni, CN, sulfidy a sírany

Týdně Týdně Týdně Měsíčně

Přístroje na měření hydrostatického tlaku v podloží odkaliště

Hydrostatický tlak

Měsíčně

Schválená metoda (podmínky podle 7.4.12)

Opěrná zeď odkaliště

Kontroly stavu a stability při standardních obchůzkách Pokles/Pohyb násypu

Týdně

Vizuální

Čtvrtletně

Mapování pomocí sedmi monitorovacích stanic ke sledování pohybu Schválená norma

Zpráva o každoroční bezpečnostní prohlídce

Každoročně

Metoda/Technika analýzy Hladinoměr Elektrometricky Elektrometricky Normovaná metoda pozn.1

Hřbet násypu odkaliště

Systém pro rozvod flotačního Dvakrát denně úprav. odpadu

Vizuální

Odkaliště

Usazování flotačního úprav. odpadu/ zhutnění rašeliny

Každé dva roky

Schválená geofyzikální metodika (podmínky podle 7.4.11)

Odkaliště

Objem uloženého odpadu Hmotnost uloženého odp. Využitá kapacita Volná kapacita

Nepřetržitě Měsíčně Každoročně Každoročně

Průtokoměr Hustota sušiny Schválená metoda Schválená metoda

Rozvodný systém s vypouštěcími otvory

Období a objem/hmotnost Účinnost rozvodu

Nepřetržitě při používání

Kniha záznamů Vizuální

Hlavice rozvodného systému flotační hlušiny

Vrstva hlušiny

Nepřetržitě

Schválená metoda (podmínky podle 7.4.11)

Týdně Týdně Týdně Měsíčně

Hladinoměr Elektrometricky Elektrometricky Normovaná metoda pozn.1

Měsíčně Měsíčně Měsíčně Měsíčně

Hladinoměr Elektrometricky Elektrometricky Normovaná metoda pozn.1

Drenáže po obvodu zařízení Hladina vody pH odkaliště (nejméně šest Vodivost vybraných míst) Pb, Zn, As, Fe, Cu, Hg, Co, Cr, Mg, Mn, Cd, Ni, CN, nerozpuštěné látky, sulfidy a sírany

Monitorovací jímky podzemní vody po obvodu odkaliště (vnitřní a vnější okruh)

Hladina vody pH Vodivost Pb, Zn, As, Fe, Cu, Hg, Co, Cr, Mg, Mn, Cd, Ni, CN, CI, PO4, NO2, NO3, Na, rozpuštěné látky, sulfidy a sírany

Tabulka 3.21: Příklad schéma monitorování odkaliště [41, Stokes, 2002]

Příloha 2 uvádí několik příkladů havárií hrází odkališť z těžby a úpravy barevných kovů.


3.1.2.3.4 Uzavírka a následná péče Plán uzavírky pro provoz Aitik se zaměřuje na tři hlavní provozované části, tj. oblasti ukládání hlušiny, odkaliště a těžební oblast, která zahrnuje povrchový důl. Stále probíhá vyhodnocování vlastností flotační hlušiny při zvětrávání. Výsledky naznačují, že nebude nutné uložit hlušinu pod hladinou vody. Plánovaná opatření jsou proto omezena na hnojení a osázení rostlinami, travním porostem a stromy, aby nedocházelo k větrné erozi horní vrstvy. Hráze kolem úložiště flotační hlušiny a dočisťovací nádrže budou znovu tvarovány pro sklon svahu 1:3 a svahy budou osety travním porostem. [63, Base metals group, 2002] V provozu Aznalcollar byl po havárii do plánu úplné uzavírky porušené hráze a celého odkaliště začleněn havarijní program. Tento program zahrnuje:  odklonění blízké řeky;  vybudování bariéry nepropustné pro průsakovou vodu kolem severní a východní strany hráze;  instalaci hydraulické bariéry zahrnující systém zpětného čerpání na vnitřní straně základové stěny;  přebudování hráze na 3:1 a její pokrytí novou krycí vrstvou;  přetvarování povrchu uložené flotační hlušiny tak, aby byla minimalizována infiltrace a aby byl regulován povrchový odtok;  vytvoření kombinovaného rostlinného krytu na přetvarovaném povrchu uložené flotační hlušiny. Směrem do podloží je krycí vrstva složena z geotextilie, 0.5 metru mocné vrstvy hlušiny, 0.1 metru podkladové vrstvy, 0.5 metru zhutněného jílu, 0.5 metru ochranné vrstvy zeminy a vegetace. [68, Eriksson, 2000] Plán uzavírky pro odkaliště Boliden je popsán v kapitole 3.1.6.3.4. Podle výsledků hydrogeologického modelování bude v provozu Garpenberg horní část odkaliště Ryllshyttan téměř úplně nasycena podzemní vodou. Omezené oblasti podél západní a jižní hráze budou mít částečně nenasycenou horní vrstvu zeminy. Podle plánu uzavírky bude odkaliště pokryto vegetačním krytem. Podle mnoha referencí z jiných míst je očekáváno, že setí přímo bezprostředně do flotační hlušiny s přídavkem živin bude levnější a reálnou možností. Jestliže nastanou problémy, budou uskutečněna opatření pro podporu růstu vegetace, jako například aplikace organické vrstvy nebo jiná. Pokud se v oblastech podél hráze, které zůstanou nesaturovány vodou, vyskytne kyselé prostředí, budou opatřeny ochrannou krycí vrstvou. Hráze, které potenciálně obsahují materiál produkující kyselé důlní vody, budou opatřeny technickou krycí vrstvou zeminy o tloušťce 1,1 metru, obsahující 0,4 metru zhutněné vrstvy jílu jako těsnícího prvku. Před položením krycí vrstvy a vegetačního krytu budou hráze znovu vytvarovány do sklonu 1:2,5 – 1:3. Spodní část odkaliště (část, která je nyní aktivní) je situována tak, že může být garantována pozitivní vodní bilance, takže tato část zůstane pod hladinou vody. Po dobu několika let jsou udržovány kontakty s blízkou papírnou, kdy je možné využít pro účely rekultivace její organický odpad. Tyto kontakty jsou založeny na výsledcích zkušebního programu, který byl spuštěn po dokončení horní části odkaliště v roce 2000. Papírna produkuje kaly s organickým materiálem a popílek, kombinace vlastností těchto produktů představuje materiál vhodný jako krycí vrstva. Dodávka materiálu je dostačující pro pokrytí celé oblasti odkaliště po dobu 5 – 10 let a představuje potenciál pro stabilní a pro životní prostředí vhodné technické řešení.[64, Base metals group, 2002] V provozu Hitura byl vypracován plán návrhu uzavírky a následné péče, ale dosud nebyl schválen úřady [62, Himmi, 2002]. V provozu Lisheen byl plán uzavírky vypracován jako součást počátečních procesů povolování a každoročně je revidován. Předpokládá se, že bude nutné pětileté období aktivní péče „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

149

a desetileté období pasivní péče. Vzhledem k potenciálu tvorby kyselých důlních vod je za nejlepší řešení považováno trvalé pokrytí odkaliště flotační hlušiny vodou. Ochrana hrází proti erozi bude zajištěna vegetačním krytem a pokud to bude nutné, ochrannou vrstvou horniny [75, Minorco Lisheen/Ivernia West, 1995]. Od zahájení výstavby bylo dohodnuto s úřady financování uzavírky (včetně trvalé následné péče) ve výši 14 miliónů EUR (tj. 11 miliónů IRL). [41, Stokes, 2002] V provozu Pyhäsalmi byl vypracován plán uzavírky prvního odkaliště (odkaliště A) a byl prezentován úřadům pro ochranu životního prostředí, ale ještě není oficiálně schválen. Náklady na uzavírku tohoto odkaliště se odhadují na přibližně 1 milión EUR. Neexistují žádné podrobné plány pro další odkaliště, ale náklady na úplnou uzavírku a následnou péči pro oblast nakládání s hlušinou Pyhäsalmi se odhadují na 5,4 miliónu EUR. Náklady jsou každoročně revidovány. Částka 5,4 miliónů EUR potřebná pro financování uzavírky byla rezervována ve výroční zprávě společnosti na financování uzavírky a následné péče. Tato částka však nebyla dosud deponována. Z důvodů ekonomických potíží společnosti neexistuje žádný mechanismus zaručující financování. Je plánováno, že těžba bude pokračovat nejméně dalších 15 let. Bude možné získat zkušenosti dlouhodobého chování materiálu a hrází v odkališti A. Tato zkušenost bude využita pro plánování uzavírky dalších hrází v budoucnosti. Zatím není určeno, jakým způsobem bude odkaliště s flotační hlušinou monitorováno v budoucnosti, tj. po uzavírce. Hlavním cílem následné péče bude zabránit tvorbě kyselých důlních vod z flotační hlušiny (5 – 10 % síry), aby nemusela být shromažďována a upravována voda z drenáží po dlouhou neurčitou dobu. V odkališti A bude hlušina pokryta 80 cm vrstvou zeminy. Spodní vrstva bude z jílovitého a prachového materiálu (mocnost přibližně 30 cm) a horní vrstva bude tvořena morénovým materiálem. Mocnost krycí vrstvy bude určena tak, aby byla zohledněna místní specifická konstrukční kritéria a materiály dostupné na místě. Byly také uvažovány další materiály pro krycí vrstvu, jako například rašelina, písek, atd., ale konečné rozhodnutí vyplývá z technických a ekonomických důvodů s přihlédnutím k využití materiálů dostupných na místě. Střední část odkaliště zůstane pod hladinou vody. Bude vytvořen systém pro regulaci vodní hladiny, který bude zahrnovat dekantační věž a propust. V konečné fázi bude povrch upravené plochy pokryt vhodným vegetačním krytem. [62, Himmi, 2002] Existující a odhadované zásoby rudy představují pro důl Zinkgruvan životnost nejméně 15 let. Plány na rekultivaci oblastí dotčených těžbou jsou vypracovány podle současné úrovně rekultivační technologie. Protože se technologie a požadavky úřadů stále mění, je tento plán považován za model, vytvořený podle současných požadavků a norem. Rekultivace oblastí s dříve uloženou hlušinou začala v roce 1985 výstavbou golfového hřiště s 18 jamkami a byla dokončena v roce 1991, kdy byla ve středu oblasti vybudována plážová oblast s obytnými domy. Nyní probíhá program monitorování recipientu vody z plochy golfového hřiště. Až do doby, kdy bude uzavřeno zařízení provozované v současné době, bude plán uzavírky revidován nejméně každých 5 let. Je plánováno, že současné úložiště hlušiny bude odvodněno a opatřeno krycí vrstvou. Jakmile bude oblast uvedena do původního stavu a rekultivována, bude vrácena zpět původním vlastníkům. V tomto stavu může být využita pro stejné účely jako před těžbou, tj. zalesnění. Časový plán rekultivací závisí na životnosti dolu a nebude spuštěn dokud nebudou ukončeny těžební činnosti, což se nyní odhaduje kolem roku 2025. V závislosti na volbě velikosti plochy odkaliště, která je v současné době odhadována tak, že dosáhne povolené kapacity v roce 2007, může nutnost rekultivace existujícího úložiště nastat dříve. Jestliže úřady budou požadovat vybudování nového odkaliště flotačních hlušin, současné odkaliště bude rekultivováno. 150 „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

V žádosti o nové povolení je primární alternativou rozšíření existujícího úložiště hlušiny. Toto zařízení může technicky, zvýšením hrází, pojmout množství hlušiny odpovídající dalším 25 letům těžby rudy. Zvýšení hráze do výšky odpovídající životnosti dolu bude znamenat, že opatření pro rekultivaci nebudou aplikována před uzavřením dolu. Výjimkou mohou být vnější stěny hrází, které mohou být rekultivovány před konečným uvedením do původního stavu. „Vodní kryt“ na existujícím odkališti není možný, protože plocha uložení hlušiny je příliš malá, než aby garantovala stálou vodní hladinu. Proto musí být vytvořena „suchá“ krycí vrstva tillu, aby byla snížena infiltrace a difúze a zabráněno pronikání vody a kyslíku k flotační hlušině. Po odvodnění odkaliště nebudou hráze dále vystaveny působení tlaku vody. Místo toho budou hráze klasifikovány jako stabilní útvary vytvořené ze zeminy s tlakem podzemní vody. Z tohoto důvodu nemohou být hráze zatopeny a nebudou vystaveny vnitřní erozi, což jsou dva nejčastější důvody porušení hráze. Během vysokého stavu vody (povodně) je důležité, aby bylo zabráněno proniknutí vody do odkaliště. Pro zajištění fyzikální a chemické stability hrází a flotační hlušiny uložené v odkališti, musí být přijata určitá opatření. Dlouhodobá stabilita a přístup pro těžkou techniku mohou být dosaženy zploštěním svahů hráze ze současného sklonu 1:1.5 na sklon 1:2.5 až 1:3. Velká část materiálu potřebného ke zploštění hráze bude dovezena na místo současně s materiálem dodaným na pokračující zvyšování hráze. Svahy a povrch odkaliště budou opatřeny vegetačním krytem pro ochranu proti erozi a estetickému působení na okolní prostředí. Postup konečné rekultivace úložiště flotační hlušiny může být shrnut takto:       

vyhloubení příkopů podél okolních přirozených svahů, přibližně 2 000 metrů odvodnění a zhutnění odkaliště tvarování povrchu odkaliště zploštění vnějších svahů hráze uložení krycí vrstvy pro snížení prašnosti uložení svrchní krycí vrstvy vytvoření vegetačního krytu.

Následující tabulka poskytuje nákres plánovaného krytu. Tento návrh je založen na doporučeních úřadů, mezinárodní praxi a zkušenostech z jiných projektů rekultivace na podobných místech. Návrh krytu se může časem změnit, protože uzavírka je časově vzdálená. Uvedený návrh byl navržen tak, aby dostatečně splnil svůj účel. Je předpokládáno, že kryt bude tvořen následujícími materiály, od shora směrem dolů: 0,2 m

ornice

0,5 m

ochranná krycí vrstva morénového materiálu

0,2 m

drenážní vrstva morénového materiálu

0,2 m

těsnící vrstva materiálu s nízkou propustností

0,2 m

vrstva pro omezení prašnosti, drcená hornina nebo písek a štěrk

-

hlušina

Tabulka 3.25 Struktura krycí vrstvy odkaliště Zinkgruvan [66, Base metals group, 2002]


151

Hladina vody dočisťovací nádrže bude snížena na takovou úroveň, která může být zachovávána přirozenými srážkami v oblasti úložiště. Při této hladině budou obnaženy menší oblasti uložené hlušiny, především v horní (jižní) části odkaliště. Je předpokládáno, že v těchto oblastech bude dostatečné použití krycí vrstvy zjednodušeného typu v porovnání s krycí vrstvou použitou na úložiště flotační hlušiny. Předpokládá se, že zjednodušená krycí vrstva se může skládat z 0,2 metrů ornice a dalších 0,2 metrů morénového materiálu. [66, Base metals group, 2002]

3.1.2.4 Nakládání s hlušinou Na všech lokalitách, kde je ruda dobývána v podzemí, zůstane relativně malá část hlušiny z otvírkových a přípravných prací v podzemí. 3.1.2.4.1 Charakteristika hlušiny Hlušina z těžby na ložisku Aitik byla podrobena rozsáhlému testování (zjišťování vlastností materiálu, modelování dopravy v provozních podmínkách, hydrogeologické stopovací testy, mineralogické složení a geologie). Soubor provedených testů zahrnoval následující:      

silikátová analýza mineralogické výzkumy sledování produkce kyselých důlních vod kinetické testy produkce kyselých důlních vod, například sériový test, kolonový test, test humidity, zkoušky zvětrávání ve velkých lyzimetrech hydrogeologické stopovací testy pro stanovení průtokových cest v hlušině stanovení měrného povrchu.

Terénní pozorování:  in-situ měření koncentrace rozpuštěného kyslíku v závislosti na hloubce v odvalu  teplotní profily v odvalu  hydrogeologické stopovací zkoušky  stanovení efektivního difuzního koeficientu  měření průtoku a chemizmu vody  vodní bilance. Všechna tato zjištěná data byla uplatněna v různých odborných studiích a při plánování nakládání s hlušinou v provoze Aitik. Mezi prováděnými činnostmi je například modelování odhadu vývoje kvality vody za určité období, modelování rovnováhy a kinetického chování pórové vody a chemizmu drenážních vod, výpočty látkové bilance, kombinované hydrogeologické a transportní modelování. Vzhledem k rozsáhlému testování je dokonce možné využít informace z oblasti Aitik k pokusu vyřešit jeden z největších vědeckých problémů v této oblasti – závislost mezi laboratorními zkouškami a skutečnými provozními podmínkami. Z těchto výsledků lze učinit závěr, že v provozu Aitik jsou produkovány dva typy hlušiny – přibližně 65 % hlušiny, která nemá potenciál k tvorbě kyselých důlních vod a 35 % hlušiny, která tento potenciál má. I když je množství hlušiny, které skutečně produkují kyselé důlní vody velmi malé, není možno ho oddělit od hlušiny, které kyselé důlní vody mohou produkovat. Tyto výsledky vedly k rozhodnutí pokusit se ukládat odděleně hlušinu, který nevytváří kyselé důlní vody a minimalizovat prostor, na kterém jsou uloženy hlušiny z těžby vytvářející kyselé důlní vody. Od roku 1999 využívá důl Aitik nový odval pro selektivní ukládání hlušin, které neobsahují sulfidy. Tento odval byl pojmenován „úložiště hlušiny šetrné k životnímu prostředí“. Výsledky tohoto testování byly také využity k vypracování odpovídajícího plánu uzavírky odvalů hlušin. 152 „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

Hlušina šetrná k životnímu prostředí je často analyzována. Aby vyhovovala pro využití mimo těžební prostor a pro uložení na „úložiště hlušiny šetrné k životnímu prostředí“, musí obsahovat méně než 0,1 % síry a 0,03 % mědi s poměrem NP/AP přesahujícím hodnotu 3. Testy provedené různými laboratořemi ukazují, že vlastnosti hlušin umožňují jejich využití jako stavební materiál definovaných vlastností pro silnice a železnice a také jeho použití v asfaltu. [63, Base metals group, 2002] V oblasti Boliden (5 činných dolů) je nakládání s hlušinou založeno na detailní charakteristice, převážně soustředěné na procesy zvětrávání. Hlušiny vytvářející kyselé důlní vody jsou přednostně využívány jako základka. Při těžbě v povrchových dolech je hlušina vytvářející kyselé důlní vody ukládána odděleně a v dole Maurliden je materiál vytvářející kyselé důlní vody dočasně uložen na deponiích a po uzavření povrchového dolu bude zakládán do vytěženého prostoru, kde bude trvale uložen pod hladinou vody. [65, Base metals group, 2002] Hlušinou v oblasti Mina Reocín je především dolomit (vápenec). V počáteční etapě těžby v povrchovém dole byly také produkovány jíly (slíny) a ornice. Byly uloženy odděleně pro budoucí využití při etapě uzavírky. [54, IGME, 2002] V provozu Zinkgruvan je mineralogické složení hlušiny uvedeno v následující tabulce (podle mikroskopické analýzy). Hlušina obsahuje převážně křemen a živec (více než 70 %) a může obsahovat stopová množství sulfidických minerálů. Poměr karbonátů a síry je > 10, hlušina má vysokou pufrační kapacitu a proto nebude vytvářet kyselé důlní vody. Hlušina je pravidelně vzorkována a analyzována na obsah Pb a Zn. Ve většině vzorků byly zjištěny hodnoty 0,3 % Pb a 0,2 % Zn. Hustota drcené hlušiny je 1,75 t/m3, zatímco rostlá hornina má hodnotu hustoty v rozmezí 2,6 až 2,7 t/m3. [66, Base metals group, 2002] Minerál Křemen Plagioklas Mikroklin Biotit Muskovit Amfibol Diopsid Granát

Zastoupení (%) 32,8 1,0 27,3 4,3 1,6 11,7 9,9 4,2

Minerál Epidot Zoisit Kalcit Titanit Zirkon Apatit ostatní Celkem

Zastoupení (%) 0,4 3,1 2,5 0,3 0,3 0,1 0,5 100 %

Tabulka 3.23: Mineralogické složení hlušiny v provoze Zinkgruvan [66, Base metals group, 2002]

3.1.2.4.2 Aplikované metody V provozu Aitik jsou úložiště hlušin situována východně a západně od dolu a zaujímají oblast přibližně 400 ha. V roce 2001 bylo z dolu vytěženo 26 miliónů tun hlušiny, ze kterých bylo 67 % uloženo samostatně vzhledem k jejich nízkému obsahu síry a kovů. Dnešní strategie spočívá v zabránění rozšiřování plochy skládky hlušin, které obsahují sulfidy. V roce 1999 bylo otevřeno nové úložiště hlušiny. Tento odval byl navržen výhradně pro hlušiny bez obsahu sulfidů, aby bylo možné podle povolení použít méně rozsáhlé rekultivační postupy. Navíc kvalita horniny umožňuje její využití jako stavební materiál.


153

Selektivní nakládání s hlušinou nabízí možné úspory nákladů a možné výhodu, pokud může být oddělen materiál s nízkým obsahem síry. Hornina z nadloží má nízký obsah síry a je proto vhodnější pro selektivní ukládání než hornina z jiných částí těžební oblasti. Materiál je tvořen amfibolicko-biotitickou rulou, která je proniknuta pegmatitovými žilami. Amfibolickobiotitická rula je charakterizována různým obsahem amfibolických pásků s obsahem amfibolu, biotitu, křemene a menším obsahem plagioklasu. Pegmatity obsahují většinou živce a křemen. Přesmyky vytvářejí ostré kontakty mezi nadložím a rudní zónou, což umožňuje snadno sledovat kontakt. Je známo, že nadloží neobsahuje měď a předcházející průzkum jádrovým vrtáním nevykazuje změny v podloží. Prováděné analýzy ukazují nízký obsah mědi a síry. Pro zjištění vlastností hlušiny byl vyvinut nový zkušební postup. Tento postup zahrnuje chemické analýzy, sledování kyselinového potenciálu (test ABA) a zkoušky humidity na vrtných jádrech z vrtů v budoucí hlušině. Tato práce vedla k dalším průzkumům. Vzorky drtě z provozních vrtů pro odstřel horniny byly analyzovány z několika míst s pozitivními výsledky. V současné době je zavedena praxe tohoto typu testování hornin pro každý odstřel za účelem rychlého roztřídění materiálu pro uložení na nový odval hlušiny. Materiál by měl být buď amfibolicko-biotitická rula a/nebo pegmatit. Obsah mědi, síry a test ABA nesmí přesáhnout doporučené hodnoty. Všechny výsledky jsou uloženy v databázi. V posledním plánu ukládání hlušiny z roku 1999 jsou regulovány podmínky pro selektivní nakládání s různými typy hlušiny. Kritéria pro selektivní ukládání hlušiny bez obsahu sulfidů jsou: méně než 0,1 % síry, méně než 0,03 % mědi a poměr NP/AP přesahující hodnotu 3. Analýzy provedené na vzorcích odebraných z minimálně 8 vrtů, které reprezentují 150 000 tun hlušiny. Pro zajištění těchto vlastností, musí být vyloučena hornina ze vzdálenosti bližší než 30m od runí zóny. Metoda uzavírky zahrnuje pokrytí úložiště hlušiny bez obsahu sulfidů vrstvou 0,3 metru tillu, případně jiného materiálu jako podkladu pro vegetační kryt. Uzavírka je prováděna v postupných etapách a založení vegetace začne do dvou let po dokončení každého stupně. Povrchová voda a voda z drenáží se shromažďují ve sběrných příkopech a jsou recyklovány jako technologická voda v úpravně. Do sběrných příkopů, kam přitéká voda ze starých částí odvalu hlušinv, v současné době přitéká drenážní voda s vysokým obsahem kovů a nízkou hodnotou pH. Chemizmus vody v obtokových příkopech je velmi ovlivněn složením místních kvartérních sedimentů se zvýšeným obsahem sulfidů v tillu. Hydrogeologické průzkumy ukazují, že odvaly nejsou hydraulicky spojeny s povrchovým dolem. Celá oblast, na které se nacházejí odvaly, je pokryta desetimetrovou vrstvou málo propustného glaciálního tillu uloženého na podložní hornině. Veškerá infiltrovaná voda uniká z odvalu u jejich paty a je snadno shromažďována v příkopech. V 70. letech minulého století byla zjištěna produkce kyselých důlních vod se zvýšeným obsahem mědi. Na základě podrobného průzkumu v letech 1992 – 1993 byl stanoven odhad ročního množství vyluhované mědi z odvalu na 80 tun, z nichž 55 tun pochází ze staré deponie chudší rudy. Odpovídající celkové množství síranů bylo 4 000 tun ročně. Během posledních let byla většina málo výnosné rudy znovu zpracována a nyní je vyhodnocován vliv tohoto procesu na produkované znečištění. Kritickou součástí plánu uzavírky bylo vytvoření opatření na vyřešení problému vzniku kyselých důlních vod. Jako jediné reálné řešení pro odval hlušiny byla navržena technická krycí vrstva. V letech 1993 až 1996 byl vypracován projekt využívající modelování a byla navržena krycí vrstva pro snížení pronikání vody a kyslíku do hlušiny. Cílem bylo dosáhnout 99 % snížení pronikání kyslíku do odvalu. Byly měřeny hydraulické vlastnosti potenciálních materiálů použitelných pro vytvoření krycí vrstvy a bylo zkoumáno mnoho návrhů krycí vrstvy, které zahrnovaly vrstvy morénového materiálu a písku z flotačních odpadů. Na základě modelovacího programu byl vybrán návrh krycí vrstvy pro hlušinové odvaly. Fyzikální testy glaciálního tillu z okolí, např. deponie a skrývky v minulosti nebo budoucnosti, ukazují, že tento materiál může být vhodný pro vytvoření vrstvy vhodné jako bariéra pronikání plynu potřebné kvality. 154 „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

Bylo vyhodnoceno mnoho možných variant krycí vrstvy. Výsledky ukazují, že vrstva o mocnosti 1 m zhutněného morénového materiálu s koeficientem filtrace 1,5 x 10-7 m/sec sníží pronikání kyslíku do odvalu na 1,2 x 10-9 kg O2/m2sec – méně než 1 % referenčního případu bez krycí vrstvy. Z těchto výsledků bylo na základě zkoušek zvětrávání odhadnuto, že snížení úrovně znečištění mědi bude stejného řádu a znamenalo by, že se uvolní méně než 1 000 kg mědi za rok. Sníh snižuje pronikání mrazu. Odhad vlivu mrznutí, které by mohlo ovlivnit dlouhodobou účinnost krycí vrstvy, byl takový, že mráz by mohl pronikat krycí vrstvou do hloubky 0,7 metru. Pronikání mrazu velmi závisí na sněhové vrstvě, která je v oblasti Aitik v zimním období značně vysoká. Aby bylo podpořeno založení vegetačního krytu a aby byla dále zajištěna odolnost stavby vůči pronikání mrazu, bylo navrženo, že bude položena ještě jedna vrchní krycí vrstva o tloušťce 0,3 metru z nezhutněného tillu. Na následujícím obrázku je ilustrováno uzavřený odval hlušiny a navrhovaná krycí vrstva.

Obrázek 3.24: Struktura krycí vrstvy odvalu hlušiny a ilustrace uzavřeného odvalu hlušiny v oblasti Aitik [66, Base metals group, 2002]

Povolení z roku 1997 umožňuje, aby bylo v provozu Aitik zahájeno ve stejném roce pokládání krycí vrstvy na ploše o rozloze 14 hektarů na východní straně odvalu. Tato krycí vrstva se skládá z jednometrové vrstvy morénového materiálu, rozdělené do dvou půlmetrových vrstev, které byly zhutněny samostatně a 0,2 – 0,3 metrové vrstvy ornice. Podle povolení byla maximální hodnota koeficientu filtrace 2 x 10-7 m/sec a míra zhutnění byla 93 % podle Proctorovy zkoušky. Na podzim stejného roku byl povrch nakonec oset trávou. Aby byla odvedena povrchová voda, byly podél etáží a dolů po svazích vybudovány kanály s použitím geotextílie a tillu. Zanedlouho bylo zřejmé, že problém povrchové vody musel být vyřešen tímto způsobem, protože eroze působením tajícího sněhu poškodila krycí vrstvu. Náhradní řešení s využitím nového tillu a hlušiny odolné proti erozi bylo okamžitým řešením, ale pro budoucí etapy pokládání krycí vrstvy muselo být vyprojektováno řešením odvádění povrchové vody tak, aby nebyla ohrožena celistvost krycí vrstvy. Položení krycí vrstvy na svahy nepředstavovalo žádný problém. Sklon svahu 1:3 je dostatečně plochý, aby umožňoval běžný provoz konvenční stavební techniky.


155

V nadcházejících letech budou další části odvalu hlušiny pokryty tak, aby byla minimalizována expozice hlušiny vůči oxidačním podmínkám a aby byly sníženy náklady a minimalizována manipulace s materiálem. Při dalším postupu dolu bude uložení krycí vrstvy synchronizováno s těžbou skrývky. Od roku 1999 využívá důl Aitik nový odval pro selektivní ukládání hlušiny, která neobsahuje sulfidy. Na tento odval bylo dosud uloženo 40 miliónů tun hlušiny. Aby se ověřilo, že hlušina vyhovuje stanoveným podmínkám (obsah síry < 0,1 % síry a 0,03 % mědi a poměr NP/AP větší než 3) je hlušina je často analyzována. V různým laboratořích se provádějí testy křehkosti, stanovení tvrdosti v kulovém mlýnu a stanovení hustoty, které musí prokázat, že vlastnosti hlušiny vyhovují dalšímu použití jako stavební materiál definovaných vlastností pro silnice a železnice, případně její použití v asfaltu. [63, Base metals group, 2002] V hlubinném dole Boliden je velké množství hlušiny zakládáno přímo do vytěžených prostor v dole. Na povrch je dopravena pouze část hlušiny, která není použita k zakládání. Při těžbě v povrchovém dole je veškerá hlušina odvezena z těžebního prostoru a je uložena. Při uzavírce může být do vytěženého dolu zakládána pouze část hlušiny, která vykazuje potenciál k produkci kyselých důlních vod. Během roku 2001 bylo pro zakládání a pro uložení v těžební oblasti Boliden využito následující množství hlušiny. Důl

Hlušina z těžby použitá pro zakládání (tis. tun) 82,1 103,4 127,6

Uložená hlušina (tis. tun) Renström -104,0 Petiknäs -15,7 Kristineberg 4,6 Maurliden 875,7 Akeberg 24,3 -21,0 Tabulka 3.24: Množství uložené hlušiny a hlušiny použité jako základky v oblasti Boliden

Hlušina z ložisek v dolech Petiknäs a Akeberg byla zakládána (tudíž jsou uvedeny záporné hodnoty). Materiál z odvalu dolu Renström byl použit při výstavbě regionální silniční sítě, což významně přispělo ke zmenšení jeho objemu. Obecně lze uvést, že množství ukládané hlušiny jsou relativně malá, s výjimkou povrchového dolu Maurliden. Ukládání hlušiny se provádí na základě podrobné charakteristiky, zaměřené zejména na sledování vlivu zvětrávání. Hlušina vytvářející kyselé důlní vody je přednostně používána přímo k zakládání. Při povrchové těžbě je hlušina vytvářející kyselé důlní vody ukládána samostatně. V dole Maurliden je materiál vytvářející kyselé důlní vody dočasně ukládán v úložišti a po uzavírce bude zakládán do povrchového dolu, kde bude trvale uložen pod hladinou vody. Všechny odvaly hlušiny jsou ohraničeny obtokovými příkopy a příkopy pro shromáždění odtoků z drenáží. Je-li to nutné, může být odtok z drenáže před vypuštěním upraven. Ornice a morénový materiál jsou uloženy samostatně pro budoucí využití při uzavírce těžební lokality.[65, Base metals group, 2002] Při těžbě ložiska mědi Legnica-Glogow produkují Doly Lubin, Polkowice-Sieroszowice a Rudna dva druhy hlušin. První typ hlušiny je produkován při přípravných a otvírkových pracích v podzemních dolech. Vzhledem k odlišnému tvaru ložiska v každém dole je různé i množství hlušiny. Každoročně produkuje důl Lubin přibližně 450 000 tun a důl Rudna asi 600 000 tun. Důl Polkowice-Sieroszowice produkuje desetinásobné množství (6 000 000 tun), protože zdejší ložisko má nejmenší mocnost (0,4 – 3,5 metru) a na mnoha místech se musí vytěžit hlušina i ruda současně a jejich oddělení probíhá až na povrchu. Veškerá hlušina je využita jako tuhá základka ve vyrubaných prostorách nebo jako stavební materiál pro cesty v podzemí. 156 „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

Další část hlušiny, která se vyskytuje pravidelně, pochází z budování šachet (například v roce 2001 bylo z důvodu budování šachty v dole Rudna vytěženo 61 500 tun odpadu hlušiny). Tento materiál je uložen na odvalech, na kterých jsou provedeny krajinné úpravy a rekultivace. [113, S.A, 2003] V provoze Mina Reocín je hlušina uložena do vytěženého prostoru povrchového dolu. Stará úložiště hlušiny vzniklá v počáteční fázi těžby povrchového dolu jsou pokryta zeminou a jsou opatřena vegetačním krytem. Obnova se provádí s využitím jílu (slínu) a ornice, které jsou pro tento účel uloženy odděleně. [63, Base metals group, 2002] V provoze Zinkgruvan je při přípravných a otvírkových pracích každoročně produkováno přibližně 0,2 miliónu tun hlušiny. Na konci životnosti dolu bude po dobu několika let možná těžba rudy bez produkce hlušiny. Hlušina je využita při budování hrází odkaliště, jako základka v dole a také se prodává. Přibližně 0,5 miliónu tun hlušiny je uloženo na povrchu v blízkosti starého povrchového dolu jako protihluková bariéra podél východní části průmyslové oblasti. Veškerá přebytečná hlušina je ukládána na úložiště, která jsou provozována externím subjektem, jenž materiál drtí a dále prodává. Během let 1996 – 2000 bylo prodáno 58 % hlušiny. [66, Base metals group, 2002]

3.1.2.5 Současná úroveň emisí a spotřeby 3.1.2.5.1 Nakládání s vodou a činidly Spotřeba vody Následující tabulka ukazuje spotřebu vody a procentuální podíl recyklované technologické vody v provozech úpravy rud barevných kovů. Opětovné Zpracovávaná Spotřeba vody využití ruda (tun/rok) (m3/tunu) v úpravně (%) Aitik 17 700 000 1,8 100 Almagrera 1 000 000 3,2 0 Oblast Boliden 1 450 000 3,2 0 Garpenberg 984 000 2,9 68 Hitura 518 331 6,2 100 Mina Reocín 1 100 000 2,0 100 Pyhäsalmi 1 250 000 5,3 0 Zinkgruvan 850 000 2,7 63 * voda z dolu je nejprve čerpána do zařízení pro nakládání s hlušinou Lokalita

Podíl ze zařízení na ukládání úpr. odpadu (%) 100 0 0 100* 90 0 0 73

Podíl z dolu (%) 0 0 0 0* 10 100 0 27

Tabulka 3.28: Spotřeba vody a využití / recyklace vody v úpravně

V provozech Pyhäsalmi a Boliden je voda částečně opětovně využita v úpravně. Úpravna Aitik využívá 100 % recyklované vody z odkaliště. Za normálních podmínek je celá spotřeba vody, 31,5 miliónu m3/rok, zajištěna dodávkou recyklované vody z odkaliště. V provoze úpravny je použito přibližně 1,8 m3 vody na jednu tunu rudy. V období tání sněhu je přebytečná voda běžně vypouštěna z dočisťovací nádrže do vodního toku. Vypouštěná voda je kvalitní a není nutné provádět žádnou úpravu (viz kapitola 3.1.2.5.3.). [63, Base metals group, 2002] V dole Garpenberg je důlní voda čerpána do úpravny a je použita jako technologická voda. Předtím je čerpána společně s hlušinou do systému odkališť, kde se při úpravě vody využívá interakce s čerstvým povrchem minerálních zrn čímž dochází k účinné adsorbci všech „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

157

rozpuštěných kovů. Důlní voda z Garpenberg Norra je po vyčiření vypouštěna do vodního toku. Během roku 2001 byla v provoze úpravny Garpenberg spotřeba použité/recyklované vody 1,95 miliónu m3 a spotřeba pitné vody během stejného období byla 0,93 miliónu m3. Množství vypouštěné vody z odkaliště dosáhlo hodnoty 4,55 miliónu m3. Z tohoto objemu bylo přibližně 50 % recirkulováno do úpravny a použito jako technologická voda. Zbývajících 50 % bylo vypuštěno do jezera. [63, Base metals group, 2002] V provoze Hitura je vyčiřená voda z odkaliště recirkulována zpět do procesu. Množství této vody odpovídá téměř ze 100 % celkovému množství vody použité v procesu úpravy. Tento systém ale nevytváří výraznou úsporu činidel, neboť činidla používaná v procesu flotace (xantogenát a pěnič) se v odkališti rozkládají a flotační hlušina spotřebovává kyselinu sírovou. Vodní bilance je prezentována na následujícím obrázku. Obrázek 3.25 Vodní bilance v provoze Hitura

[62, Himmi, 2002]

Množství použité/recyklované vody z odkaliště pro úpravnu (mletí) se v závislosti na srážkách pohybuje v rozmezí 88 až 100 % (0 až 0,4 miliónu m3 do řeky). V dolech na ložisku mědi Legnica-Glogow je čerpáno celkem přibližně 80 000 m3 důlní vody denně. Obsah chloridů se pohybuje v rozmezí od 0,5 do 127 g/l a obsah síranů je kolem 2 g/l. Skutečné množství důlní vody čerpané na povrch je větší a její salinita je nižší z důvodu dalších přítoků vody ze zakládání a proplachování vrtů. Veškerá voda je smíchána a využita v provoze úpravny. [113, S.A., 2003] V provoze Lisheen je recyklována technologická voda, která je doplňována vyčiřenou vodou z odkaliště [73, Ivernia West,] V provoze Pyhäsalmi není v procesu recyklována žádná technologická voda z odkaliště. Důvodem je skutečnost, že sádrovec (CaSO4 x 2 H2O) ve vodě způsobuje problémy s usazováním v potrubí. Existuje zde pouze interní recyklace vody v procesu, kdy je voda ze zahušťovače v procesu flotace pyritu vrácena zpět do mlecího okruhu, aby byla ušetřena kyselina sírová používaná při flotaci pyritu a vápenné mléko při flotaci mědi. Množství vody odpovídá 10 % celkového množství potřebného v úpravně. 158 „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

Voda je čerpána z jezera. Na obrázku je uvedena vodní bilance pro rok 2001.

Obrázek 3.26 Vodní bilance v provoze Pyhäsalmi pro rok 2001 [62, Himmi, 2002]

V provoze Zinkgruvan činí spotřeba vody v provoze úpravny přibližně 2,7 m3/t nebo celkem 2,4 mil.m3/rok. Požadavky na spotřebu vody jsou pokryty čerpáním vody z blízkého jezera a recyklací vody z odkaliště (částečně technologická voda a částečně důlní voda). Největší spotřeba vody je ve vlastním procesu, při tvorbě flotačního rmutu a při chlazení. Celá vodní bilance je zobrazena na následujícím obrázku.


159

Obrázek 3.27 Vodní bilance v provoze Zinkgruvan zobrazená jako průměrné roční průtoky a maximální průtoky při procesu [66, Base metals group, 2002]

Spotřeba chemikálií V následující tabulka jsou uvedeny chemikálie použité v úpravě rud barevných kovů. Kyanid může být použit pro dva účely, jednak jako činidlo pro potlačení sfaleritu, pyritu a některých sulfidů mědi a nebo jako činidlo pro loužení zlata.


Chemikálie Skupina: Flotační činidla Pěniče

Aktivátory

Depresory

pH

Typ:

Almagrera Spotřeba g/t

Mina Reocín Spotřeba g/t

Boliden Spotřeba g/t 1791

Xantogenáty Thiokarbamáty

Lokalita Garpenberg Spotřeba g/t

Hitura Spotřeba g/t

Lisheen Spotřeba g/t

Pyhasalmi Spotřeba g/t

Zinkgruvan Spotřeba g/t

209

300

135 10,9

250

100 – 200

28 Sylvapin MIBC Dowfroth

150

441

90 3102 92

Kyanid sodný Síran zinečnatý Síran železnatý Kyselina octová Chroman sodný Dithiofosforečnan

30 – 40

433

876

500

306 47

234

4 400

30 – 50

15 30

10 55,1

408

3448

773

350 7500

9000 120003

300 – 500 400 – 600

150 1

CMC Ostatní

Bezvodá soda „Flotační činidla“ 19 Oxid siřičitý Nejsou informace o typu sběrače, snad xantogenát Používá se při kyanidovém loužení

43685 56096

30

100 13,5

Ostatní

1. 2.

50 8,8 0,9

Síran měďnatý Sulfid sodný Hydrogensulfid sodný

Vápno Kyselina sírová Hydroxid sodný Kyselina dusičná Kyselina chlorovodíková

Flokulanty

Aitik Spotřeba g/t

1

472 8694 3. 4.

Na základě 100 % H2SO4 Pro destrukci kyanidu po kyanidaci

5. 6.

pH a úprava vody pH a loužení

Tabulka 3.26: Spotřeba chemikálií při úpravě neželezných kovů


161

Jako alternativa ke xantogenátům, používaným jako flotační činidla (sběrače), existuje na trhu mnoho různých chemikálií. Tato flotační činidla jsou na bázi diaryldithiofosforečnanů. Změna těchto flotačních činidel znamenala pro Zinkgruvan změnu flotačního procesu na proces přímé selektivní flotace olovo/zinek. Celkové náklady na chemikálie použité v tomto procesu jsou dvojnásobné v porovnání k nákladům procesu používaného v současné době. To lze vysvětlit tak, že bude použito mnoho jiných chemikálií, tj. síran měďnatý, oxid siřičitý a hašené vápno. [66, Base metals group, 2002] Separace mědi v provoze Neves Corvo se provádí pomocí flotace. Používají se následující flotační činidla:  

dithiofosforečnan, 80 – 120 g/t, pH 10-11 amylxantogenát draselný (PAX), 30 – 40 g/t, pH 11

Separace cínu se provádí gravitačním rozdružováním na nátřasných stolech Holman-Wilfley a následnou flotací kassiteritu. 3.1.2.5.2 Emise do ovzduší Emise do ovzduší pro oblast Boliden jsou diskutovány v kapitole drahých kovů. V provoze Aitik postupují podle komplexního programu monitorování emisí do ovzduší. V lokalitě se nacházejí tři hlavní zdroje emisí:   

emise z procesu sušení koncentrátu; emise z trhacích prací a naftových automobilů, a emise prachu rozptylovaného z celého prostoru včetně odkaliště.

Emise z trhacích prací, naftových automobilů a z procesu sušení koncentrátu nejsou předmětem tohoto dokumentu. Je však nutné uvést, že sušárny jsou postupně nahrazovány filtry. Prašné imise jsou měřeny na 8 monitorovacích místech jako množství sedimentovaných částic. Odebrané vzorky jsou analyzovány, je stanoven obsah mědi v prachu, a celkové množství sedimentovaných částic (normalizované na plochu odběrového zařízení). V následující tabulce jsou shrnuty výsledky pro roky 1999 až 2001. [63, Base metals group, 2002] 1999 Místo měření

S1 S7 S8 S9 S 10 S 11 S 12 S 13

Sedimentované částice mg/m2 za měsíc

1210 450 394 420 1 100 920 690 1 820 520

2000 Cu mg/m2 za měsíc

1,5 0,4 21,4 0,7 0,9 0,7 0,8 0,3


1 910 330 55 550 720 750 1 200 1 360 860

2001 Cu mg/m2 za měsíc


2,5 0,3 19,8 0,3 0,7 0,8 0,8 0,5

Cu mg/m2 za měsíc

3 030 480 23 440 2 610 540 480 1 000 780

2,6 0,4 12,7 1,0 0,5 0,5 0,9 0,4

Tabulka 3.30: Měření celkového množství sedimentovaných částic a výsledky obsahu Cu v prachových částicích v provoze Aitik [63, Base metals group, 2002]


162

V provoze Garpenberg existují dva hlavní zdroje emisí do ovzduší:  emise z procesu sušení koncentrátu;  ventilace z dolů (SO2, NO2 a CO2) [6, Base metals group, 2002] V provoze Hitura byly jako hlavní zdroje emisí do ovzduší identifikovány:  

prach vznikající při technologii ukládání na odkaliště a úpravny prach z komunikací.

Příslušná oblast je monitorována na několika odběrových místech. Prach z odkaliště je problémem v období sucha a při větrném počasí. Byly podniknuty pokusy zabránit prášení pokrytím břehů zeminou a aplikací suspenze vápenného mléka na břehy ihned po jejich zvýšení. Také hladina vody v odkališti je v letním období udržována co nejvýše a ukládání hlušiny je prováděno tak, aby byly břehy co nejvíce mokré. [62, Himmi, 2002] V ložisku mědi Lenica-Glogow existují tři typy emisí do ovzduší:   

prach, těžké kovy, emise SO2 a NO2 z ventilačních šachet podzemních dolů; prach, těžké kovy, emise SO2 a CO2 z úpraven rudy; emise prachu ze suché části odkaliště.

Pokud jde o poslední typ emisí, je to břeh, který tvoří významný zdroj emisí prachu, obzvláště při větrném počasí. Aby bylo sníženo množství prachu, byla na hřebenu hráze vytvořena vodní „clona“. Navíc, aby byl stabilizován povrch v oblastech, které jsou dočasně vysušeny, je z vrtulníku rozprašována emulze asfaltu. V současné době je testována další vodní „clona“. „Clony“ jsou instalovány ve vnitřním prostoru odkaliště na březích ve vzdálenosti 150 metrů, a jsou uvedeny do provozu v době, kdy je suchá část (po odstranění asfaltového krytu) použita pro budování hráze. V blízkosti odkaliště byl nainstalován systém pro monitorování ovzduší. Systém se skládá ze tří nepřetržitě měřících stanic, jedné meteorologické stanice a jedné centrální stanice. Měřící stanice jsou vybaveny zařízením pro měření prašnosti v ovzduší FAG, které měří celkový obsah tuhých znečisťujících látek (TZL). Je také nainstalována ještě jedna stanice, která slouží pro účely místního dozorového úřadu. V následující tabulce jsou zobrazeny výsledky imisí tuhých částic. Měřící místo (vzdálenost od hráze)

Průměrné roční celkové množství TZL (celkem, µg/m3) Rok 1999 Rok 2000 34,3 29,2

Rok 1998 Rudna 36,3 (1 000 m jihovýchodně) Kalinowka 33,9 29,1 (600 m severovýchodně) Tarnówek 35,7 34,0 (500 m jihozápadně) Stanice místního úřadu 24,3 18,0 (1 800 m jihovýchodně) Tabulka 3.31: Imise prachu z odkaliště v ložisku mědi Legnica-Glogow [113, S.A, 2003]

Rok 2001 33,6

28,7

30,2

31,3

23,9

14,8

12,7

Dále jsou měřeny průměrné roční koncentrace celkového množství tuhých látek (TZL) a obsahu kovů v okolním ovzduší v blízkosti (60 – 2 250 m) odkaliště. V následující tabulce jsou uvedeny výsledky za rok 2001.


163

Velikost částic (celkem)

D241 Dam2 1. 2.

(µm) 1,0-70,0 12,7

Kov

Cu (µg/m3) < 0,01-0,07 0,019

Pb (µg/m3) 0,05-0,26 0,099

Zn (µg/m3) 0,001-1,321 0,151

Cd (µg/m3) 0,0001-0,0226 0,0007

As (µg/m3) 0,0001-0,0515 0,0038

rozsah výsledků měření za 24 hodin průměrná roční hodnota

Tabulka 3.32: Průměrné roční koncentrace celkového množství tuhých znečisťujících látek a obsahu kovů ve volném ovzduší v blízkosti (60 – 2 250 m) odkaliště v ložisku mědi Legnica-Glogow [113, S.A., 2003]

V provoze Lisheen jsou emise do ovzduší monitorovány pomocí následujících měření:  bodového zdroje  volné ovzduší  úložiště prachu. [41, Stokes, 2002] V následující tabulce jsou uvedeny emise v roce 2001. Parametr Tuhé částice Oxidy dusíku Oxid uhelnatý Oxid uhličitý

Jednotka kg/rok kg/rok kg/rok kg/rok

Množství 3 375 243 266 129 546 186 713 872

Tabulka 3.30: Emise do ovzduší v provoze Lisheen [76, Irish EPA, 2001]

V provoze Pyhäsalmi byly jako hlavní zdroje emisí identifikovány tyto:    

prach a SO2 ze sušení koncentrátu v provoze úpravny prach z odkaliště prach z prostoru nakládání koncentrátu prach z komunikací v těžební oblasti.

Emise prachu jsou měřeny na několika odběrových místech. Hlavním účelem je lokalizace oblasti, které je ovlivněna imisní zátěží. Od roku 2001 jsou emise kontrolovány automatickým zařízením, které provádí kontinuální měření. Emise prachu z prostoru odkaliště jsou problémem v období sucha. Byly provedeny pokusy zabránit prášení rozprašováním suspenze vápenného mléka na břehy. [62, Himmi, 2002]


164

3.1.2.5.3 Emise do vody Následující tabulka sumarizuje celkové emise do vody z úpraven barevných kovů.

Parametr Odtok Ca SO4 CHSK Tuhé č. Al As Cd Co Cr Cu Fe Mn Hg Ni Pb Zn N Cl1. 2.

Aitik

Boliden

Garpenberg

Lokalita Hitura

2001 6,44 446,0 1,71) 5,3 0,21) 36,0 0,1 5,11) 0,1 34,6 17,0

2001 11,10 156 1 72 191 1070 -

2001 2,60 6,2 18 0,8 25 40 0,3 52 586 6,52)

Rok 2000 0,08 254 0,9 24 107 -

Jedn. mil.m3 t/rok t/rok t/rok kg/rok kg/rok kg/rok kg/rok kg/rok kg/rok kg/rok kg/rok kg/rok kg/rok kg/rok kg/rok t/rok

LegnicaGlogow

Lisheen

Pyhasalmi

2001 21,1 26 164 58 742 654 633 422 591 1 160 1 435 9 495 6,33 3 376 949 130 176 269

2001 22,9 51,4 89,4 2 465 8,1 17 28,5 1 412 565 0,6 311,9 263 2 321 40 892 -

2000 6,89 4 727 12 057 334 47,1 7 309 9 141 1 464 -

Rozpuštěné kovy, před okyselením je vzorek přefiltrován Rok 2002

Tabulka 3.34 : Celkové roční emise z úpraven barevných kovů vypouštěné do vody

Celkové množství vody vypouštěné za rok z provozu Zinkgruvan bylo 1,5 miliónů m3. Tabulka 3.35 dokumentuje chemické složení vody vypouštěné z odkaliště

Parametr pH Susp. část. NEL Měď (rozp.) Měď (celk.) Zinek Olovo Kadmium Arsen Chrom Rtuť Železo Hliník N-celkový

Aitik

Garpenberg

2001 7,1 2,1 7,3 1,7 0,02 0,004 0,3 0,004 0,009 8 38,5 2,6

2001 10 2,4 0,1 15 218 20 0,37

Jedn.

mg/l mg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l mg/l

9 -

Lokalita Legnica-Glogow Rok 2001 7,9 30

68 45 (celkem) 160 (celkem) 28 (celkem) 20 (celkem) 55 (celkem) 0,3 (celkem) 450 (celkem) 6,16 (celkem)

Zinkgruvan 2001 7,5 3,1 2,7 220 27,3 0,3 1,9 < 1,0 < 0,1 5,4

Tabulka 3.35: Koncentrace složek ve vodách z úpraven neželezných kovů


165

V provoze Aitik je vzorkování vody prováděno v místě vypouštění (dočisťovací nádrž) a na 12 vzorkovacích stanicích v říčním systému podle programu pravidelného monitorování. Ve vzorcích je sledován obsah několika kovů, je stanovena hodnota pH, celkový obsah dusíku, síranů, vodivost a zákal. Během roku 2001 byla voda vypouštěna do řeky Leipojoki pouze z dočisťovací nádrže. Z recyklační nádrže ani z recyklačních kanálů nebyla žádná voda vypouštěna [63, Base metals group, 2002]. Emise do vody z odkaliště Boliden jsou podrobně popsány v kapitole drahých kovů. V provoze Garpenberg postupují při monitorování povrchových vod a také při kontrole a vzorkování vodního toku podle obsáhlého programu monitorování, který probíhá v rámci integrovaného programu pro oblast povodí (největší řeka v oblasti). Tento program zahrnuje odběr vzorků pro analýzu vody, zkoumání ryb, sedimentů a fauny ze dna toku. Voda vypouštěná z odkaliště je vzorkována automatickým vzorkovačem každé dvě hodiny a jednou měsíčně je vytvořen průměrný vzorek. V systému odkaliště/dočisťovací nádrž je získaná voda v dostatečné kvalitě pro technologické využití i pro vypouštění do vodního toku. Hlavními znečišťujícími látkami jsou zinek a dusík především z důlní vody. Důlní voda obsahuje přibližně 4,5 mg/l Zn a až 50 mg/l celkového dusíku. Největší snížení obsahu zinku vypouštěného ve vodách je dosaženo tím, že je důlní voda čerpána společně se suspenzí hlušiny do odkaliště, kde se zinek adsorbuje na povrchu minerálních částic. Laboratorní zkoušky ukázaly, že tato metoda efektivně snižuje koncentraci zinku v důlní vodě z hodnoty 4,5 mg/l na hodnotu < 0,2 mg/l za 40 minut. Dusíkaté látky jsou v odkališti a dočisťovací nádrži částečně odbourávány. V roce 1998 bylo odhadnuto, že z důlní vody bylo do systému přidáno asi 10 tun dusíku. [64, Base metals group, 2002] V provoze Hitura byly zaznamenány průsaky do podzemní vody pocházející odkaliště. Přesné údaje nejsou k dispozici. Byl snížen průtok podzemní vody a kontaminovaná voda je čerpána zpět a následně je odváděna do řeky [62, Himmi, 2002]. V ložisku mědi Legnica-Glogow musí být ze systému vyřazeno odkaliště, které udržuje rovnováhu vody v systému včetně salinity. Průměrné množství vyčiřené vody je 60 000 m3/den. Voda obsahuje 16 – 20 g/l nerozpuštěných látek. Vypouštěná voda je čerpána do řeky Odry potrubím o délce 17 km. Množství vypouštěné vody je regulováno tak, aby odpovídalo současnému průtoku řeky. Celkové množství chloridů a síranů v řece Odře nesmí překročit hodnotu 500 mg/l. Aby byly eliminovány místní vyšší koncentrace tuhých látek v řece, vypouští rozvodný systém vodu u dna podél celého průřezu řeky. Koncentrace nerozpuštěných látek se ve vodě vypouštěné z odkaliště mění v závislosti na současném objemu vody v odkališti a na povětrnostních podmínkách. Protože nerozpuštěné látky obsahují těžké kovy, je do provozu dočasně uvedena úpravna vody, aby obsah nerozpuštěných látek ve vypouštěné vodě pokles na hodnotu < 50 mg/l. Technologie úpravy vod je založena na koagulaci (koncentrace chloridu železitého je přibližně 300 mg/l) podporované polyelektrolytem Praestol (1 mg/dm3) a následném usazování v lamelové usazovací nádrži. Tabulka 3.34 a Tabulka 3.35 ukazují celkové emise do vody a koncentrace složek v emisích z odkališť. [113, S.A, 2003] V provoze Lisheen je arsen odstraňován síranem železitým, pokud jeho koncentrace ve vypouštěné vodě překročí hodnotu 0,0048 mg/l. Arsen je tedy vysrážen jako meta-stabilní sloučenina arseničnan železitý. Podobný postup se používá v případě, kdy je do procesu přidáván jako potlačující složka kyanid. Pokud se koncentrace ve vypouštěné vodě přiblíží hodnotě 0,048 mg/l, musí být kyanidy odbourány [75, Minorco Lisheen / Ivernia West, 1995].


166

V provoze Zinkgruvan představuje systém odvalů a odkaliště velmi dobré zařízení pro úpravu technologické a důlní vody vzhledem ke své vysoké absorpční kapacitě. Při úplném využití vlastností systému a průchodu veškeré důlní a technologické vody systémem bylo dosaženo významného snížení vypouštěného zinku za posledních 15 let, což je ilustrováno na následujícím obrázku.

Obrázek 3.28: Průměrná roční koncentrace zinku (v mg/l) v přebytečné vodě z dočisťovací nádrže vypouštěné do vodního toku a vypočtený transport (kg/rok) 1984 – 2000 [66, Base metals group, 2002]

3.1.2.5.4 Kontaminace půdy V oblasti přibližně 400 metrů kolem odkaliště Hitura byla zjištěna kontaminace půdy. V provoze Pyhäsalmi byla pozorována kontaminace půdy v blízkém okolí provozu. Tento stav byl způsoben distribucí pyritu v prašné depozici. Při analýzách půdy nebyly zjištěny žádné významné obsahy kovů ani chemických látek. [62, Himmi, 2002] Na ložisku mědi Legnica-Glogow je každoročně sledována kontaminace půd na 54 místech, která se nacházejí v blízkosti (50 až 2000 metrů) odkaliště. Výsledky získané v letech 1996 – 2001 naznačují, že vyšší koncentrace mědi v půdě byla zjištěna pouze v nejbližším okolí hráze. Koncentrace dalších kovů jsou na hodnotách pozadí. [113, S.A., 2003]


167

3.1.2.5.5 Spotřeba energie Následující tabulka sumarizuje spotřebu energie při procesu úpravy rud barevných kovů. Spotřeba energie

Důl Úpravna, celkem

Mletí Odvodnění Odkaliště Nakládání s hlušinou Celkem el. energie Celkem všechny energie Zpracovávaná ruda 1.

Jedn.

Lokalita Aitik

Boliden

Garpenberg

Hitura

kWh/t1 kWh/t1

-

-

-

32,8

Neves Corvo 21,44 36,95

Pyhasalmi

Lisheen

34,9

47,3

Gwh1 kWh/t1 kWh/t1 kWh/t1 kWh/t1

11 – 12 2 -

22 2 -

3 -

0,22 1 -

24,93 1,28 1,97 -

3,9 1,6 -

53,4 20,6 -

kWh/t1

22,1

-

-

-

-

-

-

GWh

545,5

241,6

123,5

-

-

-

-

-

-

1,75

1,25

1,15

kWh/t

30,7

148

126

-

milióny tun

17,77

1,45

0,98

0,52

Elektrická energie

Tabulka 3.36: Spotřeba energie v úpravnách rud neželezných kovů


168

4. TECHNIKY UVAŽOVANÉ PŘI URČOVÁNÍ NEJLEPŠÍCH DOSTUPNÝCH TECHNIK (BAT) V kapitole je prezentována celá řada technik pro prevenci nebo redukci emisí a technik pro prevenci nebo pro maximální zmírnění nehod ve shodě se subkapitolou 6.3 sdělení (COM(2000)664). Uvedené techniky jsou v současné době dostupné a aplikovatelné.

4.1 Základní principy Jestliže je hornická činnost prováděna (dobývání, úprava nerostných surovin, ukládání flotačních hlušin a hlušin z těžby nerostných surovin) v souladu s charakteristikou hlušin z těžby a úpravy a ihned se uvažuje s rozdílnými chemickými, fyzikálními a biologickými interakcemi, které mohou nastávat vlivem těžby a úpravy, pak jsou environmentální problémy a stejně tak i ekonomické náklady vznikající s nakládáním s hlušinami sníženy, [21, Ritcey, 1989]. Nakládání s hlušinami z úpravy a těžby, které zahrnuje také vodní hospodářství je obvykle integrální částí životního cyklu těžby, stejně jako úprava [45, Euromines, 2002]. Správný management hlušin z těžby a úpravy zahrnuje zhodnocení alternativní volby pro:  minimalizaci vznikajících objemů hlušin z těžby i úpravy, například vhodnou metodou těžby (povrchová/hlubinná těžba, různé metody hlubinné těžby)  maximalizaci možností pro alternativní využití flotačních hlušin a hlušin z těžby například:  použití ve směsích  použití při rekultivaci jiných ložisek  použití pro základku  Úprava flotačních hlušin a hlušin z těžby takovým procesem, který minimalizuje jakékoliv environmentální nebo bezpečnostní riziko:  odpyritizování  přídavek materiálu se schopností pufrace Nejefektivnější cestou snížení množství hlušin z těžby je těžba rud hlubinným dobýváním místo povrchovým dobýváním. Povrchové dobývání však může mít ekonomické výhody ve srovnání s hlubinným dobýváním, které úplně přeměňuje rudu a mineralizaci. Při povrchovém dobývání je často možné využít větší část ložiska. Avšak, jak vyplývá ze subkapitoly 2.2 existuje celá řada aspektů, které se musí vzít do úvahy při výběru dobývací metody, například povrchová nebo hlubinná těžba, nebo kombinace obou možností. Jedním z takových aspektů je nakládání s hlušinami z těžby, zatímco bezpečnost, pracovní podmínky, náklady, optimalizace využití zdroje, stabilita, geometrický tvar a hloubka uložení ložiska jsou příklady dalších aspektů, které mohou ovlivnit rozhodování při výběru dobývací metody. Při kterékoliv použité dobývací metodě, není zájmem vlastníka produkovat více hlušiny než je bezpodmínečně nutné, neboť nakládání s hlušinami je oblast, která obvykle vytváří náklady těžební společnosti, s velmi malým nebo žádným ziskem pro společnost. Za účelem určení použité techniky, která bude nejvhodnější pro specifické podmínky z hlediska environmentálních, bezpečnostních, technických a inženýrských aspektů se používá riziková analýza [45, Euromines, 2002]. Za účelem určení možných příčin nehod na odkališti a za účelem prevence možných budoucích havárií, se uvažují otázky „co když“? To umožňuje počítat s několika scénáři. Musí být vypracovány plány založené na základě možných dopadů, bezpečnostních hledisek a požadavků těchto scénářů. Velmi podstatné je, aby s těmito plány byli pracovníci seznámeni a rozuměli jim.


301

Jakákoliv hlušina z úpravy nebo z těžby, jejímuž vzniku se nemůžeme vyhnout (z důvodu přístupnosti k ložisku, bezpečnosti atd.), a která není vhodná pro alternativní využití (z důvodu fyzikálních nebo chemických vlastností, ceny dopravy, nedostatku poptávky) vyžaduje vhodnou strategii managementu zaměřenou na zajištění:  bezpečného, stabilního a efektivního managementu flotačních odpadů a horninové hlušiny s minimalizací rizika havarijního úniku do prostředí v krátkodobém, středním a dlouhodobém období.  minimalizaci množství a toxicity jakéhokoliv kontaminantu, který je uvolňován nebo uniká z úložiště  progresivního snížení rizika v čase. Jestliže je produkován více než jeden typ flotačních hlušin a horninových hlušin, jejich budoucí využití pro alternativní účel nebo pro recyklaci bude usnadněno jejich oddělením podle typu. Na druhé straně však míchání různých typů flotačních odpadů a/nebo horninových hlušin se stává dobrou možností environmentálního managementu, jestliže jím může být dosažena jako výsledek například minimalizace ARD.

4.2 Management životního cyklu Efektivní snížení rizika poruchy může být dosaženo zájmem provozovatele prosazením vhodných aplikací dostupných technologií pro návrh, provoz a uzavření odkaliště nebo odvalu během celého období provozu (životnosti).

4.2.1 Fáze plánování Pro dosažení environmentálně odpovědného managementu flotačních odpadů a horninových hlušin je důležité, aby byl od samého počátku provoz navržen z hlediska následného uzavření, a aby byla příslušná pozornost věnována kvantifikaci dlouhodobého environmentálního působení a následků odkaliště a odvalu. Následující obrázek ilustruje informační tok pro návrh uzavření složiště.

Obrázek 4.1 : Znázornění toku informací pro návrh uzavření složiště

302


V tomto oddílu jsou popsány úvahy, které musí být provedeny ve fázi navrhování odkaliště nebo odvalu horninových hlušin. Pokud není uvedeno jinak, tato informace je převzata z „Canadain guide to the management of tailings facilities“ [18, Mining Association of Canada, 1998], „Framework for mining waste management [45, Euromines, 2002] a personálních sdělení členů TWG.

4.2.1.1

Základní environmentální úvahy

Následující přehled úvah by měl být brán na zřetel při sběru a porovnávání základních environmentálních informací pro výběr lokality, návrh a provoz odkaliště. Stejné základní informace jsou důležité pro vytvoření plánu uzavírky a programy environmentálního monitoringu. Podrobnější seznam může být nalezen ve speciálních směrnicích pro environmentální hodnocení. 

musí být identifikovány existující zdroje, využití existujících zdrojů a využití území v oblasti odkaliště a v oblasti s potenciálem větších dopadů, zejména:  využití území a využití vody:  současné a historické využití zahrnující rekreační využití, parky, lidská sídla, zdroje pitné vody, archeologické lokality, hornictví, lesnictví, zemědělství, lovectví a rybářství.  vlastnictví půdy:  ustavení práva získat nezbytnou půdu pro odkaliště/odval  identifikace vlastnických vztahů k půdě a nerostným ložiskům



musí být shromážděny základní vědecké informace – základní environmentální vědecká data vztahující se k oblasti projektovaného odkaliště, která zahrnují:  fyzikální:  klima (například teplota, proudění vzduchu, srážky, výpar, opakující se periodické záplavy, srážky a odtok, znečištění ovzduší)  voda (například hydrologie, vymezení povodí a sítě toků, průtok, hloubka dna jezer, podpovrchová hydrogeologie a charakteristika jakosti podzemní vody, povrchová voda a charakter sedimentů)  geomorfologické tvary terénu  geologie a geochemie (například povrchový pokryv – typ, umístění, hustota, propustnost), stratigrafie, geomorfologie, mineralogie, geochemické pozadí)  topografie (například regionální a detailní topografické mapy, stereoskopické letecké fotografie, satelitové snímky)  půdy (například vzorkování a charakteristika půd)  přírodní rizika (sesuvy půdy, laviny, seismické projevy, záplavy, účinek mrazu)  informace zahrnující lokality starých důlních děl v blízkosti nebo pod odkalištěm/odvalem 



biologické:  identifikace ekosystému  terestrický průzkum (například flora, přírodní pastviny, fauna, ohrožené a mizející druhy, migrační druhy)  akvatický průzkum (bentos, bezobratlí, ryby, vodní rostliny)

základní socioekonomická data – musí být shromážděna základní sociekonomická data významná pro oblast plánovaného odkaliště, která zahrnují:  historický přehled  obyvatelstvo (zdraví, vzdělání, kultura, demografie)  regionální ekonomiku  identifikaci socio-ekonomických problémů, které mohou vzniknout při realizaci projektu odkaliště „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

303

Základní studie je obvykle provedena jako součást hodnocení environmentálních vlivů (EIA). Zkoumání základních informací identifikuje rozsah potenciálních zdrojů rizika na lokalitě a poskytuje data popisující tyto zdroje. Tím poskytuje kvantifikaci pro předpověď environmentálních dopadů navrhovaného řešení a databázi podle níž mohou být v budoucnu posuzovány změny v kvalitě prostředí [25, Lisheen, 1995]. Dobře provedená základní studie poskytuje rovněž významná data pro další návrh, vytyčení a plánování lokality. Je třeba poznamenat, že obsah základní studie musí být stanoven případ od případu. Například rozsah záleží na typu a rozměru navrhovaného provozu. Stanovení koncentrací kovů pravděpodobně nebude významné tam, kde znečištění kovy může být vyloučeno od počátku. Příloha č.3 ukazuje konkrétní příklad rozsahu základní studie provedené v nedávné době.

4.2.1.2

Charakteristika flotačních hlušin a hlušin z těžby

Pro správný management odkaliště nebo odvalu je kritická správná charakteristika ukládaného materiálu. Charakteristika materiálů bude určovat jak má být řízeno nakládání s hlušinou z těžby i úpravy během těžby (technika ukládání, zabezpečovací měření atd.), při uzavírce (požadavky a technika při uzavírání) a v období po uzavření (odhad dlouhodobého chování). V ideálním případě jsou hlušiny z úpravy a těžby řádně charakterizovány před zahájením provozu a výsledky jsou plně zahrnuty do návrhu konstrukce složiště a plánů řízení. Charakteristika zahrnuje fyzikální a chemické parametry, které umožňují odhad krátkodobého, střednědobého a dlouhodobého rozpouštění/zvětrávání (uvolnění prvků) stejně jako jeho geotechnické chování. Při takové práci, která je často prováděna v jednotlivých fázích na základě dosažených výsledků, je používána celá řada metodik, které zahrnují relativně jednoduché analýzy až po více sofistikované vyluhovací experimenty, aby bylo možno vytvořit odhad komplexního intepretačního modelu. Pro konstrukci složiště se používá následující charakteristika rudy, hlušiny z těžby (jestliže se používá pro konstrukci hráze pro stejný materiál) a hlušiny z úpravy: 

charakteristika rudy a hlušiny z těžby  množství v rezervě  mineralogie  chemické vlastnosti  fyzikální a inženýrské vlastnosti  kyselinotvorný potenciál  vyloužitelné polutanty  změny rudy během životnosti dolu  rudy s nízkou kovnatostí a množství hlušiny  kinetické testy  zrnitostní analýza  hydrologické vlastnosti9

Charakteristika flotačních hlušin zahrnuje základní popis fyzikálních a chemických vlastností, mezi které patří:  denní/roční výstupy a celková kvalita 9

Mineralogy hydrologic properties are essential in performing geochemical –water quality, reactivity prediction, and mass loadingestimates ( Walder et.al.in prep., Environmental Geochemistry of Ore deposits, pp.250)

304


           

velikost částic tuhé flotační hlušiny nebo suspenze, hustota rmutu (% tuhé částice) hustota stabilita/plasticita chemie kapalné fáze kyselinotvorný potenciál geochemická charakteristika (obsah kovů, chování během loužení) pórová voda chování při konzolidaci kinetické testy mineralogie hydrologické vlastnosti10



charakteristika technologie úpravy nerostných surovin  použité chemické látky, jejich koncentrace a množství  požadavky na recirkulaci vody  technologický proces úpravy nerostných surovin (například rozklad kyanidů)  ostatní přítoky do odkaliště  potrubí a další rozvody  možnost pro povrchové a podzemní zakládání  využití flotačních hlušin pro základku [18, Mining Association of Canada, 1998] Zavádění ekonomicky efektivní techniky pro nakládání s odpady z těžby a úpravy vyžaduje přesný odhad chování zbytkových minerálů v přírodním prostředí. Pro účely charakterizace odpadů z těžby se mezinárodně používá celá řada testovacích procedur včetně možnosti odhadů kyselinotvorné produkce a uvolňování těžkých kovů. Účinnost těchto nástrojů vychází z úvahy významnosti chemických a mineralogických proměnných a dále na faktorech ovlivňujících ukládání a na vývoji plně dokumentovaných standardizovaných technik pro charakterizaci důlních odpadů a dalších materiálů. Přehled dostupných metodik pro charakterizaci geotechnických a geochemických vlastností hlušin z úpravy a těžby je uvedena v příloze 4. Za účelem odhadu průtoku a kvality drenážních vod pro příslušnou lokalitu jsou tyto charakteristiky kombinovány s relevantími daty (informace získané ze základních studií). Při interpretaci se musí brát v úvahu různé vlivy mezi laboratorními a polními testy. Pro odhad různých optimálních podmínek řízení se obvykle používají výpočtové modely.

10

Mineralogy hydrologic properties are essential in performing geochemical –water quality, reactivity prediction, and mass loading-estimates ( Walder et.al.in prep., Environmental Geochemistry of Ore deposits, pp.250)


305

4.2.1.3

Studie a plány pro odkaliště/odvaly

Následující text je přehled ze studií a plánů, které byly vytvořeny pro konstrukci aktuálních odkališť/odvalů na adekvátní úrovni s detaily vztaženými pro jednotlivá stadia (pojmový, přípravný a detailní stupeň rozpracování) a řízení při vlastním provozu a uzavírce:  dokumentace pro výběr lokality  hodnocení vlivů na životní prostředí  hodnocení rizik  krizový plán  plán ukládání  vodohospodářská bilance a plány řízení  plán úzávěry Seznám v přehledu uvedených plánů reprezentuje pouze minimální požadavky. V praxi, případ od případu mohou být začleněny ještě další přídavné aspekty. [18, Mining Association of Canada, 1998] Uvedené body jsou vypracovány ve větším detailu v dalším textu Výběr lokality Operátor vybere preferovanou lokalitu a připraví dokumenty na jejichž základě byla vybrána, včetně diskuse o dalších studovaných a odmítnutých alternativních místech. Dále musí být zjištěno jak veřejnost přijímá problémy týkající se projektu (tj. požadavky vnitřních a vnějších akcionářů). Problémy, které musí být uvažovány při výběru lokality: 



306

environmentální úvahy  požadavky na úpravu vypouštěné vody  vypouštění (emise) do povrchových vod  emise do podzemních vod (zvodně)  historické využití povodí  pozaďové environmentálnín podmínky  vliv na vegetaci, živočichy v přírodě a život ve vodě  přírodní flora a fauna  archeologické úvahy  potenciální emise do ovzduší  estetické úvahy  koncepční vodní bilance plánovací úvahy  přístupnost (výstavba komunikací)  vzdálenost od úpravny  relativní výškový rozdíl od úpravny  vzdálenost od obydlené zóny a zóny lidské aktivity  topografie  existující využití území a zdrojů  vlastnictví půdy a právo těžby  transportní koridory, energetické sítě, atd.  povodí a povrchové území  objemová kapacita  objem odkaliště/poměr objemu vody v odkališti a ukládací kapacity  geologie včetně potenciálních rudních těles  dostupnost stavebního materiálu  konflikty s těžbou  podmínky pro založení hráze  podmínky podloží odkaliště  rizika na vodním toku směrem po proudu


          

hydrologie podzemní voda, průsaky kontaminace potenciální oblast ovlivnění rizika pro lidské zdraví a životní prostředí schéma vodního hospodářství a předběžná vodní bilance plán těžby plán ukládání předběžné struktura opatření pro zachycení manipulaci s vodou předběžný odhad finančních nákladů založený na předběžných úvahách koncepční rizika zdravotní a bezpečnostní rizika



úvahy o uzavírce/rekultivace:  požadavky na zaplavení  potenciál pro ozelenění  dlouhodobá fyzikální a chemická stabilita  snadnost zavedení permanentního odtoku  snížení/kontrola kyselých důlních vod a další polutantů, kontrola polétavého prachu  dlouhodobé řízení, požadavky na monitorování a úpravu



úvahy o vývoji, provozu a uzavírce:  kapitálové náklady  náklady na transport hlušiny  náklady na provoz odkaliště a řízení  náklady na uzavírku  náklady na tunu upravené rudy

Posuzování vlivu na životní prostředí (EIA) Pro účely získání souhlasu akcionářů a dodržení směrnic pro umístění nového odkaliště/odvalu je často nutné a legislativou požadováno posouzení vlivů na životní prostředí (EIA). V členských zemích EU je EIA řízena vyhláškou 97/11EX ze 3. března 1997 11pozměňující vyhlášku 85/337/EEC ze dne 27. června 1985 o posuzování vlivu na životní prostředí 12. Směrnice povoluje členským státům rozhodovat, pro které aktivity je EIA potřebná a kdy ne. Příloha č.1 směrnice uvádí, že v případě, kdy povrchové lomy mají rozlohu větší než 25 ha je EIA závazná. Příloha č.2 uvádí, že členské státy mohou samy rozhodnout zda-li v případě hlubinné těžby a pro malé lomy a menší povrchové doly bude EIA prováděna. Informace, které musí být pro EIA provozovatelem zajištěny jsou popsány v příloze č.IV směrnice o EIA. Webovské stránky http://europa.eu.int/comm/environment/eia/home.htm poskytují nadbytek informací a návodů týkajících se EIA. Základní studie udává, jaké podmínky byly na lokalitě před zahájením těžby. Tím je zabezpečen podklad pro identifikaci jakéhokoliv ovlivnění a ocenění možných následků. Detailní rozsah základní studie a posuzování vlivu na životní prostředí je obvykle definován ve shodě s požadavky organizace, která vydává svolení. Může být také často doplněna podle požadavků ostatních akcionářů.

11

OJ N°L 073 of 14 March 1997

12

OJ N°L 175 of 5 July 1985


307

Proces posuzování vlivu na životní prostředí vyžaduje integraci znalostí o vlastním navrhovaném projektu, přírodních a sociálních podmínkách ve kterých je projekt situován, o společnosti a akcionářích. Ve stádiu posuzování vlivu na životní prostředí je odkaliště obvykle složkou většího integrovaného projektového celku. V následujícím přehledu je výčet některých významných aspektů, které jsou pro posuzování vlivů na životní prostředí vztaženy k odkališti.:    

základní environmentální studie úpravna – aspekt odkaliště výběr lokality pro ukládání flotačních hlušin a hlušin z těžby s jasně dokumentovanými potřebami pro vybranou lokalitu koncepční konstrukce odkaliště/odvalu

Posuzování vlivu odkaliště/odvalu na životní prostředí zahrnuje:               

fyzikální vlivy geomorfologie klima a možný vliv na změny klimatu znečištění ovzduší hluk hydrologie hydrogeologie jakost vod biologické ovlivnění život ve vodě vegetaci život v přírodě archeologické vlivy socio-ekonomické ovlivnění ovlivnění využití území

Hodnocení rizik Z mnoha oddílů kapitoly 3 je zřejmé, že technika aplikovaná pro prevenci havárií vychází z managementu rizik. Kromě toho dodatek ke směrnici Seveso II 13a iniciativa managementu z těžebního průmyslu vyžádal, že se v nejbližší budoucnosti začlení hodnocení rizik jako legální požadavek pro některá nebo pro všechna odkaliště/odvaly. Celkové hodnocení rizik zahrnuje určení rizika pro jednotlivé procesy, které mají úzký vztah k charakteristice hlušin z těžby, stejně jako k dalším klíčovým vlastnostem jako jsou přírodní podmínky a charakteristika lokality. Pro snížení rizika poškození na akceptovatelnou úroveň při jednotlivých okolnostech může být vybrána většina nákladově-efektivních metod. Jak je uvedeno v oddíle 4.2.3.1 v některých případech jsou klasifikovány odkaliště/odvaly na základě závažnosti možného poškození hráze. Hodnocení rizik nezahrnuje pouze identifikaci „zdrojů rizik“, ale také hodnocení pravděpodobnosti aktuálního poškození, stejně jako vážnost následků, které vyplývají z takového poškození. V takovém případě je jasné, že hodnocení rizik musí zabezpečovat základ pro vývoj jakékoliv strategie managementu rizik, která musí být obsažena v akčním plánu a postupech (zahrnuje komunikaci, nepředvídané události, polehčující okolnosti a činnost při ohrožení).

13

Council Directive 96/82 EC of 9 December 1996 on the control of major-accident hazards involving dangerous substances

308


Riziko musí být odhadnuto (a řízeno) pro každou fázi životnosti odkaliště/odvalu. Avšak podrobnost hodnocení bude různá v různých stádiích v závislosti na cílech studie, složitosti problémů a rozsahu dostupných informací. Hodnocení rizik zahrnuje obvykle následující úvahy: Rozsah a záměr hodnocení V tomto stádiu jsou definovány všechny podklady pro hodnocení rizik Tým pro hodnocení rizik Pro určení možných poškození, jejich pravděpodobnosti a následků poškození je vyžadován zkušený multidisciplinární tým, Tým obvykle tvoří konstruktér odkaliště/odvalu, zástupce objednatele a provozovatele díla, ekologa a v případě detailních odhadů i specialista na rizika. Pro hodnocení následků je do týmu zahrnut ekolog a další specialisté, v některých případech je zastoupen zdravotnický expert a ekonom. Účast pracovníků provozu má zásadní význam pro hodnocení rizik a umožňuje zahrnout do hodnocení jejich znalosti a zkušenosti s provozem existujících odkališť/odvalů. Hodnotící kriteria Kriteria jsou stanovena pro provádění hodnocení a určení úrovně akceptovatelného a neakceptovatelného rizika. Obvykle jsou prověřovány případy s vysokou pravděpodobností a vysokým stupněm následných poškození, ale i nízkou pravděpodobností a vysokým stupněm poškození. Zvažují se také důsledky na lidské zdraví a bezpečnost, vliv na obchod (například prostoje, pověst firmy, poškození majetku). Metodologie Hodnocení rizik může být kvalitativním (subjektivní hodnocení pravděpodobnosti, vyplývající a následná rizika) nebo kvantitativní (číselné vyjádření pravděpodobnosti a finanční náklady vyplývající z důsledků). Vhodné je jednoduché kvantitativní zhodnocení odkaliště/odvalu, zatímco detailní kvantitativní hodnocení je vhodnější pro navrhovanou změnu již existujícího zařízení. Běžně praktikovaná metodika pro hodnocení rizik zahrnuje:            

procesní/systémový kontrolní seznam modely konstrukce systému bezpečnostní prohlídka relativní pořadí předběžná analýza nebezpečí analýza „co-když“ studie nebezpečnosti a operability (HAZOP – hazard and operability) analýzy poruch, účinků (a kritických problémů), FMEA, FMECA pravděpodobnostní simulační analýza analýza stromového diagramu poruch analýza stromového diagramu událostí analýza příčin a následků a selhání lidského faktoru.

Potenciální příčiny a chybový režim 

přelití hráze, které způsobuje:  sesuv půdy do rezervoáru vyvolá vlnu, která se přelije přes hráz  účinek vln převyšujících hráz  porucha na obvodovém odvodňovacím systému způsobí přítok vody do rezervoáru, čímž dojde k překročení kapacity odtoku nebo kapacity nádrže, nebo odklonění vnějšího vodního toku je porušena a voda vtéká do rezervoáru, jehož hladina dosahuje koruny hráze


309

  



nestabilita hráze (na vnitřní i vnější straně) způsobená:    

    



    

krasové jevy se propadají pod tělesem hráze narušení hráze vlivem poddolování umožňující únik flotačních hlušin do dolu nebo volných dutin sesuv na rozhraní nezpevněné zeminy nebo těsnění stlačení nezpevněné zeminy vedoucí k trhlinám v hrázi konstrukční pórový tlak se zvyšuje a způsobuje pohyb základu průsak přes nedostatečnou membránu nebo prostupnou zeminu do systému podzemní vody, který jde mimo systém sběru průsaků (drenáž) seismické ztekucení základů, seismická deformace základů, neseismické ztekucení základů

strukturní poruchy:     



průsaky způsobují vytváření děr v hrázi a odnos materiálu hráze (tj. porucha filtru) průsaky zvyšuje pórový tlak a způsobuje mělkou nebo hlubokou nestabilitu neseismická nestabilita (tečení) hráze způsobené napětím nebo zvýšeným pórovým tlakem seismická aktivita způsobující:  ztekucení materiálu hrází  ztekucení úpravnických odpadů vedoucí k erozi  ztekucení úpravnických odpadů vedoucí k horizontálnímu tlaku na hráz  deformaci hráze porucha průsaku způsobuje zvýšení pórového tlaku a způsobí sesuv konstrukční pórový tlak se zvyšuje a způsobuje pohyb svahu nasycení nezpevněné výplně hráze buď prvním deštěm nebo táním sněhu ve výplni hráze, hráz sedá a je přelitá zpětný postup nekontrolovatelné stružkové eroze povrch hráze je erodován vlivem nekontrolovatelných srážek nebo táním sněhu

nestabilita základů:  



zablokování odtokových struktur z horního konce odkaliště, které mají šetřit výšku hráze srážky převyšující zásobní kapacitu nedodržení vodní bilance

narušení potrubí propustí nebo dekantačního potrubí, narušení dekantační věže porucha čerpadel v důsledku výpadku proudu narušení potrubí nebo kanálů zablokování odtoku sesuvem zeminy zablokování odtoku ledem

výpadek proudu

Pravděpodobnost poruchy Odhad pravděpodobnosti poruchy pro každý poruchový režim je založen na minulé zkušenosti na existujícím zařízení, zkušenosti z podobných zařízení, technických analýzách a odborném odhadu. Důsledky poruch Důsledky poruch pro každý potenciální poruchový režim jsou odhadovány včetně úvah o dopadech na lidské zdraví a bezpečnost pracovníků, subdodavatelů a veřejnosti, účinků na životní prostředí včetně úvah o asimilační kapacitě a environmentální citlivosti lokality a ekonomických dopadech. Zprávy Výsledky hodnocení rizik jsou prezentovány a shrnuty jasným způsobem pro pracovníky provozu i řídící pracovníky. Je důležité, aby tyto informace byly dobře prezentovány, aby byly srozumitelné pro všechny zúčastněné pracovníky.

310


Management rizik Hodnocením rizik je vytvořen seznam identifikovaných a odhadovaných rizik. Hodnocení rizik je doplněno plánem snížení rozsahu rizik.V principu může být riziko řízeno dvěmi způsoby: (1) opatření pro snížení pravděpodobnosti poruchy, nebo (2) opatření pro snížení následků potenciální poruchy. Provádí se hodnocení opatření pro snížení možného rizika a je připraven plán, který zahrnuje časové termíny a zodpovědnost pracovníků. Důležitou součástí při minimalizaci následků poruchy je zhotovení plánu připravenosti na mimořádné události. Plán připravenosti na mimořádné události Je standardní praxí být připraven pro mimořádné události a mít nezbytné plány připravenosti pro mimořádné události a poruchy na místě. Připravenost na mimořádné události zahrnuje přípravu pro události na lokalitě a pro události, které mají vliv mimo lokalitu, což zahrnuje poruchy hráze. Plány připravenosti na mimořádné události a poruchy musí být periodicky kontrolovány, přezkoušeny a široce rozšířeny uvnitř organizace a k potenciálně ovlivněným externím účastníkům. Plány připravenosti pro mimořádné události obvykle integrují aspekty odkaliště do celkového plánu připravenosti na mimořádné události a zahrnují následující a případně i další body:              

identifikace koordinátora plánu, týmu a organizační struktury identifikace organizace připravenosti, úloh a zodpovědností identifikace zákonných požadavků, směrnic pro praxi, stanovení povinností a hlášení identifikace dostupných zdrojů smlouvy o vzájemné pomoci plán styku s veřejností telefonní seznamy vytvoření komunikačního systému pro zajištění informovanosti analýza rizik pro účinky na lokalitě a mimo lokalitu mapy a tabulky pro únik látek a jejich šíření v prostředí (včetně poruchy zařízení) podklady pro aktivaci plánu pro mimořádné události a rozhodování při mimořádných událostech výcvik osob výzkum a hodnocení poruch a havárií obnovení podmínek pro bezpečný provoz

U zařízení, pro něž platí článek 9 směrnice Seveso II 14 tj., které jsou povinny připravovat zprávu o bezpečnosti provozovatel je rovněž povinen zpracovat interní plán pro mimořádné události, který obsahuje opatření uvnitř podniku při velké havárii. Podle směrnic plány pro mimořádné události musí být zpracovány s následujícími cíli:    

zahrnout a kontrolovat nehody za účelem minimalizace jejich dopadu a omezit škody na pracovnících, životním prostředí a majetku implementace opatření nezbytných pro ochranu lidí a životního prostředí před následky velkých havárií sdělování nezbytných informací veřejnosti a úřadům v dotčené oblasti poskytování obnovy a sanace životního prostředí po velkých haváriích

Plány pro mimořádné události mají obsahovat informace obsažené v příloze IV směrnice Seveso II. Publikace UNEP (United Nations Environment Programme) „APELL for Mining“ obsahuje další pokyny pro připravenost na mimořádné události. (http://uneptie.org/pc/apell/publications/publication_pages/mining.html) 14

Council Directive 96/82/EC of 9 December 1996 on the control of major-accident hazards involving dangerous substances OJ L 10 of 14 January 1997, pages 13-33


311

Dva důležité požadavky směrnice Seveso II mají vztah k vytvoření plánů pro mimořádné události na lokalitě a mimo ni a k poskytování informací veřejnosti. Plány pro mimořádné události jsou opatřením pro připravenost jehož cílem je řídit a omezit nehody tak, aby byly minimalizovány jejich dopady a omezit škody na zaměstnancích uvnitř podniku a obyvatelstvu vně podniku a rovněž omezit škody na majetku a životním prostředí. Informace pro veřejnost je tvořena aktivní informací o plánovaném chování v případě havárie a pasivní informací, kterou zainteresovaná veřejnost může obdržet od provozovatele závodu a/nebo od úřadů na základě požadavku. Přestože Seveso II a APELL jsou různé nástroje a představují různý přístup, vzájemně se doplňují. APELL může být považován za nástroj pro praktické zavedení některých klíčových požadavků směrnice Seveso II. [135, Wettig, 2003] Plán ukládání Plán ukládání flotačních hlušin/hlušin z těžby je zpracován pro předpokládanou dobu životnosti dolu. Plány ukládání mohou umožnit fázování zvyšování odkaliště/odvalu během životnosti dolu, aby bylo možné ukládat dlouhodobě flotační hlušiny/horninové hlušiny, pro zajištění dostatečné kapacity pro jejich ukládání a zajištění dostatečné hladiny volné vody během provozu dolu. Plán musí obsahovat příslušné úvahy pro požadavky budoucího rozšíření kapacity. Vytvoření plánu vyžaduje informace o množství a hustotě flotačních odpadů, obsahu vody a informace o produkci, odhadnuté podle technologie úpravy, vodní bilanci a musí zahrnovat odhad nejistoty a možnosti mimořádných událostí. Základní parametry jsou periodicky a pravidelně ověřovány a aktualizovány. Stejně významné jsou specifikace konstrukce a detailní záznamy o budování a rozšiřování odkaliště/odvalu , což vyžaduje geodetické zaměření v pravidelných intervalech. Vodní bilance a plán vodního hospodářství Nakládání s vodami ve vztahu k důlní činnosti je řešeno integrovaným vodním hospodářstvím. Plán vodního hospodářství je vytvořen se specifickými standardy pro každou lokalitu, operační plány a plány připravenosti na mimořádné poruchy a postupy zahrnují:           

statutární požadavky management rizik monitorování hydrologických procesů provozní monitoring monitoring mimořádných událostí zásobování vodou půdní eroze jakost vody počítačové modely prováděcí indikátory školení a výzkum

[97, Environment Australia, 2002] Hydrologie Hydrologická data obsahující informace o umístění odkaliště v příslušném povodí a všech potenciálních zdrojích vody, které jsou vztaženy jak k přírodním, tak k antropogenním procesům. Data jsou použita pro tvorbu látkové bilance voda/polutanty a pro návrh konstrukce odkaliště. Nejdříve jsou ustanoveny konstrukční parametry, pak jsou pro identifikaci proměnlivosti monitorovány aktuální poznatky, následuje validace projekce a předvídání potenciálních problémů.

312


Záplava uvažovaná pro konstrukci odkaliště Vhodná pravděpodobná maximální záplava (PMF – probable maximu flat) je určena s ohledem k současným konstrukčním standardům a po projednání se správními orgány. Úvaha o záplavě zvažované pro konstrukci musí být konzistentně aplikovány ve všech stádiích doby životnosti. Požadavky na skladování, provoz a konstrukci vypouštění musí vycházet z hydrologie povodí. Vodní bilance Je prováděno studium vodní bilance. Musí být připraveny specifikace požadavků na sběr dat pro úpravnu a kalibrace vodní bilance pro odkaliště. Plán managementu pro povrchové/podzemní vody Je-li vyžadován plán pro vodní management, pak musí obsahovat:    

informace o průsacích náprava/čerpání zpět do systému čištění/vypouštěcího systému, který zahrnuje všechny sváděné vody záchyt vody a strategie vypouštění obsahující parametry pro provoz

Emisní bilance Emisní bilance odhaduje emise do vzduchu, podzemních vod a půdy. Plánem je minimalizace emisí Kriteria pro vypouštění Pro vytvoření kritérií vypouštění z odkaliště/odvalu ve vztahu k zákonným požadavkům, provozní licenci a povolením je požadováno stanovit :  rozpuštěné a suspendované látky  suspendované částice  kvalitu odtoku  periodu vypouštění  bakteriální a biologické oživení  toxicitu [18, Mining Association of Canada, 1998] Ukončení činnosti a plán uzávírky Plán uzavírky a kritéria výkonnosti jsou připraveny během počátečních fází návrhu odkaliště, verifikovány a periodicky aktualizovány během životnosti odkaliště s ohledem na konečné ukončení činnosti a uzavírku. Uzavírka je obvykle dána nařízeními a následující seznam uvádí obecné úvahy, které se používají při sestavování plánu uzavírky. V některých případech je pro uzavírku zabezpečena dlouhodobá následná péče, která vyžaduje podobný plán a kontrolu jako při uzavírce. Prvky pro plán uzavírky 

  

určení pozaďových dat, které zahrnují  historii lokality  infrastrukturu  procesy kontroly proudění  systém provozu  mineralogii  topografii hydrologie/vodní hospodářství hydrogeologie kvalita půd


313

          

revegetace hodnocení vlivů dlouhodobá údržba geotechnika chemie a geochemie monitorovací program řízení odtoku nebo požadavky na čištění pokud jsou relevantní sdělování informací finanční pojištění konzultace se zainteresovanými stranami potencionální konečné využití území a technologie uzavírky (tzn. suchý nebo mokrý pokryv, zaplavení, mokřady, trvalé čištění vody, vegetační pokryv).

Aspekty stability odkaliště/odvalu ve vztahu k plánu uzavírky Plán uzavírky vyžaduje důkladné opakované ověření složiště a jeho stability pro podmínky uzavírky. Všechny aspekty zařízení, včetně fyzikální a chemické stability musí být opět znovu ověřeny. Zvláště se to týká skutečných vlastností provozovaného odkaliště/odvalu, což zahrnuje:   

deformace průsak základy a boční hráze.

Ty musí být srovnávány s původním projektem, stejně jako s podmínkami pro projektovanou uzavírku. Navrhované zatížení může být odlišné po ukončení činnosti a uzavření. Strukturovaný monitoring a inspekce musí pokračovat pro všechna odkaliště/odvaly dokud není jejich provoz ukončen, a následně podle potřeby. Je nutné identifikovat a vymezit požadavky pro pokračující kontroly a nebo monitoring zbývajících zařízení po uzavírce. Akční plány jsou připravovány pro řešení nedostatků v kvalitě uzavírky a nebo obtíží při splnění specifikací uzavírky. Je také žádoucí ověřování následků postupu uzavření odkaliště/odvalu pro postupy připravenosti na mimořádné události a aktualizace těchto plánů podle potřeby. Musí být zajištěna kontinuální dostupnost záznamů o návrhu, konstrukci a provozování pro zařízení, která zůstávají na místě po uzavírce.

4.2.1.4

Návrh odkaliště/odvalu a přídavných zařízení

Následující seznam se nevztahuje na všechny lokality nebo všechny situace, a proto záleží na provozovateli a povolujícím úřadu, aby se rozhodli, které aspekty aplikují. Podmínky specifické pro lokalitu mohou vyžadovat využití rozdílných nebo dodatečných kritérií. Musí být zahrnuta kritéria pro fázi provozu stejně jako fázi po uzavírce. Během fáze provozu mohou být aplikována jiná kriteria než během dlouhodobého období vlivem rozdílných konstrukčních hodnot. Informace vztahující se na lokalitu odkaliště/odvalu jsou získány z literatury a z programů terénního a laboratorního výzkumu. Hydrologie a hydrogeologie        

314

hydrologické a hydrogeologické studie vodní bilance, jakost vody povodeň uvažovaná pro konstrukci požadavky na volný břeh řešení pro období sucha (tj. požadavky na vodní pokryv) odtok z povodí a zařízení pro odklon vodních toků plán ukládání plán protierozní ochrany „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

Základy, geologie a geotechnika     

geomorfologie regionální a lokální geologie, zlomy stratigrafie charakteristika podložních hornin a půdy geotechnické informace zahrnující:  stlačitelost  pevnost ve smyku  úhel vnitřního tření  zrnitostní složení  hustota  plasticita  trhliny  potenciální ztekucení  propustnost  potenciální eroze  hydraulická trhlinovatost

Stavební materiály Je určena dostupnost přírodních stavebních materiálů stejně jako technické charakteristiky těchto potenciálních stavebních materiálů, úpravnických odpadů, betonu nebo jiných potenciálních těsnících materiálů (přírodních i syntetických) tj. vzhledem k následujícím požadavkům:        

zrnitostní složení hustota objem pevnost ve smyku propustnost kyselinotvorný potenciál chemická reaktivita (kyselinotvorný potenciál, reakce s vodou odkaliště, potenciál tvorby thiosolí) potenciální větrná a vodní eroze

Jsou určovány potenciální vlivy na rozpad flotačních hlušin a/nebo provozní vody na stavební materiály. V tomto stádiu jsou určovány environmentální dopady, požadavky na stabilitu a obnovu ve vztahu k použití konstrukčních materiálů. Topografie Zahrnuje regionální a topografické mapování a letecké snímky. Speciální environmentální úvahy Sesismická rizika, seismické oslabení základových vrstev a stavebních materiálů, potenciál ztekucení základových vrstev a stavebních materiálů; klimatické podmínky, které je potřeba určit zahrnují:    

předpokládané extrémní hodnoty účinek větru a vln účinek permafrostu mrazy

Průsaky Jsou určeny maximálně povolené hodnoty průsaku z hlediska environmentálních a konstrukčních požadavků. Jsou určeny požadavky pro propustné i nepropustné materiály a konstrukční metody a stanoveny plány managementu průsaků.


315

Úvahy pro uzavírku Výběr nebo pravděpodobný výběr metody pro uzavření odkaliště/odvalu může mít vliv na konstrukci a proto musí být uvažován již ve fázi konstrukce. Požadované konstrukční parametry  klasifikace zařízení (jestli existuje podle místních soudních předpisů)  stabilita  kriteria pro zemětřesení  bezpečnostní faktor  propustnost použitá pro konstrukci  kyselé důlní vody (ARD)  život v přírodě  prašnost  úvahy o uzavírce Tyto parametry jsou vymezeny v následujících odstavcích. Stabilita Musí být analyzována stabilita základů, zařízení a technického vybavení v podmínkách, které zahrnují stavbu, provoz a uzavírku za statických a dynamických podmínek, což zahrnuje vliv vln, působení mrazu a ledu a rychlé vysychání (pro rezervoár). Jsou stanoveny hodnoty pro hustotu a zpevnění, kterých je nutno dosáhnout. Příprava základů Jsou určeny požadavky na přípravu základů odkaliště/odvalu před jeho vybudováním, což zahrnuje:            

odstranění vegetace, včetně prodejného dříví odtěžení humusového horizontu půd výkopy podzemní vody a jejich izolace čištění podložních hornin a cementování vysokotlaké cementování odvodňovací vrty odvodňovací kanály požadavky na odvodnění stabilitu proveditelnost stavby další speciální požadavky na stavbu

Analýza a management průsaků Jsou stanoveny požadavky na řízení průsaků, což zahrnuje průsaky do podzemních vod, úvahy o jakosti vody a kyselinotvorném potenciálu. Rovněž je plánováno zavedení vhodných opatření jako jsou:      

316

konstrukce filtrů odvodňovací příkop jílocementové podzemní stěny příkopy jádro hráze s nízkou propustností zachycení pramenů


Technické vybavení Následující možnosti jsou navrhovány podle potřeby:        

přepad věže potrubí (například vakuové clony, sekundární izolace) požadavky na maximální protipovodňovou ochranu brány a ventily sifóny čerpadla požadavky na řešení přírodních nebezpečí (například sutě, bobři, králíci, ledové zátarasy)

Konstrukce odkaliště/odvalu  druh zařízení (například odval, hráz – typ hráze)  koncepce konstrukce  kriteria pro hlavní prvky Konstrukční plán pro odkaliště/odval Je zpracován plán pro provedení prvotní stavby odkaliště/odvalu a následujících kroků zahrnujících etapy a požadavky na monitoring stability. Je určen způsob konstrukce, časový rozvrh a předpokládané náklady. Jsou určeny potenciální environmentální dopady způsobené realizací navržené konstrukce. Monitorovací systémy v odkališti/odvalu  piezometry  inclinometry  detektory sedání  monitoring průsakového proudění  teplota (permafrost, promrzání, zahřívání)  geodetické metody. Analýza poruchového režimu Jsou analyzovány potenciální poruchového mody odkaliště/odvalu během stavby, během provozu, v konečných podmínkách a po uzavření.

4.2.1.5

Řízení a monitoring

Musí být zpracován úplný plán řízení a monitoringu, který pokrývá celý životní cyklus lokality vzhledem k řízení emisí, dopadů a monitoringu. Plán zajištění a řízení kvality (QA/QC – Quality assurance/quality control) Je dobrou praxí udržovat a mít k dispozici během etap stavby, provozu a uzavírky následující:     

konstrukční výkresy a záznamy o skutečné stavbě včetně revizí výsledky zkoušek záznamy z porad fotografie stavby poznámky o monitoringu.


317

Ŕízení stavby Typické složky systému řízení stavby zahrnují:          

plánování a časový rozvrh řízení vyměřování (vytyčení, záznamy o skutečné stavbě) monitoring cementování monitoring přípravy základů řízení kvality materiálů řízení zhutňování monitoring přístrojů a syntéza dat vedení záznamů bezpečnost stavby environmentální kriteria stavby

Řízení prašnosti Je nezbytné minimalizovat prašnost způsobenou odkalištěm. To může zahrnovat udržování flotačních odpadů vlhkými a nebo používat krátkodobý nebo dlouhodobý chemický nebo biologický pokryv. Inspekce odkaliště       

monitoring činnosti - vizuální kontrola – velmi často tlak podzemní vody (tlak pórové vody) průsak deformace (sedání a stabilita) vliv počasí seismické vlivy (po události) speciální inspekční programy po významných událostech (zemětřesení, hurikány, ztráta pramenů, záplavy)



Indikátory nestability:  „měkké zóny“ a „vývěry“ podél paty hráze     



znečištěné sedimenty v průsaku zvýšená rychlost průsaku nové oblasti průsaků podélné a příčné trhliny sedání

Oblasti vyžadující zvláštní pozornost:         

přepady dekantační zařízení vrty pro odvodnění a uvolnění tlaku betonové konstrukční prvky potrubí a vedení přes hráze oblasti budované z kamenů sifóny jezy stromy a fauna

Plány monitorovacího programu stability        

318

umístění kontrolních stanic časový rozvrh (kontrolní období a inspekce) typ monitoringu (vizuální pozorování, měření a parametry) vhodná úroveň přístrojů (například piezometrů) z jasně definovaným účelem metody inspekce, kompilace a vyhodnocování dat osoby zodpovědné za monitoring systémy pro ukládání dat a přípravu zpráv kriteria pro hodnocení monitorovacího programu.


Plán jakosti vod 

Hydrologie   



Vodní management zabezpečující:   



velké bouře a sucha nutné informace a parametry pro aktivity vodního managementu kriteria pro řízení vodních hladin v bezpečných mezích, zahrnující požadované denní nebo sezónní řízení vodní hladiny

bezpečný vodní management je prováděn v mezích systému škody na všech zařízeních jsou předvídány/kontrolovány/opravovány prohlídky a revize jsou prováděny podle požadavků po změnách v konstrukci nebo metodách během nebo po stavebních úpravách, když hladina rezervoáru překročí specifikované kritické úrovně a po velkých bouřích nebo jarním tání sněhu.

Průsaky na obvodu     

vyhodnocení potenciálu pro průsak z oblasti odkaliště definování úrovní a charakteristik přijatelného průsaku příprava akčního plánu pro řešení odchylek od průsaku uvažovaného konstrukcí měření účinnosti zahrnující kontrolu, zda průsak je v mezích konstrukčního návrhu monitoring a řízení pro zajištění činnosti systému podle návrhu

Plán ukládání flotačních hlušin Zajišťuje efektivní využití kapacity odkaliště a efektivní uzavření provozu odkaliště. Dlouhodobý a krátkodobý časový rozvrh navyšování odkaliště/odvalu je rovněž zahrnut do plánu. Časový plán pro ukládání flotačních hlušin a křivka plnění (graf závislosti objemu a zvýšení) musí být v předstihu ověřeny a srovnány se skutečnými podmínkami v terénu.

4.2.2

Etapa výstavby

Pro některá odkaliště/odvaly horninových hlušin není rozdíl mezi etapou výstavby a provozu zcela jasný, protože výstavba často pokračuje nebo je prováděna znovu během provozu (například zvyšování hráze). Výstavba odkaliště/odvalu by měla být dobře dokumentovaná a probíhat podle plánu výstavby, který byl stanoven v etapě návrhu. Dokumentace skutečné stavby, která je k dispozici, zdůrazňuje změny ve srovnání s plánem výstavby. Během výstavby odkaliště/odvalu a v budoucnosti: 

jsou zpracovány a uloženy nákresy skutečně provedené stavby a záznamy o skutečných postupech, které zdůrazňují odchylky od původního návrhu a pokud je to potřeba, změny kriterií pro konstrukci  na stavbu dohlíží nezávislý kvalifikovaný odborník pro stavby a geotechniku  jsou zpracovány a správně uloženy záznamy výsledků zkušebních prací (například kompakce) provedené před a během výstavby. [45, Euromines, 2002]

4.2.3

Provozní etapa

Jako dvě hlavní příčiny poruch na odkalištích byly zjištěny:  nedostatek řízení vodní bilance  všeobecný nedostatek pochopení jevů, které ovlivňují bezpečný provoz [9, ICOLD, 2001, p.6] Výše uvedené ukazuje na to, že úspěšný management provozu je klíčový faktor při provozu bezpečného odkaliště/odvalu.


319

Geotechnické inženýrství je dostatečně pokročilé, aby bylo možno navrhovat dobré a bezpečné hráze. Nyní je to tedy způsob provozování odkaliště/odvalu, který vytváří rozdíl mezi hladkým bezproblémovým provozem a nebo možnou havárií. Pro prevenci nehod jsou často prováděna následující opatření: 

monitoring hladiny podzemních vod pomocí správně umístěných piezometrů a kontrolních mělkých vrtů  připravenost pro odklonění vody a vypouštění flotačních hlušin mimo ohrazené odkaliště v případě těžkostí  zajištění alternativního vypouštění, pokud možno do jiného odkaliště  zajištění zařízení pro možnost havarijního přetečení a/nebo připravená plovoucí čerpadla pro tísňové případy  měření pohybů zeminy pomocí hlubokých inklinometrů a znalost podmínek pórového tlaku  zajištění dostatečného odvodnění  udržování záznamů o konstrukci a stavbě a záznamů o veškerých doplňcích/změnách v konstrukci/stavbě  školení a výcvik personálu [9, ICOLD] a dále:  zajištění kontinuity ve stavbě hráze  v některých případech nezávislé audity hráze s potvrzením nezávislého auditora Provozování odkaliště musí probíhat podle plánu nakládání s hlušinami z úpravy a těžby, provozních směrnic a monitorovacího plánu odkaliště/odvalu. Jakékoliv odchylky od těchto plánů musí být dokumentovány a zhodnoceny. Pokud je to nutné, jsou pravidelně vyhodnocována a doplňována monitorovací data. V některých případech jsou prováděny interní a externí studie (audity). Pro zajištění správného provozu jsou prováděna následující opatření: 

produkci hlušin z úpravy a těžby je věnována stejná pozornost řízení, jako produkci prodejného produktu  je dodržováno efektivní řízení provozu a monitoring  existují systémy pro záznam dat o množství produkovaných hlušin z úpravy a těžby a jejich charakteristik  jsou jasně definovány ekonomické a další zodpovědnosti příslušně kvalifikovaného personálu pro nakládání s hlušinami z úpravy a těžby  odkaliště/odvaly jsou pravidelně kontrolována kvalifikovaným odborným technikem, který má zkušenosti se zacházením s hlušinami a je jím potvrzeno, že všechna významná rizika byla identifikována a jsou vhodně řízena během pokračujícího provozu odkaliště/odvalu  provozní předpisy jsou připraveny v jazyce provozovatele a jsou dodržovány, tyto předpisy zahrnují všechny požadavky na monitoring  záznamy o provozu jako stoupání hladin, uložená tonáž, množství průsaku, spotřeba vody (případně meteorologická data) atd. jsou uloženy a udržovány příslušným způsobem  provozní podmínky, které překračují hranice stanovené při konstrukci jsou okamžitě sdělovány konstruktérovi a kontrolovány kvalifikovanou technickou osobou  je zajištěn vhodný výcvik provozního personálu včetně diagnostiky možných poruch  zvláštní pozornost je věnována dodržování plánu vodního hospodářství  jsou zřízeny a dodržovány efektivní mechanismy pro hlášení poruch  jsou udržovány a dále vyvíjeny efektivní plány pro reakce v tísňových podmínkách [45, Euromines, 2002]

320


4.2.3.1

Provoz, dozor a údržba (OSM) manuály

Někteří provozovatelé používají pro hráz bezpečnostní manuál. Tyto manuály jsou známy jako OSM-manuály (operation, supervision and maintanance - provoz, dozor a údržba) [50, Au group, 2002]. Takový manuál například obsahuje následující:  organizaci bezpečnosti hráze  plán krizové připravenosti  klasifikaci podle důsledku poškození hráze  konstrukci hráze  hydrologii  prostředí  provoz  monitorování  povolení  zprávy [50, Au group, 2002] TMF/WRMF (zařízení pro ukládání hlušin – odkaliště/odval) organizace bezpečnosti Organizace bezpečnosti hráze se sestává z jednoho bezpečnostního manažera jmenovaného za každou stranu. Pro podporu těchto manažerů může být také jeden bezpečnostní koordinátor, který je specialistou na TMF/WRMF a pracuje celou dobu na bezpečnosti TMF/WRMF. Pro provoz, dozor a údržbu může manažer využívat pracovníky ze své vlastní organizace, většinou je zodpovědný stejný personál, který provádí vzorkování a dozoruje zařízení pro ukládání hlušin. Krizový plán připravenosti (EPP) Pro každé odkaliště/odval je vypracován EPP pro případ nehody, která má vztah k zařízení pro ukládání hlušin. EPP obsahuje seznam, kdo se musí kontaktovat během provozu a v případě výskytu nehody, které úřady. V seznamu jsou také uvedeni konzultanti a dodavatelé, kteří jsou obeznámeni s lokalitou, v případě že je nutná pomoc během krátkého vyrozumění. EPP také zahrnuje příklady co dělat a co měřit v různých možných situacích. Manažer a koordinátor vše konzultují a jsou zapojeni do všech významných rozhodnutí a opatření prováděných s hrází. Manažer je osoba, která zodpovídá za konečné rozhodnutí co se má dělat v každé situaci. Management rizik V některých případech je odkaliště/odval klasifikováno podle závažnosti možných následků (a ne podle pravděpodobnosti nedostatků). Ve Švédsku provozovatelé hrází odkališť převzali systém RIDAS pro provoz vodních přehrad. Podle možných následků se rozlišují čtyři různé třídy; 1A, 1B, 2 a 3 podle tabulky uvedené níže. Tabulka je rozdělena do dvou tříd s klasifikací rizika pro člověka oddělenou od rizika pro majetek, infrastrukturu a prostředí. Třída 1A 1B

Následek Zřejmé riziko na lidský život Nezanedbatelné riziko pro lidský život nebo vážnou újmu na zdraví

Tabulka 4.1: Klasifikace ve vztahu ke ztrátě života nebo zdravotnímu poškození


321

Třída 1A

1B

2

3

Následek Zřejmé riziko způsobené následujícím:  závažné poškození významné infrastruktury, významné struktury nebo významné škody na životním prostředí  závažné ekonomické poškození (>EUR 10 M) Významné riziko způsobené následujícím:  závažné poškození významné infrastruktury, významné struktury nebo významné škody na životním prostředí  závažné ekonomické poškození (>EUR 10 M) Nezanedbatelné riziko způsobené následujícím:  značné poškození významné infrastruktury, významné struktury nebo významné škody na životním prostředí nebo majetku třetích osob (< EUR 0.5 M) Zanedbatelné riziko způsobené následujícím:  značné poškození významné infrastruktury, významné struktury nebo významné škody na životním prostředí nebo majetku třetích osob

Tabulka 4.2 : Klasifikace ve vztahu k poškození infrastruktury, prostředí a vlastností podle: Svensk Energi AB, 2002. RIDAS, Kraftföretagens riktlinjer för dammsäkerhet (Revides 2002). Svensk Energi – Swedenenergy – AB

Tato klasifikace vytváří základ pro provoz a dohled. Stanovuje limity pro velikost volného břehu a kapacitu přepadu, například maximální hladinu vody nad korunou hráze, maximální kapacitu pro vypouštění. Švédský systém RIDAS je srovnatelný s norskou klasifikací, jak vyplývá z následující tabulky: Třída 1 2 3

Následek Nízké riziko Významné riziko Vysoké riziko

Dotčené sídelní jednotky 0 0 - 20 Více než 20

Tabulka 4.3 : Klasifikace hrází pode norské legislativy

[116, Nilsson, 2001] Jako základ hodnocení se používá relevantní mapování a prohlídky lokality. Obě třídy 3 i 2 ovlivňují sídelní jednotky a zahrnují riziko na lidskou populaci. Klasifikace dále uvažuje například:  

potenciální poškození hlavních komunikací a železnice ekonomické poškození a poškození prostředí

Konečné zařazení do třídy je založeno na určitém množství posouzení. Klasifikace a jakékoliv překlasifikování, je provedeno zodpovědnými pracovníky a musí být předloženo kompetentním úřadům pro schválení. [116, Nilsson, 2001] Také španělská legislativa z následující tabulky:

322

podporuje přístup založený na hodnocení rizika, jak vyplývá


Kategorie hrází

A B C

populaci

Významné pro více než 5 obydlí Významné pro 1 – 5 obydlí Občasné ztráty života (žádné obydlí)

Rizika pro základní funkce poškození materiálu

významné -

velmi významné významné

-

střední

poškození životního prostředí

velmi významné významné

Tabulka 4.4 : Klasifikace hrází podle španělské legislativy [116, Nilsson, 2001]

Podle finské legislativy se uplatňuje obdobný přístup. V závislosti na nebezpečí rizika jsou hráze klasifikovány jak P,N,O,T. P reprezentuje jeden z největších potenciálních vlivů na lidský život a zdraví, životní prostředí a infrastrukturu. [117, Forestry, 1997] Konstrukce odkaliště/odvalu Každé zařízení odkaliště/odval musí být detailně popsáno. Od počáteční hráze až do současné výšky, je zaznamenáván úplný popis typu výstavby a použitého materiálu, jméno dodavatele, jakýkoliv problém, který se vyskytl během výstavby, typ přepadového zařízení, objem ukládané hlušiny z úpravy a těžby a množství vody, atd. V takovém případě jsou v každém okamžiku snadno dostupné všechny vyžadované významné informace o odkališti/odvalu z hlediska bezpečnosti. Hydrologie Požadavkem je, že každá hráz musí mít minimální volný břeh, dostatečnou výšku pro maximální vlny a minimální odtokovou kapacitu. To znamená, že všechny hráze klasifikované podle systému RIDAS jako 1A a 1B jsou konstruovány tak, že kapacita odtoku musí odpovídat stoleté vodě, s vyloučením možnosti jakéhokoliv zadržení vody. Hráze pro třídu 1 jsou také konstruovány tak (mohou hrubě odpovídat 1000-leté hladině vody), že vyhovují průtoku doplněnému o dostatečné zadržení vody přidané hladině bezpečnosti. Hráze klasifikované jako 2 podle systému RIDAS jsou konstruovány na 100-letou vodu, zatímco u hrází třídy 3 není žádný specifický požadavek. Životní prostředí Pro každé odkaliště/odval dolu je vypracován environmentální monitorovací program, který zahrnuje vzorkování, hodnocení a zpravodajství pro dozorující úřady. Provoz Správný provoz odkaliště/odvalu je podstatný pro zajištění spolehlivý provoz ü a vysoké hladiny bezpečnosti. Detailní doplňované pokyny jsou zpracovány způsobem, aby odkaliště/odval bylo provozováno v souladu s požadavky konstrukce, podle vlastností flotačních hlušin a tak, aby splňovalo požadavky na technologickou vodu a klimatické podmínky. Každý pracovník v závodě a na odkališti musí být seznámen s těmito pokyny. Školení je proto zdůrazňováno jako základní požadavek. Monitoring Dohled a správné provozování odkaliště jsou pravděpodobně nejdůležitější požadavky, aby bylo dosaženo vysoké úrovně bezpečnosti hráze. Dohled vyžaduje vhodné přístrojové vybavení, které opět vyžaduje kompetentní personál pro vyhodnocení výsledků a odvození správných závěrů.


323

Pravidelný monitoring je prováděn v zásadě na čtyřech různých úrovních, které začínají denními kontrolami na širokém základě a končí detailními bezpečnostními audity prováděnými v dlouhodobých intervalech. 1) rutinní prohlídky lokality 2) dohled 3) roční/dvouleté kontroly 4) audity Prohlídky lokality jsou prováděny v různých intervalech pro každé odkaliště, jejich četnost se pohybuje od 3x za den k několika dnům v týdnu. Denní prohlídky provádí běžně personál podniku nebo ti, kdo provádějí environmentální vzorkování. Dohled je prováděn měsíčně nebo alespoň jednou za tři měsíce, managerem nebo pověřenou osobou. Roční kontrola je prováděna koordinátorem nebo externím odborníkem. Kontrolor zkoumá všechny události a opatření na lokalitě od poslední kontroly a sepisuje zprávu. Roční kontrola zahrnuje rovněž úplnou kontrolu manuálu OSM. Úplný audit je obvykle prováděn v intervalech několika let. Práce zahrnuje úplný průzkum archivního materiálu a kontrol a rovněž kontrolu na místě a kontrolu manuálu OSM. Výsledkem je zpráva, která definuje stav odkaliště/odvalu. Audity jsou probírán detailněji v následujícím oddíle. Povolení Je běžnou praxí shrnout všechny povolení vydaná pro odkaliště/odval, aby bylo možné kontrolovat zda provoz neporušuje vydaná povolení. Zprávy Je běžnou praxí ukládat všechny zprávy významné pro odkaliště/odval bezpečně na jednom místě, aby je bylo možno najít v případě potřeby. Poznatky ze všech monitorovacích studií musí mít vysokou prioritu a musí být řešeny formou akčních plánů. Dodatečné informace týkající se bezpečnosti odkaliště/odvalu Po sestavení bezpečnostních manuálů musí být věnováno velké úsilí zavedení manuálů OSM na lokalitě a vyškolení personálu, který pracuje na odkališti. Jako příklad je možno uvést první krok prezentace manuálu na lokalitě, dále čtyř hodinový úvodní kurz pro veškerý personál a další pracovníky všech firem, které mají vazbu na problematiku hrází. Dalším krokem byl tří až čtyřdenní program, který zahrnoval teorii, praktický výcvik, přehled současných podmínek (lidské a věcné zdroje), s dostatečným časem pro potřebné diskuze. Zavedení manuálů OSM a školení personálu je pokračující projekt spojený s ročními kontrolami. Výsledek kontroly je předložen všem zúčastněným pracovníkům a další školení s tím může být spojeno. [50, Au group, 2002] Výhody z použití tohoto typu dokumentačního systému jsou:   

324

dokumentace pokrývá významná fakta o odkališti/odvalu shromážděna tak, aby byla jednoduše přehledná informace je kdykoliv snadno přístupná; to umožňuje předání v případě změny zodpovědné osoby nebo vlastníka snadný přístup ke všem významným informacím je zajištěn při jakékoliv nehodě.


Nevýhodou jsou: 

v zemích s málo rozsáhlým těžebním průmyslem může být obtížné najít vhodného konzultanta, který může provést audit  pro malé provozy může být cena takového auditu velkým zatížením  pro aktualizaci dokumentace je nezbytný a kriticky významný kontinuální administrativní proces, a tím i lidská práce [118, Zingruvan, 2003] OSM manuály se používají ve všech případech, kdy rizika pro závažné škody na infrastruktuře, významných stavbách, poškození prostředí nebo vlastnictví třetích osob nejsou zanedbatelná a kdy je přítomna volná voda v odkališti. V některých případech je určitá velikost odkaliště nebo výška odvalu používána jako kriterium pro rozlišení zanedbatelných a nezanedbatelných rizik. Například v německé legislativě jsou tyto hranice určeny na 100 000 m3 celkového objemu a výšce hráze 5 m. Není možné uvést spolehlivé hodnoty nákladů lidské práce, která je zapotřebí pro vytvoření a aktualizaci manuálu. Může však být uvedeno, že náklady jsou srovnatelné s jinými systémy managementu. Dva faktory, které ovlivňují náklady jsou: množství informací, které jsou již shromážděny v etapě plánování pro určitou lokalitu a velikost provozu.

4.2.3.2

Audity

Nezávislý audit odkaliště/odvalu pravidelně vyhodnocuje efektivnost a bezpečnost odkaliště/odvalu kvalifikovaným a zkušeným odborníkem, který nebyl a není ve vztahu k návrhu nebo provozu odkaliště/odvalu. Důvody pro takové audity jsou: 1. jestliže se objevují poruchy přestože je k dispozici technologie pro zřízení a provoz bezpečných odkališť/odvalů. V tomto případě většina poruch a nehod může být způsobena chybami ve fázi návrhu nebo během provozu odkaliště/odvalu [9, ICOLD, 2001]. Lidské chyby a poruchy stavby jsou tedy faktory, které nemohou být vyloučeny z analýzy, což dělá způsobuje, že další názor je užitečný nástroj. 2. často nezávislý audit nejen odhalí lidské chyby, avšak umožní vnější pohled na odkaliště/odval z jiného (více objektivního) pohledu, který již mohli ztratit lidé pracující denně na lokalitě. 3. protože odborníci pracující na návrhu, stavbě a dalších projektech na odkališti/odvalu jsou vždy v určitém rozsahu závislí na těžební společnosti, a proto pracující jako dodavatel nebo konzultant pro těžební společnost, může se časem dodavatel nebo konzultant stát „jedním z nich“, což může nevědomky ovlivnit rozhodnutí dokonce i tehdy, jestliže záměrem je být objektivní. Proto jsou audity obvykle prováděny odborníkem, který nebyl předtím angažován na této lokalitě. 4. audity jsou významné a musí být proto prováděny pravidelně. Intervaly mezi audity mohou být různé v závislosti zejména na stupni rizikovosti odkaliště/odvalu. Další faktory, které ovlivňují tento interval jsou rychlost zvyšování hráze, stavební a ukládací metody, organizace bezpečnosti hráze, zkušenost uvnitř důlní společnosti a rady konzultanta společnosti. Osa/tým provádějící audit odsouhlasí vhodný interval pro příští nezávislý audit společně s důlní společností.


325

Audit zahrnuje všechna hlediska, které mohou ovlivnit bezpečnost odkaliště/odvalu, například:      

 

     

běžná konstrukce, konstrukce odpovídající povolení a aplikovatelných norem, dokumentace skutečně provedené konstrukce a změn návrhu předchozí stavební fáze/depoziční fáze v souladu s návrhem minulé problémy a nehody budoucí/plánovaný návrh v souladu s aplikovatelnými normami prováděná stavba a depozice v souladu s aplikovatelnými normami monitoring:  průsak, vzorkování povrchových a podzemních vod (četnost, místa vzorkování a analyzované parametry)  pórový tlak  kalibrace zařízení  vyhodnocení a záznam hodnot  akční plán pro případ, že hodnoty jsou mimo rozsah očekávaných výsledků organizace bezpečnosti pro odkaliště/odval dolu, tj. zkontrolovat, že jedna osoba je stanovena zodpovědnou, úlohy a zodpovědnosti jednotlivců, výcvikový program a systém hlášení poruch. vhodnost provozního manuálu, manuál provozu, údržby a dohledu (OMS – Operation, Maintenance and Surveillance manual) nebo podobné dokumenty včetně metodiky pro ukládání a zvyšování hráze, vodní hospodářství včetně vody v odkališti, řízení průsaků a prašnosti, přístupové cesty, dohled, dokumentace a revize manuálu celková vodní bilance odkaliště dohled prováděný v souladu s aplikovatelnými normami hodnocení rizik, nehody, nekontrolovaný průsak hodnocení velikosti nebezpečí, včetně ztrát na životech, environmentálních a ekonomických (nebo firemních) aspektů plány připravenosti pro tísňové situace, postup evakuace, seznam všech detailů pro bezpečnostní personál a havarijní služby plán uzavírky včetně analýzy nebezpečí, dlouhodobé stability, bezpečné izolace toxického materiálu, produktivity území a estetiky

Kvalifikace pro provedení auditu mohou být různé v závislosti na stupni nebezpečí na odkališti/odvalu, avšak také závisejí na odbornících dostupných v regionu. Jestliže audit zahrnuje několik technických oblastí, obvykle musí být sestaven tým odborníků. Pro hráze odkaliště je obecně zvláště významná geotechnika. Ostatní obory v závislosti na podmínkách určité lokality mohou být hydrologie a hydrogeologie. Osoba nebo osoby provádějící audit musí být specialisté s prokázanou zkušeností v příslušných oborech. Může být užitečné pracovat se zahraničními odborníky, kteří přinesou nové znalosti a názory. [119, Benkert, 2003] Příloha 5 popisuje některé současné normy pro audity v různých částech světa.

326


4.2.4

Uzavírka a fáze následné péče

Obvykle probíhá uzavírka odkaliště/odvalu současně s uzavírkou dolu. Proto musí být připraven integrovaný plán uzavírky a fáze následné péče. Avšak, tento oddíl je zaměřen na lokality v rozsahu této práce (tj. nikoliv doly, ale především na odkaliště/odvaly). Souvislosti s celkovými plány uzavírky jsou zmíněny pokud je to nutné nebo užitečné. Je standardní praxí, že postupná rekultivace, která byla provedena během provozní fáze dolu bude vyhodnocena před definitivní uzavírkou lokality. Následující problémy jsou zahrnuty v předchozích fázích, avšak je nutno s nimi znovu počítat ve skutečné situaci na lokalitě a plány uzavírky musí být upraveny příslušnými způsobem:   

v hodnocení alternativ jsou zahrnuty náklady na uzavírku plány uzavírky akceptují přístup zahrnující hodnocení rizik plány uzavírky jsou udržovány během aktivního života odkaliště/odvalu a jsou běžně doplňovány vzhledem ke všem změnám v návrhu a během provozu  odkaliště/odvaly jsou navrženy, aby bylo snadné předčasné uzavření, pokud je to nutné  návrh následné péče musí minimalizovat potřebu aktivního řízení  plán uzavírky vypracovaný v etapě plánování musí být kontrolován a doplňován s určitou četností během etapy konstrukce a provozu života dolu. [45, Euromines, 2002] Důležitou částí při vypracování plánu uzavírky je příprava využití území po ukončení důlní činnosti. Úspěšné následné využití odkaliště je usnadněno vyváženým uvážením ekologických, environmentálních rekreačních a ekonomických aspektů. Všechny dotčené strany (například provozovatel, úřady vydávající povolení, nevládní organizace, sousední obyvatelstvo) musí se těchto diskuzí zúčastnit. Musí být poznamenáno, že manuály OSM, zmíněné v předchozím oddílu se rovněž používají během fáze uzavírky a následné péče.

4.2.4.1

Dlouhodobé cíle uzavírky

Při konstrukci dlouhodobě stabilního odkaliště/odvalu jsou uvažovány následující tři třídy nedostatků v mechanizmech:  poruchy svahu v základech nebo ve vlastním odkališti/odvalu  extrémní události jako povodně, zemětřesení a silné větry  pomalu rozrušující činnost, jako je větrná a vodní eroze, mráz a led, zvětrávání výplňového materiálu a pronikání vegetace a zvěře [6, ICOLD, 1996] Odkaz [100, Eriksson, 2002] použitý v tomto oddíle je založen hlavně na MRIO (1998) návodech „Technical Framework for mine closure planning“ a zprávě MiMi (1998) „Prevention and control of pollution from tailings and waste-rock products“. Oba tyto dokumenty jsou doporučovány pro ty, kteří mají zájem, neboť poskytují velmi dobrý přehled o problému a poskytují hodně dobrých nápadů. Následující tabulka sumarizuje základní kriteria pro proces uzavírky od původní fáze plánování až po aktuální zavádění.


327

Problém

Cíle při uzavírce

Fyzikální stabilita Chemická stabilita Biologická stabilita

Veškeré zbývající antropogenní struktury jsou fyzikálně stabilní Fyzikální struktury zbývající po uzavírce jsou chemicky stabilní Biologické prostředí je obnovou přírodního, vyváženého ekosystému typického pro danou oblast nebo je ponecháno v takovém stavu, aby se podpořila přirozená obnova a/nebo reintrodukce biologicky rozmanitého, stabilního prostředí Hydrologické a Cílem uzavírky je zabránit pronikání fyzikálních a chemických polutantů do hydrogeologické prostředí pod odkalištěm a jeho následující degradaci – včetně povrchových a prostředí podzemních vod. Geografické a Uzavírka se provádí podle toho, jak to vyžadují podmínky na lokalitě z hlediska klimatické vlivy klimatických faktorů (například srážky, bouřkové události, sezónní extrémy) a geografických faktorů (například blízkost k lidským sídlům, geomorfologie, dopravní dostupnost dolu). Citlivost území a Uzavírka optimalizuje možnost obnovy a je uvažována možnost zlepšení využití příležitosti území pokud je to vhodné a/nebo ekonomicky proveditelné Využití území Obnova je taková, že základní využití území je optimalizováno a je srovnatelné s okolní oblastí a splňuje požadavky lokálního osídlení Fondy pro Dostatečné a dostupné prostředky musí být k dispozici pro zajištění provedení uzavírku plánu uzavírky. Socio-ekonomické Musí být zváženy příležitosti pro místní komunity, jejichž existence může závist na úvahy zaměstnání a ekonomických přínosech z hornické činnosti. Dostatečná opatření se musí provést, aby bylo zajištěno, že socioekonomické problémy uzavírky budou řešeny v maximálním rozsahu Tabulka 4.5 : Souhrn kriterií pro uzavírku [100, Eriksson, 2002]

Fyzikální stabilita Veškeré antropogenní stavby a tělesa musí být pro uzavírce dolu stabilní. Nemohou způsobovat rizika na zdraví obyvatelstva a bezpečnosti jako výsledek opomenutí nebo fyzikální poruchy a musí pokračovat v zajišťování funkcí, pro který byly určeny. Veškeré antropogenní stavby a tělesa nesmí být erodovány nebo se pohybovat z jejich místa, s výjimkou takových pohybů, které nejsou nebezpečné pro lidské zdraví a bezpečnost, nezpůsobují škodlivé účinky na okolní prostředí. To znamená, že do celkové úvahy se musí začlenit i možné extrémní události jako jsou, záplavy, větry nebo zemětřesení, stejně jako další přírodní stále působící síly, jako je eroze, v etapě plánování i při úvahách o navrhovaných bezpečnostních faktorech. Monitorování antropogenní staveb a těles je zaměřeno na sledování, zda nenastává žádné fyzikální zhoršení nebo deformace. [100, Eriksson, 2002]

V několika oblastech se objevují odchylky od běžné praxe a ty jsou postupně probrány dále: Extrémní události

Hráze odkališť jsou navrhovány, aby zůstaly stabilní při působení určitých zvolených velikostí, záplav a zemětřesení, jako jsou pravděpodobná maximální záplava (PMF – Probable Maximum Flat) nebo maximální věrohodné zemětřesení (MCE – Maximum Credible Earthqauke). Odpovídající konstrukční hodnoty jsou stanoveny v rámci meteorologické a seismické znalosti regionu, a jsou tak závislé na stavu znalostí v době, kdy byly odvozeny. Stav znalostí se však plynule mění, protože porozumění technických faktorům se zlepšuje a během času dochází k dalším velkým záplavám a zemětřesením. Původní návrh odhaduje také změny během času a jeho velikost se bude zvyšovat. Během času největší událost, která nastala, může být vždy překročena, avšak nikdy snížena. Většina výdajů na bezpečnost hráze pro většinu vlastníků konvenčních hydroelektrických přehrad je věnována na zlepšování přepadu a základů, aby odpovídaly těmto novým a vyšším hodnotám. Pro některá odkaliště (například mnohá mokrá odkaliště) v podmínkách následné péče bude nutné tento druh zlepšování provádět trvale. Bez toho by bylo nemožné vyhovět odhadům extrémních událostí, které budoucí znalosti poskytnou. [13, Vick]

328


Během času však probíhají některé klíčové změny geotechnických parametrů, které mohou zlepšit stabilitu. Zvláště zvýšený tlak pórové vody jak uvnitř zhutněných flotačních hlušin, tak v hrubozrnném ohrazení se téměř ve všech scénářích během času zmenšuje. To vede běžně ke konsolidaci uložených materiálů, zvýšené smykové pevnosti a snížené propustnosti (zvláště ve vertikálním směru). To nastává zejména v případě, kdy uložené flotační hlušiny jsou překryty a přesyceny. Jestliže je správně provedeno odvodnění, faktor bezpečnosti pro nestabilitu téměř vždy vzrůstá s časem a pravděpodobně se bude dále zlepšovat při ozelenění a růstu vhodné vegetace. Je třeba uvažovat vlivy poklesu důlních prostor v podloží a okolí a potenciál pro odvedení podzemní vody v okolí hráze nebo odvalu, když hornická činnost skončila a možný vliv na nestabilitu. Kumulativní škody Příbuzný faktor zahrnuje kumulativní škody z opakovaných výskytů extrémních událostí nebo postupujících procesů jako je vnitřní eroze, které během času degradují stabilitu hráze. U zemětřesení je z bezpečnostního hlediska u konvenčních přehrad používána praxe provést opravy bezprostředně po poškozující události. U odkališť může být fyzicky nemožné provést opravy. U konvenčních přehrad může být potřeba vypuštění nádrže, aby byla opravena velká poškození a je to také důležité bezpečnostní opatření. Avšak u rezervoáru, který obsahuje pevný materiál flotačních hlušin nemůže být snížena hladina. Hráze odkališť budou dále vystaveny výskytu extrémních událostí během nekonečné budoucnosti, jejichž počet závisí na času a četnosti výskytu. Pro velká zemětřesení v některých těžebních oblastech to mohou být řádově pouze stovky let. Například kumulativní vlivy seismických otřesů se předpokládají u hráze La Villita v Mexiku, kde došlo postupně k sedání koruny hráze během čtyř různých epizod velkých seismických otřesů za pouhých 30 let. Kumulativní poškození je rovněž výsledkem jednoduchého zhoršování vlastností se stářím. Žádné konkrétní zařízení – přepad, zařízení pro dekantaci nebo vyzdívka tunelu – nemá věčnou životnost bez trvalé údržby a oprav. [13, Vick] Změna klimatu Vlivy dlouhodobých změn klimatu jsou předmětem intenzivního zájmu a velké nejistoty. Hráze odkaliště však musí zůstat stabilní trvale, a to vyžaduje, aby vlivy těchto změn na záplavy a kapacitu přepadového zařízení byly přesně předpovězeny, což nejsou schopni ani odborníci na klimatologii. Klimatické změny mohou rovněž ovlivňovat jak fyzikální, tak chemickou stabilitu ještě dalšími způsoby. Předpokládá se, že mrazové podmínky snižují rychlost reakcí ARD u některých dolů v arktické a subarktické oblasti, kde rovněž stabilita určitých hrází odkališť závisí na přítomnosti permafrostu. Je zřejmé, že stálé zaplavení vyžaduje dostatečné množství vody i během období sucha, což nemusí být dodrženo během klimatických změn. [13, Vick] Proto je významné vyhodnotit potenciální vlivy klimatických změn jako součást hodnocení environmentálních vlivů, EIA – Environmental Impact Assessment (viz oddíl 4.2.1.3), jestliže to může být významné pro dlouhodobé chování vybrané varianty řešení. Geologická nebezpečí Zatímco hráze odkališť jsou navrhovány, aby vydržely geologická nebezpečí, jejich existence je známa v době stavby, v neurčité budoucnosti mohou být nakonec vystaveny celé řadě geomorfologických procesů, které probíhají na jejich lokalitách (například sesuvy půdy, laviny hornin, vulkanická aktivita, destrukce krasu). Stejně jako výskyt extrémních událostí, poškozující vliv těchto procesů je pouze otázka času a četnosti výskytu, což je faktor, který je zvláště obtížné předpovědět pro většinu geologických jevů velkého měřítka. Dokonce více benigní procesy depozice ve vodních tocích nakonec protékané vodní koryto zaplní, pokud nejsou trvale odstraňovány sedimenty a drť. [13, Vick] „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

329

Chemická stabilita Oblast odkališt/odvalů a veškeré antropogenní stavby na ně vázané musí být chemicky stabilní ve všech fázích cyklu životnosti. To znamená, že důsledkem jakékoliv chemické změny nebo podmínek, které by vedly k vyluhování kovů, solí nebo organických sloučenin nesmí být ohroženo lidské zdraví a bezpečnost a nesmí být poškozeny environmentální zdroje. V praxi to znamená, že musí být ověřovány krátkodobé i dlouhodobé vlivy na geochemii odkaliště, průsaky z odkaliště/odvalu, hlušiny pro zakládání a průsaky odváděné do povrchových vod. Jestliže se předpokládá šíření kontaminace dopředu, mohou být zajištěna vhodná opatření podle dohody (například sedimentace nebo pasivní technologie úpravy), která zmírňují nebo eliminují odtok, který by mohl mít nepříznivé environmentální vlivy. Cílem monitoringu je ověření, že se nevyskytují žádné nepříznivé vlivy (například zvýšená koncentrace nepřevýší zákonné limity) pro vody, půdy a ovzduší v okolí uzavřeného provozu. [100, Eriksson, 2002]. Pro hlušiny z úpravy a těžby s obsahem sulfidů je nejvýznamnějším cílem uzavírky zachovat chemickou stabilitu odpadů z těžby a úpravy zabráněním uvolňování oxidačních produktů do okolního prostředí, ať se to provede zabráněním, aby oxidační reakce probíhaly nebo zabráněním transportu těchto produktů za hranice odkaliště/odvalu nebo oběma způsoby. Přírodní procesy mohou silně ovlivnit způsob, jak tento cíl je dosahován. Například opatření pro omezení infiltrace do uloženého materiálu musí být preferováno před použitím těsnění s nízkou propustností na dně, které je doprovázené hydraulickými gradienty podporujícími transport polutantů (tzv. „vanový efekt“). [13, Vick]. Biologická stabilita Biologická stabilita uzavřeného provozu je úzce spojena s konečným využitím území, zatímco stabilita okolního prostředí bude závislá především na fyzikálních a chemických charakteristikách lokality. Všechny tři faktory jsou navzájem propojeny, protože biologická stabilita může podstatně ovlivnit fyzikální nebo chemickou stabilitu. Například kořeny rostlin zabraňují erozi vazbou a zpevněním povrchu půdy a rozvoj zdravého vegetačního krytu v mokřadní oblasti úpravy vod zvýší hloubku povrchové vrstvy organických látek, a tím vytvoří anaerobní podmínky nezbytné pro úpravu vody. Obnova většiny lokalit zahrnuje ozelenění velkých ploch obnovovaného území, které často mohou mít nízkou kvalitu pro trvalý růst rostlin. Je proto důležité, aby metody meliorace a kultivace půdy nebo půdotvorné materiály společně s vybranými druhy rostlin vedly k rozvoji trvale udržitelného rostlinného krytu. Ten má odpovídat zvolenému využití území a může hrát významnou roli při udržení fyzikální a chemické stability na lokalitě, například stabilizací půdního pokryvu a zábranou eroze. Monitoring je zaměřen na prokázání, že růst rostlin byl nejen úspěšný v první fázi, avšak během několika vegetačních období se vyvinul do soběstačného trvale udržitelného rostlinného společenství. [100, Eriksson, 2002]. Konvenční bezpečnostní praxe pokládá rozrušovací činnost hrabavých živočichů a pronikání kořenů za problémy, které musí být řešeny při následné údržbě. Méně očekávané mohou být jiné problémy. Například bobr je všudypřítomný v Kanadě, jako národní symbol země a jeho zvyky jsou velmi dobře známy, jak stavitelům tak biologům. Jeho sklony vyvíjet své aktivity v závislosti na zvuku proudící vody byly uznány jako vážný dlouhodobý problém při uzavírce hrází odkališť, protože bobři budují hráze, které mohou způsobit zablokování odvodních zařízení, a to bylo skutečně v minulosti dokumentováno jako příčina poruch hrází odkališť. Je třeba poznamenat, že evropský bobr, který vyhynul ve Švédsku v sedmdesátých letech devatenáctého století, byl reintrodukován ve dvacátých letech dvacátého století a nyní se úspěšně rozšiřuje. Tyto faktory ukazují na detailnější úrovní rozsah, v němž dlouhodobá bezpečnost hrází závisí na potřebě trvalé údržby, úprav a oprav, a naopak jak obtížné je dlouhodobé zajištění stability. [13, Vick]. 330


Následné využití území Všeobecně je následné využívání uzavřeného provozu určováno následujícími faktory:  využití území obklopujícího lokalitu před hornickou činností nebo současné  jakékoli očekávané budoucí změny ve využití okolního území  předpokládané očekávané využití lokality dolu po ukončení provozu  životnost možného využití infrastruktury a zařízení na lokalitě  rozsah veškerých environmentálních dopadů  potřeba obrany proti fyzikálním, chemickým a biologickým nebezpečím antropogenního, tak přírodního původu).

(jak

Specifické problémy vztahující se na zvolený dlouhodobý management, které musí být uvažovány při určení následného využití území. Z toho vyplývá řada různých možností, které jsou pro většinu lokalit uvažovány. Tyto možnosti zahrnují následující:  přírodní osídlení lokality místní vegetací  vysazení hospodářských lesních porostů  využití pro zemědělství  podpora alternativních průmyslových činností  použití zařízení infrastruktury jako součásti ekonomického rozvoje oblasti Ať je volba jakákoliv, plochy jsou obvykle rekultivovány tak, že konečné využití území a morfologie lokality je srovnatelná s okolní oblastí nebo s prostředím před hornickou činností. To nevylučuje udržování plochy jako průmyslové nebo hospodářské lokality, pokud je to vhodné.

4.2.4.2

Specifické problémy uzavírky

Odvaly

Geometrie a s tím související stabilita odvalů je závislá na typu materiálu na odvalu, technologii ukládání a na místní geomorfologické situaci. Potenciální problémy a nebezpečí spojené s odvaly zahrnují:        

nestabilní svahy tvorba toxických výluhů, které vedou ke kontaminaci oblasti pod odvalem tvorba kyselin (ARD) znečištění povrchových vod a/nebo podzemních vod požáry/samovolné vznícení škody na domácích zvířatech, přírodní fauně a škody pro obyvatelstvo prašné znečištění a větrná eroze vizuální dopady.

Je běžnou praxí provést detailní geologických průzkum před zahájením provozu. Jestliže existuje riziko seismické riziko nebo jiných přírodních nebo antropogenních destabilizačních událostí, veškerá opatření a použitá zařízení musí být příslušným způsobem navržena a vybudována. [100, Eriksson, 2002]. Odkaliště/hráze

Úpravnické hlušiny ve formě suspenzí jsou obecně vypouštěny do ohrazeného prostoru, například odkaliště, kde mohou být izolovány od okolního prostředí, a tak je zabráněno potenciálním dopadům na prostředí. Odkaliště je obvykle budováno s využitím místní přírodní geomorfologické situace a pomocí hrází, které umožňují řízení manipulaci s úpravnickými hlušinami. „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

331

Určení typu ohrazení a lokalizace na specifickém místě závisí na následujících faktorech:  geomorfologie a místní situace  přírodní rizika  místní klima a vodní bilance  objem úpravnických hlušin  rozsah zpevnění úpravnických hlušin  toxicita úpravnických hlušin  environmentální problémy spojené s úpravnickými hlušinami a technologickou vodou  množství vhodného materiálu pro překryv  dostupná humózní zemina  ekonomika Potenciální problémy a rizika spojená s odkališti zahrnují:  nestabilní svahy vedoucí k destrukci nebo narušením hrází  průsaky nebo pronikání výluhu způsobující kontaminaci pod odkalištěm  vznik kyselinotvorného potenciálu (ard)  znečištění povrchových vod a/nebo podzemních vod  škody na dobytku přírodní fauně a škody pro obyvatelstvo  prašné znečištění a větrná eroze Je běžnou praxí provést detailní geologických průzkum před zahájením provozu. Jestliže existuje riziko seismické riziko nebo jiných přírodních nebo antropogenních destabilizačních událostí, veškerá opatření a použitá zařízení musí být příslušným způsobem navržena a vybudována. Musí být zpracována vyčerpávající zpráva o hydrologii, geochemii a geotechnických aspektech na lokalitě. [100, Eriksson, 2002]. Vodní pokryv Při návrhu odkaliště musí obklopující hráze poskytovat přijatelnou úroveň bezpečnosti během období provozu i během období po uzavírce. V mnoha případech je žádoucí udržet stálý vodní pokryv nebo mokřad na uložených úpravnických hlušinách, aby bylo zabráněno mobilizaci polutantů a nebo z estetických důvodů. Následující text popisuje jak mají být navrženy dlouhodobě stabilní hráze ze zeminy, tak aby bylo možno udržet stálý vodní pokryv. Metoda vodního pokryvu jako prostředek řízení ARD je podrobněji popsána v oddílu 4.3.1.2.1. Odkaliště tvoří potenciální ohrožení prostředí během provozu stejně jako v období po uzavírce. Odkaliště musí být fyzikálně a chemicky stabilní, aby bylo možno zabránit negativním vlivům na prostředí. V tomto smyslu musí být splněny dvě podmínky: 1. hráze musí poskytovat přijatelnou úroveň bezpečnosti během období provozu i během období po uzavírce 2. materiál, který může mít negativní dopad na prostředí musí být ukládán způsobem environmentálně přijatelným. Po ukončení provozu musí být přijata opatření pro začlenění odkaliště do okolní krajiny bezpečným a estetickým způsobem. Jestliže úpravnické hlušiny obsahují sulfidy, které v kontaktu se vzduchem a vodou mohou pomalu oxidovat a produkovat kyselinu a rozpuštěné kovy, musí být zabráněno oxidaci sulfidů, tj. stálým uložením úpravnických odpadů pod vodu. V tomto případě odkaliště musí být

332


navrženo a vybudováno tak, aby vyhovovalo potřebám dlouhodobé stability hráze a podmínkám pro trvalé zaplavení povrchu: Následující požadavky musí být splněny pro stálý vodní pokryv:  doplňování vody do odkaliště musí být dostatečné, aby byl vždy zajištěn vodní pokryv a stabilní chemizmus vody  hráz musí být dostatečně stabilní, aby poskytovala dostatečnou úroveň bezpečnosti během provozu stejně jako později Vzhledem ke stabilitě, dlouhodobé požadavky znamenají správné dimenzování hráze pro danou konstrukci. „Dlouhodobý“ běžně znamená „do příští ledové doby“ nebo „během několika tisíců let“. Na základě současných znalostí musí být věnována pozornost následujícím problémům a příčinám poruch s cílem splnit požadavky „dlouhodobě stabilní hráze“:     

stabilita svahů přetečení koruny hráze nestability v základech hráze nebo uvnitř odkaliště extrémní události jako záplavy, zemětřesení a silné větry procesy způsobující pomalé zhoršování prosakující vodou, srážkami, mrazem, ledem, vegetací, atd. [126, Eriksson, 2003]. Dlouhodobě stabilní svahy hrází navržené aby trvale zadržovaly vodu Zkušenosti a studie přírodních útvarů podobným hrázím odkališť ukazují, že svahy, které jsou méně ploché než 1:3 (V:H) prokázaly stabilitu pro vodní a větrnou erozi, mráz a zvětrávání za posledních deset tisíc let (tj. od poslední doby ledové). Sklon svahu menší než 1:3 rovněž podporuje růst vegetace, což rovněž snižuje dopad pomalých degradačních procesů. [127, Benkert, 2002] Vertikální filtry jsou zřízeny mezi jádrem hráze s nízkou propustností a podpůrnou výplní hráze. Pata hráze na výtokové straně je vybavena filtrem (účel filtračního materiálu byl vysvětlen v oddílu 2.4.2.2) a může být rovněž doplněno hrubozrnným horninovým materiálem. Příkop pro zachycení průsaku musí být vybudován u odtokové paty hráze pro monitoring proudění a kvality průsaků (případně pro zachycení průsaku jestliže ten nesplňuje normy kvality vod pro vypouštění během období provozu). [126, Eriksson, 2003]. Přetečení Riziko přetečení je závislé na místních klimatických podmínkách a na velikosti povodí. Během provozu musí být vypouštěcí kapacita schopna zvládnout předvídatelné extrémní povodňové události (například PMF viz oddíl 2.4.2.6). Vypouštěcí kapacita je obvykle 2.5 x větší než největší průtok kdykoliv změřený. Jestliže bylo pro uzavírku odkaliště zvoleno řešení s vodním pokryvem, vypouštěcí zařízení (výpust) musí mít dlouhodobou stabilitu. Přednostně by mělo být zřízeno jako přepad v přirozené podložní hornině a nikoliv v hrázi. Dlouhodobá stabilní výpusť musí být schopna zvládnout jakoukoliv extrémní povodňovou událost s dostatečnou bezpečnostní rezervou a současně odolávat riziku způsobovaném hromaděním ledu, padajícími stromy, větvemi atd. bez ohrožení omezení požadované vypouštěcí kapacity. Tyto požadavky znamenají, že musí být pro dlouhodobé období vybudována velmi široká odtoková zařízení. V důsledku nutnosti zajištění potřebného volného břehu musí být dostatečná vzdálenost od okraje odkaliště (volné vody) za běžných klimatických podmínek ke koruně hráze (tzv. pláž). Tato plocha flotačních hlušin bude po uzavírce přikryta nepropustnou vrstvou materiálu pro zabránění infiltrace, provzdušňování a zvětrávání. Výhoda velké šířky pláže je zlepšení stability svahu a potenciální snížení vnitřní eroze jako důsledek nižší hladiny podzemní vody a spádových linií.


333

Nestabilita Bezpečnostní faktor 1.5 je často uvažován jako poskytující dostatečně nízkou dlouhodobou pravděpodobnost nestability v podloží, základech a uvnitř hráze. Oddíl 4.4.13.1 uvádí další příklady pro bezpečnostní faktory a jejich určování. Při použití mokrého pokryvu musí být dále úklon svahu nižší než 50 % úhlu tření pro materiál, z něhož je hráz vybudována. Extrémní události Návrh hráze musí být kontrolován na dynamickou stabilitu pro konstrukční hodnotu zrychlení způsobeného zemětřesením specifickém pro lokalitu. Bezpečnostní faktor 1.5 je považován za dostatečný pro dynamickou stabilitu. Silné větry vyvolávají vlny, které mohou poškodit svah hráze spadající do odkaliště a korunu hráze. Údaje o větru specifické pro lokalitu musí být použity pro výpočet výšky a dimenzování vln. Dimenzování výšky vln určí nezbytnou ochranu proti erozi na svahu hráze do odkaliště a pravděpodobně zvýší šířku nutného volného břehu. Ochrana proti erozi je nezbytná pro dlouhodobé období, stejně jako během provozu. [126, Eriksson, 2003]. Procesy pomalé degradace Během dlouhodobé fáze, hráze mohou být poškozeny pomalými degradačními procesy jako je průsak, eroze, teplota, mráz, led, vegetace. Dlouhodobý proces, který má pravděpodobně největší význam pro stabilitu hráze je průsak hrází. Průsak hrází může způsobovat vnitřní erozi, která je obecnou příčinou poškození velkých přehrad u hydroelektráren. Je však možné, zabránit a předejít vnitřní erozi jestliže úklon hydraulického gradientu (tj. linie pórového tlaku) je na dostatečně nízké úrovni, aby byl v přírodní zemině, která je odolná proti proudění podzemní vody. Obecně svah tvořený zeminou je stabilní proti vnitřní erozi, jestliže úklon hydraulického gradientu je menší než polovina úhlu vnitřního tření zeminového materiálu. Podle uvedené argumentace, dlouhodobě stabilní hráz je budována způsobem, že úklon hydraulického gradientu je menší než polovina úhlu vnitřního tření zeminového materiálu. V tomto případě, hráz může být považována za vystavenou tlaku podzemní vody místo statickému vodnímu tlaku a bude tak mít přijatelnou úroveň bezpečnosti pro vnitřní erozi.tato podmínka by měla být používána při dimenzování šířky hráze. Poškození erozí, teplotou a vegetací může být zabráněno použitím dlouhodobě stabilních materiálů při stavbě hráze a konstrukcí svahů s dostatečně nízkým úklonem. Úhel sklonu 1:3 (V:H) je považován za dlouhodobě stabilní protože takové svahy se vyskytují v přírodních krajinách. Tyto přírodní svahy byly vystaveny přírodní erozi, teplotě, vegetaci atd. během velmi dlouhých časových období, ve skandinávských zemích od poslední doby ledové (přibližně deset tisíc let) a přes toto dlouhé období mohou být pozorovány jen malé znaky přeměn. Nejobvyklejším znakem přeměny je oxidace a vyluhování nejsvrchnější vrstvy půdy o mocnosti 0.5 m. Avšak hlouběji je moréna prakticky nepřeměněna. Proto může být předpokládáno, že hráz vybudovaná z takového materiálu může dále odolávat těmto procesům. Podobná argumentace může být provedena pro jiné materiály, které jsou používány v jiných částech Evropy. [126, Eriksson, 2003]. Následující obrázek ukazuje některé typické příklady hrází navržené pro stálý vodní pokryv. Všimněte si, že v tomto obrázku hrubozrnné úpravnické odpady jsou ukládány blízko hráze.

334


Obrázek 4.2: Hráze pro permanentní vodní pokryv 1. Jemnozrnné flotační hlušiny, 2. Hrubozrnné flotační hlušiny, 3. Nosná výplň, 4. Nosná výplň s dlouhodobou stabilitou, 5. Nepropustný pokryv a protierozní ochrana [6, ICOLD, 1996]

Odvodněná odkaliště Po uzavírce snížení hladiny podzemních vod zvýší stabilitu svahů a sníží riziko vnitřní eroze. Následující aspekty musí být uvažovány, aby bylo zabráněno potenciálním problémům a rizikům zmíněným výše:     

vnější svahy hrází jsou upraveny aby byl zajištěn dostatečný faktor bezpečnosti pro dlouhodobou stabilitu a podmínky seismického zatížení průsak musí být řízen dostatečným odvodněním musí být provedena opatření pro zachycení a odvedení povrchového odtoku hráz musí být dlouhodobě stabilní proti procesů pomalé degradace jestliže úpravnické hlušiny mají kyselinotvorný potenciál (ARD) je nutný vhodný pokryv pro zabránění nebo zpomalení infiltrace a difuze (viz oddíl 4.3.1)

Existující systémy pro odvádění bouřkové vody mohou být zlepšeny pro zvýšení kapacity a trvanlivosti za účelem prevence eroze uloženého materiálu v případě vysokých srážek. Dekantační věže a odváděcí potrubí musí být udržovány ve stavu aby nepředstavovaly potencionální dlouhodobé riziko. Je obvyklou praxí uzavřít odváděcí potrubí cementovou zátkou. Horní povrch hráze je tvarován pro zajištění přijatelné rovnováhy mezi srážkami a výparem. V oblastech s vysokými srážkami může být nutný přepad pro odvedení nadbytečné vody z povrchu hráze. Následující obrázek ukazuje některé typické hráze pro odvodněná odkaliště. Všimněte si, že na tomto obrázku jsou hrubozrnné úpravnické hlušiny ukládány v blízkosti hráze.


335

Obrázek 4.3: Hráze pro odvodněná odkaliště [6, ICOLD, 1996]

Vodohospodářská zařízení Vodohospodářská zařízení zahrnují všechna zařízení v lokalitě dolu nebo s ním spojená, používaná pro řízení, zachycování, úpravu a vedení vody pro účely provozu a soukromé použití, stejně jako zajištění odvádění odkloněných vod a odvádění přebytečných vod. Mezi ně řadíme:           

odkaliště/hráze rezervoáry přepady přívodní zařízení příkopy pro odklonění vod propusti potrubí čerpací stanice úpravny vody usazovací nádrže odvodňovací systémy.

Potenciální problémy a rizika spojená s uzavírkou vodohospodářských zařízení zahrnují:   

336

znečištění povrchových vod a/nebo podzemních vod nekontrolované vypouštění vod vedoucí k záplavám a /nebo ke změnám přírodního hydrologického režimu škody zahrnující poškození a/nebo smrt dobytka, přírodní fauny a obyvatelstva


Obvykle je provedena inventura veškerého vybavení a zařízení na lokalitě existujícího nebo používaného pro účely nakládání a/nebo úpravy vody pocházející z provozu. Jeho stav je dokumentován, jeho umístění je zachyceno na mapách a plánech lokality. Před uzavírkou je zajištěna úplná informace o hydrologických podmínkách a souvisejících důlních dílech. Jestliže existuje riziko seismické aktivity nebo jiných přírodních/antropogenních destabilizujících událostí, všechna opatření a zařízení musí být navržena a vybudována příslušným způsobem. Vodohospodářská zařízení jsou obvykle uzavřena, a když je to možné demontována, aby bylo zabráněno vypouštění nepřijatelných úrovní znečištěné vody. Je dobrou praxí odstranit tato zařízení, která vyžadují údržbu během fáze uzavírky, zvláště když jsou možné dopady z hlediska bezpečnosti, stability a prostředí. Plán uzavírky začleňuje veškeré použitelné složky do využití území po hornické činnosti, vodohospodářského systému a/nebo odvodňovacího systému oblasti. Vodní hospodářství na důlní lokalitě pravděpodobně změnilo přírodní hydrologický režim. Zadržení vody v ohrazeném odkališti obvykle změní povrchové přírodní vody a změní průtoky a objemy, které se pohybují přírodními vodními koryty. Obnova přírodního vodního režimu zahrnuje ukončení čerpání z podzemí, což umožňuje zaplavení důlních děl a čerpání na povrch a úpravu této vody tak dlouho, dokud představuje ohrožení pro kvalitu podzemních vod. Velká část exponovaného povrchu v opuštěných podzemních důlních dílech může obsahovat pyrit a mohla podléhat oxidaci před zaplavením dolu. Voda může být použita pro vyplavení nečistot z dolu, zejména pro snížení sulfátů a kovů a pro snížení rizika znečištění. To pokračuje dokud není obnovena normální kvalita podzemní vody. [100, Eriksson, 2002]. Uzavírka odkališť a odvalů obsahujících nereaktivní hlušiny z těžby a úpravy Významné problémy, které musí být brány v úvahy při uzavírce u nereaktivních hlušin z těžby a úpravy jsou:   

dlouhodobá fyzikální stabilita úprava terénu a ozelenění prevence  eroze  prašnosti

Na mnohých lokalitách jsou prováděny úpravy terénu vně hrází již během stavby hrází. Po uzavírce je hladina podzemní vody udržována pod horním povrchem uložených úpravnických hlušin pomocí zajištění přepadu za účelem zabránění eroze paty hráze. Hlušiny jsou překryty jílem, zeminou a zatravněny. Jsou vysazeny keře a stromy. Následující obrázek ukazuje některé typické pokryvy odkališť. Možnost 1 a 2 jsou používány pro nereaktivní úpravnické hlušiny.


337

Obrázek 4.4: Typické pokryvy pro odkaliště [11, EPA, 1995]

4.3

Prevence a kontrola emisí

4.3.1

Management ARD

Nakládání s hlušinami z úpravy a těžby, které mohou být potenciálním zdrojem ARD, vyplývá z přístupu založeném na odhadu rizik. Pro hodnocení rizik je přesná charakteristika a poznání materiálu kriticky významná. Proces řízení rizik je cyklický proces, který je obvykle určen během plánovací fáze těžby, ale je aktualizován a znovu vyhodnocován během životnosti dolu. Proces odhadu rizik vždy zahrnuje princip „od kolébky do hrobu„ tj. jakákoliv zvolená možnost, která se týká managementu hlušin z úpravy a těžby během provozní fáze musí také zahrnovat akceptovatelnou strategii pro uzavírku. Původní charakteristika materiálu byla provedena během plánovacího stádia dolu, avšak tyto výsledky jsou plynule doplňovány a potvrzovány během provozní fáze dolu.

338


Tento oddíl vychází z MiMi (1998) ze zprávy „Prevention and control of pollution from tailings and waste-rock products“ [95, Elander, 1998]. Byly také dodány další případové studie. Úplná zpráva je k dispozici na www stránkách. Byly vyvinuta celá řada metod prevence, kontroly a možností úpravy pro hlušiny s potenciální produkcí ARD, které jsou používány v době provozu stejně jako při uzavírce dolu. Oddíl 2.7 popisuje procesy zahrnuté do vzniku ARD

4.3.1.1

Odhad potenciálu pro ARD

Na ložisku Ovacik vyplynulo z detailní charakteristiky vzorků hlušin z úpravy a těžby, že nebudou produkovat ARD. V následující tabulce jsou uvedeny průměrné výsledky ze studia 99 vzorků. Průměr z 99 vzorků

pH 7.52

AP* 0.47

NP* 5.5

NNP 5.18

NP/AP 4.67

S2- (%) 0.02

*kg: CaCO3 na tunu hlušiny AP: kyselinotvorný potenciál NP: neutralizační potenciál NNP: čistý neutralizační potenciál Tabulka 4.6: Kyselinotvorný produkční potenciál na ložisku zlata Ovacik

[56, Au group, 2002]. Charakterizace hlušin z úpravy a těžby (viz oddíl 4.2.1.2 v kombinaci s přílohou 4) zahrnuje:  

určení kyselinotvorného potenciálu (AP) založeném na obsahu celkové síry nebo sulfidické síry určení neutralizačního potenciálu (NP)

Jestliže je NP/AP  1:1 uvažuje se, že vzorek vykazuje kyselinotvorný potenciál. Jestliže je NP/AP  3:1 uvažuje se, že vzorek nemá kyselinotvorný potenciál.

4.3.1.2 Preventivní opatření Základem pro jakékoliv preventivní opatření je charakterizace hlušin z úpravy a těžby, společně s obsáhlým plánem řízení nakládání s hlušinami, který identifikuje a minimalizuje množství hlušin, které vyžadují speciální pozornost. Většina preventivních metod je zaměřena na minimalizaci rychlosti oxidace sulfidů, a tím primární mobilizaci zvětrávacích produktů. To je zabezpečeno minimalizací transportu kyslíku k sulfidům použitím kyslíkové transportní bariéry (pokryv). Pokryv vychází ze dvou základních konceptů: (1) „vodní pokryv“ nebo „mokrý pokryv“ (zatopení) nebo (2) „suchý pokryv“. Byl také vyvinut a použit třetí typ „kyslík spotřebovávající pokryv“. Další preventivní metodou je odstranění sulfidických minerálů z hlušin z těžby a úpravy (de-pyritizace), přídavek minerálů s pufrační schopností, minimalizace bakteriální aktivity nebo zmenšení povrchu zrn minerálů, které mohou zvětrávat. Oxidace sulfidických minerálů může být minimalizována během provozu, například řízením vodního pokryvu při provozu odkaliště.


339

Metoda prevence Vodní pokryv a vypouštění do podzemních vod Suchý pokryv Pokryv spotřebovávající kyslík

Vytvoření mokřadu

Zvýšení hladiny podzemní vody

Odstranění pyritu Selektivní nakládání s materiálem

Použitý princip Použití volné hladiny vody jako kyslíkové difuzní bariéry. Difuze kyslíku je 104 krát nižší ve vodě než ve vzduchu Použití vrstvy s nízkou propustností, s vysokým obsahem vody jako kyslíkové difuzní bariéry Použití vrstvy s nízkou propustností s vysokým obsahem vody jako kyslíkové difuzní bariéry. Vrstva s nízkou propustností má vysoký obsah organických látek, které při rozkladu spotřebovávají kyslík, čímž dochází k další redukci transportu kyslíku k sulfidům v podloží Vytvoření mokřadu jako metody uzavírky využívá stejný princip jako vodní pokryv, ale má menší hloubku, aby se na dně mohl stabilizovat rostlinný pokryv, čímž je zabráněno opětovnému vznosu hlušin Řízené udržování sulfidických materiálů trvale pod hladinou podzemní vody zadržením vody pomocí:  Zvýšené infiltrace  Snížením evaporací  Zvýšením odporu proti proudění podzemních vod  Kapilárními silami Separace pyritu z hlušin a separované vypouštění pyritu (např. pod vodou) Selektivní management různých frakcí hlušin z úpravy a těžby určené na základě složení a vlastností, např. odseparování materiálu s kyselinotvorným potenciálem (ARD) pro oddělené nakládání.

Tabulka 4.7 : Metody prevence vzniku ARD a principy, na kterých jsou založeny

4.3.1.2.1

Vodní pokryv

Vodní pokryv nebo „mokrý pokryv“ je metodou uzavírky, která využívá hladinu volné vody jako difuzní bariéru pro prostup kyslíku. Koeficient difuze kyslíku je 104 krát menší ve vodě než ve vzduchu. Z toho vyplývá, že jestliže je použit vodní pokryv, pak je oxidace sulfidů téměř eliminována. Základními požadavky na vodní pokryv jsou:     

pozitivní vodní bilance, které garantuje minimální hloubku za všech podmínek dlouhodobě fyzikálně stabilní hráz (pokud není k dispozici jámový lom, pak se v některých případech používá pro ukládání hlušin přírodní jezero nebo moře) dlouhodobě stabilní odtok s dostatečnou kapacitou odtoku i během extrémních událostí hloubka jezera musí být dostatečná, aby se předešlo re-suspenzi hlušin při vlnobití (vlnolamy mohou být použity pro snížení požadované hloubky vody) hlušiny se mohou ve vodě rozpouštět.

Další výhodou je jestliže přirozený tok vtéká do jezera, například může dodávat organické látky, floru a faunu do oblasti bývalého provozu. Tím bude dále zlepšována účinnost vodního pokryvu vytvořením dodatečné difuzní bariéry tvorbou sedimentu a může urychlit nové oživení systému. Vodní pokryv je možností uzavírky pro odkaliště jakéhokoliv typu (například pro „běžné“ ukládání hlušin nebo pro ukládání pod hladinu vody během provozu).

340


Tento způsob byl použit na dvou lokalitách: Stekenjokk a Kristineberg. Stekenjokk je pionýrskou lokalitou, kde bylo uzavíráno odkaliště s hlušinami s obsahem sulfidů. Uzavření proběhlo v roce 1991, což umožňuje více jak desetileté hodnocení výsledků. Projekt uzavření Stekenjokk je detailně popsán Bromanem a Göranssonem (1994). Použité postupy na lokalitě Stekenjokk jsou schematicky popsány v obrázku (Broman a Göransson, 1994). [100, Eriksson, 2002]

Obrázek 4.5: Provedená opatření na odkališti Stekenjokk TMF [100, Eriksson, 2002]

Provedení uvedených opatření bylo monitorováno a vyhodnocováno po čase. Výpočet látkové bilance je uveden ve zprávě, kde se používají data za prvních 8 let sledování činností s předpokladem, že sulfáty mohou sloužit jako „tracer“ pro oxidaci sulfidů. Analýzy dokumentují, že vodní pokryv dostatečně redukuje oxidační rychlost sulfidů uložených v odkališti. Vyjádřeno jako proudění kyslíku přes vodní pokryv do odkaliště, horní limit pro odtok sulfátů z odkaliště odpovídá spodnímu limitu účinného proudění kyslíku 1 x 10-10 O2/m2s. To je porovnatelné, nebo lepší než výsledky řešení získané při použití suchého pokryvu z kompozitů. Tyto výsledky demonstrují, že cíle projektu uzavírky byly splněny lépe. Podobné výsledky byly získány z předchozích studií odkaliště uloženého do přírodního jezera. Vodní pokryv je účinný a cenově výhodný ve srovnání se suchým pokryvem. Pro aplikovaný vodní pokryv dosahují investiční náklady 2 USD/m2, zatímco u studovaného suchého pokryvu je to 12 USD/m2. Dále nemusí být zahájena těžba pro získání pokryvného materiálu. Nejistota spojená s vodním pokryvem se vztahuje k dlouhodobé stabilitě hráze. Některé aspekty, které jsou vztaženy k dlouhodobé stabilitě zařízení, kde je použita technika vodního pokryvu jsou diskutovány v oddílu 4.2.4.2. Často je argumentováno, že nelze úplně eliminovat oxidaci sulfidických minerálů, neboť vodní pokryv vždy obsahuje kyslík. Výsledky ukazují, že rychlost oxidace sulfidů je v lokalitě Stekenjokk zanedbatelná. Byly pozorovány stabilní trendy poklesu koncentrace síranů v odtoku z odkaliště. Po deseti letech se koncentrace sulfátů v odtoku blíží hodnotě pozadí.


341

Hlavní zkušenosti získané z této lokality jsou uvedeny dále: 

Extrémní zimní podmínky, které převládaly na lokalitě Stekenjokk ztížily realizaci projektu. Abnormální zvýšení hladiny vody v jezeře (které v extrémním případě mohlo přesahovat jádro hráze) bylo zaznamenáno v období pozdní zimy. Vyšetřování ukázalo, že příčinou bylo částečné hromadění ledu v odtoku. To vedlo ke kompletní rekonstrukci odtokového zařízení. Nový odtok byl konstruován v přírodní podložní hornině a byl vybudován podstatně hlubší odtokový kanál, který umožňoval průtok vody dokonce při extrémních ledových podmínkách (ve Stekenjokku byl zaznamenán led o tloušťce až 2 m).



Na jaře 1998, průsaková voda na jednom místě paty hráze vykazovala zakalení. Bylo to interpretováno jako možný projev vnitřní eroze. Stabilizační lavice navržená jako filtr byla ihned umístěna u paty hráze. Výsledky analýzy však ukázaly, že „turbidita“ byla způsobena tvorbou alumosilikáty (jako výsledek rozpouštění silikátů, které vyrovnávají zvětrávání sulfidů). Nebyla to tedy žádná vnitřní eroze.



V roce 1998 byl na odkališti Stekenjokk proveden úplný bezpečnostní audit v souvislosti s vypracováním Manuálu pro bezpečnost hráze (Manuál OSM) pro Stekenjokk. Tento audit doporučil, aby bylo vybudováno dodatečné odtokové zařízení za účelem zabezpečení dostatečné kapacity odtoku v případě zablokování hlavního odtoku ledem. Odtokové zařízení bylo vybudováno tentýž rok. Bezpečnostní odtok začíná fungovat automaticky, jestliže hladina vody stoupne nad určitou úroveň.



Těleso hráze nebylo předmětem žádných opatření ve vztahu k problémům stability po ukončení uzavíracích prací a úklon svahu hráze byl upraven na 1:2.5 (V : H). V roce 1994 bylo však rozhodnuto pokrýt svah hráze na straně odtoku morénovým materiálem, protože bylo zjištěno, že hráz obsahuje sulfidický materiál, který podléhal zvětrávání, což ovlivňovalo vodní prostředí na straně odtoku.

Uzavření odkaliště Kristineberg 4 není dosud provedeno avšak přijatá opatření důsledně odpovídají výzkumnému projektu MiMi a jsou uvedena na stránce www.mimi.kiruna.se [100, Eriksson, 2002] Problémem je udržení vodního pokryvu a hráze pro dlouhé období a bez udržování. Určité dodatečné informace byly získány studiem přírodních jezer, které byly používány pro ukládání flotačních hlušin pod hladinou vody relativně dlouhá období. Fraser a Robertsson (1994) uvádějí, že hlušiny uložené pod vedou v jezeře Mandy Lake mezi 1943 a 1945 vykazují malé nebo žádné chemické reakce po 46 letech na dně jezera. Existují také studie, které ukazují podobné výsledky pro jezero Buttle Lake (Vancouver Island). Literatura: Dave N.K. and Vivyurka A.J., 1994. WAter ceover on acid generating uranium tailingsLaboratory and filed studies. In proceedings of the Forth International Conference on Acid Rock Drainage, vol1, 297-306. Eriksson N., Lindvall M. and Sandberg M., 2001. Aquantitative evaluation of the efectiveness of the water cover at the Stekenjokk tailings pond in Northern Sweden: Eight years of followup. Proceedings to Scuring the Future, International Conference on Mining and the Environment, Skelleftea, June 25 – July 1, 2001. Fraser W W- and Robertson J.D., 1994. Suqueous disposal of reactive mine waste: An overview and update of case studies – MEND/CANADA. Bureau of Mines Special Publication, SP 06 A94, 250-259. 342


Pedersen T.F., MnNee J.J., Mueller V., Flather D.H. and Pelletier C.A, 1994. Geochemistry of submerged tailings in Anderson Lake, Manitoba: Recent Results. Bureau of Mines Special Publication, SP 06 A-94, 288-296. Robertson J.D., Tremblay G.A. and Fraser W.W., 1997. Subaqueous tailing disposal: A sound solution for reactive tailing. In proceedings of the fourth International Conference on Acid Rock Drainage, vol 3, 1029-1041. St Arnaud L., 1994. Water covers for the decommissioning of sulphidic mine tailings impoundments. Bureau of Mines Special Publication, SP 06 A-945, 279-287. 4.3.1.2.2 Suchý pokryv Je potřeba si povšimnout, že pojem „suchý pokryv“ neznamená, že pokryv neobsahuje vodu. Tento pojem je pouze používán pro rozlišení mezi tímto typem a „vodním pokryvem“. Suchý pokryv nebo půdní pokryv (víko - a - překrytí) je nejběžnější řešení pro jiné odpadní materiály. Po ukončení důlní činnosti a zastavení ukládání na odkaliště, je voda z povrchu odkaliště odstraněna a povrch se nechá vyschnout, avšak většina jemnozrnných částic hlušiny zůstává vodou nasycená a měkká. Potom je na povrchu vytvořen pokryv s nízkou propustností a zvýšenou schopností odvodu povrchového odtoku, někdy jsou v něm vytvořeny propustné vrstvy pro drenáž, monitoring nebo kapilární otvory. V zásadě, takový pokryv splňuje dva účely: (1) omezuje difuzi kyslíku z povrchu odkaliště do pórových prostor, snižuje reakční rychlost a tím i vznik ARD (2) kryt zabraňuje zaplavení a snižuje infiltraci povrchové vody, což omezí transport reakčních produktů. V praxi se z mnoha důvodů tento účinek velmi těžko zajistí a může být pouze částečně realizován. Velmi často není lokálně k dispozici vhodný pokryvný materiál a dále musí být zváženy náklady a těžkosti při pozemních operacích na měkkém povrchu odkaliště. [13, Vick,] Obvyklou metodou návrhu suchého pokryvu je vytvoření několika vrstev, které jsou složeny z různých půdních typů: jíl, prach, písek a štěrk. Jak účinný je pokryv závisí na obsahu vlhkosti v pokryvných vrstvách. Celková mocnost vrstvy pokryvu se běžně pohybuje mezi 0.3 – 3.0 m a propustnost pro svrchní části pokryvu by se měla pohybovat mezi 1x10 -7 – 1x10-9 m/s. Různá pozorování ukázala, že vztah mezi rychlostí difůze a stupněm nasycení vodou je silný a nelineární. Následující obrázek ukazuje, poměr mezi koeficientem efektivní difůze pro porézní materiály s částečným stupněm nasycení vodou a difůzí ve vzduchu jak bylo navrženo Collinem [140, Collin, 1987].


343

Obrázek 4.6 : Poměr mezi koeficientem efektivní difůze v porézním materiálu částečně nasyceném vodou a difůzí ve vzduchu

Před tím, než je odkaliště překryto musí být odvodněno tak, že písek může být konsolidován. Konsolidace může trvat dlouhou dobu v závislosti na vlastnostech písku. Z to vyplývá, že někde je nutné použití protiprašného pokryvu odkaliště, aby se zabránilo prášení během konsolidační fáze. Pro zabránění shromažďování vody, je obvyklou praxí konstrukce sběrných příkopů a přetvarování povrchu odkaliště. Ideální by byl úklon povrchu 0.5 – 1.0% směrem k okrajům odkaliště. [66, Base metals group, 2002]. Vrchní vrstva je ochraňována před vysycháním a mechanickým poškozením použitím ochranné vrstvy. Ochranná vrstva je ozeleněna. Krátkodobá účinnost suchého pokryvu může být snížena různými dlouhodobými destruktivními procesy, které způsobují praskliny nebo jiné diskontinuity ve vrstvě bariéry. Mezi také procesy patří eroze, vymrazování, vysychání, různá sedimentace, pronikání kořenů, rytí zvěří a ovlivnění lidskou činností [95, Elander, 1998]. Nejjednodušším půdním pokryvem je nespecifikovaný nezpevněný půdní materiál, jako například A (viz obrázek 4.7). Ve skandinávských podmínkách vrstva tilu o mocnosti 1.0 až 1.5 m pravděpodobně sníží oxidační rychlost o 80 – 90 %. Zvýšení účinnosti pokryvu může být dosaženo řadou opatření. Nevýhodou jednoduchého nespecifikovaného půdního pokryvu na povrchu odkaliště je, že objemy infiltrující vody jsou pouze velmi slabě sníženy (≈ 10 %) a snížení difuze kyslíku je také menší jestliže hladina podzemní vody nedosahuje až k pokryvu. Jestliže dostupný materiál pro pokryv má relativně nízkou hydraulickou konduktivitu ve zhutněném stavu, je možností pro zlepšení tohoto jednoduchého půdního pokryvu (příklad A) vytvoření pokryvu ze dvou nebo více vrstev a každou zhutnit zvlášť. Tím se sníží hydraulická konduktivita, stupeň saturace se zvyšuje, což snižuje koeficient efektivní difuze kyslíku.

344


Obrázek 4.7 : Návrhy čtyř typů půdního pokryvu

Dokonalejší půdní pokryv zahrnuje stlačenou svrchní vrstvu s nízkou propustností, jako je jíl nebo til s obsahem jílu (kde byly velké kameny odstraněny), příkladem je B na obrázku 4.7. V Kristinebergu v severním Švédsku bylo odhadnuto, že aplikací tohoto typu pokryvu došlo ke snížení oxidace na > 99% v případě zhutněných jílů a 1.5 m mocné ochranné vrstvy tilu uloženého na povrchu odkaliště (pokryv aktuálně vytvořený v Kristinebergu byl vytvořen ze zhutněné 0.3 m mocné vrstvy morénových jílů a 1.2 m mocné ochranné vrstvy nevytříděné morény). Průsak vody byl snížen na > 95 % a bylo odhadnuto, že množství transportovaných kovů z odkaliště ve výluzích bylo sníženo až na > 99.8 %. Požadovaná mocnost ochranné vrstvy závisí na lokálních klimatických podmínkách (mráz, vysychání, srážky atd.) a na lokální fauně a floře, ve vztahu k hloubce prorůstání kořenů, rytí zvěří a dále charakteristikou možného ochranného materiálu pokryvu. V Evropě se mocnost ochranné vrstvy pohybuje v rozsahu od 0.5 m (například Aznalcóllar, Španělsko; určeno podle suchých cyklů) a 1.5 m (například v Saxbergetu a Kristinebergu, Švédsko; určeno podle promrzání a bezpečnostním faktorem). Měření teploty v pokryvu v Kristinebergu indikuje promrzání maximálně do hloubky 0.9 m. Drenážní vrstva nad povrchovou vrstvou (příklad C v obrázku 4.7) dále snižuje infiltraci, protože hydraulický gradient je nižší, avšak na odtokové straně se projevuje tendence zvýšení transportu kyslíku do odkaliště, protože obsah vody v krytu je nižší a to může být kontraproduktivní. Hrubozrnná vrstva mezi těsnící vrstvou a hlušinami (příklad D v obrázku 4.7) může účinkovat jako kapilární přehrada, která zabraňuje odvodňování kapilárním transportem směrem dolů a možnému difuznímu transportu rozpuštěných prvků směrem vzhůru. Pro zabránění smísení hrubozrnného a okolního jemnozrnného materiálu je obvykle mezi ně instalována vrstva geotextilie. To má však důsledky pro dlouhodobou funkci, protože trvanlivost syntetického materiálu v časovém rámci tisíců let může být problematická. Jestliže se geotextilie naruší vlivem stárnutí nebo mechanického sedání, vrstvy se pravděpodobně promíchají a funkce drenážní vrstvy bude snížena nebo dokonce úplně eliminována. Pro zabránění eroze ochranného krytu z tillu nad těsnící vrstvou je provedeno ozelenění ochranného krytu. Významným problém je, zda kořeny místních druhů rostlin, které pravděpodobně osídlí rekultivované odkaliště v určitém stádiu v budoucnosti, budou pronikat nižší propustnou vrstvou a jak mocná má být ochranná vrstva aby tomu zabránila. Také účinky mrazu a tání musí „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

345

být brány v úvahu, protože ty mohou způsobit trhliny a tvorbu makropórů, což vede ke zvýšené hydraulické propustnosti. Po vytvoření ochranného krytu je na povrchu obvykle vyseta tráva, která brání erozi ochranného krytu. [136, Carlssons, 2002]. Oddíl 4.3.6 se zabývá problémy ozelenění a obnovy. Příklady lokalit, kde suchý pokryv byly použity jsou Apirsa (Aznacollar), Aitik, Saxberget, Kristineberg a Enasen. Uzavírání odkališť na dole Saxberget ve středním Švédsku, která byla uzavřena mezi 1994 a 1996 s použitím kompozitního suchého krytu, bylo popsáno v literatuře. Dvě oddělená odkaliště byla používána v různých obdobích, západní odkaliště pro období 1930 - 1958, východní odkaliště pro 1958 – 1988. Západní odkaliště zabírá plochu 18 ha, zatímco východní odkaliště je dvakrát tak větší, 35 ha. Celkem je objem flotačních hlušin 4 milióny tun s obsahem asi 2 % síry, méně než 1 % Zn a 0.5 – 1 % kalcitu. Toto minerální složení způsobuje, že materiál může potenciálně produkovat kyselinu, přestože flotační hlušiny ve východním odkališti v současné době produkují vody s přibližně neutrální hodnotou pH. [137, Lindvall, 1997]. Odkaliště jsou umístěna v propustné glaciální formaci. Předpokládalo se, že to způsobí snížení hladiny podzemní vody jakmile bude přerušeno ukládání flotačních hlušin. Velká množství flotačních hlušin by pak byla vystavena působení atmosférického kyslíku. Během období provozu, bylo odhadnuto, že mobilizace zinku je 3t/rok. Studie ukázaly, že po ochuzení o minerály s pufrační schopností, znečištění pravděpodobně značně vzroste, jestliže přístup kyslíku do materiálu nebude řízen. Z modelování budoucí mobilizace kovů vyplývá, že se ročně uvolní až 600 t Zn v odkališti. V důsledku srážení a adsorpčních procesů, které probíhají v prostřední neutrálního pH, bylo odhadnuto, že uvolněné množství představuje 3t/rok čistého transportu pro několik nejbližších let. Předpokládané vysoké zatížení znečištěním v budoucnu si však vyžádalo provedení sanačních opatření. Protože hydrogeologická situace vylučovala zaplavení odkališť, jediná zbývající reálná možnost byla použít pokryvu navrženého pro snížení přístupu kyslíku do flotačních hlušin. Protože navrhovaný projekt bude teprve druhý tohoto typu ve Švédsku, a jistě největší, nebyly praktické zkušenosti v době přípravy plánu sanace. Proto byla studována řada možností. Obecně, pokryv byl navržen v souladu s principy definovanými v rámci výzkumného programu švédské EPA, zaměřeného na dlouhodobá levná sanační řešení pro důlní hlušiny. To si vyžádalo kryt tvořený nejméně dvěma složkami: (1) těsnící vrstva s nízkou propustností, (2) ochranná vrstva nad těsnící vrstvou. V případě lokality Saxberget, byly flotační hlušiny přikryty těsnící vrstvou zhutěného tillu s obsahem jílu o mocnosti 0.3 m a ochranou vrstvou nevytříděného tilu o mocnosti 1.5 m. Ochranná vrstva byla ozeleněna travou a břízami. Klíčovou složkou byla těsnící vrstva. Pro tento účel byla uvažována řada možných řešení. Jedno z nich bylo použití zhutněných kalů z komunálních čistíren odpadních vod, u nichž byly zjištěny příznivé hydraulické vlastnosti. Z praktických důvodů, zejména z důvodu časového faktoru, byla tato alternativa zamítnuta. Jinou možností bylo použití elektrárenského popílku ve formě „cefyl“, obdoba betonu, která byla studována a použita v podobném projektu. Velkým nedostatkem této alternativy byly náklady, protože zdroj popílku (uhelné elektrárny a teplárny v oblasti Stockholmu) byl příliš vzdálený.

346


Průzkum výskytu ledovcového tilu v oblasti ukázal, že největší množství tilu s obsahem jílů je v blízkosti dolu. Protože u tohoto materiálu byly zjištěny vynikající hydraulické vlastnosti a jeho cena byla nejlevnější ze všech alternativ, byl vybrán jako těsnící materiál. Modelování transportu kyslíku a vody spojené s výpočty rozpustnosti poskytly informace o transportu kovů. V závislosti na těchto výpočtech, specifikace propustnosti těsnící vrstvy byla určena jako 0.3 m s propustností 5 x10-9 m/s. Rozsah ochranné vrstvy byl předmětem diskuze. Důlní společnost tvrdila, že vrstva 1 m nevytříděného tilu vytváří dostatečnou ochranu proti mrazu a prorůstání kořenů. EPA argumentovala ve prospěch mocnější vrstvy a nakonec bylo rozhodnuto, že bude použita ochranná vrstva o mocnosti 1.5 m. Vytyčení oblasti pro odkaliště bylo navrženo tak, aby se v maximální možné míře přizpůsobilo okolní krajině. Voda z povrchového odtoku je vedena do malého vodního toku, který se klikatí podél západního odkaliště. Odtok ze západního odkaliště přetéká do východního odkaliště a tvoří velké oblasti mělkých mokřadů. Tímto způsobem je udržováno nasycení vodou v těsnící vrstvě a oblast má přitažlivý a rozmanitý vzhled. Přebytečná voda je vypouštěna výpustí, která je dlážděna kamenem, po svahu bývalé hráze. Výsledky sledování ukazují pozitivní tendenci ve vývoji zatížení polutanty, které pochází z oblasti. Je však příliš brzy pro závěrečné hodnocení o účinnosti pokryvu. [100, Eriksson, 2002]. Pro ochranu krytu před erozí je povrchová voda soustřeďována a vypouštěna řízeným způsobem. Po poruše na odkaliště Aznalcóllar, které stále obsahuje 96 % flotačních hlušin, jež zde byly uloženy před havárií, byl na 150 ha plochy odkaliště vytvořen suchý pokryv. Aktivní část tohoto krytu se skládala z těsnící vrstvy 0.5 m zhutněného jílu ( k=10-10 m/s) a 0.5 m ochranné vrstvy. Kromě krytu byla zřízena rovněž stabilizační lavice pro zabránění dalších pohybů hráze, koruna hráze byla snížena pro zvýšení bezpečnosti, u hrází byly nově tvarovány svahy na 1:3 (V:H), na pokryv byly vybudovány drenážní kanály pro odvod povrchového odtoku, kolem odkaliště byla zřízena oddělovací stěna, a konečně byla zřízena síť čerpacích vrtů uvnitř oddělovací stěny pro sběr a zpětné čerpání vod z odvodňování flotačních hlušin. Náklady byly kolem 37 milionů USD na projekt (22 EUR/m2). Dále byl zaveden obsažný monitorovací program pro zajištění účinnosti přijatých opatření. Následující obrázek ukazuje použité řešení pro Důl Apirsa.


347

Obrázek 4.8 : Sběrný a vypouštěcí kanál na uzavřeném odkališti Apirsa

4.3.1.2.3 Ukládání reaktivních hlušin pod vodní hladinu Podvodní ukládání hlušin představuje ukládání hlušin pod vodu. Cílem ukládání hlušin pod vodu je snížení kontaktu mezi atmosférickým kyslíkem a hlušinou, a tím minimalizaci oxidace reaktivních materiálů, zvláště sulfidů. Cílem je tvorba trvalého vodního pokryvu během provozu, ale i po uzavírce. Účinnost ukládání hlušin pod vodu je založena na čtyřech mechanizmech, které sumarizoval Robertson et al. (1977): (1) snížení přístupu kyslíku, ze dvou důvodů: (1) koncentrace nasyceného kyslíku ve vodě je 25000 krát nižší než ve vzduchu, (2) kyslíkový difuzní koeficient je 10 000 x nižší ve vodě než ve vzduchu. To znamená, že je k dispozici velmi malé množství kyslíku pro oxidační reakce, a že transportní procesy, které dodávají kyslík jsou velmi pomalé. (2) redukce sulfidů. Při nízkém obsahu kyslíku ve vodě, bakterie redukující sírany spotřebovávají sírany a produkují sulfan, který snadno reaguje s většinou rozpuštěných kovů a vytváří stabilní sraženiny. (3) odsávání kyslíku. To zahrnuje vznik oxidů železa a manganu, které jsou velmi účinné z hlediska adsorpce velkého rozsahu rozpuštěných kovů. (4) sedimentační bariéry. Jakmile se zastaví produkce, na povrchu uložených hlušin se přirozeně vytváří sedimentační vrstva, které velmi účinně minimalizuje interakci mezi hlušinou a překrývající vodou. Ukládání hlušin pod vodu bylo detailně studováno v rámci Kanadského výzkumného programu MEND. Získané výsledky z tohoto projektu sloužily k vytvoření návodu pro konstrukční zabezpečení ukládání reaktivních hlušin pod vodu (MEND, 1998), který detailně popisuje veškeré významné aspekty návrhu pro ukládání hlušin do vody. Řada publikací zaměřených na detailní geochemii odkališť s vodním pokryvem byla vytvořena Universitou v Lulei pro odkaliště s vodním pokryvem Stekenjokk a Krisineberg, kde publikovali Öhlander, Ljunberg a Holmström (například Ljunberg 1999, Holmström, 2000).

348


Ukládání hlušin pod vodu nebo zaplavení odkaliště může být v principu prováděno konstrukcí zařízení (odkaliště), zaplavením povrchového dolu, využitím přírodního jezera, ale i podmínek v mořském prostředí. Environmentální a společenská složitost se zvyšuje v pořadí, v němž jsou alternativy ukládání uvedeny. Běžně se pro ukládání používají jedna nebo dvě metody:  

plovoucí potrubí, které vypouští hlušiny pod vodní hladinu v odkališti, potrubí je mobilní za účelem distribuce hlušiny v odkališti ponořené potrubí, které vypouští hlušinu pod hladinu vody.

Při vypouštění hlušin do moře s ohrazením nebo bez něj, se snižují požadavky na stavby (tj. nemusí být stavěna a udržována hráz), zvyšuje se chemická stabilita a snižují se zabraná území. Ukládání v hlubokém moři nebo jezeru vylučuje problémy s bezpečností hráze. Ukládání flotačních hlušin v moři je někdy pokládáno za riskantní, protože není možné předpovědět, řídit nebo napravovat rozptylování polutantů v prostředí. Jiným problémem je malá znalost vodního prostředí a tím obtížnost hodnocení environmentálních dopadů. Ukládání pod vodu zabezpečuje nejefektivnější prostředek pro zabránění oxidace sulfidů. Výsledkem je lepší kvalita vody během provozu bez a nebo se sníženou potřebou úpravy vody. Ukládání pod vodu minimalizuje požadavky na materiál při uzavírce a eliminuje nutnost zahájení těžby pro získání materiálu k pokryvu. Mezi další výhody ukládání hlušin pod vodu patří např. eliminace prašných emisí, neboť zde nejsou pláže a tím i zlepšení vizuálních dojmů. Ukládání hlušin pod vodu je o něco málo dražší ve srovnání s běžným ukládáním nad hladinu vody, neboť vyžaduje téměř každodenní seřizování potrubí za účelem optimalizace plnění odkaliště. Konečné náklady na uzavření jsou výrazně nízké. Pro určení použitelnosti této technologie je nutné vzít v úvahu několik kritérií. Kritická je hydrologická situace, která vyžaduje pozitivní vodní bilanci. Musí být dostatečná fyzikální kapacita pro ukládání pod vodu. Pro velké doly je vyžadováno značně velké a hluboké jezero nebo přístup k moři, jinak musí být konstruovány velké přehrady, což není vždy možné. Na Dole Lökken v Norsku se používá kontinuální ukládaní pod vodu. Také důl Lisheen používá v současné době tuto technologii. Vodní pokryv nebo jiné technologie zatápění jsou úspěšně používány jako metody pro uzavírku a jsou popsány v literatuře (například Eriksson et al., 2001; Pedersen et al. 1997; Amyot and Vézina, 1997). Detailní studie proveditelnosti pro vodní pokryv byla zpracována v rámci výzkumného projektu MiMi (http://mimi.kiruna.se). Literatura Amyot G., Vézina S., 1997. Flooding as a reclamation solution to an acidic tailings pond: the Solbec case. Proceedings tob the Forth International Conference on Acid Rock Drainage, Vancouver, vol. 2, 681-696. ErikssonN., Lindvall M., Sandberg M., 2001. A quantitative evaluationof the effectiveness of the water cover at the Stekenjokk tailings pond in Northern Sweden: Eight years of follow-up. Proceedings to Securing the Future, International Conference on Mining and the Environment, Skelleftea, June 25 – July 1, 2001. Holmström H., 2000. Geochemical processes in sulphidic mine tailings: field and laboratory studies performed in northern Sweden at the Laver, stekenjokk and Kristineberg mine-sites. Doctoral Thesis, Lulea Technical University, 2000:03


349

Ljungberg J., 1999. The Geochemical Dynamics of Minea Tailings at Laver, and Stekenjokk, Northern Sweden. Doctoral Thesis, Lulea Technical University, 1999:38 MEND, 1998. Design Guide for subaqueous disposal of reactive tailings in constructed impoundments. MEND report 2.11.9. Pedersen T.F., McNee J.J., Flater D., Mueller B., Sahami A. and Peletier C.A., 1997. Geochemistry of submerged tailings in Buttle Lake and the Equity Silver tailings pond, British Columbia and Anderson Lake, Manitoba: What have we learned? Proceedings to the Forth International Conference on Acid Rock Drainage, Vancouver, vol.3,998-1006. Robertson J.D., Tremblay G.A: and Fraser W.W., 1997. Subaqueous tailings disposal: A sound solution for reactive tailing. Proceedings to the Forth International Conference on Acid Rock Drainage, Vancouver, vol. 3, 1029-1041. [122, Eriksson, 2003]

4.3.1.2.4

Pokryv spotřebovávající kyslík

Za pokryv, který spotřebovává kyslík se používají vrstva s nízkou propustností a vysokým obsahem vody, která má funkci difuzní kyslíkové bariéry. Vrstva s nízkou propustností a také ochranná vrstva bude mít vysoký obsah organických látek, které při svém rozpadu spotřebovávají kyslík, a proto dochází ke snížení možnosti transportu kyslíku do spodních vrstev s obsahem sulfidů. Tato metoda je provozovatelná pouze v případech je-li zabezpečen vysoký přebytek vhodných organických látek. Příkladem lokality, kde je použit tento typ pokryvu jsou Galgberget (centrální Švédsko) a Garpenberg (centrální Švédsko). [95, Elander,1998] popisuje uzavírání odkaliště v Galbergetu pomocí pokryvu spotřebovávajícího kyslík následujícím způsobem 15: Galgbergsmagasinet - odkaliště ve Falunu (Švédsko) je vzorovým závodem, kde byl pokryv s vysokým obsahem organických látek vytvořen z kalů z papírenské výroby a dřevního odpadu. Na povrchu odkaliště je položena vrstva popílku smíšeného s kaly z výroby papíru o mocnosti 1m. Ta je zhutněna ve dvou vrstvách, pak pokryta vrstvou dřevního odpadu a hrubého štěrku o mocnosti 0.5 m. Předpokládá se, že tato vrstva vytvoří efektivní bariéru proti pronikání kyslíku, částečně vlivem spotřeby kyslíku v tomto pokryvu a částečně vlivem fyzikálního bariérového efektu ve zhutněné směsi popílku a kalu z výroby papíru. Pro koeficient propustnosti směsi byla stanovena v laboratoři hodnota < 5 x 10-9 m/s a dále byla změřena vodní retenční kapacita, a ta se považuje za dostatečnou pro udržení vysokého stupně nasycení bariéry. Dalším možným pozitivním vlivem je inhibice acidofilních bakterií v důsledku vysokého obsahu hydroxidu vápenatého v popílku, který zvyšuje hodnotu pH prosakující vody a vytváří tak vhodné podmínky pro bakterie redukující sírany, které produkují sulfan, který umožňuje srážení kovů. Avšak existuje také riziko, že kombinace organických látek a hydroxidů železa ve vrchní oxidované vrstvě ložiska může způsobit redukci železa mikroorganizmy, což rozpustí přítomné těžké kovy. Pokračující sledování ukazuje, že oxidace sulfidů se snížila a že hodnota pH na této lokalitě je vyšší než na lokalitě referenční. Dosud nebyla zjištěna a prokázána významnější redukce sulfátů mikroorganizmy. Druhým příkladem, kde byl použit pokryv spotřebovávající kyslík byla rekultivace East Sullivan Mine v Quebecu. Kromě toho byla provedena celá řada pilotních i laboratorních testů se třemi různými organickými materiály (rašelina, kal stabilizovaný vápnem a kompost vyrobený z komunálního odpadu) za účelem sledování jejich účinnosti jako pokryvu spotřebovávajícího kyslík (Elliot et al. 1977). ----------------------------------------15

From the MiMi (1998) state-of-the-art-report on „Prevention and control of pollution from tailings and waste-rock products, které je uveden na stránkách http://www.mimi.kiruna.se

350


4.3.1.2.5

Vytvoření mokřadu

Vytvoření mokřadu je uzavírající metodou využívající stejný princip jako vodní pokryv, avšak s menší hloubkou vody, takže na dně se stabilizuje rostlinných pokryv, což zabraňuje opětnému uvolnění flotačních hlušin a vzniku suspenze. Menší množství vody v rezervoáru v odkališti snižuje potenciální riziko narušení hráze. Předpoklady jsou stejné jako pro vodní pokryv, avšak s dalšími požadavky na přidání organických látek, aby bylo podpořeno vytvoření mokřadní vegetace v odkališti. Musí být poznamenáno, že základní myšlenka vytvoření mokřadů neznamená úpravu vody, ale vytvoření samovolně vznikajícího a trvalého pokryvu, který snižuje požadavky na hloubku vrstvy vody a který působí jako bariéra spotřebovávající kyslík, jakmile jsou organické látky deponovány na flotační hlušinu nasycenou vodou. Některá uhelná odkaliště ve Velké Británii byla rekultivována jako mokřady, zejména Rufford Lagoon No.8. Bylo to zveřejněno jako článek „The prospect for reservoirs in the 21st century“ ve sborníku British Dam Society (Proceedings of the tenth conference of the BDS held at the University of Wales, Bangor on 9-12 September, 1998): Ed.Paul Tedd: Thomas Telford, 1998 ISBN 0 727277 2704 4 a také institucí Institution of Mining and Metallurgy (Nottinghamshire and South Midlands Branches) a publikováno v „International Mining and Minerals“ January 2001, No.37. ISSN 1461-4715. Aktualizace (červen 2001) byla uveřejněna na 3rd British Geotechnicasl Association Geoenvironmental Conference pořadané na University of Edingurg v září 2001 a publikována v „Geoenvironmental Engineering – Geoenvironmental impact management“: Ed. R.N.Yong and H.R.Thomas: Thomas Telford, 2001 ISBN 0 7227 3033 9. Příklady lokalit, kde mokřady jsou plánovány nebo je uvažováno jejich zřízení jsou Lisheen a Kristineberg. [100, Eriksson, 2002] 4.3.1.2.6

Zvýšená hladina podzemních vod

Pro tuto metodu se používá tenký pokryv s cílem zvýšení hladiny freatických vod nad úroveň flotačních hlušin, a tím zabránění oxidaci. To je mezistupňové řešení (např. mezi mokrým pokryvem a suchým pokryvem), které vytváří nasycenost vodou bez otevřeného rezervoáru. Výhodou metody je kromě malé tloušťky pokryvu skutečnost, že není nutné zhutnění pokryvu a požadavky na kvalitu materiálu pokryvu jsou značně sníženy. Metodu je možno aplikovat na odkalištích s hladinou podzemní vody, která je blízká povrchu uložených flotačních hlušin. Metoda je nákladnější než vodní pokryv, avšak levnější než suchý pokryv (protože pokryv má menší mocnost). Uvedená metoda je použita na dvou odkalištích v Kristnebergu, v obou případech odkaliště obsahují silně zvětralý materiál. Protože je materiál úplně nasycen vodou, další oxidaci je zabráněno. Toho je dosahováno bez problémů spojených se zaplavením (tj. problém stability hráze). Základ pro toto opatření je pečlivé modelování hladiny podzemní vody, které bere v úvahu vliv hospodaření s povrchovou vodou a přehrady, které zvyšují hladinu podzemní vody. [100, Eriksson, 2002] 4.3.1.2.7

Odstranění pyritu – depyritizace

Tato metoda je poněkud podobná selektivnímu zpracování materiálu, avšak je prováděna jako součást technologie úpravy v úpravně. Pyrit může být oddělen flotací s následnou samostatnou manipulací. Toto je použitelné jestliže kyselinotvorný potenciál (ARD) ve flotační hlušině může být významně přeměněn (tj. přeměněn z produkujícího kyselinu na neprodukující kyselinu) snížením obsahu pyritu. Flotační hlušiny se sníženým obsahem pyritu budou vyžadovat méně rozsáhlá opatření při uzavírce. „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

351

Flotace je hlavní technologií pro separaci sulfidů. Pyrit může být separován z flotační hlušiny s obsahem křemene s velmi dobrou výtěžností za použití xantátů jako pěniče. Flotace pyritu se používá v některých úpravnách k získání koncentrátu pyritu, který slouží jako zdroj pro výrobu kyseliny sírové. Technologie je velmi dobře známa. Používá se kyselý nebo alkalický proces. Produkty s obsahem pyritu jsou vysoce reaktivní, a proto jsou velmi pečlivě vybírány podmínky pro jejich ukládání. Vhodnými alternativami pro ukládání odpadů s obsahem pyritu mohou být zaplavené vytěžené povrchové lomy, volné prostory v dolech nebo odkaliště v lokalitách kde, hladina podzemní vody ve všech případech pokryje uložený materiál. Uvažované vlivy:  malá dodatečná energie a požadavky na reagencie pro flotaci pyritu  zvláštní náklady na energii pro oddělenou manipulaci s flotačními hlušinami s vysokým obsahem pyritu a hlušinami zbavenými pyritu. Flotace a separace pyritu vyžaduje velmi vysoké finanční náklady. Možnost použití této technologie je ovlivněna obsahem pyritu, který musí být nutně odstraněn. Jestliže je obsah příliš vysoký, pak je cenový vliv negativný. Jediné kritérium, které je určující pro výsledný obsah pyritu v odpadním produktu je, aby byl dostatečně nízký pro bezpečné uložení. Příkladem úpravny je Boliden, který produkoval pyrit pro prodej až od roku 1991 a Pyhäsalmi, kde je pyrit produkován stále. Není známa jiná úpravna, kde by se pyrit separoval jako součást technologie sanace a rekultivace. Na ložisku mědi Aitik, je technologie odstraňování pyritu považována za klíčovou technologii pro uzavírku odkaliště. Na základě hydrogeologického modelování se na tomto ložisku očekává, že pouze malé oblasti uzavíraného odkaliště budou během suchého období odvodněny. Je plánováno provedení odstranění pyritu z odkaliště v několika posledních letech těžby tak, že se vytvoří svrchní vrstva odkaliště s nízkým obsahem pyritu. Tento přístup zahrnuje separaci a separované nakládání s pyritovou frakcí, která vykazuje 30 až 35 % obsah síry a její ukládání do oddělených oblastí v rámci odkaliště. Ukládání pyritu je prováděno v odkališti s propustnými hrázemi, které jsou zvyšovány společně s okolním technickým vybavením. Oblast s vysokým obsahem pyritu bude zaujímat 0.5 – 1% z celkové plochy (6-12 ha). Tato část odkaliště bude nasycena vodou, ale při uzavírce bude také pokryta s použitím přístupu půda/suchý pokryv. 4.3.1.2.8

Selektivní nakládání s materiálem

Aby bylo selektivní nakládání s materiálem účinné, musí být prováděno již během provozu. Při selektivním ukládání reaktivních nebo nereaktivních hlušin z úpravy nebo z těžby, je uzavírka nereaktivní části významně omezena, neboť může být nalezena alternativa pro její použití. Příklad selektivního managementu hlušin, které jsou nebo nejsou zdrojem kyselého potenciálu (ARD) je diskutován dále: Geologická formace sulfidických ložisek vykazuje často zonaci, kde se pyrit vyskytuje v páscích v blízkosti rudy. Při povrchovém dobývání je v některých případech možné tuto hlušinu odloučit selektivně na základě geochemických vlastností. Podrobné geologické mapování a následná analýza vrtných jader umožní získat informace vyžadované pro klasifikaci reaktivních a nereaktivních hornin k jejich možné separaci.

352


Provozní požadavky i požadavky na uzavírku jsou pro hlušiny závislé na čistém potenciálu produkce ARD. Hlušiny, které nevykazují potenciál pro vznik ARD požadují menší rozsah sledování při uzavírce než hlušiny s možným produkčním potenciálem ARD. Jestliže se nepodařilo zajistit selektivní nakládání, pak by u hlušiny měla být zabezpečena prevence proti vzniku ARD. V případě, že se podaří selektivní ukládání frakce s možností vzniku ARD, pak je management mnohem jednodušší v důsledku jejich redukovaného množství (ve srovnání s celkovým množstvím hlušiny). Selektivní management hlušin nevyžaduje pokročilou technologií, ale pouze rychlé procesy pro shromažďování informací a nakládání s materiálem na základě těchto výsledků. Horninové hlušiny s nízkým obsahem síry mohou vyhovovat kriteriím pro stavební materiály a směsi, což umožňuje náhradu dodávek z lomů. Selektivní nakládání vyžaduje zvýšené náklady při provozu. Při uzavírce jsou pak náklady následně sníženy. Aplikovatelnost závisí na geologických podmínkách, dobývací metodě a geochemických vlastnostech hlušiny. Některé doly používají selektivní nakládání s hlušinami. Jedním z příkladů je Aitik v Bolidenu, kde se využívá ve velkém měřítku. Dalším příkladem selektivního nakládání s materiálem je důl na zlatém ložisku Ridgeway, South Carolina (USA), kde nereaktivní materiál, který byl vytěžen dříve za provozu dolu, byl skladován, pak byl upraven a po ukončení činnosti dolu poskytl část materiálu pro konečný pokryv odkaliště. [120, Sawyer, 2002]

4.3.1.3 Podmínky řízení Jestliže proces zvětrávání nemůže být omezen (jako je to v případě v těžby během životnosti dolu), pak musí být migrace ARD řízena. Metody, které jsou zaměřeny na minimalizaci transportu produktů, které zvětrávají, z ložiska zahrnují například odchýlení neovlivněné povrchové vody, sběr ovlivněné povrchové vody a kontrolu proudění podzemní vody. Minimalizace infiltrace do ložiska je často dosažena jednoduchým pokryvem. Jinými kontrolními metodami, jak vyplývá z následující tabulky jsou mísení a přídavek minerálů s pufrační kapacitou. Metoda řízení

Použitý princip

Mísení

Přídavek hlušiny z těžby nebo úpravy s vysokou neutralizační kapacitou k materiálu se schopností produkce ARD, což umožňuje úpravu hodnotu pH do neutrální oblasti Přídavek minerálů s pufrační Přídavek materiálu s pufrační kapacitou k materiálu se schopností (vápnění) schopností produkce ARD, což umožní úpravu hodnoty pH do neutrální oblasti Zhutnění a cementování Kombinací zhutnění a cementováním podloží je minimalizována produkce ARD a je zabráněno nekontrolovatelným průsakům do podloží (viz oddíl 4.3.10.4) Tabulka 4.8: Řídící metody po zamezení vzniku ARD a principy z nichž vychází jejich funkce


353

4.3.1.3.1

Přídavek materiálu s pufrační schopností

Přídavek materiálu s pufrační schopností (například vápenec) se běžně používá před aplikací suchého pokryvu. To pomáhá imobilizovat produkty zvětrávání, které vznikají během doby uzavírky lokality. Je také teoreticky možné použít tuto technologii jako metodu pro uzavírku, kdy přídavek materiálu s dostatečnou pufrační schopností může zamezit nebo vyloučit pokles hodnoty pH a produkci ARD. Avšak k dosažení dlouhodobého efektu pufrace v oblasti, kde existuje potenciál ke vzniku ARD, vyžaduje velké množství materiálu se schopností pufrace, což by znamenalo velké finanční náklady pro lokalitu. [100, Eriksson, 2002] Takže „mísení“ je dostupné pouze na lokalitách, kde existuje materiál s dostatečnou pufrační schopností jako součást produkované hlušiny. Jinak jsou transportní náklady příliš vysoké.

4.3.1.4 Podmínky úpravy Během provozu dolu nebo jestliže neexistuje reálná možnost minimalizace oxidace pyritu, stává se nutností sběr a čištění drenážních vod před jejich vypouštěním. Čištění bývá spíše prováděno prostřednictvím pasivních metod (například mokřady nebo anoxická drenáž s obsahem vápence) nebo aktivními metodami v čistírně vod (přímé vápnění nebo proces HDS apod.). Při uzavírce může být nutné zabezpečení čištění drenážních vod dokud není na místě překryv a pokud není charakter vypouštěných drenážních vod považována za akceptovatelný pro dané prostředí. Technologie čištění vypouštěných vod je popsána v oddíle 4.3.11.

4.3.1.5 Rozhodování o uzavírce oblastí s výskytem ARD V současné době byly vytvořeny různé návody a postupy pro plánování uzavírky dolu (například MIRO, 1999 „A technical framework for mine closure planning“ Mineral Industry Research Organisation, Technical Review Series No.20). Následující obrázek prezentuje jeden příklad rozhodovacího stromu z literatury pro návrh konstrukce odkaliště a úložiště hlušin s potencionálně možným vznikem ARD.

354


Obrázek 4.9: Rozhodovací diagram pro uzavírání odkališť a odvalů horninových hlušin, které jsou potencionálním zdrojem ARD [20, Eriksson, 2002]

V závislosti na mineralogickém složení, fyzikální, chemické a biologické charakteristice může oxidace sulfidů probíhat i ve velmi vzdáleném časovém horizontu. Toto je potřeba vzít do úvahy při návrhu složiště s potenciální možností vzniku ARD.

4.3.1.6 Management ARD při těžbě mastku Problém vzniku ARD není obvykle významný pro nerudné nerostné suroviny s výjimkou finských ložisek mastku. V tomto specifickém případě je frakce, která může vytvářet ARD vázána na bituminózní břidlice v hlušině. Běžné hlušiny s obsahem karbonátů nejsou zdrojem ARD. Pro prevenci ne snížení potenciálu pro kyselé výluhy (ARD) je v tomto případě použito: Selektivní management hornin s možností produkce ARD a hornin bez ARD Hlušina je tvořena převážně karbonáty s nízkým obsahem horniny tvořené mastkem a magnezitem nebo bituminózních břidlic. Bituminózní břidlice obsahuje minerály (sulfidy), které jsou schopny produkovat ARD. Při konstrukci úložiště jsou horniny schopné produkce ARD obklopeny karbonátovými horninami, které jsou schopny pufrace ARD z bituminózních břidlic. Složiště musí být velmi obezřetně plánováno jednak s dlouhodobým aspektem managementu hlušin s možností produkce ARD a dále s ohledem na co nejnižší ekonomické náklady. „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

355

Snížení infiltrace Během konstrukce úložiště jsou zmenšovány úklony svahu a pokryty místním morénovým materiálem.Tyto úpravy snižují erozi a podporují růst vegetace. Použitím morénového materiálu k pokryvu s dobře naplánovanými srážkovými odtokovými poměry a vegetací, zabraňuje prostupu až (75 %) dešťové vody nebo vody z tání sněhu přes úložiště. Průsaky obsahující těžké kovy, které prochází přes složiště jsou sbírány a v případě jejich kyselého charakteru jsou upravovány vápnem. Snížení možnosti produkce ARD v odkališti Během provozu odkaliště je jeho podstatná část pokryta vodou tak, že minerály (sulfidy) produkující ARD jsou v podmínkách bez možnosti oxidace, a proto může vznikat pouze minimální množství kyselých průsaků. Hlušinu tvoří převážně magnezit (Mg-karbonát), který má pufrační schopnost a vytváří v uvnitř odkaliště prostředí bez možnosti vzniku ARD. Avšak v některých závodech se pod vrstvami magnezitu nachází staré hlušiny s obsahem Cu-sulfidů. Vrstvy obsahující sulfidy jsou navrženy za účelem zachování stabilních podmínek po uzavření provozu pokrytím odkaliště suchým pokryvem místního morénového materiálu. Dešťová vod a voda z tání sněhu jsou soustřeďovány ve starém odkališti, aby hladina vody byla udržena dostatečně vysoko pro zabránění oxidace starých flotačních hlušin s obsahem sulfidů. Průsakové vody z odkaliště jsou odváděny a upravovány mimo oblast odkaliště vápněním nebo technologií mokřadů. Technologie mokřadů pro úpravu průsakové vody z odkaliště nebo odvalu V technologii mokřadů (viz oddíl 4.3.11.5) je průsaková voda odváděna do oblasti mokřadů vytvořených na místě starého odkaliště nebo bažin. Použitím konstrukčního materiálu s neutralizační kapacitou (karbonátové horniny) a přírodní specifické vegetace dochází k vysrážení kovů z průsakové vody a vyčištěná voda je odváděna do lokálních vodotečí, řeky/jezero.

4.3.2 Techniky ke snížení spotřeby činidel Je snahou redukovat množství přidávaných činidel. To přináší zisk z ekonomického i environmentálního hlediska. Ve většině případů je u vytěžené rudy (podání) sledováno chemické složení, což umožňuje automaticky regulovat optimální dávku přidávaných činidel. Obvykle, pokud je to technicky a ekonomicky dostupné je doporučováno použití biodegradabilních chemických látek. Činidla nemohou být většinou recyklována, neboť jsou silně vázána na povrchu částic [131, IMA, 2003].

4.3.2.1 Počítačové řízení procesu Klíčovým faktorem pro optimalizaci výtěžnosti v technologii úpravy je počítačově řízený proces stejně jako spotřeba činidel. Redukce spotřeby činidel dosáhla po zavedení počítačově řízeného procesu až 30 %. Při použití této metody, jsou všechny významné informace o průběhu procesu zaznamenávány a jsou k dispozici ve výpočetním systému na obrazovkách ve velíně nebo na jiném strategickém místě. Může být využíván plně automatizovaný počítačový systém, kde dávkování činidel je řízeno automaticky nebo částečně řízený proces, kde obsluha provede změny v dávkování na základě informací zobrazených na monitoru. Výhody:  

356

je možná vysoká úroveň řízená procesu, který umožňuje optimální použití reagencií proces lze jednoduše přizpůsobit


Nevýhody:  vysoké náklady na instalaci  vysoké požadavky na úroveň zvládnutí výpočetní techniky provozovatelem. [131, IMA, 2003]. Úspěšnost flotace závisí na předchozím použití vybraného souboru chemikálií. Jakékoliv snížení vybraného činidla může příznivě ovlivnit finanční výsledek produkce. Z hlediska ekonomického i environmentálního je však často nutné udržet dávkování reagencií na minimu. Pro tyto účely musí být pravidelně sledována kovnatost rudy, což umožňuje optimalizovat dávku činidla. Novými technologiemi je v této oblasti zavádění kamer, které monitorují on-line pěnu ve flotační cele. To vede společně s expertním systémem k optimalizaci podmínek procesu, a proto i k vyšší výtěžnosti a výhodnějšímu použití reagencií [69, Nguyen, 2002].

4.3.2.2 Provozní strategie minimalizace přídavku kyanidů Pro minimalizaci dávkování kyanidu je přijeta následující provozní strategie:    

 



možnost snížení spotřeby kyanidů přídavkem jiných komponent jako jsou například Cuminerály, pyrrhotin apod. pokusit se o zachycení kyanidů v okruhu, než je vypouštět do odkaliště. To může být dosaženo promýváním hlušiny, pokud je to praktické zavedení přísné kontroly přídavku vody do okruhu, snížit potřebu vypouštění vody v souladu s potřebami řízení vodního hospodářství. V aridním klimatu jsou možná zařízení bez vypouštění snížení přídavku kyanidu na minimum pomocí sledování koncentrace kyanidů v technologickém procesu a v odkališti; na některých lokalitách je instalován on-line analyzátor (například automatizovaná kontrola kyanidů, viz níže). Tento analyzátor může být doplněn a přístroje pro automatické dávkování zvýšení aerace v suspenzi/nebo přídavek jiného oxidačního činidla za účelem dosažení maximálního rozpuštění aplikace pre-aerace (použití peroxidu vodíku, viz níže) na suspenzi rudy dříve než kyanidy začnou oxidovat jiné přítomné fáze, které budou kyanid spotřebovávat; zahuštění a odstranění těchto fází z procesu [24, British Columbia CN guide, 1992]. jestliže je to možné, použít gravitační separace a následné loužení koncentrátu. Gravitační separace nemůže být použita na zrnitostní třídu pod 30 µm.

4.3.2.2.1

Automatická kontrola koncentrace kyanidů

Až do současnosti po dobu několika dekád, bylo běžnou praxí manuální dávkování kyanidů, které bylo regulováno ventily, což způsobovalo časté předávkování, což vedlo ke ztrátám kyanidů. Charakteristické ztráty kyanidů se pohybovaly okolo 10 %, ale mohly dosáhnout až 30 %. Manuální metoda měla další nevýhody, neboť vzorek byl odebírán po několika hodinách, to znamená, že poměrně dlouhou dobu nemohl být proces adekvátně nastaven. Odebraný vzorek se ručně filtroval a potom titroval dusičnanem stříbrným do dosažení bodu ekvivalence, který byl opticky indikován, a tak mohly být ovlivněny výsledky stanovení chybou pracovníka.


357

Se zavedením automatické kaynidové detoxikační technologie je možný odběr vzorků přibližně každou 5 – 15 minutu, a automaticky a rychle upravit koncentraci kyanidů podle výsledků stanovení. V tomto případě lze ušetřit až 10 – 20 % kyanidů ve srovnání s manuální obsluhou při dosažení stejné výtěžnosti zlata v koncentrátu. Malé důlní společnosti, které těží zlato stále používají manuální dávkování s tím, že pro ekonomičnost je kritická spotřeba okolo 500 t NaCN/rok. Ve většině případů je pro provozovatele ekonomické použití této technologie i nad touto dávkou. Použití této technologie přináší zisk:  úsporou kyanidů  snížení nákladů na rozklad kyanidů Rio Narcea (provoz El Valle) používá automatickou kontrolu koncentrace kyanidů. Investiční náklady se pro takový automatizovaný systém pohybují okolo 100 000 EUR v závislosti na velikosti provozu. 4.3.2.2.2

Předúprava peroxidem

Metoda není univerzálně používaná, u většiny rud má rmut velmi silné redukční vlastnosti (často, ale ne vždy sulfidické rudy) takže standardní aerace nebo oxygenace nedodává dostatečné množství kyslíku/nebo nejsou zabezpečeny oxidační podmínky pro oxidaci zlata, což je řešeno kyanidizací. V případě, že zlato nemůže být louženo kyanidy nebo proces probíhá extrémně pomalu používá se peroxid vodíku. Jestliže je pro aeraci používán peroxid vodíku (H2O2) místo vzduchu nebo kyslíku, zvyšuje se výtěžnost zlata. Pozitivním vedlejším vlivem je snížení spotřeby kyanidů, neboť jsou méně spotřebovávány sulfidy. Tato technologie je obecně použitelná na rudy s obsahem sulfidů. Avšak musí být provedeno detailní mineralogické studium, které je nutné pro zjištění, která ruda je vhodná pro aplikaci této technologie. Spotřeba peroxidu vodíku se často pohybuje okolo 1 kg H2O2/t upravované rudy. Cena peroxidu vodíku se pohybuje okolo 600 EUR/t (70%) H2O2. Investiční náklady pro úpravnu jsou okolo 100 000 EUR, ale široce se mění v závislosti na vstupu, spotřebě peroxidu a na mineralogickém složení rudy.

4.3.2.3 Předúprava Předúprava vstupu do úpravny se provádí manuálně (vizuální kontrola) nebo opticky. Takto je možné vytřídit některou frakci, která není vhodná pro další úpravu. Uvedená základní praxe je velmi rozšířena v průmyslu zpracování nerostných surovin. Postup nemá navíc žádný vliv na prostředí a nemusí být finančně náročný. Oddělená frakce se často používá pro stavbu odkaliště nebo jako stavební materiál. Výběr mezi manuální nebo optickou metodou závisí na charakteristice rudy.

358


4.3.3 Zabránění vzniku vodní eroze Vodní eroze na odkališti/odvalu může být během provozní fáze předcházeno použitím následující techniky:   

překrytí povrchu svahů složiště ochrannou vrstvou jako je štěrk, půda a zatravnění, geotextilií a zatravnění nebo jiné formy umělého překrytí impregnace povrchové vrstvy odkaliště chemickými látkami, které jsou vodoodpudivé nebo ji jsou schopny vázat (složky s obsahem křemene, cement, bitumen nebo bentonit) využití chemických vlastností materiálu odkaliště, hlavně těch, které obsahují sulfidy neboť mohou být využity pro spojování částic

4.3.4 Zabránění vzniku prachu Následující tabulka uvádí seznam příčin, za kterých mohou být tuhé částice ze složiště odnášeny a následná preventivní opatření. Tuhé částice jsou dispergovány: Větrná eroze na povrchu složiště:  Hřeben hráze/odvalu  Svahy hráze/odvalu  Povrch pláže

Prevence:  Hřeben hráze a svahy mohou být upraveny stejně jako proti působení vodní eroze  Na povrchu musí být vytvořeny větrolamy, rozstřikování vody, může být aplikován materiál, který je schopen spojovat částice, například postřik bituminózní emulzí [8, ICOLD, 1996], mulčováním povrchu [11, EPA, 1995], vápenná suspenze  V extrémních případech může být odkaliště překryto hladinou vody  Vegetační kryt  Časté změny míst vypouštění, což umožní zabezpečení povrchu s konstantní vlhkostí [11, EPA, 1995]. Tabulka 4.9 : Disperze prašných částic větrnou erozí z odkaliště nebo odvalu a její preventivní opatření

4.3.4.1 Pláže Pro minimalizaci prášení z pláží, je povrch pláže udržován mokrý. Jestliže hrozí prašné podmínky, pak je aplikováno rozprašování vody až do vzniku blátivé vrstvy. Tento způsob je finančně efektivnější než rozprostírání rozkládající se rostlinné hmoty jako je seno na povrchu červených kalů. Na lokalitě Augustinish jsou zkrápěcí zařízení instalována na odkališti a jsou zvyšována současně s hladinou odkaliště. Takový systém může být aplikován pouze na odkališti, které je dopravě přístupné, tzn. pro zahuštěné hlušiny. Sprchování pláže v kombinaci s kontinuálním řízením odtoku z odkaliště na pláže je uspokojivé řešení. Zkrápění je často aplikováno při procesu zahušťování odkaliště. Výhody:  může být využita voda z odkaliště  provoz není finančně náročný Nevýhody:  problémy v chladném klimatu s mrazy  namáhavá práce


359

Další metodou, jak předcházet prášení je překrytí pláže bezprašným materiálem, jako je například ornice, materiálem s obsahem ligninu, slámou nebo bitumenem. Tato metoda je praktická pouze v případě, že pláže jsou zvyšovány v časovém intervalu a nikoliv kontinuálně. Pláže musí být dostatečně stabilní pro pojíždění mechanizmů, které provádí rozmístění materiálu. Jinou alternativou je použití finančně náročnějšího postupu, rozmístění materiálu helikoptérou. Použití vegetačního pokryvu jako například kůry ze stromů nebo sena, může být velmi účinné, ale může zastavit zrání odkaliště. Aplikace této technologie na velmi měkká nebo zrající odkaliště je velmi finančně náročná, a to jednak její příprava ale i provoz. Výhody:  jestliže je materiál rozmístěn na místo, pak je problém prašnosti vyřešen na dlouhou dobu Nevýhody:  pláže nemohou být kontinuálně navyšovány  bezprašný materiál musí být odstraněn před navyšováním hráze  pláž musí být dostatečně stabilní pro pojíždění mechanizmů, které rozmísťují materiál [118, Zinkgruvan, 2003] V odkališti z Cu-ložiska Legnica-Glogow je hladina vody uvnitř odkaliště držena ve vzdálenosti nejméně 200 m od přepadové hrany. Oblast pláží je významným zdrojem prašných emisí, obzvláště ve větrných dnech. Pro snížení prašnosti se používá vodní „clona“, které je instalována v koruně hráze. Následně, jsou také asfaltovou emulzí postřikem z helikoptéry stabilizovány oblasti, které jsou dočasně suché. Běžně je testováno použití vodní clony, která je instalována uvnitř odkaliště na pláži ve vzdálenosti 150 m a je uváděna do provozu v období sucha (po odstranění asfaltového pokryvu) a je používána pro konstrukci hráze. V Pyhäsalmi je rozstřikována vápenná suspenze, která se používá pro prevenci větrné eroze jemných částic z odkaliště. Rozstřikování se provádí zařízením, které bylo původně vyrobeno pro zemědělské účely. Je tvořeno z tanku, který je připevněn k traktoru, pumpou a hadicí. Zařízení má schopnost disperze vápenné suspenze pro vybranou oblast až v několika vodorovných vrstvách. V suchu vytvoří vápno velmi tvrdou povrchovou vrstvu, která vydrží během suchého letního období. Na základě vizuální kontroly je zřejmé, že tato technologie významně sníží vliv prášení. Avšak, nejsou k dispozici reálná data, která by demonstrovala dosažený zisk. Je potřeba zdůraznit, že v Pyhäsalmi se vápenná suspenze rozstřikuje pouze pro účely mechanické a fyzikální prevence prašnosti a nikoliv z chemického hlediska (například neutralizace ARD). S lepším vybavením může být dosažen více homogenní a účinnější výsledek. Náklady na tuto techniku se pohybují okolo 1500 EUR/ha, což je relativně vysoké, jestliže uvažujeme o rozloze (5-6 ha) a že zkrápění musí být prováděno každoročně (v letním období), Další, organizační možností je snížení/prevence prašnosti využitím častého střídání výpustí okolo obvodu za účelem dosažení permanentně vlhkého povrchu [11, EPA, 1995] nebo je potřeba, aby odkaliště bylo překryto vrstvou vody (viz oddíl 4.3.1.2.1 a 4.3.1.2.3).

4.3.4.2 Svahy Jednou z cest, jak zabezpečit prevenci proti prašnosti ze svahu hráze je překrytí svahu hrubozrnnou podrcenou hlušinou. Výhody:  není finančně náročné v případě, že při provozu vzniká přebytek hlušiny  stabilita hráze se zvyšuje při přidání většího množství hlušiny

360


Nevýhody:  dodatečné náklady na drcení a transport na místo [118, Zinkgruvan, 2003]

4.3.4.2 Doprava Flotační hlušiny a hlušiny z těžby jsou obvykle dopravovány potrubím (pouze suspenze flotačních hlušin), dopravníky nebo nákladními auty. Prašné emise se nevyskytují v případě dopravy (flotační hlušiny) potrubím. 4.3.4.3.1 Pásový dopravník Následují tabulka uvádí několik přístupů pro redukci prašných emisí z provozu potaše (uhličitan draselný), kde je hlušina dopravována na dopravních pásech a uskladňována na odvale. Přístup

Metoda snížení prašnosti Výběr zařízení pro úpravu, kde vzniká co nejmenší podíl jemnozrnných částic  Zkrápění odkaliště  Kontinuální úprava Sekundární Organizační  Snížení transportní vzdálenosti přístup  Řízení možného zdroje hlučnosti  Logistika při ukládání (rovnání)  Použití ochrany proti větru (například zastřešení Technické dopravníku)  Snížení výšky výpusti na minimum  Příčné/reverzní dopravní pásy  Zvlhčování flotačních hlušin na odkališti  Neukládá se v případě velké rychlosti větru Terciární přístup Tabulka 4.10 Přístupy k snížení prašnosti v dopravě

Primární přístup



V případě provozu těžby potaše v SRN, jsou suché částice z elektrostatické separace uvnitř zvlhčovány. Hlušiny s vlhkostí 5 – 6% jsou dopravovány dopravními pásy a ukládány. To vede ke snížení prašných emisí v důsledku rekrystalizace povrchové vrstvy. Pouze při ukládání hlušiny na povrch odvalu se zvyšuje znečištění atmosféry slaným prachem, obzvláště když je při sypání z dopravního pásu na odval velmi silný vítr. Aby se tomuto stavu mohlo předcházet, je využíváno automatické ukládání, kdy je provoz zastaven, jestliže rychlost větru překročí předem určený limit. Během posledních let, byla naměřená maximální prašnost sledovaná několika imisními stanicemi (systém monitorování prašnosti a řízení systému) okolo odvalu menší než 60 mg/m2/den. Dopravní stanice jsou obvykle uzavřeny, v době kdy je vzduch čištěn filtry [131, IMA, 2003]. 4.3.4.3.2 Nákladní doprava Běžně jsou používány různé metody pro potlačení prašnosti, které zahrnují:     

zkrápění lopatového rypadla/kolesového rypadla při nakládání zkrápění nákladu zkrápění dopravních komunikací přímé zkrápění nákladních vozidel vodou/nebo zkrápěcí zařízení podle komunikací [131, IMA, 2003] stanovení limitu dopravní rychlosti 30 km/h [142, Borges, 2003].


361

Je-li dopravován koncentrát, pak nákladní vozidla projíždějí přes odlučovač vody, kde se umývají pneumatiky a v některých extrémních případech jsou umývána celá vozidla před opuštěním lokality. V Rio Narcea byla instalována celá řada monitorovacích vzorkovačů prachu podél obvodu lokality El Valle, kde jsou data zpracovávána analyzována každý měsíc. Tento monitorovací systém pracuje paralelně s již exitujícím monitorováním prachu personálními vzorkovači, který je prováděn podle požadavků programu Occupational Health & Safety.

4.3.5 Techniky ke snížení emisí hluku Mezi nejobvyklejší zdroje emisí hluku jsou zařazeny v případech, kdy jsou používány nákladní automobily a dopravní pásy, doprava, ukládání a rozprostíraní,. V Zinkgruvan bylo přibližně 0.5 miliónů tun hlušiny přesunuto do blízkosti starého povrchového lomu, aby byla vytvořena protihluková bariéra okolo východní části průmyslové oblasti. V dolech Ruhrsko-Sárské uhelné pánve jsou rampy a lomové etáže přesunovány do oblasti vnější výsypky, jak nejdále je to možné, chráněné hrázovým tělesem, aby byly minimalizovány prašné a hlukové emise z dopravy, nakládání a distribuce [79, DSK, 2002]. V některých případech je nejprve vytvořen vnější svah, aby zabránil pronikání hluku, prachu do okolí a pohledu na pohyby techniky, protože obvykle co není vidět, má menší dopady. S touto technikou je nejdříve nutné upravit vnější stranu odvalu, aby bylo možné rychlé ozelenění, které může potom sloužit jako protihluková bariéra. Podle sousedů, je nejvíce obtěžujícím hlukem signalizace troubením u sklápěček. [131, IMA, 2003]. Uvedená technika je zobrazena na obrázku 4.15. V dole na potaš v SRN se úprava a nakládání s hlušinami provádí kontinuálně. Transport na hlušinový odval je prováděn dopravními pásy, které jsou méně hlučné než transport nákladními vozidly. Použití plynulého pracovního systému není vždy možné nebo praktické. Při nakládání s hlušinami, obzvláště v případě velkých provozů, kdy se lokalizace jednotlivých výkopů velmi silně mění, je doprava nákladními vozidly jediným praktickým řešením. Je nutné vhodné řízení nákladní dopravy, aby byla všechna vozidla udržena v perfektivním pracovním pořádku. Pohon pásu bývá obvykle zapouzdřen [19, K+S, 2002].

4.3.6 Postupná rekultivace/ozelenění Postupná rekultivace během provozu má následující výhody:     

362

náklady jsou rozprostřeny do delšího časové úseku a mohou být pokryty ze zisku dolu uzavírací činnost může být integrována do denní provozní činnosti dolu výsledkem bude zkrácení doba uzavírky úspěšně použitá technika může být zahrnuta do konečného plánu uzavírky nepříznivé environmentální vlivy jsou minimalizovány


Postupná obnova nemůže být provedena, jestliže celá oblast slouží jako jedna provozní jednotka. To může například nastat jestliže lokalita vyžaduje provedení zrání a konzolidace flotačních hlušin, zvláště je-li použita metoda protiproudního ukládání a zvyšování obvodových hrází. Odvaly jsou často postupně ozeleňovány, což přináší výhodu, že jsou redukovány procesy eroze. Například na finských ložiscích mastku jsou hlušiny z těžby a odkaliště postupně překryty lokálními morénovými horninami a ozeleněny [131, IMA, 2003]. Jestliže je hlušina ukládána jako odval, musí být vytvářeny horizontální vrstvy. To umožňuje provozovateli bezprostřední úpravu konečného sklonu svahu a částečně se jedná o protiprašné opatření. Rekultivace je prováděna podle budoucího využití území, existující vegetace v okolí a podle potřeb místních obyvatel. Cílem je rychlá rekultivace s prvotním osevem (tráva, keře, stromy), které budou úspěšně vytvářet protiprašnou ochranu a budou vytvářet vhodné biotopy pro různorodou faunu a floru při přiměřených nákladech provozovatele. [131, IMA, 2003] Průběžné ozeleňování prováděné během provozu může být podporováno různými opatřeními:   





 

volně rozprostřené flotační hlušiny do mocnosti 2 m ve vnější oblasti za účelem vytvoření dobrých podmínek pro tvorbu kořenů smísení s materiálem jako je popílek z elektrárny, vápno nebo dolomit. V tomto případě se zvyšuje pufrační kapacita, schopnost retence vody a nutriční kapacita. použití 5 – 10 cm mocnou vrstvu ornice. Pro povzbuzení podmínek růstu rychlé a stále vegetace je upřednostňováno použití hrubé (okolo 1.8 m, jestliže to vyžadují vlastnosti hlušiny) nebo tenké (5 – 10 cm) vrstvy. Ve většině případů je půda dostupná v dostatečném množství. Půda pomáhá formaci rostlin v kořenové zóně a keře jsou sázeny přímo do hlušiny. Výhodou je, že mladé rostliny se mohou adaptovat na podmínky odvalového materiálu, což vede k přirozené tvorbě kořenů, která může zabezpečit dostatečnou vlhkost pro rostliny v suchém období. použití minerálních hnojiv pro kompenzaci nedostatku živin. Organická hnojiva obsahují živiny vázány v organických látkách, které mohou být uvolněny mikrobiální činností. Dodatečně také zlepšují strukturu půdy, aktivizují půdní mikroorganizmy a zvyšují vodní retenční kapacitu. aplikace povrchového mulčování zvyšuje ochranu proti nepříznivým klimatickým podmínkám, umožňuje obohacení humusem a zvyšuje retenční kapacitu vody, hlavně pro ranná růstová stádia vegetace. Mulčovacím materiálem může být sláma, seno ale také dřevní štěpka. v extrémně suchém období je možné pouze noční zavlažování [79, DSK, 2002] za účelem pomoci zahájení ozeleňování je přidáván částečně upravený materiál jako jsou kaly z čistíren komunálních odpadních vod, kůra, organické odpady a/nebo popílky s dostatečnou pufrační kapacitou a obohacené o minerály. Tyto materiály byly úspěšně testovány na několika lokalitách, například Garpenberg a Falun. Zásadou je, že odpady kaly z ČOV a biomasa jsou používány vždy po vhodné úpravě, která zajistí minimalizaci patogenů. Pro použití těchto odpadů musí být zajištěno splnění komunálních nebo národních nařízení. Jestliže je používán kal z ČOV, je věnována pozornost zátěži kalu obsahem těžkých kovů.

V některých horských oblastech, jsou odvaly konstruovány ukládáním ze svahu (viz obrázek 4.10 dole), je využíván přirozený úhel ukládání. V takovém případě nemůže začít rekultivace před ukončením provozu odvalu.


363

Obrázek 4.10.: Příklad odvalu na svahu [131, IMA, 2003]

Obrázek 4.10 nahoře ukazuje plynulé ukládání (vrstva 1, překrytá vrstvou 2, vrstva 2 je překryta vrstvou 3 atd.), svahy nemohou být rekultivovány během provozu. Přetvarování svahů odvalu bude nákladné a za účelem zajištění stability, ozelenění atd. se základna odvalu významně zvětší. Jinou možností je vytvořit odval v lavicích dostatečně širokých, aby bylo možné provádět tvarování svahu každé lavice zvlášť. Tímto způsobem je materiál ukládán co nejblíže konečnému uložení (viz obrázek 4.11).

Obrázek 4.11: Příklad alternativního návrhu odvalu na svahu

Jako prevence poškození odkaliště a odvalu musí být rekultivace a ozelenění prováděno v souladu se stabilitou odvalu, a proto je navržena a kontrolována experty, neboť vegetace může být potenciální příčinou problémů stability (například kořeny mohou porušit konstrukci hráze). V každé době je potřeba také uvažovat o možném monitoringu, například geodetické zaměřování při ozeleňování.

364


4.3.7 Vodní bilance Vypracování detailní vodní bilance je významné pro návrh každého odkaliště, důlní oblasti a pro scénář po ukončení důlní činnosti. Vodní bilance bude určovat například:      

odtoková kapacita odkaliště požadovaná šířka volného břehu (jestliže voda z odkaliště nemůže být přímo vypouštěna do recipientu) požadovaná kapacita úpravny vody jestli je k dispozici dostatek vody a vhodné jakosti pro důlní provoz jak nakládat s přebytkem vody možství unikající z manipulačního systému (průsak přes horninové hlušiny a flotační hlušiny do povrchových a podzemních vod)

Při uzavírce musí být vyhodnocena vodní bilance pro provedení plánu uzavírky, a pro hodnocení prvkového hmotnostního zatížení z odkaliště. Některé složky vodní bilance odkaliště jsou uvedeny v obrázku 4.12. Dále je určována vodní kapacita konstrukčního materiálu hráze. Následující obrázek ukazuje příčný průřez hráze odkaliště a znázorňuje vodní cyklus v tomto typu odkaliště.

Obrázek 4.12: Vodní cyklus hráze Podle [11, EPA, 1995], pozměněno

Pro švédská železnorudná ložiska byl výpočet vodní bilance proveden pro odkaliště, které zahrnuje:  srážky  povrchový odtok  odtok provozní vody  recyklovaná provozní voda  výpar  odtok do říčního systému  průsak hrází a pod hrází Z vodní bilance může být odhadem vypočteno proudění z odkaliště/odvalu do podzemní vody. Avšak je zde určitý stupeň nejistoty, který je spojen s několika parametry, které nemohou být změřeny, a proto musí být odhadnuty. Další příklady vodní bilance jsou uvedeny na obrázku 3.25, obrázku 3.26, obrázku 3.27, obrázku 3.43, obrázku 3.44. „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

365

4.3.8 Odvodňovací systém odkališť Na lokalitě Ovacik, byl nepropustný základ odkaliště a hráze vytvořen pomocí kompozitního těsnícího systému – vrstva 50 cm zhutněných jílů, která je překryta membránou o tloušťce 1.5 mm z (HDPE – High Density Polyethylene), další 20 cm vrstvou zhutněných jílů a 20 cm mocnou filtrační vrstvou štěrku. Do filtrační vrstvy jsou umístěny drenážní trubky, které odvádějí vodu do dekantační nádrže. Obrázek 4.13 ukazuje složení kompozitního těsnícího systému.

Obrázek 4.13: Složité těsnění na lokalitě Ovacik [56,Au group, 2002]

Tento typ systému je používán pro malé nepropustné odkaliště, kde je provozní voda recyklována. Výhodou systému je, že voda která vstupuje do drenážního systému je zfiltrována. Tím vzniká větší plocha pro čištění vody. Systém může tedy umožnit zmenšení rozměru odkaliště. Tento systém může být preferován před zřízením dalšího čistícího rezervoáru nebo větší plochou odkaliště, jestliže provozní voda obsahuje polutanty (například kyanidy). Avšak, náklady na takové odvodnění jsou vysoké. V případě provozu Ovacik, byly náklady za instalaci HDPE membrány 7.5 EUR/m2 (rok 2001) pro plochu 16 ha (viz tabulka 3.63). Další nevýhodou je, že není možné opravit drenážní systém jestliže se zanese a dále, že menší základna znamená vyšší hráze.

4.3.9 Nakládání s volnou vodou Jestliže není volná voda přímo vypouštěna do přírodních vodních toků, bude nezbytné, zajistit ukládání takovým způsobem, aby volná voda byla vracena do provozu nebo v aridním, horkém klimatu vypařována. Dekantovaná voda může být shromažďována v rezervoáru pro čištění nebo recyklaci pod odkalištěm a v některých případech vyžaduje úpravu před vypouštěním do přírodních vodních toků.

4.3.10 Nakládání s průsaky Základy pro proudění průsaků jsou popsány v oddíle 2.4.2.5. Předpokladem pro návrh systému managementu průsaků je důkladná znalost hydrogeologické situace na lokalitě. Běžně se provádí monitorování instalovanými piezometry, které určují směr proudění, hydraulický gradient a charakteristiku zvodně. Na základě znalostí těchto dat jsou provedena rozhodnutí o vhodných opatřeních.

366


Každý průsak hrází je zachycován v příkopech, kde je monitorován průtok a jakost vody. Stejné příkopy obvykle také zachycují pronikání vody do podloží. Jestliže je průsak do podloží (nebo pod hrází) dobré kvality může se nechat prosakovat do podloží. Jestliže to není tento případ, je nutné sledovat kvalitu podzemní vody, její čerpání a nezbytná může být i její úprava. Základním přístupem jak se zbavit průsaků do podloží a podzemní vody je identifikace vhodné lokality pro odkaliště, to znamená, místo, kde podzemní voda vtéká do odkaliště a nikoli z odkaliště odtéká, v tomto případě jsou splněny hydraulické podmínky pro zábranu infiltrace do podzemních vod. Jiné přístupy, které jsou používány pro řešení průsaku do podloží spočívají buď v pokusu úplně utěsnit podloží s použitím jílových těsnění nebo syntetických membrán, nebo kombinací obou. V některých provozech jsou přítomné přirozené vrstvy jílu dostatečné k tomu, aby účinně zabraňovaly průsaku do podloží. Těsnění se stávají stále více užívaná. Avšak kritici uvádějí, „vanový efekt“ jako problém, který musí být uvažován v dlouhodobých souvislostech což znamená, že těsnění udržuje kapaliny definovaného objemu po určitou dobu, avšak v jistém okamžiku nakonec přeteče. Zachycení průsaku čerpáním je další možnost pro řízení emisí do podzemních vod za předpokladu, že se bere v úvahu existence možného závazku pokračovat v čerpání i po uzavření odkaliště. Nutnost čerpání po uzavírce tak musí být diskutována v plánu rekultivace a uzavírky.

4.3.10.1 Prevence a snížení průsaku Nejefektivnější metodou pro zamezení průsaku do podloží je správný výběr lokality, tj. v odtokové oblasti, kde je k dispozici nepropustná hydraulická bariéra, nebo kde jsou hydrogeologické podmínky, které způsobují proudění podzemní vody do odkaliště. Úložiště horninových hlušin nebo odkaliště mohou být například zřizovány v místech přírodních mokřadů, kde podloží je přirozeně nepropustné. Jestliže je nutné předejít průsaku do podloží a neexistuje přírodní bariéra, dno odkaliště může být zajištěno jako nepropustné jílem nebo jiným těsnícím materiálem tak, že průsak vody je nižší než 10-8 m/s. Pro tento účel musí být odstraněn humózní materiál před provedením těsnění. V některých případech jsou hodnoty koeficientu propustnosti nižší než 10-8. [131, IMA, 2003] Těsnící systém je konstruován tak, aby zamezil průsaky skrz dno odkaliště. Všechny těsnící systémy nakonec propouštějí, což závisí na:   

výšce hydraulické hladiny nad těsněním tloušťce a účinnosti těsnícího materiálu délce období hydraulického zatížení těsnění.

Je důležité uvědomovat si hydrogeologické charakteristiky lokality a geochemické charakteristiky flotačních hlušin, které jsou ukládány [11, EPA, 1995]. Použití těsnění je předmětem pravidelných diskuzí. Největší výhodou je možné vysoké snížení průsaků. Kritikové však tvrdí, že není možné předpovědět, jak dlouho bude těsnění řádně fungovat. Jednou alternativou je řešit průsak od začátku provozu. Obrázek 4.14 ukazuje typy možných těsnících systémů.


367

Obrázek 4.14: Možné typy těsnících systémů [11, EPA, 1995]

368


Jak však bylo zmíněno v předchozích oddílu, je třeba dát přednost opatřením pro omezení průsaku do úložiště před těsněním dna s nízkou propustností, což vyvolá hydraulické gradienty podporující transport polutantu (tzv. „vanový efekt“ ) [13, Vick, ]. Jednou oblastí aplikace těsnění jsou odkaliště kde:  provozní voda jinak prosakuje do podloží (například odkaliště v plochém území jak je uvedeno na obrázku 2.4.2.5, bez existence hydraulické bariéry).  existuje požadavek udržet provozní vodu v odkališti během provozu, z důvodu:  recyklace provozní vody  kontaminace vody (například kyanidy)  omezení prašnosti udržováním pláže nasycené vodou  není nutné zajistit, že flotační odpady zůstanou nasycené vodou po uzavírce. Dočasná odkaliště (existující pouze během provozu) obsahují potenciální (obsahující zlato) provozní kapaliny z kyanidového loužení a výluhu z úložišť jsou rovněž utěsňována pro zábranu průsaku roztoků obsahujících kyanidy do podloží, v mnoha případech pomocí dvojitého těsnění. Je prakticky nemožné opravit zatížené těsnění. Odstranění materiálu není praktické. Vrtání v postižené oblasti (za předpokladu, že je možné ji lokalizovat!) a injekce bentonitu jsou velmi obtížné a nákladné. Přesnost provedení je také velký problém. Z hlediska opatření bez oprav, jsou dalšími možnostmi přehrazující příkopy nebo hydraulické bariéry na obvodu odkaliště, jsou však velmi nákladné a vzhledem k velikosti většiny odkališť se jedná o stavební úpravy velkého rozsahu. Jsou také omezeny hloubkou. Jestliže průsak zasahuje do podložních hornin, tyto bariéry budou mít malou účinnost. Jiným možným řešením je čerpání a úprava výluhu, avšak to je velmi nákladné a pravděpodobně proveditelné pouze, dokud je důl v provozu, protože pouze tehdy je zřejmě úprava v místě k dispozici. Nejedná se o dlouhodobé řešení, protože není trvale udržitelné. Jiným klíčovým aspektem je, že průsak je úplně ovlivňován výškou hydraulické hladiny. Jestliže je odstraněna, pak průsak není žádný nebo zanedbatelný. Odvodnění a překrytí flotačních hlušin tak sníží nebo zabrání vytvoření vodní hladiny, a tím i průsaku. To je pravděpodobně nejvhodnější řešení problému průsaku na uzavřeném odkališti. Těsnění nemůže nikdy zaručit zabránění veškerého průsaku. Některé otvory nebo vady konstrukce jsou nevyhnutelné. Těsnění sníží průsaky na takovou míru, že okolní prostředí se s nimi může vyrovnat zředěním, rozptýlením nebo rozkladem. Při návrhu utěsněného odkaliště je nezbytné vzít v úvahu možnost průsaku a přesvědčit se, že nízká míra průsaku (v mezích standardních průmyslových faktorů pro stavební nedostatky v těsnění) nezpůsobí významné znečištění prostředí. Jinak je potřebná nějaká forma sekundárního uzavření (nebo vrstva pro zachycení výluhu – například jíly, rašelina, bentonit, atd.). V mnoha případech jsou flotační hlušiny tak jemnozrnné, že po zpevnění mají podobnou propustnost jako minerální těsnění. To znamená, že tím je provedeno sekundární uzavření. To je lepší v případech, kdy jsou flotační hlušiny odvodněny. Zpevňování může trvat mnoho let od uložení, dokud flotační hlušiny nejsou v dostatečné hloubce a/nebo odvodněny. V tomto případě, syntetické těsnění poskytuje základní uzavření dokud flotační hlušiny nejsou zpevněny. Později budou hlavní bariéru tvořit flotační hlušiny. Tím není dlouhodobá životnost syntetického těsnění důležitá.

4.3.10.2 Regulace průsaku Dva typy řídících opatření mohou být uvažovány, zejména:  průsakové bariéry  vratné systémy.


369

Bariéry slouží k zabránění průsaku do podloží a zahrnují izolační příkopy, cemento-jílové stěny a cementační bariéry. V každém zvláštním případě musí být však posuzovány možné nevýhody těchto opatření v souvislosti se stabilitou hráze odkaliště. V některých případech, může být vhodnější instalace vratných systémů místo průsakových bariér. Vratné systémy sbírají, spíše než zastavují, tok průsaku, a tak umožňují aby průsaková voda byla vrácena do procesu úpravy nebo k likvidaci způsobem, který nepoškozuje prostředí. Vratný systém může být tvořen sběrnými příkopy a vrty. Výhody a omezení opatření pro řízení průsaku jsou uvedeny v tabulce 4.11 Měření kontroly průsaku Průsakové bariéry

Zpětný systém

Druh

Výhody

Izolační příkop

Nejsou nákladné, instalace může být dobře kontrolována

Cemento-jílové stěny

Mohou být konstruovány bariéry s nízkou propustností

Cementační bariéry

Bariéry mohou dosahovat do velkých hloubek, nejsou ovlivněny topografií lokality

Sběrné kanály

Nejsou nákladné, jsou vhodné pro jakékoliv odkaliště Větší hloubka je možná, užitečná metoda jako nápravné opatření

Sběrné vrty

Omezení Není praktické pro nasycené hlubší bariérové základy, efektivní pouze pro mělké propustné vrstvy. Vysoké náklady, nevyhovují příliš pro svažitý terén nebo balvanitý podklad. Je nutná nepropustná hlubší hranice Vysoké náklady, omezená účinnost v důsledku propustnosti cementované zóny. Cementace je vhodná pouze pro hrubozrnné zeminy s širokými prasklinami Efektivní pro mělké propustné vrstvy, ale užitečné i v jiných případech, Nákladné, efektivnost závisí na charakteristice místní zvodně.

Tabulka 4.11 : Přehled opatření pro kontrolu průsaků

Je třeba poznamenat, že ve skutečnosti řízení průsaku na lokalitě často zahrnuje kombinaci uvedených metod. Vedle bariér, které jsou budovány pouze pro řízení postupu průsaku, úprava kontaminantu v průsaku je možná také určitými reakčními bariérami.

4.3.10.3

Odvaly z úpravy draselných solí

Pro odvaly z úpravy draselných solí je nutno propustnost půd určovat případ od případu (podle charakteru podloží). Většinou jsou půdní složky dostatečně nepropustné, takže zabraňují kontaminaci podzemní vody. Jestliže je propustnost vysoká, musí být podloží pod odvalem utěsněno, například až 4 % přídavkem jílů k přírodním půdám. Jíly jsou pomlety s přírodními půdami, směs je rozprostřena a stlačena tak, aby byly zajištěna její nepropustnost. Po této úpravě je zkontrolován koeficient propustnosti a jestliže je nevyhovující je proces opakován znova. Pata odvalu vně nepropustné zóny je utěsněna a průsaky jsou zachycovány. Dlouhodobé zkušenosti se skladováním odpadů z úpravy a těžby draselných solí ukazují, že je nutné mít schopnost aplikovat vhodnou metodu managementu. Například při použití jílů jako těsnícího materiálu, může být podloží úložiště ovlivněno problémy stability. Pro rozšíření úložiště bylo v německé Fuldě státními orgány požadováno, aby podloží bylo zpevněno vrstvou jílů o mocnosti 0.6 m. Jakmile došlo k rozšíření úložiště mimo toto utěsněné podloží, došlo k rychlému pohybu v části odvalu, který byl v kontaktu s jílovým těsněním v takovém rozsahu, že byla ohrožena bezpečnost pracovníků a činnost byla zastavena. Z vyšetřování vyplynulo, že nesmí být použit žádný materiál s nízkou střihovou pevností, pro utěsňování podloží pod úložišti odpadů z úpravy draselných solí. [19, K+S, 2002]. 370


4.3.10.4 Odvaly hlušiny z úpraven uhlí V Porůří, Saarsku a Ibbenbüren jsou hlušiny ukládány na odvaly ve vrstvách. Mocnost vrstvy se pohybuje v rozmezí 0.5 – 4.0 m. Kompakce je dosažena pojezdem nákladních automobilů a vibračních válců, aby bylo co nejvíce sníženo pronikání kyslíku nebo srážek do tělesa odvalu, a tím byl minimalizován vznik kyselin oxidací pyritu. Princip navršení hlušinové haldy ukazuje obrázek 4.15, který zobrazuje čtyři kroky rozhrnování vrstev. Prvním krokem je vybudování vnějšího valu, který je okamžitě ozeleněn, a který slouží jako štít pro následné ukládání hlušin ve vnitřní zóně.


371

Obrázek 4.15: Schématický nákres konstrukce odvalu v oblastech Ruhr, Saar a Ibbenbüren [79, DSK, 2002]

372


Z pozorování v lyzimetrech je známo, že prosakující voda z odvalů uhelných hlušin může obsahovat rozpuštěné látky. Výsledky těchto tesů ukázaly, že jsou vymývány chloridy a obsah síranů, vápníku a hořčíku se může zvyšovat při oxidaci pyritu. Je možná tvorba ARD. V případě, že vzniká ARD, dochází k poklesu hodnoty pH, vyčerpává se pufrační kapacita hlušiny nebo zvodně, což způsobuje že dochází k mobilizaci stopových prvků. Při konstrukci a provozu odvalu je základním environmentálním cílem ochrana podzemních vod. Byly určeny čtyři hlavní opatření, které se používají pro ochranu podzemních vod před průsaky (obrázek 4.10). Vhodné řešení je vybráno v závislosti na specifických podmínkách lokality, tzn. je třeba vybrat jednotlivá opatření nebo kombinace různých opatření. IV poslední době bylo zjištěno, že starší odvaly hlušiny se samovolně zhutnily v takovém rozsahu, že vnitřní část tělesa haldy je naprosto suchá. [79, DSK, 2002] V Porůří, Saarsku a Ibbenbüren jsou hlušiny směsí křemen a jílu. Během času tato směs má tendenci další kompakce. Obsah křemene je dostatečně velký, takže zamokření jílů nezpůsobuje problémy se stabilitou svahu. Povrchový odtok a průsak hlušinami v odvalu jsou zachycovány a odváděny do povrchových vod.


373

Obrázek 4.16: Návrh odvalů flotačních odpadů – možnosti zabránění negativním účinkům na podzemní vodu [79, DSK, 2002]

374


4.3.7 Techniky ke snížení emisí do vody 4.3.7.1 Recyklace technologické vody Jedním z přístupů jak redukovat vypouštění je recyklace technologické vody. Tento přístup byl úspěšně použit na několika úpravnách. Přebytky, které nemohou být recyklovány vznikají například při:  tání sněhu  vody nasycené Mg-solemi (příklad těžby draselných solí) [19, K+S, 2002] se mohou pro některé doly s těžbou Mg-solí zatlačovat do hlubokých vrtů nebo vypouštět do povrchových vod. Recyklace technologické vody není možná, jestliže akumulace činidel/složek narušuje proces úpravy (například síran vápenatý, který ve vodách může způsobovat zanášení potrubí).

4.3.11.2 Praní hlušin Činidla při flotaci silikátů jsou velmi silně vázána na částice silikátů. Flotační odpady jsou použity pro čištění technologické vody s cílem vázat možná volná činidla. Flotační hlušiny obsahující částice silikátů váží reziduální volná činidla přítomná v odpadní vodě. Následný odvodňovací proces produkuje vodu bez činidel, která pak může být vypouštěna do recipientu nebo recyklována do procesu. [131, IMA, 2003]

4.3.11.3

Úprava rozpuštěných kovů

Adsorpční schopnost jemnozrnných flotačních hlušin má vliv na čištění vod obsahujících rozpuštěné kovy (například vody z drenážních vod z odvalu nebo důlní vody). Jestliže je důlní voda přiváděna do proudu flotačních hlušin, rozpuštěné kovy mají tendenci se zachytit na povrchu minerálních zrn. Kovy adsorbované na povrchu minerálních zrn vydrží tak dlouho, dokud je pro ně příznivá hodnota pH (například > 7 pro zinek, > 5 pro měď). Pro zajištění dobrého kontaktu mezi rozpuštěnými kovy a povrchem částic flotační hlušiny, je důlní voda přidávána do proudu flotačních hlušin před jejich čerpáním na odkaliště. Jedná se o jednoduchý systém využívající adsorpční efekt vyvolaný „přírodním materiálem“. Uvedená technologie je jednoduše využívána na většině odkališť. [118, Zinkgruvan, 2003] Mísení proudu flotačních hlušin (zahrnující technologickou vodu a flotační hlušiny) a další vody obsahující rozpuštěné kovy (například drenážní vody z odvalu) je použitelné během doby provozu dolu jestliže:  proud flotačních hlušin má alkalické pH a obsahuje čerstvě podrcené minerály (to je splněno v případě flotačních hlušin)  pufrační kapacita proudu flotačních hlušin je významně vyšší než acidifikující kapacita přidávané vody  voda s obsahem kovů je přidávána do proudu flotačních hlušin čerpadly tak, aby byl zabezpečen dostatečný kontaktní čas a mísení s proudem hlušiny. Technologie je vhodná pro flokulaci.


375

Výhodou metody je:  velmi účinná technologie čištění vod  nevznikají náklady spojené s výstavbou, provozem a řízením čistírny vod během provozu na lokalitě  nevzniká potřeba kalového managementu (který je výsledkem konvenčních metod úprav vod)  metoda je schopna eliminovat změny v proudění a je účinná při jakémkoliv teplotním rozsahu, významné je že technologická voda má běžně vyšší teplotu. Varianta uvedené technologie je použita pro Cu-ložisko Legnica-Glogow, kde jsou kyseliny ze sléváren míseny s flotačními hlušinami za účelem neutralizace a imobilizace kovů (například arzénu).

4.3.11.4 Suspendované částice a rozpuštěné látky Ve vypouštěných vodách jsou tuhé částice přítomné ve formě suspendovaných látek nebo jsou v rozpuštěné formě. Úspěšná technologie čištění vod musí kombinovat snížení obsahu suspendovaných látek s odstraněním nebezpečných polutantů, které jsou přítomny v rozpuštěné formě. Čištění vod se může provádět buďto v otevřené vodní ploše nebo v úpravně, která je za tímto účelem postavena. Technologie zahrnuje srážení rozpuštěných prvků, hlavně kovů a separaci sraženiny a částic. Pro srážení je používáno vápnění případně v kombinaci s dalšími činidly. Pro oddělení sraženiny a tuhých částic se používá gravitační separace. Gravitační separace se provádí v nádržích nebo zahušťovačích. Získaný kal vyžaduje vhodný management a ukládání. V ideálním případě může být uložen jako součást při technologii zakládání v dole. Jestliže je nutná úprava vod, vznikají finanční náklady. Každá důlní činnost vyžaduje návrh vhodného systému úpravy vod. Požadavky na systém jsou závislé na specifických podmínkách pro jakost vod a na objemu vod, který bude čištěn. Lokální podmínky také určují výběr technologie. Technologie čištění vod, která umožňuje srážení suspendovaných látek používaná v oblasti Culožiska Legnica-Glogow je založena na koagulaci (s přibližně 300 mg/l FeCl 3), která je podporována přídavkem polyelektrolytu praestol (1 mg/dm3) a následné sedimentaci v lamelové sedimentační nádrži. [113, S.A., 2002] 4.3.11.4.1 Sedimentační nádrže Jestliže se ukládají flotační hlušiny nebo jiné hlušiny obsahující jemnozrnné částice na odval, vznikají emise eluátu obsahující tuhé částice. Prevence emisí tuhých částic do vody v důsledku srážkové činnosti může být úspěšná po instalaci sedimentačních nádrží podél cest před vypouštěním do povrchových vod. Konstrukce závisí na maximálním úhrnu srážek, oblasti a náklonu, průtoku, velikost částic apod. Pro dokumentaci je nutný podle lokálních poměrů monitoring chování tuhých částic. Četnost a druh měření je určeno podle požadavků vyplývajících ze studie geotechnické/environmentální a v závislosti na životnosti odkaliště/odvalu. [131, IMA, 2003] Vnitřní část prostoru odvalu draselných solí je pro vodu nepropustná. Voda a sole vytváří nasycené roztoky (solanky) a protékají dolů ve vnější sféře okolo vnitřní nepropustné zóny. Odval je vně nepropustné zóny bezpečně utěsněn a vody jsou zachycovány. 376


Tento způsob záchytu je vhodný jestliže kvalita odtoku je taková, že okamžitý odtok do podloží není z environmentálního hlediska možný. Na odvalech z těžby uhlí v Schöttelheide je drenáž vedena kolem odvalu, odkud odvádí povrchový odtok do sedimentační nádrže před jeho vypouštěním do recipientu. Toto je nutné z hlediska vysokého obsahu suspendovaných látek. Během provozní fáze odvalu je běžně nutné zachycovat odtok povrchových vod na vrcholu odvalu. Požadavky pro další management zachycené vody závisí na jakosti vod v odtoku. Jestliže má voda dobrou kvalitu a obsahuje malé množství suspendovaných látek, může být přímo vypouštěna do recipientu. Jestliže je jakost vody dostatečná, ale obsah suspendovaných látek je vyšší, pak je voda vedena přes sedimentační nádrž, aby se snížilo zatížení recipientu suspendovanými látkami. V některých případech je vyžadována další úprava. Zachycený odtok povrchové vody je často používán jako technologická voda.

4.3.11.5 Úprava kyselých vod Technologie úpravy kyselých vod, které eliminují nebo snižují aciditu a srážení těžkých kovů jsou rozděleny na dva typy: (1) aktivní a (2) pasivní metody. (1) Aktivní metody úpravy zahrnují neutralizaci kyselých vod alkalickými činidly. Chemikálie

i výstavba a provoz zařízení pro úpravy vod jsou finančně nákladné. (2) Pasivní metody zahrnují výstavbu systému úpravy vod, které využívají přírodní biologické

nebo chemické reakce při úpravě kyselých drenážních vod, které potřebují pouze minimální management. Pasivní opatření zahrnují anoxickou drenáž, kanály z vápence, alkalický charakter podzemní vody a průchod drenážních vod přes uměle konstruované mokřady nebo jiné sedimentační struktury. Existuje také možnost kombinace aktivní a pasivní technologie úpravy (například vápnění a umělé mokřady). Aktivní metody úpravy  Vápenec (uhličitan vápenatý) Výhodou použití vápence jsou nízké náklady, snadné použití, vznik hustého kalu s jednoduchým nakládáním. Nevýhodou je pomalý reakční čas, snížení účinnosti systému v důsledku tvorby Fe-sraženin na povrchu vápencových částic; těžkosti při úpravě ARD s vysokým poměrem Fe2+/Fe3+, neúčinné pro odstraňování manganu. Typické schéma pro úpravy kyselých vod je na obrázku 4.17.


377

Obrázek 4.17: Schéma úpravny vody pro technologickou vodu s nízkou hodnotou pH (Almagrera)

Je potřeba povšimnout si v diagramu, že je důlní a technologická voda upravována kombinovaným způsobem. Ve všech případech to však neplatí: 

Hydratované vápno (hydroxid vápenatý) Hydroxid vápenatý je běžné neutralizační činidlo používané v uhelném průmyslu, neboť je jeho použití jednoduché a bezpečné, účinné a není příliš finančně náročné. Hlavní nevýhodou jsou produkované velkoobjemové kaly (ve srovnání s vápencem) a vysoké kapitálové náklady v související s velikostí úpravny [85, EPA, 2002]. Hydroxid vápenatý se jako neutralizační činidlo v německém uhelném průmyslu nepoužívá, neboť se nevyskytují průsaky s kyselým charakterem vod.



Soda (uhličitan sodný) Brikety ze sody jsou speciálně účinné pro úpravu malých emisí ARD v citlivých oblastech. Hlavní nevýhodou jsou vysokém náklady (ve vztahu k vápenci) a špatné sedimentační vlastnosti kalu.



Kaustická soda (hydroxid sodný) Hydroxid sodný je zvlášť účinný pro úpravu malého průtočného množství v citlivých lokalitách a pro úpravu ARD, které mají vysoký obsah Mn. Hlavní nevýhodou jsou vysoké náklady, nebezpečí při nakládání s chemickými látkami, špatné vlastnosti kalu a vymrazovací problémy při chladném počasí.



Amoniak Bezvodý amoniak je účinný pro úpravu ARD s vysokým obsahem Fe 3+/Mn. Finanční náklady na amoniak jsou nižší než v případě použití hydroxidu sodného a má tytéž výhody. Použití amoniaku není snadné a je nebezpečné, může ovlivnit biologické podmínky recipientu pod důlním provozem. Možnými vedlejšími vlivy jsou projevy toxicity na ryby nebo ostatní akvatické formy života, eutrofizace a nitrifikace. Rybí společenstva vykazují velmi nízkou toleranci k neionizované formě výskytu amoniaku, která je ovlivněna hodnotou pH, teplotu, rozpuštěným kyslíkem a dalšími faktory. Použití amoniaku není dovoleno ve všech oblastech, když je povoleno, vyžaduje se dodatečný monitoring.

378


Pasivní technologie úpravy  Uměle vytvořené mokřady Uměle vytvořené mokřady využívají půdní a ve vodě se vyskytující mikroorganismy, které jsou vázány na mokřadní rostliny umožňující odstranit z drenážních vod kovy v rozpuštěné formě. Mokřady jsou pasivním systémem bez chemické úpravy, které nevyžadují plynulé řízení nebo pouze minimálně. Je to relativně nová metoda úpravy s mnoha specifickými mechanizmy a požadavkům na řízení není dosud plně porozuměno. Optimální velikost a kriteria pro konfiguraci se stále studují. Staré, stabilní přirozeně vyvinuté mokřady by měly zůstat nedotčeny, například by mohlo dojít k vykopání drenážního příkopu, což by mohlo znovu nastartovat procesy acidifikace. Přitékající vody s vysokou koncentrací těžkých kovů a nízkým pH protékají přes aerobní a anaerobní zónu mokřadního systému. Kovy jsou odstraňovány prostřednictvím iontové výměny, adsorpce, absorpce a srážením s geochemickou a mikrobiální oxidací a redukcí. Iontová výměna probíhá v případě, že kovy jsou v kontaktu s huminovými nebo jinými organickými látkami v mokřadu. Pro tyto účely je konstrukce mokřadů řešena tak, že neobsahují půdy nebo pouze jejich velmi malé množství a jsou nahrazeny slámou, kejdou nebo kompostem. Oxidační nebo redukční reakce jsou katalyzovány bakteriemi, které se vyskytují v aerobní nebo anaerobní zóně, případně hrají významnou roli při srážení kovů ve formě hydroxidů a sulfidů. Vysrážené a adsorbované kovy sedimentují v odkalovacím prostoru nebo jsou filtrovány při prosakování vody prostředím nebo rostlinami. Přitékající voda s výbušnými chemikáliemi nebo jinými polutanty proudí přes štěrkový povrch mokřadu založeného na štěrku. Mokřad, využívající vynořené rostliny, je propojený anaerobně-aerobní systém. Anaerobní část využívá k rozkladu polutantů rostliny v kombinaci s přirozeně se vyskytujícími mikroorganizmy. Aerobní, často označovaná jako střídavá část, dále zlepšuje jakost vody prostřednictvím kontinuální expozice rostlin a pohybem vody mezi jednotlivými odděleními obou částí. Mokřady jsou dlouhodobou technologií úpravy, která může být kontinuálně provozována několik let. Mokřady jsou používány k úpravě kyselých drenážních vod vznikajících při hornické činnosti spojené s těžbou uhlí nebo rud. Kyselé vody mohou obsahovat vysoké koncentrace kovů. Proces může být adaptován i pro úpravu neutrálních nebo alkalických výluhů. Technologie sanace pomocí mokřadů musí být přizpůsobena rozdílům v geologických podmínkách, terénu, zastoupení stopových prvků a klimatu. Největší využití mokřadů se jeví při úpravě malých průtoků v řádu okolo desítek litrů za minutu [85, EPA, 2002]. Použitelnost a účinnost procesu mohou omezit následující faktory: 

dlouhodobá účinnost konstruovaných mokřadů není dobře známa. Stárnutí mokřadu může být problémem, který může za čas přispívat k snížení rychlosti odstraňování polutantů  náklady na výstavbu umělého mokřadu se mezi jednotlivými projekty významně mění a nemusí být finančně úměrný pro mnoho lokalit  teplota a proměnlivý přítok ovlivňují funkci mokřadu a mohou být příčinou nerovnoměrné rychlosti odstraňování kontaminantů  chladnější podmínky zpomalí rychlost, kterou je mokřad schopen odstraňovat polutanty  velký přísun vody může způsobit přesycení funkčního mechanismu mokřadu, zatímco suché skvrny mohou poškodit rostliny a prudce omezit funkci mokřadu. [124, US FRTR, 2003]


379

Počáteční návrh a konstrukční náklady mohou být významné, pohybují se v desítkách až tisících EUR. 

Otevřené vápencové kanály/anoxická vápencová drenáž Jedná se o konstrukčně nejjednodušší metodu pasivní úpravy, která je tvořena otevřenými kanály, které jsou vyplněny vápencem (anoxická drenáž - kanály jsou zakryty). Rozpouštění vápence zvyšuje alkalinitu a pH. Povlaky sraženin železa a hliníku na vápenci ovlivňují účinnost této metody.



Odváděcí vrty Kyselá voda je odváděna do vrtů s obsahem drceného vápence. Zabránění tvorby povlaků Fe-sraženin je dosaženo turbulencí proudění ve vrtu. Je potřeba periodicky vápenec nahrazovat. [85, EPA, 2002]

Aplikace pasivních systémů úpravy není často preferována v důsledku problémů s kapacitou, obzvláště ve vztahu k průtoku, schopnosti úpravy vody s vysokou aciditou, sezónní proměnlivosti, rozdíly v průtoku apod. Mohou však poskytovat dlouhodobé velmi dobré řešení po uzavírce lokality, když se používají jako vylepšující krok v kombinaci s dalšími (preventivními) opatřeními.

4.3.11.6 Úprava alkalických vod V hliníkárně na Sardinii se uvolňuje alkalická voda ze rmutu při praní a filtraci, která je upravována na hodnotu pH 10 následujícími metodami:   

odsiřováním spalin bohatých na SO2 přídavkem mořské vody pro MgCl2 reagující s uhličitanem sodným kyselinou sírovou, je-li nutná

V hliníkárně v Galícii, je voda z jezera červeného rmutu (volná a průsaky) zachycována a čerpána do úpravny (viz obrázek dole). První krok zahrnuje neutralizaci přídavkem kyseliny sírové. Optimální pH je 6.85, při kterém se hliník ve vodě stává nerozpustný a pomáhá procesu sedimentace. Po neutralizaci voda přetéká do flokulační nádrže. Čistá voda je čerpána zpět do rafinerie.

380


Obrázek 4.18: Úprava alkalické vody v hliníkárně

V jiných případech, se pro snížení pH používá oxid uhličitý.

4.3.11.7 Úprava vod s obsahem arsenu Stopové prvky jsou z vypouštěných důlních vod účinně odstraňovány přídavkem železitých solí. Odstraňování arsenu se provádí vysrážením ve formě arseničnanu vápenatého nebo železitého. Arsenitany se mohou také vysrážet, ale ty jsou obvykle více rozpustné a méně stabilní než arseničnany. Odtok s obsahem arsenitanů je před srážením obvykle oxidován, aby byla zajištěna převaha arseničnaů. Technologická voda z procesu úpravy rud s obsahem As může obsahovat různá množství As3+ a As5+ , oxyanionty, arsenitany a arseničnany. Přítomnost kovových iontů Cu, Pb, Ni a Zn omezuje rozpustnost As protože vzniká formace částečně rozpustných arsenátů kovů. Stabilita a rozpustnost těchto arseničnanů závisí na poměru železa a arsenu. Čím vyšší je hodnota poměru, tím více je nerozpustná a stabilní sraženina. Takže, když je arseničnan železitý relativně rozpustný, základní arseničnany s molárním poměrem Fe:As > 8 patří k méně rozpustným v rozsahu pH přibližně od 2 do 8. Při srážení s Fe3+ může být dosažena koncentrace rozpuštěného As i menší než 0.5 mg/l. Srážení nerozpustného arseničnanu železitého je velmi často doprovázeno koprepitací i dalších kovů jako je například selen, která zahrnuje interakci mezi různými formami kovů a sraženinou hydroxidu železitého. Z toho vyplývá, že železité soli velmi účinně odstraňují stopové prvky. Přídavkem hydroxidu železitého může být kromě arsénu snížen obsah pod 0.5 mg/l i u dalších prvků jako jsou antimon a molybden. Proces při běžných podmínkách zahrnuje přídavek rozpustné železité soli do technologické vody, který je doprovázen přídavkem dostatečného množství hydroxidu, který způsobí vznik nerozpustného hydroxidu železitého. V mnoha případech obsahuje technologická voda dostatečné množství železa, a proto se vyžaduje pouze přídavek hydroxidu, který způsobí vysrážení hydroxidu železitého. [78, Ron Tenn, 2001] „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

381

Ve finských surovinách na bázi mastek-magnezit se vyskytují minerály arsenu. Během úpravy suroviny mastek-magnezit (drcení a flotace) je As rozpouštěn v technologické vodě. Arsen je vysrážen jako Fe-As sloučenina přídavkem síranu železitého (Fe2(SO4)3). Jestliže je hodnota pH 6 nebo nižší, pak může být As vysrážen kompletně. Jestliže je pH v technologické vodě vyšší (v jednom případě 7 – 8 ) musí být přidáno více síranu železitého, aby byla koncentrace As snížena na akceptovatelnou úroveň ( méně než 0.4 mg/l). Je obtížné vysrážet nikl a arsen ve stejném okamžiku, v tomto případě se vyžadují 2 stupně úpravy. [131, IMA, 2003]

4.3.11.8 Odstraňování kyanidů Přirozená degradace je v celosvětovém měřítku nejrozšířenější metodou odstraňování kyanidů z roztoků po loužení zlata, avšak je často doplňována dalšími procesy úpravy. V suchém a slunečním klimatu, jako je např. JAR je přirozená degradace jedinou metodou úpravy.

382


V následující tabulce je uveden seznam aplikací právě používaných alternativních metod. Technologie úpravy Přirozená degradace  Neutralizace pomocí CO2 absorpce  Sublimace HCN  Disociace komplexu kyanidu kovů  Srážení kyanidů kovů Oxidační procesy  Alkalická chlorace  Technologie SO2/vzduch  Peroxid vodíku

Adsorpce  Adsorpce na aktivovaném uhlíku Biologická úprava  Biodegradace Recyklace kyanidů  AVR

Etapa C

Aplikace TP, SW

C C C

TP, SW TP, SW SW

D

SW

C

SW

C

TP

Poznámky Aplikace je omezena specifickými faktory pro lokalitu (aridní klima, slunce) a zákonnými opatřeními

Náhrada SO2-vzduch a H2O2 v důsledku ceny, neschopnost odstranit železo Univerzální použití, úpravy kalů vyžaduje větší spotřebu činidel Není použitelná pro kaly v důsledku vysoké spotřeby činidel Omezeno nízkou koncentrací CN, specifickými podmínkami lokality Omezeno nízkou koncentrací CN, specifika lokality, může vyžadovat dodatečné teplo  Nepříliš praktické pro kaly  Vysoké investiční náklady  Vyžaduje dostatečnou recyklaci kyanidu pro snížení provozních nákladů. Volný kyanid se recykluje snadno, obtížnost recyklace vzrůstá pro kyanidy Zn, Cu a Ni v uvedeném pořadí. Srážení CuCN snižuje výtěžnost kyanidu pro recyklaci.  Obvykle se stává příliš nákladným při pokusech recyklovat koncentrace pod 30 mg/l kyanidu. Proto je stále nutné odstranit/rozložit kyanid po AVR [109, Devuyst, 2002]

TP = vypouštění do odkaliště SW = vypouštění do povrchových vod C = komerční D = vývoj Tabulka 4.12 : Aplikované procesy odstranění CN

Některé další možnosti pro recyklaci kyanidů jsou vyvíjeny, avšak vyžadují ještě pilotní testy a zavedení do praxe. Proces Sart používá sulfid sodný v roztoku pro rozdělení kyanidu od Zn a Cu, což vede k získání kyanidu, který může být přímo recyklován. Proces Hannah je založen na stejném principu, avšak používá iontovou výměnu v roztoku nebo celulózovou kaši pro odstranění kyanidu, stripování kyanidu z iontoměniče a dále srážení Zn a Cu se sulfidem sodným. Vzniká proud koncentrovanějšího kyanidu pro recyklaci, který dává možnost vyššího stupně účinnosti recyklace. [109, Devuyst, 2002] Proces SO2/vzduch, který je používán na všech evropských lokalitách pro úpravu suspenze před vypouštěním do odkaliště je obvykle popsán pomocí následujících rovnic: Oxidace: CNvolny + SO2 + O2 + H2O => OCN- + H2SO4 M(CN)42- + 4SO2 + 4O2 + 4H2O => 4OCN- + 4H2SO4 + M2+ kde M2+ = Zn2+, Cu2+, Ni2+, Cd2+ atd.


383

Neutralizace použitím vápna: H2SO4 + Ca(OH)2 => CaSO4 x 2H2O Srážení: M2+ + Ca(OH)2 => M(OH)2 + Ca2+ 2 M2+ + Fe(CN)6 => (M)2Fe(CN)6 Kde M = Zn,Cu, Ni, Cd, Fe, atd. Přítomnost měděných iontů podporuje tyto reakce. Váže se na kyanid a tvoří stabilní komplexi mědi (I), které mohou být rozloženy s použitím procesu INCO oxidací jak mědi tak kyanidu. Čím vyšší je koncentrace mědi, tím stabilnější tyto komplexy jsou. Na druhé straně vysoký obsah mědi v rudě vyžaduje více kyanidu pro loužení a jestliže je zachována efektivnost rozkladu kyanidu, zbytková koncentrace kyanidu bude vysoká. Vliv SO2 není zcela vysvětlen, avšak předpokládá se, že vznikají určité přechodné sloučeniny, které urychlují reakci. Na lokalitě Bergama-Ovacik se používá síran železitý dokonce ke stabilizaci jakýchkoli těžkých kovů. Rozptyl kyslíku je závislý na viskozitě. Jestliže viskozita je vysoká, úroveň rozpuštěného kyslíku je nižší a kinetika reakce se zpomalí. Rozklad kyanidů umožňuje snížit koncentraci WAD-CN v suspenzi ze 140 mg/l pod 2 mg/l, jestliže obsah mědi v rudě není příliš vysoký. Jestliže vstup do procesu kyanidového loužení obsahuje více než 0.1 % Cu, není možné dosáhnout tak nízkých koncentrací WAD-CN v úpravnických odpadech. Při vyšších koncentracích mědi, může být nezbytné použít několik stupňů rozkladu CN. Tabulka 4.13 uvádí koncentrace CN na některých lokalitách [50, Au group, 2002]

384


Lokalita Výluh: Volné CN (mg/l) pH Četnost měření Minimum Maximum Odtok z detox. Volné CN WAD CN Celkové CN pH Četnost měření

Boliden

Ovacik

Rio Narcea

120

200 10.5 2 hodiny 180 120

400 – 450 (NaCN) 10.5 Kontinuálně, on-line

denně 70 50

0.87 1/denně SIS metoda 3/denně pikrická metoda 0.31 (total) 1.94 (total)

0.33 0.4 7-8 2 hodiny

0 10 - 30 8.5 3 hodiny

Minimum 0.06 (WAD) 1 (WAD) Maximum 0.88 (WAD) 40 (WAD) V odkališti Volné CN 0 WAD CN 0.23 20 – 30 Celkové CN 0.3 0.39 pH 7-8 8.5 Četnost měření Sporadicky denně denně Minimum 0.05 (total) 0.04 (WAD) 10 (WAD) Maximum 0.74 (total) 0.71 (WAD) 30 (WAD) Není odtok Není odtok, drenáž je Odtok z odkaliště Volné CN vracena do odkaliště WAD CN 0.06 0 Celkové CN 0.5 -1.0 pH 8 – 8.5 Četnost měření denně denně Minimum 0 0.2 (WAD) Maximum 0.33 2 (WAD) Tabulka 4.13 : Koncentrace kyanidů v evropských lokalitách používajících kyanidizaci

V úpravně Boliden je prováděn monitoring rozkladu CN a jakosti vypouštěných vod z odkaliště a předčisťovací nádrže od roku 2001. Výsledky ukazují, že 99.5 % CNvolné jsou rozloženy. K další přirozené degradaci dochází v odkališti. Podobné výsledky byly získány z lokality Ovacik a Rio Narcea. Zatímco současné řešení kyanidového problému se soustřeďuje na rozložení kyanidu v jednorázovém systému, je možné kyanid opět získat a recyklovat, a tím minimalizovat celkové množství používaného kyanidu a snížit provozní náklady. Opětné získání a recyklace kyanidu snižuje koncentraci CN v odkalištích a snižuje náklady na rozložení CN [106, Logsdon, 1999]. Získávání CN a jejich recyklace se používá od roku 1930. Na mnoha lokalitách byla úspěšně použita metoda, nazvaná „AVR“ (okyselování/sublimace/re-neutralizace = acidification/volatilisation/re-neutralisation). Je zřejmé, že tato metoda spotřebovává velké množství kyselin a alkálií, avšak spotřebovává méně energie než proces hydrolýza/destilace. Také rychlost sublimace je vyšší [104, Yong, 1995]. Oddíl 4.4.15 se zabývá problémy zacházení s kyanidem havárií.

se zaměřením na prevenci/řešení


385

4.3.11.9 Propustné reaktivní bariéry Propustná reaktivní bariéra je propustná zóna, obsahující nebo vytvářející reaktivní oblast působení, zaměřená na přehrazení a odstranění kontaminačního mraku. Odstraňuje polutanty ze systému proudění podzemní vody pasivním způsobem, fyzikálními, chemickými nebo biologickými procesy. Kontinuální propustná reaktivní bariéra (PRB – permaeble reactive barrier) byla v provozním měřítku instalována v srpnu 1995 ve směru proudění z odkaliště hlušin bývalého lomu v lokalitě Nickel Rim Mine v Sudbury, Ontario, Canada. Nickel Rim byl činný důl od 1953 do 1958. Hlavními získávanými kovy byla měď a nikl. Flotační hlušiny podléhaly oxidaci po dobu přibližně 40 let. Kontaminační mrak v podzemní vodě, který se šíří z hlušin zasahuje do blízkého jezera. Hlavními polutanty na lokalitě jsou nikl, železo a sulfáty. Počáteční koncentrace byly 2400 – 3800 mg/l sulfátů, 740 – 1000 mg/l Fe a až 10 mg/l Ni. Kontaminovaná zvodeň je 3 – 10 m mocná a je tvořena glaciofluviálními písky. Zvodeň je omezena na úzké údolí uzavřené na obou stranách a vespod podložními horninami. Rychlost proudění podzemní vody uvnitř zvodně je odhadováno na 15 m/rok. PRB byl instalována napříč údolím s použitím technologie výkopu a výplně. Bariéra přepažuje údolí a je 15 m dlouhá, 4m hluboká a 3.5 široká. Je složena z reaktivní směsi obsahující komunální kompost, listový kompost a dřevěnou štěpku. Štěrk o velikosti zrna hrachu byl přidán do směsi, aby byla zvýšena hydraulická propustnost. Pufrovací zóny z hrubozrnného písku byly vybudovány na obou stranách reaktivního materiálu proti proudu i po proudu. Na vrchol PRB byla umístěna krycí vrstva jílu o mocnosti 30 cm, aby byl minimalizován přístup povrchové vody a kyslíku do PRB. Asanace na lokalitě Nickel Rim Mine byla provedena redukcí sulfátů a srážením sulfidů kovů jako výsledek přítomnosti organického materiálu. Monitorovací vrty byly zřízeny podél transektu paralelního s prouděním podzemní vody. Odběr vzorků byl proveden měsíc po instalaci bariéry a následně 9 měsíců po instalaci. Průchod přes PRB způsobil snížení v koncentraci sulfátů na 110 až 1900 mg/l. koncentrace železa klesly pod 1 – 91 mg/l. Koncentrace rozpuštěného niklu se snížily pod 0.1 mg/l uvnitř bariéry a pod ní. Dále se zvýšila hodnota pH z 5.8 až na 7.0 napříč bariéry. Celkově PRB přeměnilo zvodeň z kyselinu produkující na kyselinu spotřebovávající. Je plánován monitoring, který bude pokračovat minimálně 3 roky s odběrem vzorků dvakrát ročně. Náklady se pohybují okolo 30 000 USD. Zahrnují návrh, výstavbu, materiál a reaktivní směs. [123, PRB action team, 2003]. Ve Finsku je v současné době PRB prováděna tak, že kolem lomu jsou otevřené kanály vyplněné vápencem a rašelinou. Výsledky ukazují, že na počátku dosahuje redukce obsahu kovů až 90 %. Po čase bude systém ucpán a reaktivní materiál musí být vyměněn. Rychlost ucpání závisí na okolnostech jako jsou: obsah kovů a tuhých částic, množství vody. Stanovené náklady na tento druh konstrukce jsou odhadnuty na přibližně 100 EUR/m3. Náklady na obnovu materiál, jsou odhadnuty na přibližně stejnou hodnotu. Technologie je také použitelná na rekultivovaná odkaliště, kde i několik let po uzavírce je produkováno malé množství ARD. Alternativou pasivní úpravy je použití mokřadů. PRB mohou být použity pro kyselé i alkalické vody, jestliže polutant může být odstraněn bakteriální redukcí. Pro úspěšnost této metody, musí být dobře identifikován režim proudění tak aby bylo zajištěno, že voda skutečně proudí přes bariéru. Pro činnost bakterií se vyžaduje prostředí s hodnotou pH okolo 5 -7. pH ARD je obvykle nižší, proto musí být pH zvýšeno provedením sulfidického srážení (například přídavkem vápence). 386


Avšak při příliš vysokém pH se sráží kovy, které způsobují rychlé ucpávání. Proto musí být PRB velmi dobře přizpůsobeno, aby úprava odtoku byla dostatečně účinná. PRB má omezenou kapacitu a musí být periodicky renovovány.

4.3.12 Monitorování podzemní vody Podzemní voda je obvykle monitorována okolo všech odkališt a odvalů. Pravidelně je monitorována hladina podzemní vody a jakost vod. [131, IMA, 2003]. V oblasti Cu-ložiska Ledina-Glogow na velkém úložišti zahrnuje monitorovací síť podzemních a povrchových vod 800 monitorovacích bodů. [113, S.A., 20032]. Obvykle, spíše než velikost odkaliště, se určují požadavky na monitorování na základě hydrogeologických podmínek. Odkaliště situovaná na rovině budou potřebovat větší počet monitorovacích bodů, než odkaliště, v místech, kde je režim a proudění podzemních vod lépe definován.

4.3.13 Následná péče 4.3.13.1 Odkaliště Al-červených kalů Ve fázi následné péče musí být odtok před vypouštěním nejprve upravován, dokud nejsou dosaženy akceptovatelné podmínky koncentrace pro vypouštění do povrchových vod. Také přístupové cesty, drenážní systém a vegetační pokryv (zahrnující i nové ozelenění) musí být řízen. V programu při uzavírce je zavedeno další sledování jakosti podzemních vod, které musí pokračovat. [22, Aughinish,].


387

5 NEJLEPŠÍ DOSTUPNÉ TECHNIKY PRO NAKLÁDÁNÍ S HLUŠINOU Z ÚPRAVY A TĚŽBY PŘI HORNICKÉ ČINNOSTI 5.1 Úvod Pro porozumění obsahu této kapitoly, je nutné vrátit se zpět do úvodu dokumentu k pátému odstavci: „Jak porozumět a jak používat tento dokument“. Techniky a míra účinnosti, uvedené v této kapitole byly stanoveny iterativním procesem, který zahrnoval následující kroky:     

identifikaci klíčových problémů týkajících se životního prostředí a možných rizik/bezpečnosti. ověřování nejvhodnějších postupů používaných pro řešení klíčových problémů; identifikaci nejlepších úrovní ochrany prostředí, na základě dat dostupných v Evropské unii a celosvětově dostupných dat; zkoumání podmínek, za kterých byly tyto úrovně dosaženy; například náklady, hlavní řídící procesy zahrnuté při implementaci těchto technik; výběr nejlepších dostupných technik, přiřazení emisí a úrovní spotřeby pro toto odvětví obecně.

Odborné posouzení Evropským výborem IPPC a příslušnou Technickou pracovní skupinou (TWG) hraje klíčovou roli v každém z uvedených kroků a ve způsobu, jakým jsou zde informace předkládány. Na základě vyhodnocení, jsou v této kapitole prezentovány techniky, které odpovídají tomuto odvětví jako celku a v mnoha případech odrážejí současnou účinnost na některých lokalitách. Tam, kde jsou uváděny míry účinnosti, je třeba je chápat jako účinnost ochrany prostředí a míru bezpečnosti, které mohou být předpokládány jako výsledek aplikace popsaných technik v tomto odvětví. Při tom se uvažuje, že bilance nákladů a přínosů je obsažena v definici jednotlivých BAT. Avšak hodnoty emisí a úrovně spotřeby nelze chápat jako limitní hodnoty. V některých případech lze změnou technologie dosáhnout lepší hodnoty pro emise nebo úroveň spotřeby, ale vzhledem k nákladům nebo k jiným vlivům nejsou považovány za přiměřené, aby mohly být uvedeny jako BAT pro toto odvětví jako celek. Ale takové úrovně mohu být považovány za ospravedlnitelné ve specifických případech. Emise a úrovně spotřeby spojené s použitím BAT musí být uváděny společně se specifickými referenčními podmínkami (například období pro výpočet průměrných hodnot). Tam, kde je to možné, jsou data o nákladech uvedena společně s popisem technik. Uvedená data poskytují hrubou představu o výši zahrnutých nákladů. Skutečné náklady na použití technik velmi závisí na specifické situaci, například daních, poplatcích a charakteristice příslušné lokality. Specifické faktory není možné v tomto dokumentu zcela vyhodnotit. V případě, že data o nákladech nejsou uvedena, je provedeno ekonomické posouzení technik na základě porovnání existujících lokalit. Je záměrem, aby obecné nejlepší dostupné techniky sloužily jako referenční stav, vůči kterému se bude posuzovat současný existující provoz, nebo budou sloužit pro účely posouzení žádosti o stavbu nového provozu. Tímto způsobem budou nejlepší dostupné techniky využívány při určování přiměřených podmínek pro nový provoz nebo budou sloužit pro stanovení obecných závazných nařízení. Předpokládá se, že nové provozy budou projektovány tak, aby byly provozovány na stejných nebo lepších úrovních účinnosti než těch, které jsou uvedeny v nejlepších dostupných technikách. Také předpokládáme, že stávající provozy se budou snažit o dosažení stejné nebo lepší úrovně podle výsledků nejlepších dostupných technik podle jejich technologických a ekonomických možností. V každém případě existuje potřeba specifických řešení pro danou lokalitu a pro jednotlivé fáze projektování, výstavby, provozování, uzavírky a následné péče. Je také nutná nepřetržitá kontrola a monitorování nakládání s hlušinou z úpravy a těžby vzhledem k různým typům mineralizace, dobývání a technikám úpravy nerostných surovin a vzhledem k různým „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

427

geologickým, geotechnickým, hydrogeologickým a morfologickým podmínkám, které se jsou specifické pro každou lokalitu. Přestože tento dokument není právně závaznou normou, je záměrem, aby poskytoval informace pro průmysl, členské státy a veřejnost o dosažitelných provozních podmínkách, emisích a úrovních spotřeby, když budou použity uvedené techniky. V oblasti nakládání s hlušinou z úpravy a těžby nerostů bylo při rozhodování o nejlepších dostupných technikách rozhodováno na základě:   

účinnosti ochrany prostředí rizika realizovatelnosti

Především podmínky rizika jsou faktorem velmi specifickým pro každou lokalitu.

5.2 Obecné zásady Nejlepší dostupné techniky vychází z:  

aplikace obecných principů uvedených v kapitole 4.1 aplikace životního cyklu procesu řízení v kapitole 4.2

Životní cyklus procesu řízení zahrnuje všechny fáze činnosti na ložisku od otvírky po uzavírku: 

  

428

etapu projektování (kapitola 4.2.1)  základní informace o stavu životního prostředí v oblasti (kapitola 4.2.1.1)  charakteristika hlušiny z úpravy atěžby (kapitola 4.2.1.2)  studie a plány na zařízení pro nakládání s hlušinou - odkaliště (kapitola 4.2.1.3), které zahrnují následující aspekty:  dokumentace výběru oblasti  vyhodnocení vlivů na životní prostředí  rizikovou analýzu  havarijní plán  plán ukládání  vodní bilance a plán řízení vodního hospodářství  plán na ukončení provozu a uzavírku  zařízení pro nakládání s hlušinou  a projekt souvisejících staveb (kapitola 4.2.1.4)  kontroly a monitorování (kapitola 4.2.1.5) etapu výstavby (kapitola 4.2.2) etapu provozování (kapitola 4.2.3) s prvky:  návody OSM (kapitola 4.2.3.1)  kontroly (kapitola 4.2.3.2) etapu uzavírky a následné péče (kapitola 4.2.4), která zahrnuje  dodržování dlouhodobých cílů po uzavírce (kapitola 4.2.4.1)  vymezení specifických problémů při uzavírce (kapitola 4.2.4.2) pro  odvaly  odkaliště, včetně  odkaliště s vodní hladinou  odvodněná odkaliště  zařízení vodního hospodářství.


K nejlepším dostupným technikám dále náleží:      

snížení spotřeby činidel používaných při úpravě (kapitola 4.3.2) prevence proti vodní erozi (kapitola 4.3.3.) prevence proti vzniku prašnosti (kapitola 4.3.4) provádění výpočtu vodní bilance (kapitola 4.3.5) a použití výsledků k vytvoření plánu pro řízení vodního hospodářství (kapitola 4.2.1.3) využívání volné vody (kapitola 4.3.9) monitorování podzemní vody u všech zařízení s uloženými hlušinami (kapitola 4.3.12).

ARD management Charakteristika hlušiny z úpravy a těžby nerostů (kapitola 4.2.1.2 v kombinaci s Přílohou 4) zahrnuje také stanovení potenciálu tvorby kyselých důlních vod v těchto materiálech. Pokud existuje potenciál pro vznik kyselých důlních vod, je nejlepší dostupnou technikou nejprve prevence vzniku kyselých důlních vod (kapitola 4.3.1.2). Jestliže nelze jejich tvorbě zabránit, pak je nutné produkované kyselé důlní vody kontrolovat (kapitola 4.3.1.3) nebo je nutná úprava (kapitola 4.3.1.4). Často se používá kombinace uvedených opatření (kapitola 4.3.1.6). Všechny možnosti prevence, řízení a úpravy mohou být aplikovány na existující i na nové provozy. Nejlepší výsledky byly získány tam, kde plány na uzavírku lokality vytvořeny přímo na počátku provozu v etapě projektování (koncepce činnosti od počátku do konce). Výběr možností závisí především na podmínkách v oblasti. Takovými faktory jsou například:   

vodní bilance dostupnost materiálu vhodného pro překrytí hladina podzemní vody;

uvedené faktory ovlivňují výběr techniky použitelné v dané lokalitě. Kapitola 4.3.1.5 poskytuje nástroj pro rozhodování k výběru nejvhodnějšího postupu uzavírky. Řízení průsaků (kapitola 4.3.10) Zařízení pro nakládání s hlušinou bude přednostně umístěno v oblasti, kde se nemusí zabezpečit nepropustnost podloží pomocí utěsnění (nepropustná vrstva). Pokud to není možné a kvalitativní parametry průsaků jsou špatné, nebo je objem průsaků velký, je nutné průsakům předcházet, snížit je (kapitola 4.3.10.1) nebo je regulovat (kapitola 4.3.10.2) (uvedeno podle preferencí). Často jsou využívány kombinace těchto opatření. Emise do vody Nejlepší dostupnou technikou je:      

opětovné použití technologické vody (viz kapitola 4.3.11.1) míchání technologické vody s jinými proudy vody, které obsahují rozpuštěné kovy (4.3.11.3) budování usazovacích nádrží k zachycování jemných částic (viz kapitola 4.3.11.4.1) odstranění nerozpuštěných látek a rozpuštěných kovů před vypouštěním vody do vodních toků (kapitola 4.3.11.4); neutralizace vypouštěných alkalických vod kyselinou sírovou nebo oxidem uhličitým (kapitola 4.3.11.6); odstranění arsenu z důlních vod přidáváním železitých solí (kapitola 4.3.11.7).

Příslušné kapitoly v Části 3 o úrovni emisí a spotřeby poskytují příklady dosažených úrovní. Mezi aplikovanou technikou a dostupnými daty o emisích nelze vysledovat žádnou korelaci. Tudíž nelze v tomto dokumentu učinit žádné závěry s doporučením nejlepší dostupné techniky a s ní spojených úrovní emisí. „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

429

Následující postupy patří mezi nejlepší dostupné techniky při úpravě ARD (kapitola 4.3.11.5): 



aktivní úprava  přidávání vápence (uhličitanu vápenatého), hydroxidu vápenatého nebo nehašeného vápna  přidávání uhličitanu sodného (kaustické sody) pro kyselé důlní vody s vysokým obsahem manganu; pasivní úprava:  vybudovaní mokřadů  otevřené vápencové příkopy/anoxické vápencové drenáže  odvodňovací vrty

Pasivní systémy úpravy jsou dlouhodobým řešením po ukončení provozu v lokalitě, kde se používají jako dodatečný stupeň v kombinaci s jinými (preventivními) opatřeními. Emise hluku (kapitola 4.3.5) Nejlepší dostupnou technikou je:  použití kontinuálně provozovaných systémů (například dopravní pásy, potrubí)  zapouzdření pohonů pásů v oblastech, kde jsou emise hluku místním problémem  přednostní vytvoření vnějšího svahu odvalu a dopravních cest a ochranných bariér ve vnitřním prostoru odvalu, pokud je to možné. Projektování hrází K opatřením uvedeným v kapitolách 4.1 a 4.2 během etapy projektování (kapitola 4.2.1) odkališť je nejlepší dostupnou technikou :  stanovení stoleté vody jako základního údaje pro projektování havarijní výpusti hrází s malým rizikem;  stanovení pětitisícileté a desetitisícileté vody jako základního údaje pro projektování havarijní výpusti hrází s vysokým rizikem. Budování hrází K opatřením uvedeným v kapitolách 4.1 a 4.2 je během etapy budování (kapitola 4.2.2) odkališť nejlepší dostupnou technikou:  odstranění veškeré vegetace a ornice z podloží zadržovacích hrází (kapitola 4.4.3);  volba takového materiálu pro konstrukci hráze, který je vhodný a je stabilní v provozních a klimatických podmínkách (kapitola 4.4.4). Zvyšování hrází K opatřením uvedeným v kapitolách 4.1 a 4.2 během etapy budování a provozování (kapitoly 4.2.2 a 4.2.3) odkališť je nejlepší dostupnou technikou:  vyhodnocování rizika příliš vysokého pórového tlaku a monitorování pórového tlaku před a po každém zvýšení. Vyhodnocení by mělo být provedeno nezávislým expertem.  použití hrází konvenčního typu (kapitola 4.4.6.1) za následujících podmínek, kdy:  není vhodné použití hlušiny při budování hráze;  je nutné vytvořit nádrž pro zadržování vody;  se lokalita pro nakládání s hlušinou nachází na vzdáleném a těžko přístupném místě;  je nutná delší doba pro zadržování vody z důvodu odbourávání toxických látek (například kyanidů);  je přirozený přítok do nádrže velký nebo velmi kolísá a je nutné využít vyrovnávací nádrž pro regulaci průtoku vody;  použití metody zvyšování hrází z vnitřní strany (kapitola 4.4.6.2) za následujících podmínek, kdy:  je seismické riziko velmi nízké  se pro budování hráze používá hlušina: nejméně 40 – 60 % odpadu tvoří materiál o velikosti zrn mezi 0,075 a 4 mm (neplatí pro zahuštěná hlušina); 430






použití metody zvyšování hrází z vnější strany (kapitola 4.4.6.3) za následujících podmínek, kdy:  je k dispozici dostatečné množství materiálu pro budování hráze (například hlušina z úpravy a těžby); použití osové metody budování hrází (kapitola 4.4.6.4) za následujících podmínek, kdy:  je seismické riziko nízké.

Provozování hrází K opatřením uvedeným v kapitolách 4.1 a 4.2 je během etapy provozování (kapitola 4.2.3) odkališť nejlepší dostupnou technikou:         

monitorování stability tak, jak je uvedeno dále; návrh opatření pro odklonění přítoků do odkaliště v případě problémů; vytvoření alternativního vypouštění do případné jiné nádrže; vytvoření druhého dekantačního zařízení (například havarijní přepad, kapitola 4.4.9) a/nebo použití pohotovostních sacích bagrů pro havarijní situace, když hladina přebytečné vody v odkališti dosáhne předem určené minimální volné výšky hráze (kapitola 4.4.8); měření pohybu půdy hloubkovými inklinoměry a pro získání dat o pórovém tlaku; určení odpovídajícího vypouštění (kapitola 4.4.10); archivace projektové a stavební dokumentace při aktualizaci nebo změnách uvedené dokumentace; vedení dokumentace příručky bezpečnosti hráze tak, jak je popsáno v kapitole 4.2.3.1, zabezpečení nezávislé kontroly podle kapitoly 4.2.3.2; vzdělávání a poskytování odpovídajícího zaškolení zaměstnanců.

Odvádění přebytečné vody z odkaliště (kapitola 4.4.7.1) Nejlepší dostupnou technikou je:   

vybudování odvodňovací trasy pro přepadovou vodu v původním terénu, která jde mimo odkaliště v údolí; použití dekantační věže;  v zimních podmínkách s kladnou vodní bilancí;  pro odkaliště typu „s vyhrazeným prostorem“; použití dekantačních jímek;  v letních podmínkách s negativní vodní bilancí;  pro odkaliště typu „s vyhrazeným prostorem“;  ve stavech, kdy je udržována vysoká provozní volná výška hráze.

Odvodnění flotační hlušiny (kapitola 4.4.16) Volba metody (suspenze, zahuštěná nebo vysušená hlušina) závisí především na vyhodnocení tří faktorů, a to:   

nákladech; účinnost ochrany prostředí; riziku havárie.

Pro nakládání s hlušinou je nejlepší dostupnou technikou:   

nakládání s vysušenou hlušinou (kapitola 4.4.16.1) nakládání se zahuštěnou hlušinou (kapitola 4.4.16.2) nebo nakládání se suspenzí hlušiny (kapitola 4.4.16.3).


431

Existuje mnoho dalších faktorů, které ovlivňují výběr vhodné techniky pro danou lokalitu. Některé z těchto faktorů jsou:  mineralogické složení nerostné suroviny;  hodnota nerostné suroviny;  rozdělení velikosti částic;  dostupnost technologické vody;  klimatické podmínky;  dostupný prostor pro nakládání s hlušinou. Provozování odkaliště a odvalu K opatřením uvedeným v kapitolách 4.1 a 4.2 během etapy provozování (kapitola 4.2.3) každého zařízení pro nakládání s hlušinou z úpravy a těžby nerostů je nejlepší dostupnou technikou:  odklonění přirozeného vnějšího odtoku (kapitola 4.4.1);  ukládání hlušiny přímo v povrchových dolech (kapitola 4.4.1); v uvedeném případě není problémem stabilita svahu odvalu/hráze;  aplikovat bezpečnostní faktor nejméně 1,3 na všechny odvaly a hráze za provozu (kapitola 4.4.13.1).  provádět progresivní rekultivaci / znovuobnovení vegetace (kapitola 4.3.6). Monitorování stability Nejlepší dostupnou technikou je:  monitorování v odkališti (kapitola 4.4.14.2);  monitorování vodní hladiny;  monitorování kvality a množství vody prosakující hrází (kapitola 4.4.12);  monitorování polohy volné hladiny podzemní vody;  monitorování pórového tlaku;  monitorování pohybu hřebenu hráze a hlušiny;  monitorování seismické činnosti, aby byla zajištěna stabilita hráze a podzákladí (kapitola 4.4.14.4);  monitorování dynamického pórového tlaku a zkapalňování;  monitorování mechaniky zemin;  monitorování procesů ukládání hlušiny;  monitorování v odvalu (kapitola 4.4.14.2)  monitorování geometrie svahů/etáží  odvodnění horní a spodní části odvalu  pórový tlak  také provádění:  v případě odkališť:  denních prohlídek (kapitola 4.4.14.3);  každoročního monitorování (kapitola 4.4.14.3);  nezávislých kontrol (kapitola 4.2.3.2 a kapitola 4.4.14.3)  vyhodnocování bezpečnosti existujících hrází (SEED) (kapitola 4.4.14.3)  v případě odvalů:  denních prohlídek (kapitola 4.4.14.3);  geotechnického monitorování (kapitola 4.4.14.3);  nezávislých geotechnických kontrol (kapitola 4.4.14.3)  Zmírnění důsledků havárií Nejlepší dostupnou technikou je:    432

provádění havarijního plánování (kapitola 4.6.1) vyhodnocování a přešetření mimořádných událostí (kapitola 4.6.2) monitorování potrubního vedení (kapitola 4.6.3) „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

Snižování dopadů Nejlepší dostupnou technikou je :  







pokud je to možné, zabránit a/nebo snížit produkci hlušiny z úpravy a těžby (kapitola 4.1) zakládání hlušiny (kapitola 4.5.1) za následujících podmínek, kdy:  je zakládání vyžadováno jako součást metody dobývání (kapitola 4.5.1.1);  jsou další náklady na zakládání kompenzovány přinejmenším vyšší výtěžností rudy;  se těžba provádí povrchově a pokud je hlušina snadno odvodnitelná (například vypařováním a odtékáním, filtrací), může mít odkaliště omezenou velikost (kapitoly 4.5.1.2, 4.5.1.3, 4.5.1.4, 4.4.1);  jsou pro zakládání dostupné staré vytěžené povrchové doly v malé vzdálenosti (kapitola 4.5.1.5)  jsou pro zakládání využity velké vydobyté prostory v hlubinných dolech (kapitola 4.5.1.6). Vyrubané prostory, do kterých je zakládána hlušina ve formě suspenze, musí být odvodňovány (kapitola 4.5.1.9). Aby byla zvýšena stabilita, přidávají se někdy pojiva (kapitola 4.5.1.8); zakládání hlušiny ve formě pasty (kapitola 4.5.1.10), když jsou splněny podmínky pro použití zakládání a pokud:  je nutné použít pevnou základku;  je hlušina jemnozrnná, takže pro hydraulické zakládání by bylo málo materiálu. V tomto případě by znamenalo velké množství jemného podílu pomalé odvodnění v odkališti;  je vhodné zadržet vodu mimo důl nebo, když je nákladné čerpat drenážní vodu z odkaliště (například na velkou vzdálenost); zakládání hlušiny za následujících podmínek (kapitola 4.5.2), kdy:  může být zakládána v hlubinném dole;  se v blízkosti nachází jeden nebo více vytěžených povrchových dolů (někdy se nazývá jako „překládkové dobývání“)  je těžba v povrchovém dolu prováděna takovým způsobem, že je možné zakládat hlušinu bez zpomalení těžby prozkoumání možného použití hlušiny (kapitola 4.5.3).

Uzavírka a následná péče K opatřením uvedeným v kapitolách 4.1 a 4.2 během etapy uzavírky a následné péče (kapitola 4.2.4) každého zařízení pro nakládání s hlušinou z úpravy a těžby je dále nejlepší dostupnou technikou: 



požadavky na uzavírku a následnou péči jsou definovány ještě během provozu zařízení, včetně odhadu nákladů a poté jejich občasná aktualizace (kapitola 4.2.4). Během provozování by měly být stanoveny požadavky na rekultivaci, které poté mohou být v etapě uzavírky odkaliště detailně rozpracovány. použití bezpečnostního faktoru nejméně 1,3 pro odkaliště a odvaly po uzavírce (kapitola 4.2.4 a 4.4.13.1), přestože existují rozdílné názory na zatopení vodou (viz kapitola 7).

Nejlepší dostupnou technikou pro etapu uzavírky a následné péče je vybudování dlouhodobě stabilní hráze, pokud je pro uzavírku zvoleno řešení zatopením vodou (kapitola 4.2.4.2).


433

5.3 Loužení zlata kyanidem K obecným opatřením uvedeným v kapitole 5.2 pro všechny provozy používající kyanidové loužení zlata patří mezi nejlepší dostupnou techniku: 

 

snížení používání kyanidu aplikací:  provozních technologií s minimálním přídavkem kyanidu (kapitola 4.3.2.2);  automatické kontroly kyanidu (kapitola 4.3.2.2.1);  předúpravy peroxidem tam, kde je to možné (kapitola 4.3.2.2.2); před vypouštěním do odkaliště odstranit zbývající volný kyanid (kapitola 4.3.11.8). Tabulka 4.13 ukazuje příklady úrovní kyanidů naměřených v některých lokalitách v Evropě aplikovat následující bezpečnostní opatření (kapitola 4.4.15):  dimenzovat okruh pro odstraňování kyanidu na dvojnásobnou kapacitu, než je skutečný požadavek;  instalovat záložní systém pro přidávání vápna;  instalovat záložní generátory energie.

5.4 Hliník K obecným opatřením uvedeným v kapitole 5.2 pro všechny rafinérie hliníku je nejlepší dostupnou technikou:  za provozu:  zabránit vypouštění do povrchových vod. Uvedeného stavu lze dosáhnout recyklací technologické vody do procesu (kapitola 4.3.11.1) nebo v období sucha vypařováním  v etapě následné péče (kapitola 4.3.13.1):  před vypouštěním ze zařízení pro nakládání s hlušinou upravovat povrchový odtok tak dlouho, dokud obsah chemických látek nedosáhne koncentrace přijatelné pro vypouštění do povrchových vod;  udržovat přístupové cesty, drenážní systémy a vegetační kryt (včetně případného znovuobnovení vegetace);  nepřetržitě provádět monitorování kvality podzemní vody.

5.5 Potaš K obecným opatřením uvedeným v kapitole 5.2 pro všechny úpravny potaše je nejlepší dostupnou technikou následující postup:    

tam, kde není zemina nepropustná, vytvořit takové podmínky, aby bylo podloží pod zařízením pro nakládání s hlušinou nepropustné (kapitola 4.3.10.3); snížit emise prachu z pásových dopravníků (kapitola 4.3.4.3.1); utěsnit/použít ochrannou vrstvu u paty odvalu mimo zónu nepropustného jádra a shromažďovat povrchový odtok (kapitola 4.3.11.4.1); do velkých vyrubaných prostor zakládat vysušenou hlušinu a nebo hlušinu ve formě suspenze (kapitola 4.5.1.6).

5.6 Uhlí K obecným opatřením uvedeným v kapitole 5.2 je nejlepší dostupnou technikou pro všechny úpravy uhlí následující postup:   434

zabránit průsakům (kapitola 4.3.10.4) odvodnit jemnozrnný podíl hlušiny pod 0,5 mm z flotace (kapitola 4.4.16.3) „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

5.7 Environmentální management Mnoho postupů při environmetálním managementu je určeno jako nejlepší dostupná technika. Rozsah (např. úroveň detailů) a charakter systému environmentálního managementu (EMS) (například standardizovaný nebo nestandardizovaný postup) se budou obecně vztahovat na charakter, měřítko a složitost zařízení a budou uvádět rozsah dopadů na životní prostředí, které může zařízení způsobit. Nejlepší dostupnou technikou je zavedení a řízení prostřednictvím systému environmentálního managementu (EMS), který podle jednotlivých podmínek zahrnuje ( viz kapitola 4 ):  definování environmentální politiky vrcholovým managementem pro zařízení (schválení vrcholovým managementem je považováno za základní podmínku pro úspěšnou aplikaci dalších rysů systému environmentálního managementu);  plánování a stanovení potřebných postupů;  implementaci postupů se zvláštním ohledem na:  strukturu a odpovědnost;  zaškolení, povědomí a kompetenci;  komunikaci;  spoluodpovědnost zaměstnance;  dokumentaci;  účinné řízení procesů;  program udržování postupů;  připravenost na havarijní situace a schopnost na ně reagovat;  zabezpečení shody s legislativou týkající se životního prostředí;  kontrola provádění postupů a kontrola nápravných opatření se zvláštním ohledem na:  monitorování a měření (viz také referenční dokument Monitorování emisí);  nápravné a preventivní postupy;  uchovávání záznamů;  nezávislý (kde je to možné) interní audit, aby bylo zjištěno, zda je systém environmentálního managementu vytvářen nebo nevytvářen podle plánu a zda je správně implementován a udržován;  kontrolu vrcholovým managementem. Následující tři rysy, které mohou doplnit to, co je uvedeno výše, jsou považovány za podpůrná opatření. Ale jejich absence není obecně v rozporu s nejlepšími dostupnými technikami. Těmito třemi dalšími opatřeními jsou:  



zavedení systému řízení a systému provádění kontrol, který bude prověřen a schválen akreditovaným orgánem pro certifikaci nebo externím ověřovatelem systému environmentálního managementu; příprava a publikování (a případné ověření externím orgánem) pravidelných zpráv o vlivu na životní prostředí, které popisují všechny významné aspekty zařízení a umožňující každoroční porovnání s cíly ochrany životního prostředí a také porovnání s ostatními zařízeními (benchmarking); implementovat a řídit se podle mezinárodně uznávaného systému například EMAS a EN ISO 14001:1996. Tento dobrovolný krok by mohl zvýšit důvěryhodnost vašeho systému environmentálního managementu. Především EMAS, který zahrnuje všechny uvedené rysy, zvyšuje důvěryhodnost vašeho systému. Ale i nestandardizované systému mohou být principiálně stejně efektivní, když budou správně vytvořeny a implementovány.

Specificky pro oblast nakládání s hlušinou z těžby a úpravy je nejlepší dostupnou technikou aplikovat společný systém rizika/bezpečnosti a environmentálního managementu. Tudíž musí být environmentální management vyvinut a provozován společně s vyhodnocováním/řízením rizik popsaným v kapitole 4.2.1 a s řízením provozu, kontrolami a údržbou popsanými v kapitole 4.2.3.1.


435

436


6.

VYVÍJENÉ TECHNIKY PRO NAKLÁDÁNÍ S HLUŠINOU Z ÚPRAVY A TĚŽBY PŘI HORNICKÉ ČINNOSTI

6.1 Společné ukládání hlušin z úpravy a těžby železných rud Provozovatel švédských ložisek Fe-rud v Kiruně a Malmbergetu již mnoho let pracoval na vývoji alternativních metod transportu a ukládání tzv. „horninových hlušin (suché hrubozrnné hlušiny < 100 mm) a hlušiny z výroby koncentrátu (jemnozrnné hlušiny < 3 mm). Cílem tohoto výzkumu bylo snížit náklady významných investic a provozních nákladů pro nákladní dopravu (běžně používanou pro hlušiny z těžby) a pro výstavbu hráze odkaliště (běžně používané pro jemnozrnné hlušiny). Předmětem rozsáhlých zkoušek bylo čerpání směsi suchých a mokrých hlušin výkonnými kalovými čerpadly. Výsledky a specifické hodnocení lokality ukázaly, že provoz není srovnatelný s tradiční technologií transportu, hlavně v důsledku opotřebování čerpadel a potrubí. Výsledky získané při společném ukládání však ukázaly, že proud suspenze vytváří kruhové útvary podobné morénám a dále podobné útvarům, vznikajícím při tání ledu při ústupu kontinentálního ledovce. Bylo zjištěno, že hustota ukládaného materiálu je vyšší, než běžně ukládaného materiálu, tzn. efektivnější využití disponibilního objemu. Dále bylo zjištěno, že pokud jsou provedena opatření pro řízení hladiny podzemní vody v uloženém materiálu, mohou být touto ukládací metodou vytvořena stabilní a vysoká úložiště. Příznivé vlastnosti společně uložených suchých a mokrých hlušin podnítily výzkum metod, pro dosažení výhod společného ukládání hlušin v kombinaci s tradičními technologiemi dopravy. Jeden z provozovatelů vyvinul koncepci ukládání v odvodněných úsecích. Dále provedl pilotní laboratorní a provozní testy pro vývoj aplikovatelných konstrukčních kriterií pro hodnocení provozních, hydraulických a geotechnických aspektů a výzkum vlivu chladného klimatu na stabilitu uloženého materiálu. Na dolech Malmberget a Kiruna je nyní v předběžných studiích vyhodnocován způsob ukládání v odvodněných úsecích. Na uhelném dole S.Barbara (Arezzo – Toskánsko) v Itálii byla úspěšně použita technologie pro založení odvalů ve vrstvách s různou propustností pro účely ukládání nadložního materiálu. Vrstvy s vysokou propustností mohou odvádět vodu, takže čas potřebný pro pokles pórového tlaku ve vrstvách s nízkou propustností je výrazně snížen. Tato technologie zlepšila krátkodobou stabilitu odvalů a poskytla dostatečnou bezpečnost pro přijatelnou rychlost ukládání.

6.2 Zabránění vývoje ARD Bylo zjištěno, že ochranné a nepropustné povlaky uměle vytvořené na povrchu zrn sulfidů inhibují proces tvorby kyselinového potenciálu (ARD). Další výzkumný program má poskytnout přehled o proveditelnosti procesu tvorby oxidační ochranné vrstvičky na povrchu minerálních zrn sulfidů, použitím chemických činidel nebo elektrolytickými procesy. Ochranná vrstvička musí mít takové vlastnosti, aby byl minimalizován přístup složek, které podmiňují vznik ARD. Výzkum bude zamřen na vytvoření ochranných vrstev, které budou odolávat procesu stárnutí. Budou rovněž provedeny elektrolytické studie s cílem oxidovat povrch exponovaných sulfidů v hlušinách z úpravy a těžby, a tím vytvořit pasivační vrstvu. (podle http://www.mining.ubc.ca – Study of formation of passivation coatings on sulphude-rich wasterock a way to hinder ARD propagation).


437

6.3 Recyklace kyanidů pomocí membránové technologie Recyklace kyanidů s použitím membránové technologie, která je v současné době vyvíjena, je navrhována pro proces metalurgické extrakce zlata, kde efektivnost použití kyanidu je snižována vlivem přítomnosti mědi (a podobných kovů jako je zinek a stříbro). Přítomnost těchto kovů způsobuje zvýšenou spotřebu kyanidu, sníženou efektivnost výtěžnosti zlata a také znamená zvýšené environmentální problémy při hospodaření s hlušinami. Metoda je kombinací použití membránové a elektrochemické technologie, což dovoluje získání kovové mědi a současné uvolnění volného kyanidu kyanoměďnatých komplexů. Volné kyanidy mohou být získány a vráceny na začátek úpravnického procesu s příznivými úsporami. Proces může být zaveden v okruhu zpracování hlušin před jejich uložením do odkaliště nebo v okruhu pro recyklaci vody získávané z odkaliště. Jednotlivé technologické procesy jsou dobře vyzkoušeny a testovány v průmyslovém měřítku. Počáteční odhady nákladů ukazují, že proces je potenciálně velmi zajímavý ve srovnání s alternativními přístupy jako jsou procesy s iontoměniči, srážení a acidifikační procesy. Základní schéma tohoto procesu je tvořeno třemi částmi: 1. odstranění pevných látek a získání čistého roztoku pro další zpracování 2. membránová technologie, která koncentruje měďnato-kyanidové komplexy. V tomto kroku je rovněž získávána část volného kyanidu. 3. jednotka pro získávání kovů (MRU – metal recovery unit), která elektrolyticky vylučuje měď, a tím uvolňuje část WAD-kyanidu jako volné kyanidy. S využitím této metody je uvažováno pro veškeré procesní toky materiálu s obsahem volných kyanidů a/nebo kyanidů vázaných s mědí nebo v podobné formě (disociovatelné slabou kyselinou – WAD kyanidy – weak acid dissociable). Metoda může být aplikována buď na tok hlušin ukládaný na odkališti, nebo recyklovanou vodu získanou z odkaliště. Technologie pro získávání kyanidů z hlušin při těžbě Au může být snadno instalována v existujících úpravnách zlata. Vstupem do procesu je výluh. Proces poskytuje řadu výhod. Spotřeba činidel je nižší ve srovnání s procesem pro rozložení kyanidu. Kyanidy, které by byly jinak ztraceny z oběhu, mohou být získány z hlušin a recyklovány, což snižuje množství kyanidu na lokalitě a také náklady na nákup kyanidu a jeho likvidaci. Kovová měď je získávána jako vedlejší produkt. Neexistují omezení pro koncentrace zpracovatelné WAD-kyanidu, přestože efektivnost procesu je závislá na chemizmu toku hlušin. Zřejmé jsou rovněž i environmentální výhody. Množství kyanidu a mědi v hlušinovém toku je podstatně sníženo před procesem rozkladu kyanidů nebo před uložením hlušin na úložiště. Z toho vyplývají snížená environmentální rizika pro volnou přírodu a vodní toky. Získávání kyanidu snižuje množství kyanidu, které musí být zakoupeno, skladováno a používáno na lokalitě.

6.4 Prostory s ochranou vrstvou V projektu Las Cruces je pro ukládání hlušin navrhována metoda suchého ukládání do nepropustných bloků (buněk). Je navrženo, aby „buňky“ byly budovány jako bloky o velikosti 100 x 100 m s výškou 25 m. Dále je navrženo, aby ukládané hlušiny byly kontinuálně překrývány jílem. Konečné uzavření bude provedeno multi-vrstvením pokryvem s použitím jílu (slínu), který je dobýván při otvírce rudního tělesa. Je navrženo, aby buňky byly budovány na nepropustném základu, tvořeném různými vrstvami jílu, případně doplněnými syntetickou fólií 438 „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

a drenážními vrstvami. Bude zřízen systém zachycování drenážní vody a voda bude upravována pro recyklaci v procesu nebo pro vypouštění. [67, IGME, 2002]

6.5

Využití červených kalů pro řešení problematiky ARD a znečištění kovy

Vyvíjená metoda řešení úpravy znečištěných půd a vod kyselinami a kovy používá rezidua z procesu v rafinériích hliníku (tj. „červené kaly“). Červené kaly mohou být používány po úpravě, protože mají zbytkovou alkalinitu a schopnost vázat kovové ionty. Tato kapacita závisí na obsahu minerálních fází přítomných v kalech (jako hematit, boehmit, gibbsit, sodalit, křemen, kankrinit a mnohé další). V rafinerii hliníku na Sardinii jsou v současné době zkoumány možné aplikace tohoto materiálu. Úspěšně byly provedeny testy v průmyslovém měřítku zpracováním 1.5 milionu m 3 vod pocházejících z hlušin na dole Mt. Carrington v Austrálii a zpracováním asi 95 milionů m3 vody z povrchového doly Berkeley, Montana, USA. Voda vykazovala významné zatížení kovy (Al, As, Cd, Cu, Fe, Pb, Mn, Ni, Zn) a po zpracování bylo zjištěno odstranění kovů z vody v rozmezí minimálně 90 – 99 %. Bylo také zjištěno, že vázané kovy nemohou být přijímány vegetací nebo uvolňovány vyluhováním. Dosud zjištěné možné aplikace, jsou následující:  neutralizace a dekontaminace vod ARD  neutralizace hlušin z úpravy a těžby s potenciálem ARD  řešení kontaminace s obsahem kyselin nebo bohaté na kovy, prostřednictvím filtračních bariér  odstranění fosfátů z vod  odstranění As a dalších kovů z podzemních vod Červené kaly mohou být přidány do kontaminované kapaliny buď jako prášek v suchém stavu, nebo jako suspenze. Jemnozrnné částice mohou být pak snadno dekantovány na dně klidného prostoru, jako je sedimentační nádrž a periodicky odstraňovány. Sedimenty nejsou velkoobjemové a mohou zůstat na dně nádrže dlouhá časová období aniž způsobují jakýkoliv problém. Zachycené kovy jsou vázány ve velmi stabilní formě, jak bylo prokázáno vyluhovacími testy. Sediment z nádrže může být deponován na skládce, nebo může být také ponechán na místě, jako vrstva na dně nádrže, pro další ochranu podzemních vod proti kontaminaci kovy. Třetí možnost pro úpravu znečištěných vod je filtrace v průsakovém filtru, který obsahuje náplň štěrků, písku a červených kalů pro zajištění vhodné propustnosti pro vodu. Čtvrtou možností je použití porézního peletizovaného červeného kalu, což se v současné době zkouší a může rozšířit možnosti dalšího využití.

6.6 Kombinace techniky SO2/vzduch a peroxidu vodíku pro rozklad kyanidu Jedná se o metodu, v současné době vyvíjenou, která využívá synergické působení procesu SO2/vzduch (použitelného pro kaly) a použití peroxidu vodíku (nepoužitelné pro kaly) pro rozklad kyanidů. Výhoda této nové techniky je v její flexibilitě přizpůsobit se změnám v chemizmu vstupu. Ve srovnání s tradičními provozy SO2/vzduch nabízí uvedený proces finanční a provozní úspory a to v závislosti na specifických podmínkách lokality.


439

Náklady na ukončení provozu odkaliště Boliden jsou odhadovány na částku 1,5 miliónu EUR. Uvedená částka zahrnuje úpravy pro zajištění trvalého zatopení, stabilizaci mělčin, rekonstrukci zařízení pro vypouštění, náklady na znovuobnovení vegetačního krytu, dlouhodobé monitorování a regulaci vodní hladiny. Při posledním zvyšování byly hráze vybudovány v konečném tvaru a byla instalována nutná ochrana proti erozi. Náklady nezahrnuté v nákladech na ukončení provozu jsou uvedeny výše [50, Au group, 2002]. Pro účely uzavírky a následné péče bylo na účtech provozu v Pyhäsalmi rezervováno 3,6 miliónu EUR a v provoze Hitura 0,6 miliónu EUR. Celkové náklady na uzavírku a následnou péči oblasti uložení hlušiny jsou v provoze Pyhäsalmi odhadovány na 5,4 miliónu EUR. Provoz Río Narcea vydal dluhopisy ve výši přibližně 3 miliónů EUR, což odpovídá španělské normě (2 milióny PTS / ha).

3.2 Nerudné nerostné suroviny Termín „nerudné nerostné suroviny“ zahrnuje širokou oblast různých materiálů. Jejich společným jmenovatelem je, že jsou všechny používány jako provozní plniva nebo jako pomocné prostředky v průmyslové výrobě. Obvykle jsou nerostné suroviny před použitím pomlety na velmi jemný prášek. Hlavní druhy nerostných surovin zahrnuté do této skupiny jsou mastek, uhličitan vápenatý (pomletý a vysrážený), živec, kaolin, pórovinové jíly užívané v keramickém průmyslu, perlit, bentonit, sepiolit, křemen, boráty, atd. Mineralogická a chemická charakteristika a také zrnitostní složení produktu po úpravě určují jeho možné využití. Požadavky na kvalitu surovin jsou obvykle velmi náročné. Konečná využití těchto nerostných surovin jsou velmi různorodá. Geologická dostupnost nerudných nerostných surovin je pro jednotlivé suroviny rozdílná: například mastek je méně běžný než křemičitý písek. Avšak i pro suroviny, které se zdají běžnější, jsou fyzikálně-chemické požadavky tak vysoké a náročné, že je splňuje pouze omezené množství surovin. [48, Bennett, 2002]

3.2.1 Baryty V této práci jsou uvedeny následující těžená ložiska v zemích evropské 15: Místo Barytine de Chaillac, Chaillac Wolfach Dreislar Bad Lautenberg Vera, Coto minero Berja Foss Mine, Aberfeldy Closehouse Mine, Middleton-inTeesdale Tabulka 3.66: Barytové doly v Evropě

Země Francie Německo Španělsko Velká Británie

3.2.1.1 Mineralogie a techniky dobývání Baryt je nerost, chemický vzorec je síran barnatý (BaSO4). V 15 zemích EU je 55% barytů produkováno hlubinnou těžbou [29, Baryty, 2002]. Ve světových rudních ložiskách, která mají formu žil a vrstev se baryt vyskytuje jako doprovodný minerál. Těžba se provádí jak povrchově, tak i technikou hlubinného dobývání v závislosti na geologických podmínkách a ekonomice v regionu. Každé ložisko, nejvhodnější technologie dobývání a způsob úpravy jsou pro dané místo velmi specifické. Skrývka a hlušina zůstávají obvykle na původním místě nebo jsou prodávány jako stavební materiál nebo jsou použity při celkové rekultivaci a obnově území. 232 „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

3.2.1.2 Úprava nerostné suroviny Z důvodu různorodého používání barytu v průmyslu neexistuje žádné standardní technologické schéma úpravy suroviny. Úprava suroviny je různá, od jednoduché technologie typu drcení a agregace přes úpravu v těžkokapalinovém prádle, použití sazeček, jemné mletí a flotaci. V některých provozech jsou malá množství produktu po úpravě dále promývána kyselinou z důvodu prodeje pro speciální účely [29, Baryty, 2002]. Nejméně v jednom případě je také použita optická separace. Základním požadavkem pro použití v olejových jímkách a pro aplikace, kdy se baryt používá jako plnivo (například zachycování zvuku, odstínění jaderného záření) je nutná vysoká hustota (4,3 kg/dm3), která je dosažena při obsahu 80 – 90 % BaSO4 v koncentrátu. Z toho vyplývá, že technologie úpravy vyžadují obvykle pouze drcení těženého materiálu, bez následné úpravy odpadů. Pro dosažení požadované kvality koncentrátu se používají i další technologie úpravy, převážně jednoduché gravitační metody - sazečky nebo těžkokapalinové praní Úprava suroviny je nutná v případě:  pro suroviny s obsahem několika nerostů  výskyt barytu v paragenezi s jinými nerosty (například fluorit nebo siderit)  forma výskytu – baryt je jemně vtroušen nebo prorostlý v jiné hornině (flotace)  chemický průmysl – požadavek na obsah BaSO4 v koncentrátu je větší než 97 %. Následující technologické schéma úpravy nerostu zobrazuje provoz s použitím gravitační separace pomocí sazeček a flotace.


233

Obrázek 3.47: Technologické schéma provozu na úpravu nerostných surovin s použitím sazeček a flotace [29, Baryty, 2002]

Provozy s technologií flotace používají ke zpracování standardní činidla – alkylsulfonáty jako sběrače a všechny nebo některé sodné silikáty, taninovou substanci (druh stromu v Jižní Americe – potlačuje mastek a uhlík) a kyselinu citronovou pro úpravu vlastností rmutu [29, Baryty, 2002].

3.2.1.3 Nakládání s hlušinou Následující tabulka dokumentuje technologie nakládání s hlušinou, které jsou aplikovány při různé úpravě.


Technologie úpravy

Počet ložisek

% Celkové produkce

Pouze drcení

2

15 %

-

Pouze drcení a sazečky

4

23 %

-

Drcení+mletí+flotace

2

22 %

Suchá hlušina

Drcení+mletí+flotace

5

40 %

Mokrá hlušina

Tabulka 3.64: Metody [29, Baryty, 2002]

nakládání

s hlušinou

aplikované

Nakládání s hlušinou

v barytových

dolech

v Evropě

Je zřejmé, že na pěti ložiskách, která dohromady produkují 40 % barytů, se využívá mokrá technologie nakládání s hlušinou. Na dvou z těchto míst se společně vypouští pouze 12 500 tun hlušiny do malých odkališť a pouze polovina této tonáže je pravidelně využita jako produkt k zemním pracím. Lze říci, že pouze malý podíl (2%) hlušiny produkované v zemích evropské 15 je plaveno ve formě kalu do odkaliště. Obvykle je hrubozrnná hlušina prodáván jako kamenivo. Jemnozrnná hlušina je většinou odvodněn a také prodán nebo je použit jako základka do dolu. V následující tabulce jsou podrobněji uvedeny možnosti nakládání s hlušinou. Zrnitost

Množství (tis. t/rok) 77

Mezisoučet > 250-300 µm (včetně prodeje) <250-300 µm odvodněno, odval/prodej <250-300 µm základka <250-300 µm odkaliště, recyklace <250-300 µm recyklace

214 20 5,5 7 Mezisoučet < 250-300 µm 255,5 Celkem 323,5 Tabulka 3.65: Možnosti nakládání s hlušinou v provozech na zpracování barytu v Evropě

Provoz v Coto minero Berja s celkovou produkcí dolu 150 000 t/rok produkuje tři typy hlušiny:   

hrubozrnná hlušina (>25 mm): po podrcení v kladivovém mlýnu a odtřídění; po rozdružování prochází lehčí frakce šnekovým třídičem. Hrubozrnná hlušina je po odvodnění zakládána zpět v povrchovém dole (viz následující obrázek); kaly ze šnekového třídiče (17 000 t/rok při přepočtu na sušinu) jsou odvodněny odpařením v malých betonových jímkách (celková kapacita 240 m3). Vysušené kaly jsou poté zakládány do povrchového dolu (viz následující obrázek).


235

Obrázek 3.48: Odvodnění barytové hlušiny v povrchovém dole [110, IGME, 2002]

Obrázek 3.49: Odvodnění hlušiny v betonových jímkách [110, IGME, 2002]

3.2.1.4 Nakládání s hlušinou Obecně zůstává hlušina na místě, je prodána jako stavební materiál nebo je použita na rekultivaci oblasti. Při zpracovávání v Coto minero Berja je hlušina (325 000 m3/rok) převážena nákladními automobily v dole a je zakládána na vytěžené místo v povrchovém dole, kde postupně probíhá rekultivace. [110, IGME, 2002]

3.2.2 Boráty Tato kapitola zahrnuje informace o těžených ložiscích borátů v Turecku, které je jediným producentem borátů v Evropě.


3.2.2.1 Mineralogie a techniky dobývání Nejstarší známou formou bóru je minerální sůl nazývaná tincal (dekahydrát tetraboritanu sodného, též borax). Mezi další minerály obsahující bór, které se vyskytují v přírodě a jsou komerčně dobývány patří colemanit (boritan vápenatý), hydroboracit (boritan hořečnatovápenatý), kernit (boritan sodný) a ulexit (boritan sodno-vápenatý). [92, EBA, 2002]

3.2.2.2 Úprava nerostné suroviny Surovina bóru pocházející z povrchových nebo hlubinných dolů je podrcena na odpovídající velikost a poté je transportovány do úpravny. Následující obrázek zobrazuje zjednodušené schéma výroby rafinovaných produktů bóru.

Obrázek 3.50: Zjednodušené schéma výroby rafinovaných produktů bóru [92, EBA, 2002]


237

Následující tabulka uvádí vstupy a výstupy z hlavních kroků procesu technologie úpravy borátů: Krok v procesu 1. Třídění

Vstupy Surovina

2. Rozpouštění ve vodě

Koncentrát B2O3 Horká voda Nečištěný nasycený roztok boraxu

3. Sítování 4. Zahušťování 5. Krystalizace 6. Sušení/chlazení

Roztok boraxu a jemné frakce jílů Flokulanty Roztok boraxu Čištěný koncentrát bóru (mokrý)

Výstupy Jíly a karbonáty (s) Koncentrát B2O3 Nasycený roztok nečištěného boraxu Hrubozrnné karbonáty Roztok boraxu a jemnozrnné jíly Jemnozrnné jíly a flokulanty Roztok boraxu Čištěný koncentrát bóru (mokrý) Čištěné koncentrát bóru (vysušené)

Tabulka 3.69 Vstupy a výstupy hlavních technologií v procesu úpravy borátů [92, EBA, 2002]

3.2.2.3 Nakládání s hlušinou Hrubozrnná hlušina, která je uložena na odvalech pro účely zakládání, je tvořena jíly a vápenci. Suspenze, která obsahuje jemnozrnný jíl a flokulanty je uložena v odkališti. Po sedimentaci jílovitých částic je voda recyklována zpět do procesu úpravy. Následující tabulka uvádí způsoby nakládání s hlušinou při jednotlivých procesech úpravy. Technologie 1. Třídění 2. Rozpouštění ve vodě 3. Sítování 4. Zahušťování 5. Krystalizace 6. Sušení/chlazení

Produkovaná hlušina Jíly a karbonáty (s) Hrubozrnné karbonáty Jemnozrnné jíly a flokulanty -

Nakládání Odval Odkaliště Odkaliště -

Tabulka 3.67: Přehled způsobů nakládání s hlušinou při jednotlivých procesech úpravy. [92, EBA, 2002]

Hlušina ze sítování a zahušťování je vypouštěna do odkališť v blízkosti dolů. Odkaliště mají pět sedimentačních bazénů, první je nejníže a pátý nejvýše. Suspenze odpadu je z provozu čerpána přímo do druhého, třetího a čtvrtého bazénu. Po sedimentaci tuhých částic ze suspenze je vyčištěná přepadová voda postupně odváděna do prvního bazénu. „Čistá“ voda v prvním stupni je následně čerpána zpět do provozu úpravny. V tomto okamžiku začíná vypouštění suspenze odpadu do pátého stupně a v tomto odkališti se současně zvyšuje hladina vody. Roční množství pevného odpadu je přibližně 350 000 – 400 000 tun a množství vody pro účely čerpání hlušiny do systému odkaliště je přibližně 300 000 – 500 000 m3 za rok. Celková kapacita současného systému je 14 miliónů m3. V současné době se vyhodnocují následující alternativy dalšího nakládání s hlušinou: 1. stavba nového odkaliště; 2. odtěžení hlušiny v tuhém stavu ze 3. a 4. odkaliště do prostoru odvalu a opětovné využití odkališť; 3. použití usazovacího systému pro znovuzískání hlušiny v tuhém stavu a jeho uložení na odval. [92, EBA, 2002]


Provoz odkaliště je vybaven monitorovacím systémem pro sledování CO, SO2, NOx a emisí prachu. Pravidelně je v sousedních vodních tocích sledován bór, chemická spotřeba kyslíku, pH a hodnoty vodivosti. Analýzy ukazují, že obsah B2O3 ve vodě je zanedbatelný a bylo demonstrováno, že obsah B2O3 pochází z podzemní vody, která je v kontaktu s ložiskem.

3.2.3 Živce Pokud není uvedeno jinak, pocházejí všechny informace v této kapitole z [39, IMA, 2002].

3.2.3.1 Mineralogie a techniky dobývání Živce jsou nejčastěji se vyskytující skupinou minerálů v zemské kůře, tvořící přibližně 60% hornin. Živce jsou základními horninotvornými minerály ve vyvřelých, metamorfovaných a sedimentárních horninách. Na obsahu živců různého typu je založena klasifikace vyvřelých hornin. Živce patří mezi tektosilikáty, krystalická struktura živců je tvořena prostorovou vazbou tetraedrů SiO4, v nichž je ¼ až ½ křemíku nahrazována hliníkem. Krystalují v monoklinické nebo triklinické soustavě. Mineralogické složení většiny živců může být vyjádřeno jako trojsložkový systém ortoklas – (KAlSi3O8), albit (NaAlSi3O8) a anortit (CaAl2Si2O8). Minerály, které vznikají jako směs albitové a anortitové složky, jsou známy jako plagioklasy (živce sodno-vápenaté). Obsah anortitové složky určuje bazicitu živců. Za alkalické živce jsou označovány albit a ortoklas. Průmyslové využití mají především alkalické živce. Živec se těží v lomech jednoduchým dobýváním (lopatovým nakladačem). Surovina je drcena na příslušnou velikost a dopravována do úpravny na pásových dopravnících nebo nákladními auty.

3.2.3.2 Úprava nerostné suroviny Živce se těží buď selektivně, nebo se zpracovávají optickou, flotační a/nebo elektrostatickou separací, aby byly odstraněny doprovodné minerály (například křemen, slída, rutil, atd.) přítomné v surovině. Živec může procházet drcením, což umožňuje přizpůsobit zrnitostní složení pro další použití. Stupeň separace a mletí jsou velmi závislé na konečném použití produktu. Při mnoha použitích je přijatelné a dokonce výhodné, aby produkt obsahoval některé doprovodné minerály, například křemen, zatímco při některých aplikacích je vyžadována extrémní čistota a velmi jemné částice. V podstatě jsou dvěmi určujícími vlastnostmi použití živců v průmyslu bazicita a obsah oxidu hlinitého. Flotační proces se používá pouze ve společnostech AKW, INCUSA a SP Minerals. Živce získané flotací představují pouze 10 % produkce živce v Evropě. Flotace je základem pro získání velmi čistého produktu (nízký obsah železa a vysoký obsah oxidu hlinitého), který je vyžadován pro některé specifické a důležité aplikace (například obrazovky TV a počítačů). Například, přestože je italský výrobce Maffei největším producentem v Evropě, tři výše uvedené společnosti dodávají na italský trh tyto vysoce kvalitní produkty. Základní použití flotace může být vysvětleno následujícím obrázkem:


239

Obrázek 3.51: Graf výtěžnosti jako funkce velikosti částic živce [39, IMA, 2002]

Oblast I a III může být dosažena primární mechanickou separací (hydrocyklón, odstřeďování). V oblasti II může být pro oddělení živce od křemene použita buď optická, flotační nebo elektrostatická separace, v závislosti na vlastních charakteristikách suroviny a požadavcích na koncentrát. Následující technologické schéma zobrazuje technologický proces získávání živce.


Obrázek 3.52: Technologické schéma úpravy živců s použitím flotace [39, IMA, 2002]


241

Obrázek 3.53: Postup sušení při úpravě živců [39, IMA, 2002]

Při úpravě živců jsou flotací ve třech stupních odstraňovány nejprve slídy, dále oxidy a nakonec jsou flotovány živce. Každá flotace vyžaduje jiné flotační reagencie.


Následující tabulka dokumentuje vstupy a výstupy z procesů úpravy živců. Technologie úpravy

Vstupy

VÝSTUPY

1. Mletí a třídění

 

surovina voda

 

2. Hydrocyklon

 

suspenze voda

Přepad 

suspenze (obsahující živec) hrubozrnný písek, štěrk a kameny živec, jemnozrnný písek a slídy

Spodní proud  

hlušina: obohacený písek technologická voda

3. Odvodnění na sítech nebo vakuových filtrech



živec, jemný písek a slídy  

4. Flotace slíd nebo oxidů

   

živec, jemný písek a slídy Přepad inhibitor pěny  slídy nebo oxidy kyseliny (H2SO4) Spodní proud tenzidy  živec, jemnozrnný písek, křemen  technologická voda

5. Odvodnění na sítech nebo vakuových filtrech



výstup ze spodního proudu předchozího stupně



živec, jemný písek a křemen inhibitor pěny kyseliny (HF) tenzidy

Přepad (možná opačná flotace)  živec



výstup z přepadu předchozího stupně živec (voda < 25 %)

 

živec (voda < 25 %) technologická voda

8. Sušení



živec (voda < 25 %)



živec (voda < 1 %)

9. Magnetická separace



živec (voda < 1 %)

 

živec (voda < 1 %) oxidy železa

6. Flotace živce

   

7. Odvodnění na filtrech





živec, jemnozrnný písek a slídy technologická voda

živec, jemnozrnný písek, křemen technologická voda

Spodní proud  jemnozrnný písek a křemen  technologická voda

Tabulka 3.68: Vstupy a výstupy z procesu úpravy živců [39, IMA, 2002]

Při procesu separace živcových písků z křemenného písku v regionu Segovia se používá flotace ve velmi kyselém prostředí (kyselina fluorovodíková). Do flotace je přiváděna surovina o velikosti zrn < 1 mm. Kapacita provozu na zpracování suroviny je 2400 t/den. [110, IGME, 2002]


243

3.2.3.3 Nakládání s hlušinou 3.2.3.3.1 Charakteristika hlušiny V následující tabulce je dokumentována typická chemická analýza odpadu z provozu praní a drcení: Parametr Eluát, stanovení pH po 2 hod Eluát, stanovení pH po 8 hod Eluát, stanovení pH po 24 hod Eluát, stanovení pH po 48 hod Eluát, stanovení pH po 72 hod Eluát, stanovení pH po 102 hod Eluát, stanovení pH po 168 hod Eluát, stanovení pH po 384 hod Kyanidy Chloridy Fluoridy Dusičnany Sírany Arsen Baryum Kadmium Kobalt Chrom Berylium Rtuť Nikl Olovo Měď Selen Vanad Zinek CHSK

Jednotka µg/l mg/l mg/l mg/l mg/l µg/l mg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l mg/l mg O2/l

Zjištěná hodnota 7,76 9,06 9,14 9,20 9,04 9,03 8,5 8,0 < 10 < 10 < 0,5 23 101 <5 < 0,1 4 < 100 14 <1 < 0,1 2 19 16 <1 < 100 2,4 27

Tabulka 3.69: Chemická analýza odpadu z úpravy živců

Následující tabulka obsahuje charakteristiku odpadů z úpravárenského procesu. Stupeň procesu Rozdrcení a třídění Hydrocyklon Odvodnění na sítech nebo vakuových filtrech Flotace slíd Flotace oxidů Odvodnění na sítech nebo vakuových filtrech Flotace živců Odvodnění na filtrech Sušení Magnetická separace

   

Hlušiny z procesu úpravy Určení hrubozrnný písek, štěrk a kameny  vedlejší produkt nebo odval obohacený písek  vedlejší produkt nebo odkaliště technologická voda přepad čisté vody je přímo recyklován nebo použit jako zásoba vody

    

slídy  vedlejší produkt nebo odkaliště technologická voda oxidy  odkaliště technologická voda přepad čisté vody je přímo recyklován nebo použit jako zásoba vody

     

jemnozrnný písek, křemen a slídy  vedlejší produkt nebo odkaliště technologická voda přepad čisté vody je přímo recyklován nebo použit jako zásoba vody technologická voda, odkaliště žádný  není oxidy železa  vedlejší produkt nebo odval

Tabulka 3.73: Produkty a odpad z procesu úpravy živců [39, IMA, 2002] 244 „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

Kromě odvalů hlušiny obsahující hrubozrnný písek, štěrk a kameny jsou provozována odkaliště, ve kterých jsou uloženy: Pevné materiály:    

jemnozrnný písek a slídy (50 – 70 %) některé oxidy železa (méně než 10 %) flokulanty (v množství ppm) fluorid pevně absorbovaný nebo vázaný na tuhou fázi

Kapalina (technologická voda)   

voda s hodnotou pH přibližně 4,5 inhibitor pěny (stopy) fluoridy (100 – 1000 ppm)

3.2.3.3.2 Aplikované metody Ve většině případů je hlušina ukládána do vyhloubených sedimentačních bazénů uvnitř povrchového dolu a tudíž zde neexistují hráze. Dna odkališť jsou utěsněna vrstvami jílu. Produkce hlušiny na ložisku v Segovii činí 110 000 t/rok (těžba dolu dosahuje 600 000 t/rok). Je tvořen pískem (80 000 t/rok) a odpadem z flotace. Písčitá složka je tvořena hrubozrnným pískem, který nemá odbyt. Je zakládán zpět do povrchového dolu. Flotační odpad je filtrován. Filtrační koláč (28 000 t/rok) je také zakládán, zatímco zbývající suspenze (kal) je odvedena do malých odkališť. Oblast zakládání v povrchovém dole byla připravena vytvořením systému drenáží pro regulaci a vzorkování odváděné vody před jejím vypouštěním do řeky. Flotační koncentrát je veden do zařízení na další zpracování, kde při neutralizaci kyseliny fluorovodíkové vápencem vzniká 2 x 200 t/rok kalu fluoridu vápenatého. Po filtraci v kalolisu je kal zakládán společně s hlušinou. Proud flotačního hlušiny není neutralizován přímo. Místo toho má odkaliště čtyři kontrolní vrty na svém okraji, ze kterých je průsaková voda čerpána do úpravny vody. [110, IGME, 2002] Odvaly hlušiny mají přirozený sklon 30 – 45°. 3.2.3.3.3 Bezpečnost a předcházení haváriím Zařízení pro nakládání s hlušinou jsou kontrolována vizuálně a pomocí topografie.

3.2.3.4 Současná úroveň emisí a spotřeby 3.2.3.4.1 Nakládání s vodou a činidly 1. Flotace slíd: Chemikálie použité v procesu: Chemikálie Kyselina (H2SO4) Tenzidy Inhibitory pěny

pH/koncentrace upravit pH přibližně na hodnotu 3 10 – 100 ppm 10 – 100 ppm


245

2. Flotace oxidů: Chemikálie použité v procesu: Chemikálie Kyselina (H2SO4) Tenzid Inhibitory pěny

pH/koncentrace upravit pH přibližně na hodnotu 3 10 – 500 ppm 10 – 100 ppm

3. Flotace živce: Chemikálie použité v procesu: Chemikálie Kyselina (HF) Tenzid Inhibitory pěny Alkalický roztok (CaO, Ca(OH)2, NaOH)

pH/koncentrace pH < 3 10 – 500 ppm 10 – 100 ppm upravit pH přibližně na hodnotu 4,5

Voda je neutralizována pomocí CaO, Ca(OH)2, NaOH na hodnotu pH přibližně 7; použití vápenatých iontů je výhodné, neboť dojde k vysrážení CaF2, který je téměř nerozpustný. Po této úpravě je voda přidávána do odpadní vody.

3.2.3.4.2 Spotřeba energie Průměrná spotřeba energie při technologii úpravy živců je přibližně 300 MJ/tunu. Mezi jednotlivými úpravnami existují velké rozdíly (minimum 10 – maximum 1800).

3.2.4 Fluorit 3.2.4.1 Mineralogie a techniky dobývání Chemický prvek F není v zemské kůře vzácný (podle obsahu 0,07% hm. je třináctým nejčastěji se vyskytujícím prvkem), ale přirozeně se vyskytující koncentrace jsou vzácné. Prvky fluór (F) a vápník (Ca) jsou silně vázány ve struktuře CaF2 a tato struktura je velmi stabilní. [43, Sogerem, 2002] Mineralogické složení ložiska fluoritu a galenitu na Sardinii může být popsána následujícím způsobem:        

fluorit je zastoupen 26 – 38 % galenit je zastoupen 1,5 – 8 % baryt (síran barnatý) sfalerit (sulfid zinečnatý) sulfidy železa (pyrit a markazit) kalcit (uhličitan vápenatý) křemen silikáty.

Z výše uvedených minerálů mají ekonomický význam pouze první dva. Velikost zrn 6 mm umožňuje úpravu relativně jednoduchým rozdrcením a separací, aby bylo provedeno obohacení nerostu ve statickém procesu praní/flotace [44, Itálie, 2002]. Dobývání se provádí jak hlubinným způsobem, tak povrchově.


V jednom případě je žilné ložisko těženo hlubinným dobýváním (těžba na základku). [44, Itálie, 2002]. Těžba fluoritu v Asturii se provádí ve třech dolech technikami komorování a pilířování. Ložisko je hydrotermálního typu, kde je CaCO3 nahrazeno CaF2. Každý rok vzniká při těžbě přibližně 60 000 m3 hlušiny, která je zakládána přímo do vytěžených komor dolu. [110, IGME, 2002].

3.2.4.2

Úprava nerostné suroviny

3.2.4.2.1 Gravitační rozdružování Ve fluoritovém dole v jižních Pyrenejích jsou po rozdrcení suroviny pod 30 mm jednotlivé minerály odděleny v procesu těžkokapalinového rozdružování (hustota kapaliny je vyšší nebo nižší než hustota fluoritu). Proces dokáže obohatit surovinu s obsahem 30 – 60 % CaF2 na přibližně 90 % CaF2. Gravitační rozdružování (praní) je kontinuální proces prováděný ve vodě při teplotě okolí v uzavřeném systému (cyklony nebo bubny) s automatickou regulací. Voda je recirkulována v uzavřeném okruhu. Vypraný materiál je rozdělen podle velikosti částic (2 mm, 5 mm, 25 mm) a uložen venku na betonovém povrchu. Veškerá hlušina je v provoze recyklována tak, jak bylo popsáno výše, aby byla zvýšena výtěžnost. Konečný produkt může být prodán v mokrém stavu a doprava k zákazníkovi se uskutečňuje v krytých sklápěcích automobilech. Když je produkt dodáván ve vysušeném stavu, je dopravován v krytých sklápěcích automobilech nebo v automobilech se zásobníkem. [43, Sogerem, 2002] 3.2.4.2.2

Flotace

Těžená surovina z dolu v jižních Pyrenejích obsahuje přibližně 40 % fluoritu. Je upravena drcením a mletím na velikost částic pod 1 mm a následně smíchána s vodou. Zrna fluoritu jsou hydrofobní vlivem působení přírodních mastných kyselin (například kyselina olejová). „Mastné“ částice přilnou k bublinám vzduchu a vytvoří pěnu, která je poté mechanicky odstraňována ze svrchní části flotační cely. Pěna obsahující převážně fluorid vápenatý, tj. 97 – 98 % CaF2 (přepočteno na sušinu) se několikrát promývá vodou. Kal je filtrován za vzniku filtračního koláče s obsahem vody přibližně 10 %. [43, Sogerem, 2002] V Asturii je surovina ze tří dolů, 400 000 tun/rok zpracovávána v jedné úpravně. Vzdálenost dolů od úpravny je mezi 18 až 100 km. Úprava zahrnuje primární a sekundární mletí, jemné mletí a flotaci za horka. [110, IGME, 2002] 3.2.4.2.3

Úprava nerostné suroviny

Důl Sardinian Silius Mine produkuje koncentráty fluoritu a galenitu. Důl Silius je jediným činným dolem v Evropě kde je těžen fluorit a galenit (PbS). Průměrná roční produkce 97% koncentrátu CaF2 je 45 000 tun a 5 000 tun 67 % koncentrátu PbS. Fluoritový koncentrát je prodáván do chemického provozu a galenitový koncentrát je prodáván do hutě v jihozápadní Sardinii. Surovina je v místě těžby předupravována procesem gravitačního rozdružování. Obohacená surovina s obsahem fluoritu 43 – 50 % je dopravena nákladními automobily do úpravny vzdálené 57 km od dolu; důvodem je dostupnost velkého množství vody, která není v dole k dispozici. „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

247

Surovina je pomleta v kulových mlýnech tak, aby veškerá prošla sítem o velikosti 0,5 mm. Nejprve se ve třístupňové flotační jednotce získá koncentrát galenitu. Odpad z flotace je následně zpracován ve čtyřstupňové flotační jednotce – je získán koncentrát fluoritu. Produkty určené ke komerčnímu využití jsou filtrovány v bubnových filtrech. [44, Itálie, 2002]

3.2.4.3 Nakládání s hlušinou 3.2.4.3.1 Aplikované metody V jednom provoze v jižních Pyrenejích je hlušina obsahující 1 až 5 % CaF2 po odvodnění v kalolisech umístěných v samotném závodě ukládána zpět do dolu. Voda je zcela recyklována. Velikost zrn hlušiny (< 350 μm) je podobná velikosti zrn fluoritového koncentrátu. Hlušinu tvoří křemen a břidlice (80-90 % SiO2) a v menším měřítku horniny a minerály obsahující železo (5-10 % Fe2O3: břidlice, hydroxidy železa, siderit), ostatní oxidy (1-2 % Al2O3), sulfidy mědi/železa a samozřejmě zbytek CaF2 (obvykle 1-5 %). [43, Sogerem, 2002] Na ložisku v Sardinii se hlušina dále upravuje v cyklonu s těžkou kapalinou, aby byl oddělen písek od zbylého podílu suspenze; písek sedimentuje v „pískových nádržích“. Zbylý podíl suspenze je čerpán do „usazovacích nádrží“. Technologická voda je čištěna ve třech nádržích. Čistá voda ze třetí nádrže je částečně recyklována a částečně vypouštěna do řeky. Celkový objem odkališť je přibližně 1 300 000 m3. Vysušené písky jsou skladovány na hromadách a jsou prodávány do stavebnictví. Zbylý podíl suspenze je nyní zkoumán z hlediska jeho nového využití, například pro výrobu cihel nebo cementu. Dalším záměrem je eliminace usazovacích nádrží zavedením sekce kalolisů. Provozní zařízení na ukládání hlušiny jsou umístěna velmi blízko řeky. Na území, kde je zařízení umístěno, se střídají vrstvy písku a jílu, takže nedochází k žádným průsakům. Konvenční hráz s jílovým jádrem klasického lichoběžníkového průřezu je tvořena hlušinou. Spád hráze je 1:1,5. Hráze jsou zvyšovány každé 3-4 roky. Stále probíhá průzkum území zaměřený na sledování chemismu, vyhodnocují se podmínky pro vyluhování těžkých kovů a zabránění jejich možné migrace do okolního prostředí. Alternativní řešení k současnému nakládání bude publikováno po uzavření studie. [44, Itálie, 2002] Po odstranění hrubozrnné, prodejné frakce v hydrocyklonech je z jednoho provozu v Asturii hlušina vypouštěna do moře. [110, IGME, 2002].


3.2.4.3.2 Bezpečnost a předcházení haváriím Na úpravně suroviny fluorit/galenit jsou svahy hráze a systém pro rozvod vody kontrolovány vizuálně každý den. Voda pocházející z přepadu nádrží je před vypouštěním do řeky kontrolována chemickou analýzou každý týden. Volná hladina podzemní vody je kontrolována pomocí piezometrů. Z bezpečnostních důvodů je výška hráze omezena na 7 – 10 metrů. Neexistují žádné specifické havarijní plány, protože nebezpečí závažné havárie je považováno za „prakticky nulové“. [44, Itálie, 2002] 3.2.4.3.3 Uzavírka a následná péče V současné době se vypracovává plán na uzavírku a následnou péči po ukončení provozu úpravny suroviny fluorit/galenit. Očekává se, že náklady na ukončení těžby budou v řádu několika milionů EUR. Monitorování místa po ukončení těžby musí být prováděno několik let (v současnosti je předpokládáno přibližně 10 let), aby se potvrdilo, že nedochází k migraci těžkých kovů. Neexistují žádné plány pro finanční pokrytí nákladů na dlouhodobé sledování možného vzniku znečištění, ale pro financování činností na ukončení provozu byl společností v roční uzávěrce ustaven zvláštní fond [44, Itálie, 2002].

3.2.4.4 Nakládání s hlušinou V jednom z provozů je veškerá hlušina společně s flotačním hlušinou ukládána zpět při hlubinném dobývání. Hlušina pochází z těžby chodeb v horninovém masivu mimo vlastní žílu. Používá se jako základka, takže odvaly na povrchu jsou minimální a slouží pouze jako dočasné úložiště [44, Itálie, 2002].

3.2.4.1 Současná úroveň emisí a spotřeby 3.2.4.5.1 Nakládání s vodou a činidly V jednom případě je čistá voda z poslední čiřící nádrže částečně recyklována a částečně vypouštěna do řeky. Celkový objem odkališť je přibližně 1 300 000 m3 [44, Itálie, 2002]. Před vypouštěním je voda čištěna; činidla používaná v procesu úpravy jsou v podstatě rostlinného původu (oleiny z olivového nebo borovicového oleje); potenciálně nebezpečná činidla jsou před vypouštěním chemicky ošetřena. Spotřeba vody je průměrně 8 000 m 3 za den. [44, Itálie, 2002] Na úpravně v Asturii jsou používána následující činidla:  kyselina olejová jako sběrač a pěnič, 400 g/t  kebračová tříslovina (tanin) - depresor pro kalcit  úprava pH - uhličitan sodný [110, IGME, 2002] 3.2.4.5.2 Kontaminace půdy Při úpravě suroviny fluorit/galenit by mohla nastat vzhledem k povaze zpracovávané suroviny kontaminace těžkými kovy. Těmito kovy jsou olovo, zinek, železo a dále fluór. Zjištěné koncentrace jsou nízké a emise jsou monitorovány.


249

3.2.5 Kaolín 3.2.5.1 Mineralogie a techniky dobývání Jílové minerály jsou rozděleny do čtyř hlavních skupin. Jednou z těchto skupin je skupina kaolinitu. Tato skupina má tři hlavní členy (kaolinit, dickit a nakrit) s chemickým vzorcem Al2Si2O5(OH)4. Některé z těchto minerálů jsou polymorfní, což znamená, že mají stejné chemické složení, ale jinou strukturu. Obecná struktura skupiny kaolinitu se skládá ze silikátových tetraedrických vrstev (Si2O5) kombinovaných s oktaedrickými vrstvami (Al2(OH)4). Vrstvy křemíkokyslíkových tetraedrů a hliníku v oktaedrické koordinaci jsou navzájem těsně spojeny slabou vazbou existující mezi vrstvami. [37, Mineralgallery, 2002]. Kaolín vzniká jako reziduální produkt zvětrávacích procesů, hydrotermální alterací a může být také sedimentárního původu. Výskyty reziduálních zvětrávacích produktů a hydrotermálních alterací jsou klasifikovány jako primární forma, výskyty kaolinitu jako sedimentární horniny jsou sekundární. Primární kaolíny byly vytvořeny na místě obvykle zvětráváním krystalických hornin, jako jsou žula a rula nebo sedimentárních hornin bohatých na živce (arkózy). Zvětrávání je důsledkem povětrnostních vlivů působících na povrchu Země, pohybu podzemních vod pod povrchem nebo působením hydrotermálních vlivů. Sekundárně vzniklé kaolíny jsou sedimenty, které vznikly erozí, následným transportem a uložením ve vrstvách společně s jinými sedimentárními horninami. Většina sekundárních ložisek vznikla uložením kaolínu, který byl vytvořen někde jinde. Kaolín se těží v lomech buď hydraulickým nebo mechanickým dobýváním (například lopatovým nakladačem).

3.2.5.2 Úprava nerostné suroviny Úprava kaolínu se u různých podniků velmi liší; každý producent kaolínu používá jiná zařízení a metody. I společnosti, které používají stejné metody, je mohou používat v odlišných stupních úpravy. Kaolínová surovina, zpravidla složená z kaolinitu, křemene, slíd, zbytků živců, atd. je obvykle upravována mokrou cestou, aby byly odstraněny nežádoucí příměsi. Postup při úpravě je:   

převedení suroviny do suspenze s vodou, získání kaolínové složky pomocí sít a cyklonů, obohacení suspenze dekantací v zásobnících a následným odvodněním na kalolisech.

Vlastnosti kaolínu (lesk, reologické vlastnosti, čistota, zrnitostní složení) mohou být zlepšeny během úpravy, použitím magnetické separace, bělením nebo odstřeďováním. Rozdrcení obvykle není nutné. Během zimního období se drtiče (čelisťový drtič, kuželové drtiče, válcové drtiče, atd.) používají k rozdrcení zmrzlého materiálu. Surový kaolín může být používán jako málo kvalitní plnivo nebo jako keramický kaolín. Alternativně může být zlepšen další úpravou. Pro další čištění surového kaolínu a pro zvýšení výtěžnosti kaolínu se používá flotace. Flotace může zvýšit výtěžnost kaolínu až na 15 %, což je významné zlepšení při nakládání s touto surovinou. Flotaci nevyužívají všichni producenti, závisí to na požadavcích na kvalitu konečného produktu a na charakteristice vstupní suroviny.


Na následujícím obrázku je uvedeno typické technologické schéma úpravy kaolínu:

Obrázek 3.54: Typické technologické schéma úpravy kaolínu [40, IMA, 2002]


251

Základní použití procesu flotace může být vysvětleno pomocí následujícího obrázku:

Obrázek 3.55: Graf množství jako funkce velikosti zrn kaolínu [40, IMA, 2002]

V oblastech I, III a V může být využita primární mechanická separace (cyklony, odstředivky). V oblastech II a IV je velikost zrn různých minerálů stejná. Pokud zde existuje pouze malý rozdíl ve specifické hmotnosti, není mechanická separace možná. Musí být využity odlišnosti jiných vlastností. Při menších velikostech zrn (část II) je jediným možným způsobem flotace. Při větších velikostech zrn (část IV) jsou možné jiné metody, například elektrostatická separace živců.


Následující tabulka dokumentuje vstupy a výstupy z hlavních procesů při postupu úpravy kaolínu. Postup úpravy

Vstupy

Výstupy

Třídění

surovina voda

hrubozrnný písek, štěrk a kameny suspenze (obsahující kaolín)

Hydrocyklon

suspenze voda

Přepad Kaolín + jemnozrnný písek, slídy (a živec) Spodní proud Kaolín + jemnozrnný písek, slídy (a živec) Technologická voda

Flotace

Spodní proud z hydrocyklonu nebo koncentrát kaolínu Kyselina (H2SO4, H3PO4) Tenzidy Depresory Alkalický roztok (NaOH)

Přepad Směs kaolínu (po neutralizaci kyselinou) Spodní proud Velmi jemnozrnný písek, slídy (a živec) Technologická voda

Zahušťování

Přepad z hydrocyklonu nebo flotace Koncentrát kaolínu (obsah pevné Flokulant fáze 15 – 30 %)

Separace produktu

Koncentrát kaolínu nebo směs kaolínu

Kaolín

Magnetická separace

Oxidy železa (velmi malé množství)

Bělení Hydrogensiřičitan sodný Ozón Velmi jemnozrnný písek a slídy Odstřeďování Filtrace

Kaolín, koncentrát kaolínu

Kaolín (voda < 18 %) Technologická voda

Sušení

Kaolín (voda < 18 %)

Kaolínové produkty

Tabulka 3.74: Vstupy a výstupy při úpravě kaolínu [40, IMA, 2002]


253

3.2.5.3 Nakládání s hlušinou 3.2.5.3.1 Charakteristika hlušiny Charakteristika odpadů vznikajících v úpravárenském procesu Proces úpravy Třídění



Hydrocyklon





Flotace



Zahuštění Separace produktu

   

Filtrace



Produkovaná hlušina hrubozrnný písek, štěrk a kameny 

Určení odval nebo prodejné produkty (pokud je dostupný místní trh) jemnozrnný písek, slídy (a živec)  pokud obsahuje živec, je dále rafinován v procesu zpracování živce  slídy jsou komerčním produktem  jemnozrnný písek: odval nebo technologická voda prodejné produkty (pokud je dostupný místní trh)  odkaliště velmi jemnozrnný písek, slídy  odkaliště (a živec)  pokud obsahuje živec, je dále technologická voda rafinován v procesu zpracování živce přepad čisté vody je přímo recyklován nebo použit jako zásoba vody velmi jemnozrnný písek a slídy  odkaliště nebo oxidy železa  odval (v porovnání s jinými výrobami je množství zanedbatelné – o několik řádů menší) technologická voda  odkaliště  filtrát („technologická voda“) může být také recyklován (závisí na použitých flokulantech)

Sušení Tabulka 3.75: Hlušina a produkty z úpravy kaolínu [40, IMA, 2002]

Kromě odvalu obsahujícího hrubozrnný písek, štěrk a kameny existují odkaliště, která obsahují: Pevné materiály:  jemnozrnný písek a slídy (více než 95 %)  některé oxidy železa (méně než 1 %)  flokulanty (v množství ppm) Kapalinu (technologická voda):  voda o hodnotě pH přibližně 4,5  některé fosfáty  některé sírany  depresor. 3.2.5.3.2 Aplikované metody Kromě odvalů hrubozrnného písku, štěrku a kamenů existují také odkaliště pro jemnozrnnou hlušinu. Tato hlušinová suspenze (kyselý roztok o pH 4,5) obsahuje směs jemnozrnných jílových částic (obsah tuhých částic 95 %), na které jsou vázány některé tenzidy a depresory (obsah v ppm). Obvykle jsou odkaliště používána pro čištění vody před recyklací nebo vypouštěním do řeky. Dno odkaliště je izolováno nepropustnou vrstvou jílu.


V provoze Nuria je hlušina tvořena velmi jemnými částicemi po odtřídění (2 % z celkového přiváděného materiálu). Flotace není používána. Jemné částice jsou odvodněny v několika betonových usazovacích nádržích umístěných vedle sebe (každá o velikosti přibližně 300 m2). Nádrže se odvodňují pomocí sifónu. V letním období se odvodněné jemné částice transportují na odval.[110, IGME, 2002]. Hráz ze slídové hlušiny Kernick vznikla při úpravě kaolínu v hrabství Cornwall, Velká Británie. Byla používána 30 let a nyní je jednou z největších hrází z hlušiny v Evropě. Její rozloha je větší než 55 hektarů, dosahuje výšky 92 m (nad nejnižší úroveň terénu). Hráz obsahuje přibližně 14 miliónů tun sypkého materiálu, který tvoří asi 28 tun slídového hlušiny. Stavba je tvořena náspem vybudovaným kolem obvodu vytěženého povrchového lomu kaolínu, jenž byl dříve zavezen slídovou hlušinou.. Účelem náspu je zadržet hlušinu nad okrajem lomu. Při těžbě a úpravě kaolínu vznikají tři hlavní druhy odpadu:   

hlušina, která je tvořena směsí neúplně zvětralého granitu a jiných rudných žil, vyrubaných vrtnými pracemi a střílením; písčitá hlušina, což je hrubý křemičitý písek získaný mechanickou separací; slídová hlušina, což je zbytek slídy a velmi jemnozrnný písek z procesu flotace.

Písčitá hlušina a hlušina s obsahem granitu byly použity na stavbu hráze ve specifických zónách oddělených přechodovými vrstvami. Hlušina s rovnoměrnou velikostí zrna mezi 50 mm a 750 mm tvoří centrální jádro pro záchyt a odvodnění průsaků ze stavby. Písčitá hlušina neobsahuje žádný materiál o zrnitosti větší než 150 mm. Zrnitost je obvykle menší než 25 mm. Písčitá hlušina tvoří jak vnější, tak i vnitřní část hlavní hráze. Filtrační vrstvu mezi písčitou hlušinou a jádrem hráze tvoří přechodová vrstva z čisté, podrcené horniny s typickou velikostí zrn mezi 75 mm a 125 mm. Hráz je postavena na připraveném podloží, které bylo zbaveno veškeré vegetace, svrchní vrstvy půdy, zvětralých hornin a nesoudržného materiálu. Dále byla na podloží navezena základka tvořená čistým pískem, aby bylo dosaženo rovnoměrné pracovní plochy. Po celé délce a šířce horninového jádra a na vnější straně hráze byla vybudována jeden metr široká propustná odvodňovací vrstva z čistého kamene. V této vrstvě se nacházejí podélně vytvořené rýhy, ve kterých je umístěno několik sběrných potrubí ze zesíleného betonu. Zpětné sběrné potrubí je spojeno s kanály ze zesíleného betonu, sloužícími pro odvod průsakové vody za patu hráze do sběrných komor před konečným vypouštěním do blízkého vodního toku. Vnější a vnitřní náspy písčitého hlušiny byly zvýšeny horizontálními vrstvami o mocnosti přibližně 0,5 m a byly zhutněny vibračními válci. Jádro hlušiny nebylo zhutňováno (pouze pojížděním buldozerů použitých k urovnání povrchu), ale bylo „volně zpevněno“ výklopnými vozy, aby bylo dosaženo rovnoměrného rozprostření. Pro dosažení maximální šířky 3 m, byla přechodová vrstva uložena mechanickou lopatou. Vnější povrch hráze má konstrukční profil 35°/32° (1:1,5/1:1,7 (V:H)), který byl opatřen vrstvou ornice o malé mocnosti pro revegetaci. Směs trávy, luštěnin, hnojiva, vápna a organických pojiv byla na povrch hráze aplikována technikou hydroosevu. Použitá směs vytvoří postupně hustou vegetaci křovin kručinka/vlčí bob, typickou pro neobdělávané oblasti jihozápadní Anglie. Ukládání hlušiny se provádí pomocí potrubí a vypouštěcích otvorů podél celé přepadové hrany hráze. Hydraulická separace způsobí, že hrubozrnná slída zůstane blíže u vnitřní strany hráze, zatímco jemnější částice se postupně usazují směrem k opačnému konci odkaliště, kde se voda dekantuje pomocí čerpacího člunu.


255

Vyčiřená voda je buď:  

recirkulována zpět do provozu nebo vypouštěna do vodního toku (společně s odtokem pod odkalištěm).

Stabilita hráze je monitorována pomocí zaměřovacích zeměměřických bodů, aby byl sledován každý horizontální/vertikální pohyb. Piezometry měří hladinu průsakové vody uvnitř a pod hrází. Pomocí přepadů se měří celkový průtok podzemní vody přes poslední vypouštěcí žlab. Další skladovací kapacity se současně dosahuje doplňováním odkaliště kompaktním pískem umísťovaným přímo na „suché“ břehy – tím se také vytváří profil krajiny pro konečný povrch odkaliště, který bude eventuálně odvodněn a ozeleněn. [125, Grigg, 2003] 3.2.5.3.3 Bezpečnost a předcházení haváriím Zařízení jsou kontrolována vizuálně a topografickým zaměřováním.

3.2.5.4 Nakládání s hlušinou V Nurii je provozován odval hlušiny o velikosti 2,8 miliónu m3. Podloží odvalu bylo před instalací drenážního systému (který se skládá z perforovaného potrubí pokrytého štěrkem a geotextílií) zbaveno svrchní vrstvy zeminy. Povrchová voda s velkým obsahem suspendovaných částic je vedena do řady sedimentačních nádrží. Výška řezu je 15 m se stupni širokými 10 m [110, IGME, 2003].

3.2.5.5 Současná úroveň emisí a spotřeby 3.2.5.5.1 Nakládání s vodou a činidly Činidla použitá při flotaci kaolínu jsou uvedena v následující tabulce. Chemikálie

Průměrná koncentrace

Kyselina (H2SO4, H3PO4) Tenzid Depresor Alkalický roztok

Dosažení hodnoty pH přibližně 2,5 10 – 100 ppm 10 – 100 ppm Pro neutralizaci, dosažení hodnoty pH 4,5

Tabulka 3.76: Činidla použitá při flotaci kaolínu [40, IMA, 2002]

3.2.5.5.2 Spotřeba energie Průměrná spotřeba energie pro úpravu kaolínu je asi 2 000 MJ/t. Průměrná spotřeba nafty nákladního automobilu je 25 l/hod.


3.2.6 Vápenec 3.2.6.1 Mineralogie a techniky dobývání Z mineralogického hlediska spadá uhličitan vápenatý do tří skupin: skupina kalcitu, skupina aragonitu (obě CaCO3) a skupina dolomitu (CaMg(CO3)2). Kalcit krystaluje v trigonální soustavě, jeho krystaly jsou vzhledově velmi rozmanité a často velmi složité. Romboedr (klenec) a skalenoedr jsou nejčastějšími krystalovými tvary. Kalcit je jedním z nejběžnějších a nejrozšířenějších minerálů na Zemi. Vzniká v sedimentárních horninách a v horninách vznikajících jejich metamorfózou. Aragonit (CaCO3) se vytváří v úzkém rozmezí fyzikálněchemických podmínek. Krystaluje v rombické soustavě, typicky v termálních pramenech. Aragonit se také tvoří při biogenních procesech; krunýře měkkýšů, perly, aj. Dolomit je uhličitan vápenato-hořečnatý (CaMg(CO3)2). Krystaluje v trigonální soustavě jako kalcit. Tvoří se sekundární transformací kalcitu ve vápenci vlivem cirkulující vody částečnou substitucí vápníku hořčíkem. Tyto minerály tvoří horniny, ze kterých jsou nejvýznamnější vápenec, dolomit, křída, travertin a krystalický vápenec (mramor). Křída je nepříliš kompaktní usazená hornina, jejíž zpevnění není úplné, a která je téměř výhradně tvořena uhličitanem vápenatým (kalcit). Křída je tvořena především schránkami coccolithophoridae (vápenaté řasy) s omezeným obsahem pojiva. Tato hornina je velmi jemnozrnná a porézní. Termín vápenec je obvykle používán jako druhové označení kompaktní usazené horniny vytvořené z uhličitanu vápenatého. Krystalický vápenec (mramor) je metamorfovaná hornina, která je výsledkem procesu rekrystalizace vápence za podmínek vysokého tlaku a teploty. Travertin vzniká chemickým nebo biochemickým vysrážením uhličitanu vápenatého v horkých pramenech jako kalcit nebo někdy jako aragonit. Recentně vznikající travertin je také nazýván pěnovec (vápnitý sintr). Všechny uvedené horniny, pokud mají vyhovující kvalitu, jsou surovinou průmyslového uhličitanu vápenatého. [42, IMA, 2002] Vápenec je až na výjimky téměř výhradně těžen v povrchových lomech. Vápenec v lomu Flandersbach má následující parametry :  97 – 98% CaCO3  < 1% MgCO3  < 1% SiO2 (křemen)  někdy zahrnuje větší obsah břidlice nebo jílu [107, EuLA, 2002]

3.2.6.2 Úprava nerostné suroviny Vápenec V lomu Flandersbach je vápenec po odstřelení dopravován pomocí nákladních automobilů k drtiči. Oddělená hlušina je ukládána do jiného vytěženého lomu. Vápenec je dodáván do úpravny, kde je provozována mokrá úprava, které slouží k oddělení „jílovitého sedimentu“ od vápence. Suspenze z mokré úpravy je čerpána na odkaliště, což je jiný blízký vytěžený lom. Množství vytěžené suroviny se pohybuje mezi 7 a 8 milióny tun/rok. Téměř 10 % této suroviny tvoří hlušina. Dalších 10 % tvoří jíly, které jsou odděleny při mokré úpravě. Množství sedimentu čerpaného do odkaliště představuje 700 000 tun/rok. Na každou tunu vypraného vápence je nutné použití 1 m3 technologické vody. [107, EuLA, 2002]


257

Uhličitan vápenatý Převážná většina vytěžené produkce je prodejná, což je zřejmé z následující tabulky.

Surovina z těžby (přírodní uhličitan vápenatý) Zásoba na prodej Hlušina ukládaná mimo lom Prach uložený na místě Hlušina uložená na místě k rekultivaci lomu

Množství (tis. tun) 16 655 16 100 75 111 369

Procenta 100,0 96,7 0,4 0,7 2,2

Tabulka 3.74: Vyrobené množství uhličitanu vápenatého v EU v roce 2000

Hlušina ukládaný mimo lom: Hlušina zahrnuje flotační odpady se slídou (například flogopit, biotit, muskovit) a grafitové nečistoty. Někdy jsou usazeny v odkalištích nebo přímo vypouštěny do toku. Prach uložený na místě: Tento prach zahrnuje veškerou materiál pocházející z různých filtrů a čistících systémů (tkaninové filtry) . Hlušina uložená na místě k rekultivaci lomů: Tento druh materiálu je tvořen především z nekvalitní produkce nebo rozemletého plniva, zbarveného materiálu s parametry nesplňujícími specifikace výrobku. Výroba mletého uhličitanu vápenatého (GCC – Ground Calcium Carbonate) začíná jeho dobýváním. Identifikace vhodné suroviny z hlediska složení, homogenity, atd. je zásadním předpokladem pro následující výrobní proces, musí být identifikován zdroj čistého uhličitanu vápenatého. Technologie úpravy suroviny obecně zahrnuje proces praní, oddělení nežádoucích vedlejších příměsí, mletí, třídění podle velikosti částic a případně sušení. Použité etapy technologického procesu se liší v závislosti na provozních podmínkách a na předpokládaném využití konečného produktu. Suchý konečný produkt je dodáván balený v pytlích nebo jako sypký materiál (vlaky, lodě, nákladní automobily). Existuje také konečný produkt ve formě suspenze. Rozemletý uhličitan vápenatý pochází přímo z těžby čistého uhličitanu vápenatého (čistota suroviny přesahuje 96 %). Proces produkce zachovává uhličitan vápenatý ve stavu velmi blízkému původnímu stavu v hornině, výsledkem je jemně rozemletý produkt dodávaný buď v suché formě nebo ve formě suspenze. Nekvalitní surový mramor je drcen a v závislosti na mineralogickém složení je použito praní a někdy třídění. Jemné částice jsou běžně prodávány k různým účelům, například stavbě silnic, do cementáren, atd. Před železniční nebo automobilovou přepravou je vysušený uhličitan vápenatý drcen v kulových mlýnech, vytříděn a uložen do zásobníků nebo pytlů. Využití konečných produktů je převážně v průmyslu barev a umělých hmot. Menší využití je v chemickém průmyslu, v průmyslu hnojiv a pro odsíření. Pro papírenský průmysl (plnivo, pigmenty) je dodávána suspenze, což je jemně rozptýlený uhličitan vápenatý ve vodě. Podrcený materiál je pomlet s vodou v tyčových mlýnech nebo kulových mlýnech v uzavřeném nebo otevřeném okruhu, projde procesem třídění a před naložením do vagónů nebo automobilů je skladován v silech. Některá ložiska vápence obsahují nežádoucí minerální příměsi jako například grafit, slídu nebo břidlici. Aby byly splněny požadavky zákazníků, musí být nežádoucí minerály odstraněny, což je možné selektivní těžbou a případně další technologií úpravy, např. optickou separací, flotací nebo magnetickou separací. Pokud se v mramoru vyskytují magnetické minerály, lze k jejich odstranění úspěšně použít magnetickou separaci.


Minerály obsažené v hlušině jako slída (například flogopit, biotit, muskovit) způsobují abrazi v zařízeních na výrobu papíru, zatímco grafit způsobuje šedivé zabarvení v pigmentech. Požadavky na konečný produkt vyžadují oddělení těchto minerálů z vodní suspenze flotací. Zahuštěný koncentrát je běžně odvodněn v kalolisu. Technologické schéma výroby pigmentů a plniva z uhličitanu vápenatého musí být upraveno podle konkrétního minerálního složení suroviny v ložisku vápence. Na následujícím obrázku je příklad technologického schéma úpravy vápence.

Obrázek 3.56: Technologické schéma procesu úpravy vápence [42, IMA, 2002]


259

3.2.6.3 Nakládání s hlušinou 3.2.6.3.1 Charakteristika hlušiny Hlušina z vápence je směsí kalcitu, dolomitu, wollastonitu a dalších zcela nerozpustných silikátů a velmi malého množství těžkých kovů. Velikost částic hlušiny je obvykle menší než 0,25 mm. 3.2.6.3.2 Aplikované metody Vápenec Odkaliště lomu Flandersbach se nachází ve vytěženém lomu. Dnešní plocha představuje 27 ha. Plánovaná plocha je přibližně 60 ha. Celková kapacita je více než 30 miliónů m3. Odkaliště se nachází v blízkosti úpravny. Potrubí pro zaústění technologické vody do odkaliště a čerpání vyčeřené vody zpět do úpravny má délku přibližně 1 km. Podzemní voda z odvodnění provozovaného lomu přitéká do odkaliště. Nadbytečná voda je vypouštěna do blízké řeky. [107, EuLA, 2002] V lomu Műnchehof je hlušina ukládána do odkaliště ohrazeného hrázemi. Zde je aplikován následující systém monitorování:      

hladina podzemní vody kolem hráze (měsíční měření) volná hladina podzemní vody v hrázi měření průsakové vody (v jímkách, ze kterých je veškerá vypouštěná voda čerpána společně) prohlídky hřebenu hráze a prostoru před patou hráze hladina vody v odkališti (měří se nepřetržitě) vizuální prohlídky kvalifikovanou osobou

Systém monitorování je navržen takovým způsobem, aby byly změny hráze rozeznány včas a aby mohla být iniciována příslušná opatření k udržení stability hráze. [108, EuLA, 2002] Uhličitan vápenatý Průmysl zpracování surového uhličitanu vápenatého využívá odkališť, ze kterých je voda recirkulována zpět do úpravny. Hlušina je prodejným vedlejším produktem. Hlušina z těžby a suchá hlušina z úpravy jsou prodávány k dalšímu použití, například ke stavbě silnic, výrobě cementu a betonu. V případě nedostatku zákazníků musí být tento materiál ukládán na odvaly. Před uložením je provedena kontrola hlušiny, zda její mineralogické složení a hydrologické vlastnosti, vliv na životní prostředí a stabilita splňují požadavky určené příslušnými úřady. Tyto studie jsou základem pro získání povolení od příslušných úřadů k založení odvalu. Hlušina z těžby a suchá hlušina z úpravy jsou ukládány společně v horizontálních vrstvách. Okrajové lávky jsou okamžitě zasypány zeminou a rekultivovány trávou a stromy podle dlouhodobého plánu rekultivace. Pokud je to nutné nebo je to vyžadováno úřady, je monitorován stav odvalu a také kvalita vody, hladina podzemní vody a stabilita sklonu svahů. Suspenze hlušiny jsou buď   

vysušeny (zahušťování a kalolis) a ukládány na odval nebo vypouštěny do vnějšího vodního systému (výtok) za podmínek kontrolovaných příslušnými úřady nebo uloženy v odkališti (jeden případ v Evropě).


V posledně zmíněném případě je kvalita ložiska vápence taková, že přibližně jedna třetina těžené suroviny není vhodná pro úpravu. Proto byla použita pro vytvoření 16 m široké počáteční hráze po odstranění zeminy. Sklon počáteční hráze byl 1:1 a nepropustné jádro bylo chráněno před erozí vrstvou materiálu o mocnosti 1 až 2 m, o zrnitosti 0 - 20 mm. Nepropustné jádro je vytvořeno ze 2 až 3 m vrstvy jílu, které je překryto nepropustnou fólií. Hráz byla nakonec zvýšena. Počáteční hráz byla rozšířena (+12 m) a její výška byla zvýšena (+ 5 m). V současné době je celková plocha sedimentační nádrže přibližně 45 hektarů. Veškerá hlušina je vypouštěna do nádrže v jednom místě (jediný bod výtoku). Průsaky z hráze jsou zachycovány a čerpány zpět do odkaliště nebo, pokud je hladina volné vody v odkališti příliš vysoká, jsou regulovaně (kontrola kvality a množství) vypouštěny do systému kanalizace, odkud jsou dále vypouštěny do systému veřejné kanalizace. Když se hladina flotačního písku zvýší na určitou úroveň, je výtok přemístěn a suchý flotační písek je vytěžen a prodán. Podle analýz flotačního písku (NEN 7341, NEN 7343 a ISO 11466) je obsah těžkých kovů zanedbatelný. Koncentrace flotačních činidel je také velmi nízká a tato činidla jsou velmi pevně vázána na částice minerálů, ale po uvolnění se snadno rozkládají. [42, IMA, 2002] 3.2.6.3.3 Bezpečnost a předcházení haváriím Řízení o povolení zařízení pro nakládání s hlušinou v lomu Műnchehof zahrnovalo, podle DIN 19700 T 10, zkoušku stability hráze včetně statických a hydraulických aspektů. Výpočet stability se provádí s následujícími prvky:      

geotechnické a hydrogeologické modelování stabilita svahu pevnost ve smyku bezpečnost při porušení podloží bezpečnost při vzrůstu tlaku v pórech v základech přelití a erozní stabilita

Dalším základním požadavkem pro stabilitu hráze je posouzení vhodnosti stavebního materiálu pro hráz, které se provádí geotechnickými zkouškami. Jsou zkoumány následující parametry:    

úhel tření měrná hmotnost stlačitelnost obsah vody

Aby bylo zajištěno dosažení parametrů, které jsou pro stabilitu hráze kritické, byl během výstavby aplikován systém řízení kvality. Tento postup byl použit při realizaci základů hráze, tělesa hráze a jádra hráze. [108, EuLA, 2002] Kontrola a sledování zařízení na ukládání hlušiny se provádí jak provozovatelem, tak i příslušnými úřady. Všechny stavby (plány, návrhy, atd.) musí nejprve získat souhlas příslušného úřadu. Hráze jsou kontrolovány každý den a všechny případné změny na stavbě jsou zaznamenávány do kontrolního deníku. Když je zaznamenán průsak, musí být ihned opraven a informace musí být zaslána úřadu. Hloubková kontrola je prováděna každý rok a úřad provádí audit stavby a kontrolu záznamů každých pět let. [42, IMA, 2002]


261

3.2.6.3.4 Uzavírka a následná péče Po uzavření zařízení pro nakládání s hlušinou budou odkaliště odvodněna, rekultivována a opatřena vegetačním krytem. [108, EuLA, 2002]

3.2.6.4 Nakládání s hlušinou V lomu Flandersbach je před vypíráním oddělena hlušina, která je ukládána do starého lomu [107, EuLA, 2002].

3.2.6.5 Současná úroveň emisí a spotřeby 3.2.6.5.1 Nakládání s vodou a činidly Vzhledem k cirkulaci technologické vody je spotřeba pitné vody nízká, protože pouze na konci procesu dochází ke ztrátě vody vypařením z pórů produktu. Přídavek pitné vody je velmi závislý na klimatických podmínkách (vypařování a srážky). Například lom Műnchehof musí přidávat 437 m3/den vody na 23 000 m3 hlušiny (při přepočtu na sušinu). [108, EuLA, 2002]

3.2.7 Fosfáty Všechny informace pocházejí od [143, Siirama, 2003] 3.2.7.1 Mineralogie a techniky dobývání Důl Siilinjarvi se nachází ve Východním Finsku 400 km severovýchodně od Helsinek. Známé ložisko nerostné suroviny je 16 km dlouhé a až 800 m široké a uložení horniny je téměř vertikální. Kromě nerostu apatitu (10 %) se nerostná surovina skládá z flogopitové slídy (65 %), uhličitanů (20 %) a silikátů (5 %). Kvalita nerostné suroviny se v rudném ložisku velmi mění. Apatit je v nerostné surovině rozložen poměrně pravidelně, ale rozložení slídy a uhličitanů se velmi odlišuje. Siilinjarvi je jedním z nejchudších dobývaných ložisek; průměrný obsah P2O5 je 4 %. Dobývání v povrchovém dole se provádí v lávkách o mocnosti 14 metrů. Vrtání se provádí vrtnou soupravou s hydraulickým kladivem s průměrem vrtu 203 mm. Doprava nerostné suroviny do úpravy se provádí 100 tunovými nákladními automobily.

3.2.7.2 Úprava nerostné suroviny Technologické schéma úpravny Siilinjarvi je zobrazeno na následujícím obrázku.


Obrázek 3.57 Schéma úpravny Siilinjarvi

Vytěžená nerostná surovina je nejprve podrcena ve tří stupních. Poté je homogenizována a pomleta v tyčových mlýnech (RM) a kulových mlýnech (BM). Následně je nerost apatit získáván v procesu flotace, poté je vyčištěn, odvodněn a následně je koncentrát dopraven nákladními automobily do provozu na výrobu kyseliny fosforečně. Z hlušiny apatitu je získáván kalcit, stejně jako slída a další slídové produkty. Hlušina je čerpána do odkaliště.

3.2.7.3 Nakládání s hlušinou V Siilinjarvi jsou dvě odkaliště. Jedno je hráz Raasio (150 ha), která byla používána v počáteční fázi provozu, ale dnes se používá pouze jako dočasné záložní odkaliště a jako součást uzavřeného systému cirkulace vody. zařízení pro nakládání s hlušinou které se používá od roku 1982 se nazývá hráz Musti (více než 800 ha). Hráz Musti se nachází 5 km od úpravny a je hrází typu „v údolí“. Je postavena mezi přírodně vytvořenými svahy (východní strana je až o 30 metrů vyšší než západní strana). Vzhledem k opakovanému zvyšování hrází je nyní téměř celé zařízení obklopeno hrázemi.


263

Hlušina v odkališti je tvořen podrcenou a rozemletou horninou (tj. písek), která se skládá zejména z flogopitové slídy, která může být považována za inertní materiál. Po usazení je vyčiřená voda čerpána přes Raasio zpět do čerpací stanice technologické vody, ze které získává úpravna svou technologickou vodu. Přebytečná voda je čerpána přes chemickou čistírnu vody do přilehlého jezera. Voda čerpaná do jezera je upravena chemikáliemi na čištění vody, hodnota pH je snížena na 7, aby byla umožněna účinná sedimentace tuhých látek. Hráz je konvenčního typu se stupni zvyšovanými směrem z vnější strany (viz kapitola 2.4.2.2), vytvořená z morény s podrcenou hlušinou jako filtrem a podpůrnou vrstvou horniny z trhacích prací. Provozování odkališť Siilinjarvi zahrnuje následující programy a běžnou praxi:  kontrolní programy  on-line kontroly a monitorování vodní hladiny, výstrahy jsou umístěny v operačním systému provozu  pravidelná měření množství cirkulující a přebytečné vody  měření průsaků  měření pohybu hráze  vyhodnocení rizik  podle finského zákona o bezpečnosti hrází  zajištění kontinuity při provozování dolu  plánování na 10 – 15 let dopředu  kontinuální provádění programů konstrukce hráze a odhadů jejího naplnění  vlastnictví půdy  žádání o povolení v dostatečném předstihu  udržování dobrých vztahů s úřady udělujícími povolení a také s lidmi žijícími v okolí dolu  používání metody zvyšování hráze z vnější strany  kontroly emisí  kontrola kvality vody v průsacích, přebytečné vody a cirkulační vody  kontinuální kontrola povrchu volné vody (množství a kvalita)  havarijní plány  vytvořené podle finských zákonů o hrázích, simulace úplného prolomení byla provedena společně s úřady udělujícími povolení a záchranáři

3.2.7.4 Nakládání s hlušinou Hlušina z povrchového dolu je používána jako produkt drcené horniny nebo jako stavební materiál při stavbách (silnice, hráze, železnice). Přebytečná hlušina je skladována na určených místech v okolí povrchového dolu. Skládky hlušiny jsou upravovány podle tvaru krajiny podle územního plánu, podle kterého se postupuje při zakládání. Územní plány byly vypracovány ve spolupráci s místními úřady a za účasti veřejnosti žijící v okolí dolu.

3.2.7.5 Současná úroveň emisí a spotřeby Emise do ovzduší nejsou měřeny, ale je zaznamenáváno sledování emisí prachu. Přebytečná voda, která nemůže být vrácena do úpravny, je vypouštěna do říčního systému. Měřeny jsou obsahy tuhých látek, fosforečnanů a BSK. Plovoucí průměr za půl roku v těchto vodních zdrojích se pohybuje kolem 1,5 kg fosforečnanů za den.


3.2.8 Stroncianit 3.2.8.1 Mineralogie a techniky dobývání Ve Španělsku v oblasti jižní Granady existují dva povrchové doly. V jednom případě je ložisko nerostu velmi čisté a masivní. Surovina je dobývána vrtáním a trhacími pracemi. Na druhé lokalitě je ložisko nepravidelné a má více příměsí. Surovina je dobývána selektivně pomocí rýpadel, takže nedochází k prakticky žádné produkci hlušiny. [110, IGME, 2002]

3.2.8.2 Úprava nerostné suroviny Surovina z masivního ložiska obsahuje tak málo příměsí, že k získání konečného produktu je nutná pouze úprava tříděním. V druhém případě vyžadují vlastnosti ložiska úpravu suroviny zahrnující mletí, třídění a separaci. Separace se provádí úpravou v těžké suspenzi, aby byl získán prvotní koncentrát a poté následuje jemné mletí a flotace. [110, IGME, 2002]

3.2.8.3 Nakládání s hlušinou Existují dva typy hlušiny ze zpracování suroviny v Granadě: hrubozrnný podíl oddělený od prvotního koncentrátu po úpravě v těžké suspenzi a jemnozrnný podíl odpadu z flotace. Hrubozrnná hlušina se zakládá zpět do povrchového dolu, kde se používá při rekultivaci. Jemnozrnná flotační hlušina je přiváděna do odkaliště ve formě suspenze. V odkališti provozovaném v současné době je hlušina rozdělena v cyklónech, hrubozrnný podíl částic se používá pro stavbu hráze, podíl jemnozrnných částic je vypouštěn do odkaliště (viz následující obrázek). Odkaliště provozované v současné době zabírá plochu 14 ha, má výšku 17 m a obsahuje 70 000 m3 hlušiny. V blízké době bude nahrazeno novou nádrží. Stavba nového odkaliště bude realizována zcela jiným postupem:   

na úbočí kopce bude vytvořena plošina, hráz bude vystavěna do své konečné výšky pomocí vytěžené horniny a dovezeného materiálu, podloží nového odkaliště bude pokryto PVC, pod kterou bude umístěna další vrstva geotextílie, aby krycí vrstva PVC byla chráněna před možným proražením při přímém kontaktu s podložní horninou.

Při celkové kapacitě 800 000 m3 je očekávaná životnost zařízení pro nakládání s hlušinou 10 let. Následující obrázky ilustrují původní a nové místo.


265

Obrázek 3.58: Staré zařízení pro nakládání s hlušinou, kdy byl odpad použit ve stavební části [110, IGME, 2002] Obrázek 3.59: Nové zařízení pro nakládání s hlušinou se syntetickou vložkou a dekantačními

věžemi [110, IGME, 2002]

3.2.9 Mastek 3.2.9.1 Mineralogie a techniky dobývání Mastek je silikát hořčíku a je nejměkčím známým minerálem v přírodě. Mastek se vyskytuje především ve dvou druzích: vláknitý a kompaktní. Pro tento druh suroviny neexistuje žádná specifická technologie dobývání, protože výběr technologie dobývání závisí na struktuře ložiska.


Ložiska mastku se nacházejí ve Finsku v pásu krystalických břidlic proterozoického stáří ve východní části země. Ložiska mastku jsou vázána na ultramafické horniny bohaté na hořčík, které byly metamorfovány na horniny obsahující mastek a uhličitany. Pás krystalických břidlic je starý přibližně 2 miliardy let a mastek se vytvořil během Svekokarelského orogénu asi před 1,8 miliardou let. Mastek se těží z horniny obsahující především mastek, magnezit, dolomit, chloritu a sulfidy. Oxidy a sulfoarsenidy jsou přítomny jako akcesorické minerály. Obsah mastku kolísá od 45 do 60 % a obsah karbonátů od 35 do 45 %, zatímco chlorit (5 %) a sulfidy (1-3 %) jsou pouze méně významnými složkami. Některé části ložiska jsou relativně značně porušeny tektonickými pohyby a mastek má výraznou foliaci a je jemnozrnný. Mastek je typicky jemnozrnný (0,05-0,2 mm) a šupinkovitý, chlorit se vyskytuje v podobné formě, zatímco karbonáty jsou hrubozrnnější (až několik milimetrů nebo centimetrů v průměru). Na druhé straně jsou některé části masivní s relativně hrubozrnnými úseky mastku (až do 1 milimetru) a karbonátů. Hornina obsahující mastek a karbonáty je typicky našedlá s náhodným nazelenalým nebo načervenalým zbarvením, zatímco samotný mastek je typicky nazelenalý nebo velmi nevýrazný, téměř bílý minerál. Surovina obsahující mastek musí být před flotací drcena, aby byly uvolněny jednotlivé minerály a dále je nutná flotace pro dosažení vysoké čistoty a lesku konečného produktu. 3.2.9.2 Úprava nerostné suroviny Při použití suchého procesu (67 % evropské produkce) se nevytváří žádná hlušina. Je využita veškerá surovina a je prodána s různým stupněm čistoty. Flotace se používá pouze při zpracování finské suroviny, která představuje 33 % celkové evropské produkce mastku. Použití flotace závisí na minerálním složení finských ložisek. Následující technologické schéma zobrazuje úpravu s použitím flotace ve Finsku.


267

Obrázek 3.60 Technologické schéma úpravy mastku s použitím flotace

Chemikálie používané při flotacích jsou Montanol, xantát sodný a CMC.

3.2.9.3 Nakládání s hlušinou z úpravy Provozována jsou 3 odkaliště o celkovém objemu 10 miliónů m3, výška hráze dosahuje až 17 m. Část hlušiny je odvážena na odval (nyní 1 milión m3). Odval je vytvořen následujícím způsobem: Suspenze hlušiny je čerpána do odkaliště pomocí dekantační věže uprostřed. Hlušina je distribuována z okolních hrází do odkaliště tak, aby se jemnozrnný podíl usazoval u hrází a mohl být použit jako stavební materiál ke zvýšení výšky hráze. Oddělená voda je vypouštěna přes dekantační věž. Systematickou změnou místa vypouštění suspenze hlušiny může být výška celé oblasti zvýšena o 5 – 10 metrů. Vnější svahy hrází jsou zasypány zeminou, pro snížení prašnosti a podporu vegetace. Po odvodnění hlušiny může být z odkaliště vybudován odval.


Provozní monitorování se provádí následujícím způsobem: Každý den je vizuálně kontrolováno místo vypouštění hlušiny a je prováděno a zaznamenáváno nutné monitorování hladiny. Je-li to nutné, provádí se monitorování kvality vody z odkaliště hlušiny (analýzy obsahu arsenu a niklu) před jejím vypouštěním jako odpadní vody. V období tání sněhu se na každé směně provádí vizuální kontroly místa pro vypouštění hlušiny a hrází. Každoročně se v letním období provádí monitorování hrází a veškerá data se zaznamenávají do bezpečnostních příruček hráze, které zahrnují stav hráze, vyhodnocení průsakové vody, atd. Podle bezpečnostních opatření hrází ve Finsku musí být vedena pro každé odkaliště příručka bezpečnosti hráze. Každých pět let navštěvuje oblast vypouštění hlušiny inspektor z příslušného úřadu a provádí vizuální kontrolu hrází a prověřuje shromážděná provozní monitorovaná data. Příručky bezpečnosti hráze zahrnují oblast vypouštění hlušiny a mapy hráze, konstrukční hodnoty a výpočty stability hrází hlušiny, kritéria klasifikace, dokumenty o prohlídkách a monitorování, zhodnocení rizik oblasti vypouštění hlušiny, atd. Vodní hospodářství u tří provozů může být popsáno následujícím způsobem: 

Provoz Sotkamo: technologická voda potřebná pro flotaci pochází z recyklované vody z odkališť. Procento recyklace se blíží hodnotě 100 %. Voda přidávaná do systému technologické vody pochází z blízkého povrchového dolu (surovina obsahující nikl), ze systému pitné vody parního kotle a dešťové vody shromažďované na místě. Toto dodatečné množství vody je odváděno z odkališť do místního jezera.



Provoz Vuonos: technologická voda potřebná pro flotaci pochází přibližně z 50 % z recyklované vody z odkališť. Voda přidávaná do systému technologické vody pochází z místního jezera, blízkého starého povrchového dolu (surovina obsahující nikl), ze systému pitné vody parního kotle a dešťové vody shromažďované na místě. Toto dodatečné množství vody je odváděno z odkališť do místního jezera. Technologická voda se používá také při výrobě některých druhů papíru.



Provoz Kaavi: technologická voda potřebná pro flotaci pochází ze 100 % z místního jezera. Voda přidávaná do systému technologické vody pochází ze systému pitné vody parního kotle a dešťové vody shromažďované na místě. Není k dispozici žádná recyklovaná technologická voda z odkaliště hlušiny. Veškerá technologická voda je upravena a odváděna z odkaliště do místního jezera. V povolení k vypouštění odpadní vody je uvedeno, že nejpozději do konce roku 2003 musí být zprovozněn recyklační systém.

3.2.9.4 Nakládání s hlušinou z těžby K dopravě a ukládání hlušiny na odval se používají nákladní automobily. Odvaly jsou konstruovány s bezpečnostním faktorem nejméně 1,3. Odvaly jsou každoročně zaměřovány externí odbornou firmou a měsíčně jsou kontrolovány zaměstnanci dolu. Vyhodnocení rizik se provádí pravidelně operátorem. Odvaly jsou povoleny s projektem konečné rekultivace zahrnujícím odvádění vody a vysazení vegetace (stromy a místní tráva).

3.2.10 Náklady V evropských úpravnách živců dosahují náklady na dopravu pevných odpadů na odval v místě průměrné částky 0,80 EUR a průměrná spotřeba nafty nákladního automobilu je 28 l /hod. Pro úpravny fluoritu nebo pro doly s těžbou rud olova a zinku se pohybují celkové náklady na nakládání s hlušinou v několika odkalištích o celkovém objemu 1 300 000 m3 kolem 210 000 EUR/rok; tato částka zahrnuje spotřebu energie a údržbu tohoto provozu.


269

V úpravnách kaolinu dosahují náklady na dopravu pevných odpadů na odval v místě částky 1 EUR/tunu (pokud to provádíte sami) a 2 EUR/tunu (pokud to provádí externí firma). Přibližné náklady na 1 m3 vody jsou v systému odvodnění 0,10 EUR/m3 a ve vodním cyklu úpravny vápence ve Flandersbachu dalších 0,10 EUR/m3. [107, EuLA, 2002] V úpravně mastku ve Finsku jsou náklady na dopravu 2 EUR na tunu a 1 kilometr.

hlušiny nákladními automobily



288

EVROPSKÁ KOMISE Generální ředitelství ( JRC ) Centrum společného výzkumu Institut pro studie perspektivních technologií (Sevilla) Udržitelnost v průmyslu, energetice a dopravě Evropský výbor IPPC

REFERENČNÍ DOKUMENT NEJLEPŠÍCH DOSTUPNÝCH TECHNIK PRO NAKLÁDÁNÍ S HLUŠINOU Z ÚPRAVY A TĚŽBY PŘI HORNICKÉ ČINNOSTI Červenec 2004

Edificio EXPO, c/ Inca Garcilaso s/n, E-41092 Sevilla - Spain Telephone: direct line (+34-95) 4488-284, switchboard 4488-318. Fax: 4488-426. Internet: http://eippcb.jrc.es; Email: [email protected]

Nejlepší dostupné techniky pro nakládání s hlušinou z úpravy a těžby při hornické činnosti SOUHRN ……………………………………………………………………………..………………….…………….

I

PŘEDMLUVA …………………………………………………………..…………………………….………………

XXI

ROZSAH ………………………………………………………………………………………………………………

XLI

1.

OBECNÉ INFORMACE ……………………………………………………………………………………… 1.1 Přehled průmyslu: kovy ……………………………………………………………..………………. 1.1.1 Hliník ………………………………………………………………………………………. 1.1.2 Neželezné kovy (kadmium, měď, olovo, nikl, cín, zinek) ………..…………….………….. 1.1.3 Chrom …………………………………………………………………………………….... 1.1.4 Železo ……………………………………………………….………………….……….…. 1.1.5 Mangan…………………………………………………………………………..…………. 1.1.6 Rtuť ………………………………………………………….………………….…………. 1.1.7 Vzácné kovy (zlato, stříbro)……………………………………………………..…….…… 1.1.8 Wolfram ………………….………………………………………………………………... 1.2 Přehled průmyslu: nerudné nerostné suroviny …………………………………………..……..…….. 1.2.1 Baryty ..…………………………………………………………………………….………. 1.2.2 Boráty ……………………………………………………………………………….……… 1.2.3 Živce ……………………………………………………………………………….………. 1.2.4 Fluorit ……………………………………………………….………………….….………. 1.2.5 Kaolin ..…………………………………………………………………………..…………. 1.2.6 Vápenec…………………………………………………….………………….…..………. 1.2.7 Fosfáty …………………….………………………………………………………..……… 1.2.8 Stroncianit ……………….……………………………………………………..………….. 1.2.9 Mastek .………………….…………………………………………………….…………… 1.3 Přehled průmyslu: potaš ……………………….………………………………………..………..….. 1.4 Přehled průmyslu: uhlí ………………………………………………………………….………..…... 1.5 Evropská produkce těžby surovin a produkce hlušin …………….………………………………….. 1.6 Klíčové problémy životního prostředí ……………………………………………………..…………. 1.6.1 Poloha míst ..……………………………………………………………………………….. 1.6.2 Charakteristika materiálu včetně odhadu dlouhodobého chování ……….………..…..…… 1.6.3 Parametry týkající se životního prostředí ………………………………………………….. 1.6.3.1 Typické emise a nakládání s vodou a činidly ………………………..………. 1.6.3.2 Dopad emisí na životní prostředí ……………………………………….……. 1.6.3.3 Kyselé důlní vody ……………………………………………………..……… 1.6.3.4 Náhodné výbuchy nebo zřícení ………………………………………….…… 1.6.4 Rekultivace a následná péče ………………………………………………………….……

1 2 3 4 9 10 11 12 13 17 17 18 19 20 21 22 22 23 23 23 25 26 28 31 32 33 34 34 35 36 38 40

2.

SOUČASNÉ TECHNIKY A PROCESY …………………………………………………………….………. 2.1 Techniky dobývání ………………………………………………………………………………..…. 2.1.1 Typy ložisek nerostných surovin ………………………………………………………..…. 2.1.2 Metody podzemního dobývání ………………………………………………………….…. 2.2 Mineralogie ……………………………………………………………………………………..…….. 2.3 Techniky úpravy nerostných surovin ……………………………………………………………..….. 2.3.1 Zařízení ………………………………………………………………………………..…… 2.3.1.1 Zmenšování zrna ……………………………………………………………… 2.3.1.1.1 Drcení …………………………………………………….…... 2.3.1.1.1 Mletí ………………………………………………………….. 2.3.1.2 Sítování ……………………………………………………………………..… 2.3.1.3 Třídění ……………………………………………………………………..…. 2.3.1.3.1 Kuželové usazováky………………………………………...… 2.3.1.3.2 Hydrocyklony …………………………………………..…….. 2.3.1.3.3 Mechanické třídiče ……………………………………..…….. 2.3.1.4 Gravitační rozdružování ………………………………………………..……. 2.3.1.4.1 Rozdružování v těžkém prostředí………………………….…. 2.3.1.4.2 Separace v sazečkách……………………………………….… 2.3.1.4.3 Nátřasné stoly……………………………………………..….. 2.3.1.4.4 Spirály …………………………………………………….….. 2.3.1.4.5 Kužely …………………………………………………….….. 2.3.1.5 Flotace ………………………………………………………………………..

41 41 44 44 45 46 46 46 46 46 48 48 49 49 50 51 51 52 54 54 55 56


XXV

2.3.1.6 Magnetická separace ……………………………………………………….…. 2.3.1.7 Elektrostatická separace ……………………………………….…………….... 2.3.1.8 Rozdružování ……………………………………………………………..….. 2.3.1.9 Loužení …………………………………………………………………….…. 2.3.1.10 Odvodnění …………………………………………………………………….. 2.3.2 Činidla ………………………………………………………………………………….….. 2.3.3 Účinky na vlastnosti hlušiny ……………………………………………………………….. 2.3.4 Techniky a procesy …………………………………………………………………...……. 2.3.4.1 Rafinace oxidu hlinitého ………………………………………………..……. 2.3.4.2 Kyanidové loužení zlata ………………………………………………………. Nakládání s hlušinou z úpravy a těžby …………………………………………………………….… 2.4.1 Charakteristika materiálů v zařízeních pro nakládání s hlušinou z úpravy a těžby ……..…. 2.4.1.1 Pevnost ve smyku ………………………………………………………….…. 2.4.1.2 Další charakteristiky ……………………………………………………….…. 2.4.2 Odkaliště …………………………………………………………………………………… 2.4.2.1 Dopravní systémy kašovitých hlušin ……………………………………….… 2.4.2.2 Typy odkaliště…………………………………………….………….……..…. 2.4.2.3 Typy ukládání …………………………………………….………….……….. 2.4.2.4 Odstranění volné vody……………………………………………….………... 2.4.2.5 Průsaky ……………………………………………………..….…………….... 2.4.2.6 Projektování podle záplav…………………………………………….…….…. 2.4.3 Zahuštěná hlušina ………… ………….…………………………………………………… 2.4.4 Odvaly hlušiny z úpravy a těžby …………………………………………………….….….. 2.4.5 Zakládání …………………………………………….………………………………….…. 2.4.6 Ukládání hlušiny z úpravy pod hladinu vody ………..…………………………………..… 2.4.7 Předpokládané problémy odkališť a odvalů …………………………………………….…. Charakteristika a chování hlušiny…………………………………………………………………..…. Uzavírka, rekultivace a následná péče o zařízení ………………………………………………….…. Kyselé důlní vody ……………………………………………………………………………………..

58 58 59 59 60 63 64 65 65 66 69 69 69 70 70 73 73 80 81 83 84 84 85 85 87 87 88 89 90

POUŽÍVANÉ TECHNIKY A PROCESY …..…………………………………………………………….….. 3.1 Kovy ……………………………………………………………………………………………….….. 3.1.1 Hliník ………………………………………………………………………………………. 3.1.1.1 Mineralogie a techniky dobývání …………………………………………….. 3.1.1.2 Úprava nerostných surovin …………………………………………………… 3.1.1.3 Nakládání s hlušinou ………………………………………………………..… 3.1.1.3.1 Charakteristika hlušiny ……………………………………..… 3.1.1.3.2 Aplikované metody …………………………………………… 3.1.1.3.3 Bezpečnost a předcházení haváriím ………………………..…. 3.1.1.3.4 Uzavírka a následná péče ………………………………...…… 3.1.1.4 Současná úroveň emisí a spotřeby ……………………………………….…… 3.1.1.4.1 Nakládání s vodou a činidly ………………………….………. 3.1.1.4.2 Emise do ovzduší …………………………………….……….. 3.1.1.4.3 Emise do vody ………………………………………...……… 3.1.1.4.4 Kontaminace půdy ……………………………………………. 3.1.1.4.5 Spotřeba energie ……………………………………………… 3.1.2 Neželezné kovy ……………………………………………………………………….……. 3.1.2.1 Mineralogie a techniky dobývání ……………………………………….……. 3.1.2.2 Úprava nerostných surovin ……………………………………………..…….. 3.1.2.2.1 Zmenšování zrna ……………………………………………… 3.1.2.2.2 Separace ………………………………………………………. 3.1.2.3 Nakládání s hlušinou ……………….. ………………………………..……… 3.1.2.3.1 Charakteristika hlušiny…………………. …………….……… 3.1.2.3.2 Aplikované metody ……………………………………..……. 3.1.2.3.3 Bezpečnost a předcházení haváriím ………………………….. 3.1.2.3.4 Uzavírka a následná péče ………………………………...…… 3.1.2.4 Nakládání s hlušinou …………………………………………………….……. 3.1.2.4.1 Charakteristika hlušiny ……………………………………….. 3.1.2.4.2 Aplikované metody ……………………………..……………. 3.1.2.5 Současná úroveň emisí a spotřeby ………………………………….………… 3.1.2.5.1 Nakládání s vodou a činidly ………………………..…………. 3.1.1.5.2 Emise do ovzduší …………………………………...………… 3.1.1.5.3 Emise do vody …………………………………….…..………

93 96 96 96 97 98 98 102 106 106 107 107 108 109 109 109 109 110 113 115 118 120 121 127 143 149 152 152 153 157 157 162 165

2.4

2.5 2.6 2.7 3.

XXVI „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

3.1.3

3.1.4

3.1.5

3.1.6

3.1.7

3.1.1.5.4 Kontaminace půdy ……………………………………………. 3.1.1.5.5 Spotřeba energie ……………………………………………… Chróm ……………………………………………………….……………………………. 3.1.3.1 Mineralogie a techniky dobývání ……………………………………………. 3.1.3.2 Úprava nerostných surovin …………………………………………………… 3.1.3.3 Nakládání s hlušinou………………………………………….……….……… 3.1.3.3.1 Charakteristika hlušiny ………………………………..……… 3.1.3.3.2 Aplikované metody …………………………………………… 3.1.3.3.3 Bezpečnost a předcházení haváriím ………………………….. 3.1.3.4 Nakládání s hlušinou …………………………………………………………. 3.1.3.4.1 Uzavírka a následná péče ..……………………………..….. 3.1.3.5 Současná úroveň emisí a spotřeby ………………………………….…..…… 3.1.3.5.1 Nakládání s vodou a činidly …………………………….……. 3.1.3.5.2 Emise do ovzduší …………………………………………….. 3.1.3.5.3 Emise do vody ……………………………………...………… 3.1.3.5.4 Kontaminace půdy ……………………………………………. 3.1.3.5.5 Spotřeba energie ……………………………………………… Železo ……….. …………………………………………………………………..………. 3.1.4.1 Mineralogie a techniky dobývání ……………………………………………. 3.1.4.2 Úprava nerostných surovin …………………………………………….…….. 3.1.4.2.1 Zmenšování zrna ……………………………………………… 3.1.4.2.2 Separace ………………………………………………………. 3.1.4.3 Nakládání s hlušinou …………………………………………………………. 3.1.4.3.1 Charakteristika hlušiny ………………………………………. 3.1.4.3.2 Aplikované metody …………………………………………… 3.1.4.3.3 Vývoj nových metod ukládání ………………………….…… 3.1.4.3.4 Bezpečnost a předcházení haváriím ……………………….….. 3.1.4.3.5 Uzavírka a následná péče …………………………………...… 3.1.4.4 Nakládání s hlušinou …………………………………………………………. 3.1.4.4.1 Charakteristika hlušiny ……………………………………….. 3.1.4.4.2 Aplikované metody …………………………………..………. 3.1.4.4.3 Bezpečnost a předcházení haváriím …………………………. 3.1.4.4.4 Uzavírka a následná péče ………………………………..…… 3.1.4.5 Současná úroveň emisí a spotřeby ……………………………………….…… 3.1.4.5.1 Nakládání s vodou a činidly ……………………………..……. 3.1.4.5.2 Emise do ovzduší ……………………………………….…….. 3.1.4.5.3 Emise do vody …………………………………………...…… 3.1.4.5.4 Kontaminace půdy ……………………………………………. 3.1.4.5.5 Spotřeba energie ……………………………………………… Mangan ……….. …………………………………………………………………….…… 3.1.5.1 Mineralogie a techniky dobývání ……………………………………….……. 3.1.5.2 Nakládání s hlušinou ……………………………………………………….… Drahé kovy (zlato a stříbro) …………………………………………………..………….. 3.1.6.1 Mineralogie a techniky dobývání …………………………………….………. 3.1.6.2 Úprava nerostných surovin …………………………………………………… 3.1.6.2.1 Zmenšování zrna ……………………………………………… 3.1.6.2.2 Separace ………………………………………………………. 3.1.6.3 Nakládání s hlušinou ………………………………………………………..… 3.1.6.3.1 Charakteristika hlušiny …………………………………….…. 3.1.6.3.2 Aplikované metody ……………………………………..……. 3.1.6.3.3 Bezpečnost a předcházení haváriím …………………………... 3.1.6.3.4 Uzavírka a následná péče ………………………………...…… 3.1.6.4 Nakládání s hlušinou …………………………………………………………. 3.1.6.5 Současná úroveň emisí a spotřeby …………………………………………… 3.1.6.5.1 Nakládání s vodou a činidly ……………………….…………. 3.1.6.5.2 Emise do ovzduší …………………………………….……….. 3.1.6.5.3 Emise do vody ……………………………………………….. 3.1.6.5.4 Spotřeba energie ……………………………………………… Wolfram …………………………………………………………………………….……. 3.1.7.1 Mineralogie a techniky dobývání ……………………………………………. 3.1.7.2 Úprava nerostných surovin …………………………………………………... 3.1.7.2.1 Zmenšování zrna ………………………………………………


XXVII

167 168 168 168 168 170 170 170 171 171 171 172 172 172 172 173 173 173 173 176 176 176 177 177 179 186 187 189 189 189 190 192 193 193 194 194 195 197 197 198 198 198 198 198 199 199 200 203 203 205 209 210 211 212 213 217 218 219 219 219 220 220

3.1.7.2.2 Separace ………………………………………………………. Nakládání s hlušinou ………………………………………………………..… 3.1.7.3.1 Charakteristika hlušiny ………………………………..……… 3.1.7.3.2 Aplikované metody …………………………………………… 3.1.7.3.3 Bezpečnost a předcházení haváriím ……………….………….. 3.1.7.3.4 Uzavírka a následná péče …………………………….…….…. 3.1.7.4 Nakládání s hlušinou ……………………………………………………….…. 3.1.7.5 Současná úroveň emisí a spotřeby ……………………………………….…… 3.1.7.5.1 Nakládání s vodou a činidly ……………………………..……. 3.1.7.5.2 Emise do ovzduší ………………………………………….….. 3.1.7.5.3 Emise do vody ……………………………………………...… 3.1.8 Náklady ……………………………………………………………………………..….….. 3.1.8.1 Provoz ………………………….. ……………………………………..….…. 3.1.8.2 Uzavírka …………………..……………………………………………..…… Nerudné nerostné suroviny ……..………………………………………………………………..….. 3.2.1 Baryty ……………………………………………………………………………….…….. 3.2.1.1 Mineralogie a techniky dobývání ……………………………………….……. 3.2.1.2 Úprava nerostných surovin …………………………………………………… 3.2.1.3 Nakládání s hlušinou z úpravy …………….. ………………………….…….. 3.2.1.4 Nakládání s hlušinou z těžby..……………………………………………...…. 3.2.2 Boráty ………………………………………………………………………………….….. 3.2.2.1 Mineralogie a techniky dobývání …………………………………….………. 3.2.2.2 Úprava nerostných surovin …………………………………………….….….. 3.2.2.3 Nakládání s hlušinou ………….. ………………………………………..….. 3.2.3 Živce ………………………………………………………………………………..…….. 3.2.3.1 Mineralogie a techniky dobývání ………………………………………….…. 3.2.3.2 Úprava nerostných surovin ………………………………………………..….. 3.2.3.3 Nakládání s hlušinou …………….. ……………………………………..….. 3.2.3.3.1 Charakteristika hlušiny ..… ……………………………..….. 3.2.3.3.2 Aplikované metody …………………………………...………. 3.2.3.3.3 Bezpečnost a předcházení haváriím …………………….…….. 3.2.3.4 Současná úroveň emisí a spotřeby ………………………………………….… 3.2.3.4.1 Nakládání s vodou a činidly ………………………………..…. 3.2.3.4.2 Spotřeba energie ……………………………………………… 3.2.4 Fluorit ………………………………………………………………………………….…. 3.2.4.1 Mineralogie a techniky dobývání …………………………………………….. 3.2.4.2 Úprava nerostných surovin ………………………………………………….... 3.2.4.2.1 Gravitační rozdružování …..………………………………….. 3.2.4.2.2 Flotace ……………………………………………………...…. 3.2.4.2.3 Úprava nerostné suroviny ……………………………….……. 3.2.4.3 Nakládání s hlušinou …………….. ……………………………………...….. 3.2.4.3.1 Aplikované metody ……………………………...……………. 3.2.4.3.2 Bezpečnost a předcházení haváriím ………………….……….. 3.2.4.3.3 Uzavírka a následná péče ………… …………………………. 3.2.4.4 Nakládání s hlušinou …………………………………………………………. 3.2.4.5 Současná úroveň emisí a spotřeby ……………………………………….…… 3.2.4.5.1 Nakládání s vodou a činidly ……………………………..……. 3.2.4.5.2 Kontaminace půdy …………………………………………… 3.2.5 Kaolín ………………………………………………………………………………….…. 3.2.5.1 Mineralogie a techniky dobývání …………………………………………….. 3.2.5.2 Úprava nerostných surovin …………………………………………………... 3.2.5.3 Nakládání s hlušinou …………….. ……………………………………….... 3.2.5.3.1 Charakteristika hlušiny ………………………………….……. 3.2.5.3.2 Aplikované metody ……………………………………..……. 3.2.5.3.3 Bezpečnost a předcházení haváriím ………………………….. 3.2.5.4 Nakládání s hlušinou ….. ……………………………………………………. 3.2.5.5 Současná úroveň emisí a spotřeby ………………………………………….… 3.2.5.5.1 Nakládání s vodou a činidly ……………………………….…. 3.2.5.5.2 Spotřeba energie ……………………………………………… 3.2.6 Vápenec ………………………………………………………………………………..… 3.2.6.1 Mineralogie a techniky dobývání …………………………………………….. 3.2.6.2 Úprava nerostné suroviny …………………………………………………….. 3.1.7.3

3.2

XXVIII„ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

221 222 223 224 225 225 225 226 226 226 226 227 227 231 232 232 232 233 234 236 236 237 237 238 239 239 239 244 244 245 245 245 245 246 246 246 247 247 247 247 248 248 249 249 249 249 249 249 250 250 250 254 254 254 256 256 256 256 256 257 257 257

3.2.6.3

3.3

3.4

Nakládání s hlušinou …………….. ……………………………………...….. 3.2.6.3.1 Charakteristika hlušiny ………… ……………………….…… 3.2.6.3.2 Aplikované metody …………………………...………………. 3.2.6.3.3 Bezpečnost a předcházení haváriím …………………….…….. 3.2.6.3.4 Uzavírka a následná péče …………………………………..… 3.2.6.4 Nakládání s hlušinou ….. ……………………………………………….……. 3.2.6.5 Současná úroveň emisí a spotřeby …………………………………………… 3.2.6.5.1 Nakládání s vodou a činidly ……………………………….…. 3.2.7 Fosfáty ……………………………………………………………………………...……. 3.2.7.1 Mineralogie a techniky dobývání ……………………………………….……. 3.2.7.2 Úprava nerostných surovin ………………………………………………..…. 3.2.7.3 Nakládání s hlušinou z úpravy …………….. ……………………………….. 3.2.7.4 Nakládání s hlušinou z těžby…………………………………………………. 3.2.7.5 Současná úroveň emisí a spotřeby ………………………………………….… 3.2.8 Stroncianit ……………………………………………………………………………..….. 3.2.8.1 Mineralogie a techniky dobývání ……………………………………………. 3.2.8.2 Úprava nerostné suroviny .………………………………………………..….. 3.2.8.3 Nakládání s hlušinou …………….. ……………………………………….... 3.2.9 Mastek ……………………………………………………………………………………. 3.2.9.1 Mineralogie a techniky dobývání ………………………………………….…. 3.2.9.2 Úprava nerostné suroviny …………………………………………………... 3.2.9.3 Nakládání s hlušinou z úpravy …………….. ………………………..….….. 3.2.9.4 Nakládání s hlušinou z těžby ….. ………………………………………….…. 3.2.10 Náklady ………………………………………………………………………………..…. Potaš …………………….……..…………………………………………………………………...… 3.3.1 Mineralogie a techniky dobývání ……..…..…………………………………………….... 3.3.2 Úprava nerostné suroviny ……… ……..…..………………………………………….… 3.3.2.1 Zmenšování zrna ……………………………………………………………… 3.3.2.2 Separace …….. ……………………………………………………………… 3.3.2.2.1 Proces loužení za horka …………………………………….. 3.3.2.2.2 Flotace ………………………………………………………. 3.3.2.2.3 Elektrostatická separace ……… …….………………….…… 3.3.2.2.4 Těžkokapalinové rozdružování .……………………………. 3.3.2.3 Odsolování …………………………………………………………………… 3.3.3 Nakládání s hlušinou ……………..……..…..……………………………………………. 3.3.3.1 Charakteristika hlušiny …………. ..….………………………………………. 3.3.3.2 Aplikované metody …………………………………………………………… 3.3.3.2.1 Odvaly hlušiny ………………………………………………. 3.3.3.2.2 Haldy hlušiny ………………………………………………... 3.3.3.2.3 Zakládání ……………………………………………………. 3.3.3.2.4 Vypouštění povrchové vody ….……………………………... 3.3.3.2.5 Vypouštění z hlubokých jímek .…….………………….…….. 3.3.3.2.6 Ukládání hlušiny z ú´pravy do moře ……. .………………….. 3.3.3.3 Bezpečnost a předcházení haváriím ………………………………………….. 3.3.3.4 Uzavírka a následná péče …………………………………………………….. 3.3.4 Nakládání s hlušinou ….. ……………………………..…………………………………… 3.3.5 Současná úroveň emisí a spotřeby …………………………………………………………. 3.3.5.1 Nakládání s vodou a činidly ……………………………….…………………. 3.3.5.2 Emise do vody …………………………….. ………………………………… Uhlí .. …………………….……..…………………………………………………………………… 3.4.1 Geologické poměry a techniky dobývání ……..…..……………………………………… 3.4.2 Úprava nerostné suroviny ……… ……..…..……………………………………………. 3.4.3 Nakládání s hlušinou ……………..……..…..……………………………………………. 3.4.3.1 Charakteristikahlušiny…………. ..…………………………………………… 3.4.3.2 Aplikované metody …………………………………………………………… 3.4.3.2.1 Odvaly hlušiny ………………………………………………. 3.4.3.2.2 Odkaliště ……..………………………………………………. 3.4.3.3 Bezpečnost a předcházení haváriím ………………………………………….. 3.4.3.4 Uzavírka a následná péče …………………………………………………….. 3.4.4 Nakládání s hlušinou ………..….. ……………………………..………………………….. 3.4.5 Současná úroveň emisí a spotřeby………………………………………………………… 3.4.5.1 Nakládání s vodou a činidly ……………………………….………………….


XXIX

260 260 260 261 262 262 262 262 262 262 262 263 264 264 262 265 265 265 266 266 267 268 269 269 270 270 273 273 274 274 276 276 277 277 278 278 279 279 283 283 284 285 286 286 286 287 287 287 287 288 288 289 290 290 290 292 294 297 297 298 298 298

3.4.5.2 3.4.5.3 4.

Emise do ovzduší ….…………………….. …………………………………. Emise do vody …………………………….. …………………………………

299 299

TECHNIKY UVAŽOVANÉ PŘI URČOVÁNÍ NEJLEPŠÍCH DOSTUPNÝCH TECHNIK (BAT) ……. 4.1 Základní principy ……………………………………………………………………………………. 4.2 Management životního cyklu …….………………………………………………………………….. 4.2.1 Fázeplánování ……………………………………………………………………………… 4.2.1.1 Základní environmentální úvahy ………..……….…………………………… 4.2.1.2 Charakteristika flotačních hlušin a hlušin z těžby………..……….………….. 4.2.1.3 Studie a plány pro odkalliště/odvaly…………………………………………. Návrh odkaliště/odvalu a přídavných zařízení ……………………………….. 4.2.1.4 4.2.1.5 Řízení a monitoring ………………………………………………………..…. 4.2.2 Etapa výstavby …………………………………………………………………………..…. 4.2.3 Provozní etapa ………………………………………………………………………….…... 4.2.3.1 Provoz,dozor a údržba (OSM) manuály ………..……….…………………… 4.2.3.2 Audity ……..……….…………………………………………………………. 4.2.4 Uzavírka a fáze následné péče …………………………………………………………...… 4.2.4.1 Dlouhodobé cíle uzavírky ………..……….……………………………….…. 4.2.4.2 Specifické problémy uzavírky ……………………………………………….. 4.3 Prevence a kontrola emisí ……………………………………………………………………...…….. 4.3.1 Management ARD …………………………………………………………………………. 4.3.1.1 Odhad potenciálu pro ARD………..……….…………………………………. 4.3.1.2 Preventivní opatření ………..……….……………………………………….. 4.3.1.2.1 Vodní pokryv ……………………………...………………… 4.3.1.2.2 Suchý pokryv ……………………………………………...… 4.3.1.2.3 Ukládání reaktivních hlušin pod vodní hladinu ……………… 4.3.1.2.4 Pokryv spotřebovávající kyslík ……………………………… 4.3.1.2.5 Vytvoření mokřadu …………………………………...………. 4.3.1.2.6 Zvýšená hladina podzemních vod …………………………… 4.3.1.2.7 Odstranění pyritu - depyritizace ……………………….…….. 4.3.1.2.8 Selektivní nakládání s materiálem ………………………….. 4.3.1.3 Podmínky řízení ………..……….………………………………………..…... 4.3.1.3.1 Přídavek materiálu s pufrační schopností ……………….…... 4.3.1.4 Podmínky úpravy ………..……….…………………………………………… 4.3.1.5 Rozhodnutí o uzavírce oblastí s výskytem ARD…………………………….... 4.3.1.6 Management ARD při těžbě mastku …………………………………….……. 4.3.2 Techniky ke snížení spotřeby činidel ………………………………………………..…….. 4.3.2.1 Počítačové řízení procesu ………..……….…………………………….…….. 4.3.2.2 Provozní strategie minimalizace přídavku kyanidu ………………………….. 4.3.2.2.1 Automatická kontrola koncentrace kyanidu ……………….… 4.3.2.2.2 Předúprava peroxidu ………………………………………..... 4.3.2.3 Předúprava ……………………………………………………………….…... 4.3.3 Zabránění vzniku vodní eroze ………………………………………………………….….. 4.3.4 Zabránění vzniku prachu …………………………………………………………………... 4.3.4.1 Pláže ……………………………………………………………………….…. 4.3.4.2 Svahy …………………………………………………………………….…… 4.3.4.3 Doprava ……………………………………………………………………..… 4.3.4.3.1 Pásový dopravník ……………………….. …………………… 4.3.4.3.1 Nákladní doprava ………………………………………….….. 4.3.5 Techniky ke snížení emisí hluku ……………………………………………………….….. 4.3.6 Postupná rekultivace/ozelenění …………………………………………………………….. 4.3.7. Vodní bilance ……………………………………………………………………………..... 4.3.8 Odvodňovací systém odkališť ……………………………………………………….…….. 4.3.9 Nakládání s volnou vodou ………………………………………………………………… 4.3.10 Nakládání s průsaky ………………………………………………………………………... 4.3.10.1 Prevence snížení průsaků ……………………………………………………... 4.3.10.2 Regulace průsaků ……………………………………………….…………….. 4.3.10.3 Odvaly z úpravy draselných solí ………………………………………….….. 4.3.10.4 Odvaly hlušiny z úpraven uhlí ………………………………………..………. 4.3.11 Techniky ke snížení emisí do vody ……………………………………………………..….. 4.3.11.1 Recyklace technologické vody …………………………….…………………. 4.3.11.2 Praní hlušin ……………………………………………………………….….. 4.3.11.3 Úprava rozpuštěných kovů ……………………………………………………

301 301 302 302 303 304 306 314 317 319 319 321 325 327 327 331 338 338 339 339 340 343 348 350 351 351 351 352 353 354 354 354 355 356 356 357 357 358 358 359 359 359 360 361 361 361 362 362 365 366 366 366 367 369 370 371 375 375 375 375

XXX „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

4.3.11.4

4.4

4.5

4.6

Suspendované částice a rozpuštěné látky …………………………………….. 4.3.11.4.1 Sedimentační nádrže ………………………………………...... 4.3.11.5 Úprava kyselých vod ………………………………………...……………….. 4.3.11.6 Úprava alkalických vod ………………………………………………..…….. 4.3.11.7 Úprava vod s obsahem arsenu ………………………………………..………. 4.3.11.8 Odstraňování kyanidů ………………………………………………………… 4.3.11.9 Propustné reaktivní bariéry ………………………………………………..….. 4.3.12 Monitorování podzemní vody ……………………………………………………………… 4.3.13 Následná péče ……………………………………………………………………………… 4.3.13.1 Odkaliště Al-červených kalů …………………………………………………. Předcházení haváriím ………………………………………………………………………………… 4.4.1 Nakládání s hlušinou z úpravy a těžby v dole ……………………………………………. 4.4.2 Odvádění přírodních vod …………………………………………………………..……... 4.4.2.1 Nádrže ………………………………………………………………….…….. 4.4.2.2 Odvaly ……………………………………………………………………….. 4.4.3 Příprava přirozeného podloží pod hrází ……………………………………………….….. 4.4.4 Materiál pro konstrukci hráze ……………………………………………………………… 4.4.5 Ukládání hlušiny …………………………………………………………………………… 4.4.6 Techniky konstrukce a zvyšování hrází ……………………………………………….….. 4.4.6.1 Konvenční hráze ……………………………………………………………… 4.4.6.2 Metoda zvyšování hráze z vnitřní strany ………………………………..…… 4.4.6.3 Metoda zvyšování hráze z vnější strany ……………………………………… 4.4.6.4 Metoda zvyšování hráze ze středu ……………………………………………. 4.4.7 Nakládání s volnou vodou …………………………………………………………….…… 4.4.7.1 Odstranění volné vody …………………………………………………….….. 4.4.8 Volná výška hráze ………………………………………………………………………….. 4.4.9 Havarijní výpusť ……………………………………………………………………...……. 4.4.10 Stanovení pravděpodobné konstrukční záplavy pro odkaliště …………………………...… 4.4.11 Systém odvodnění hrází ……………………………………………………………….…… 4.4.11.1 Propustné hráze ………………………………………………………….……. 4.4.11.2 Nepropustné hráze ……………………………………………………………. 4.4.12 Monitorování průsaků ……………………………………………………………………… 4.4.13 Stabilita hrází a odvalů …………………………………………………………………….. 4.4.13.1 Bezpečnostní faktor ………………………………………………………….. 4.4.13.2 Stabilita odvalů hlušiny ze zpracování kaolínu …………………………….… 4.4.13.3 Stabilita odvalů hlušiny ze zpracování vápence …………………………..…. 4.4.14 Techniky monitorování stability hrází a odvalů ………………………………………..…. 4.4.14.1 Vytvoření plánu monitorování ……………………………………………….. 4.4.14.2 Měření, přístrojové vybavení a četnost monitorování odkališť …………….… 4.4.14.3 Prohlídky a audity / posudky …………………………………………………. 4.4.14.4 Stabilita podpůrné vrstvy ……………………………………………………... 4.4.15 Nakládání s kyanidem ……………………………………………………………………… 4.4.16 Odvodnění hlušin z úpravy……………………………………………………………….… 4.4.16.1 „Suchá hlušina z úpravy“ ………………………………………….…………. 4.4.16.2 Zahuštěná hlušina …………………………………………………………..… 4.4.16.3 Odvodnění jemnozrnné hlušiny z uhlí ………………………………………... Zmírnění následků ……………………………………………………………………………………. 4.5.1 Zakládání hlušiny z úpravy…………………………………………………………………. 4.5.1.1 Zakládání jako součást metody dobývání …………………………………….. 4.5.1.2 Zakládání v malém povrchovém dole ………………………………………… 4.5.1.3 Zakládání přefiltrované hlušiny……………………………………………….. 4.5.1.4 Částečné zakládání v povrchovém dole …………………………….………… 4.5.1.5 Zakládání ve vytěženém dole ………………………………………..……….. 4.5.1.6 Zakládání v podzemním výrubu ……………………………………….……... 4.5.1.7 Zakládání při hlubinném dobývání ………………………………………….... 4.5.1.8 Přidávání pojidel …………………………………………………………...…. 4.5.1.9 Odvodnění základy ve vyrubaném prostoru ………………………………….. 4.5.1.10 Zakládání ve formě pasty ……………………………………………………... 4.5.2 Zakládání hlušiny ………………………………………………………………………...… 4.5.3 Ukládání hlušiny pod vodu ………………………………………………………………... 4.5.4 Jiné použití hlušiny z úpravy a těžby……………………………………………………….. Zmírnění havárií ………………………………………………………………………………..…….


XXXI

376 376 377 380 381 382 386 387 387 387 387 387 387 387 388 389 389 389 389 391 392 393 394 394 394 395 395 396 396 396 397 397 398 398 399 399 400 400 400 401 403 403 403 404 405 408 408 408 409 410 410 411 411 411 411 412 412 413 414 414 416 417

4.6.1 Havarijní plánování …………………………………………………………………..……. 4.6.2 Vyhodnocování a vyšetřování událostí ……………………………………………….…… 4.6.3 Prasknutí hlušinového potrubí ……………………………………………….……………. Nástroje environmentálního managementu …………………………………...………………………

417 417 418 418

NEJLEPŠÍ DOSTUPNÉ TECHNIKY PRO NAKLÁDÁNÍ S HLUŠINOU Z ÚPRAVY A TĚŽBY PŘI HORNICKÉ ČINNOSTI …………………………………………………….……………….………….. 5.1 Úvod ……………………………………………………………………………………….………….. 5.2 Obecné zásady ………………………………………..…………………..…………………………... 5.3 Loužení zlata kyanidem ………………………………………………………………………………. 5.4 Hliník …………………………………………………………………………………………………. 5.5 Potaš …………………………………………………………………………………………..………. 5.6 Uhlí …………………………………………………………………………………………………… 5.7 Environmentální management …………………………………………………………………..…….

427 427 428 434 434 434 434 435

VYVÍJENÉ TECHNIKY PRO NAKLÁDÁNÍ S HLUŠINOU Z ÚPRAVY A TĚŽBY PŘI HORNICKÉ ČINNOSTI …………………………………….……………………………………………………………...… 6.1 Společné ukládání hlušin z úpravy a těžby železných rud …………………………………………… 6.2 Zábrana vývoje ARD ………………………………………………………..………………………... 6.3 Recyklace kyanidu pomocí membránové technologie ……………………………………….………. 6.4 Prostory s ochrannou vrstvou …………………………………………………………….…………... 6.5 Využití červených kalů k řešení problematiky ARD a znečištění kovy …………………………….... 6.6 Kombinace techniky SO2/vzduch a peroxidu vodíku pro rozklad kyanidu …………………………..

437 437 437 438 438 439 440

4.7 5

6

ZÁVĚREČNÉ POZNÁMKY ……………………………………….………………………………………...

441

SLOVNÍK …………………………………………………………………………………………………………….

451

PŘÍLOHA 1 ……………………..…………………………………………………………………………………… PŘÍLOHA 2 ……………………………………..…………………………………………………………………… PŘÍLOHA 3 ……………………………………………………..…………………………………………………… PŘÍLOHA 4 …………………………………………………………………….…………………………………… PŘÍLOHA 5 …………………………………………………………………………………….…………………… PŘÍLOHA 6 ………………………………………………………………………….………………………………

471 479 485 488 511 512

7

Poznámka : Takto podbarvené názvy kapitol jsou přeloženy

XXXII „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

PŘEDMLUVA 1. Status tohoto dokumentu Tento dokument tvoří část série dokumentů, které obsahují výsledky výměny informací mezi členskými státy EU a průmyslem, které se týkají nejlepší dostupné techniky (BAT), souvisejícího monitoringu a vývoji v těchto oblastech. Je publikován Evropskou komisí podle Článku 19(3) navrhované Směrnice o managementu odpadů z těžebního průmyslu3. Proto se musí vzít v úvahu při určování „nejlepší dostupné techniky“.

1.1 Východiska Výchozí bod pro tento dokument je Sdělení Evropské komise COM(2000)664 o bezpečném provozu při hornické činnosti (dále Sdělení). Jak je vymezeno v oddílu 5.5 tohoto Sdělení, hlavní těžební aktivity nejsou zahrnuty ve směrnici rady 96/61/EC (Směrnice IPPC). Avšak činnosti toho druhu, které jsou prováděny na lokalitě Baia Mare (získávání zlata loužením) již spadají do oblasti, pro niž platí Směrnice IPPC. Odstavec 2.5(b) Přílohy I. Směrnice IPPC zahrnuje „provozy pro produkci neželezných kovů z rud, koncentrátů nebo druhotných surovin prostřednictvím metalurgických, chemických nebo elektrolytických procesů“. Sdělení dále konstatuje, že Směrnice IPPC nezahrnuje všechny lokality v Evropské unii a ve skutečnosti nezahrnuje většinu lokalit, kde jsou používána odkaliště. Oddíl 6 tohoto sdělení navrhuje následný akční plán, který zahrnuje tři klíčové akce:   

doplněk ke Směrnici Rady 96/82/EC z 9. prosince 1996 o řízení rizik velkých havárií s výskytem nebezpečných látek (Směrnice Seveso II) iniciativa pro management odpadů v těžebním průmyslu referenční dokument BAT

Rozhodnutí připravit Technický referenční dokument popisující BAT pro management „hornických odpadů“ ve smyslu článku 2(6) směrnice IPPC byla dobrovolná dohoda mezi Komisí, členskými státy a těžebním průmyslem.

2. Definice BAT V této předmluvě jsou pro lepší porozumění kontextu v němž tento dokument byl navržen, popsány některé z nejdůležitějších definic ze Směrnice IPPC včetně definice termínu „Nejlepší dostupná technika“ a dále z podkladů pro Návrh směrnice o managementu odpadů z těžebního průmyslu. Tento popis je nevyhnutelně neúplný a je uveden pouze pro informaci. Nemá zákonnou hodnotu a nijak nemění nebo nepředjímá skutečná ustanovení těchto směrnic. Návrh Směrnice o managementu odpadů z těžebního průmyslu se týká opatření, postupů a pokynů pro prevenci a nebo co největšího snížení veškerých negativních vlivů na prostředí a veškerých možných rizik pro lidské zdraví, které vznikají jako výsledek managementu odpadů z těžebního průmyslu. Cílem tohoto dokumentu je zavedení jednotného přístupu v managementu hlušin z úpravy a těžby při hornické činnosti. Ústřední zásadou tohoto přístupu je obecný princip, že provozovatelé musí podniknout veškerá potřebná preventivní opatření proti znečištění, zvláště použitím nejlepší dostupné techniky, která jim umožňuje zlepšit environmentální kvalitu prostředí.

3

COM(03)319 „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

XXI

Byly použity následující definice: Termín „nejlepší dostupné techniky“ (BAT – Best Available Techniques) jak je definováno v článku 2(11) Směrnice IPPC jako „nejefektivnější a nejpokročilejší etapa vývoje aktivit a jejich metod provozu, což znamená praktickou použitelnost určitých metod v zásadě pro zajištění základu pro nejvyšší přípustné hodnoty emisí, které byly navrženy pro zábranu nebo, kde to není proveditelné, obecně snížení emisí a dopadu na prostředí jako celek“. Navrhovaná Směrnice pro management odpadů z těžebního průmyslu používá stejnou definici BAT. „techniky“ zahrnují jak použité technologie, tak způsob, jakým jsou provozy/zařízení navrženy, vybudovány, udržovány, provozovány a uzavřeny. „dostupné“ techniky jsou ty, které byly vyvinuty v měřítku umožňujícím zavedení ve významném průmyslovém odvětví, za ekonomicky a technicky schůdných podmínek, se zřetelem na náklady a výhody, bez ohledu na to, zda jsou používány nebo dodávány v příslušném členském státu, pokud jsou rozumně dostupné pro provozovatele. „nejlepší“ znamená nejefektivnější v dosahování vysoké úrovně ochrany prostředí jako celku. Dále Příloha 4 Směrnice IPPC obsahuje seznam „aspektů, které musí být vzaty v úvahu obecně nebo ve speciálních případech při určování nejlepších dostupných technik při uvažování možných finančních nákladů a zisků z opatření a dále principů bezpečnosti a prevence: 1. použití maloodpadové technologie 2. použití méně nebezpečných látek 3. pokračující získávání a recyklace látek, které jsou produkovány a používány v procesu a dále odpadů, pokud je to vhodné 4. srovnatelné procesy, zařízení nebo provozní metody, které byly úspěšně vyzkoušeny v průmyslovém měřítku 5. pokrok v technologiích a změny ve vědeckých znalostech 6. vlastnosti, vliv a objem souvisejících emisí 7. provozní údaje pro nové nebo exitující provozy 8. časové období nezbytné pro zavedení nejlepší dostupné techniky 9. spotřeba a povaha surovin (včetně vody) používaných v procesu a energetická účinnost 10. nutnost prevence nebo snížení na nejnižší možnou míru celkového dopadu emisí a rizik pro prostředí 11. nutnost prevence havárií a minimalizace jejich následků pro prostředí 12. informace publikované Komisí podle článku 16(2) nebo mezinárodním organizacemi“. Článek 19(2) navrhované Směrnice pro management odpadů z těžebního průmyslu obsahuje povinnost členských států zajistit, že příslušné úřady sledují nebo jsou informovány o vývoji v oblasti nejlepších dostupných technik.

3. Cíle tohoto dokumentu V oddílu 6.3 Sdělení se uvádí, že dokument BAT se má zabývat metodami pro:  

snížení každodenního znečištění prevence nebo projednávání havárií

Dále stanoví, že dokument BAT bude přispívat ke znalosti o opatřeních, která jsou k dispozici pro prevenci podobných havárií (například Baia Mare) v budoucnosti.

XXII


S takto dostupnými informacemi budou mít možnost povolovací úřady a členské státy požadovat, aby v Evropské unii provozy používající odkaliště vyhovovaly vysokým environmentálním standardům současně se zachováním ekonomické a technické efektivnosti průmyslového odvětví. Komise (Environment DG) ustavila fórum pro výměnu informací (IEF) a řada technických pracovních skupin byla pod záštitou IEF zřízena. V IEF a technických pracovních skupinách jsou zastoupeny členské státy a průmysl. Účelem této série dokumentů je přesně zachytit výměnu informací, která proběhla a poskytnout referenční informace pro kompetentní úřady, které by měly být brány v úvahu při určování opatření na základě BAT. Poskytováním důležitých informací o nejlepších dostupných technikách musí tyto dokumenty působit jako významný nástroj pro zlepšení environmentální kvality.

4. Informační zdroje Tento dokument představuje souhrn informací shromážděných z mnoha zdrojů, zahrnujících zvláště zkušenost skupin zřízených pro pomoc Komisi v její práci a ověřených exekutivou komise. Všechny příspěvky jsou vděčně oceňovány.

5. Jak porozumět tomuto dokumentu Informace uvedené v tomto dokumentu mají být používány jako vstup při určování BAT při specifických případech. Při určování BAT a stanovení opatření založených na BAT, musí být vždy brán v úvahu hlavní cíl, kterým je dosažení vysoké úrovně ochrany prostředí jako celku. Tento dokument se zabývá určitým počtem nerostných surovin/komodit. Použité techniky mohou však být aplikovány pro mnoho jiných provozů. Tento dokument může být proto použit v širším měřítku než je seznam nerostných surovin, pokud jsou problémy podobné. Zbývající část tohoto oddílu popisuje typy informací, které jsou uvedeny v jednotlivých částech dokumentu. Kapitoly 1a 2 poskytují obecnou informaci o odkalištích a odvalech dotčeného průmyslového odvětví a o průmyslových procesech používaných v tomto odvětví, pokud jsou významné pro management hlušin z úpravy a těžby. Kapitola 3 poskytuje údaje a informace o používaných metodách a současných úrovních emisí a spotřeby, které odrážejí situaci na existujících odkalištích/odvalech v těžebním průmyslu v době tvorby dokumentu. Kapitola 4 popisuje podrobněji snižování emisí a rizik a jiné metody, které je třeba uvažovat jako nejvýznamnější pro určení BAT a opatření založených na BAT. Tyto informace zahrnují úrovně spotřeby a emisí pokládané za dosažitelné při použití metody, některé údaje o finančních nákladech a problémech vzájemného znečištění složek prostředí, které jsou spojeny s metodou, a rozsah v němž je metoda aplikovatelná v jednotlivých skupinách odkališť a odvalů vyžadujících povolení, například nová, existující, velká nebo malá zařízení. Metody, které jsou obecně považovány za zastaralé, nejsou zahrnuty. Kapitola 5 obsahuje metody a úrovně emisí a spotřeby, které jsou považovány za kompatibilní s BAT v obecném smyslu. Cílem je tak poskytnout obecné ukazatele pro úrovně emisí a spotřeby, které mohou být považovány za vhodný referenční bod pomáhající v určení opatření založených na BAT. Musí být však zdůrazněno, že tento dokument nenavrhuje maximálně přípustné hodnoty emisí. Určení vhodných opatření založených na BAT bude zahrnovat uvažování místních faktorů specifických pro lokalitu stejně jako technických charakteristik příslušného provozu, jeho geografickou polohu a místní environmentální podmínky.


XXIII

V případě existujícího provozu může být rovněž potřeba vzít v úvahu ekonomickou a technickou efektivnost technického zlepšení. Dokonce jediný cíl zajištění vysoké úrovně ochrany prostředí jako celku zahrnuje obvykle posuzování různých typů environmentálního dopadu a toto rozhodování je často ovlivněno lokálními úvahami. Přestože je učiněn pokus zabývat se některými z těchto problémů, není možné jejich úplné posouzení v rámci tohoto dokumentu. Metody a úrovně uvedené v kapitole 5 nemusí být nezbytně vhodné pro všechny provozy. Na druhou stranu, povinnost zajistit vysokou úroveň ochrany prostředí znamená, že opatření založená na BAT nemohou být založena na čistě lokálních úvahách. Je tedy nejvýše důležité, aby informace obsažené v tomto dokumentu byly plně vzaty v úvahu kompetentními úřady. Protože se nejlepší dostupné techniky během času mění, bude tento dokument podle potřeby kontrolován a doplňován. Dokument může být také opraven po přijetí konečného znění navrhované Směrnice pro management odpadů z těžebního průmyslu. Všechny poznámky a návrhy mají být zaslány European IPPC Bureau at the Institute for Technological Studies na následující adresu: Edificio Expo,c/Inca Garcilaso s/n, E-41092 Seville, Spain Telephone: +34954488 284 Fax: +3495 4488 426 e-mail: [email protected] Internet: http://eippcb.jrc.es

XXIV „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

PŘÍLOHA 4 Tato příloha poskytuje přehled metod používaných pro charakteristiku hlušin z úpravy a těžby, avšak není kompletní kompilací všech existujících metod ani neposkytuje dostatečné instrukce kdy se tyto metody mají používat. Proto by měla být označována jako kompilace, kdy může být charakterizace metod ve specifických případech důležitá. Mimo to by měla být považována za výchozí bod pro další práci k přípravě metodiky, která bude všeobecně používána a akceptována v Evropě pro účely dosažení relevantní úrovně charakterizace veškerých odpadů z těžby a úpravy.

CHARAKTERISTIKA VZORKŮ HLUŠIN Z ÚPRAVY A TĚŽBY Tato kapitola obsahuje sumarizaci vhodných metodik pro geotechnickou a geochemickou charakteristiku hlušin z úpravy a těžby, které umožňují odhady složení drenážních vod.

1. Dostupná metodika pro charakteristiku vzorků hlušin z úpravy a těžby 1.1 Vzorkování Pro zajištění spolehlivé charakteristiky hlušin z úpravy a těžby z environmentálního hlediska a pro návrh finančně dostupné technologie sanace a rekultivace jsou definovány příslušné postupy pro odběr vzorků a jejich přípravu. Postup vzorkování závisí na projektu, pro který je určen :  základní studie  plánování před zahájením těžby  období těžby (provoz dolu)  rekultivace/uzavírka Vzorkování vychází z následujících postupů:  bodové vzorky: Jedná se buď o prostý odběr vzorku, který je vybrán jako odpovídající pro jednodruhovou skládku, nebo systém nahodilého vzorkování, kde jsou vzorky odebírány z různých míst (zdrojů), obvykle uvnitř dopředu určené oblasti  lineární vzorky: Jedná se o průběžné vzorkování v určitém intervalu a řadě jako postup vzorkování, vzorkování profilu nadloží, oddělených odběrů vzorků při vrtání, porušený nebo neporušený vzorek vrtného jádra  plošné vzorky: Vzorky odebírané v rovině, které jsou tvořeny několikanásobnými odběry z určené povrchové vrstvy  celkový vzorek: Vzorek velkého objemu materiálu, který reprezentuje jednotlivé frakce zastoupené ve vzorkovaném materiálu. Teorie a praxe vzorkování je popsána Pitardem (1993), metodika vzorkování speciálně pro hlušiny je popsána MEND (1989) a Runnels et al. (1997). Metodika odběru vzorků a protokol je nad rámec této kapitoly a není již dále diskutována.


1.2 Geotechnické parametry Rozsah terénních a laboratorních testů je požadován pro charakterizaci hlušin i pro potenciální aditiva za účelem odvození a porozumění jejich geotechnických vlastností. Fyzikální a geotechnické vlastnosti hlušin mohou být stanoveny z celkového vzorku při zpracování minerálního materiálu, který je odebírán pro predikci a řízení procesu ukládání, nebo z porušených/neporušených vzorků uloženého materiálu. Mezi tyto vlastnosti patří velikost zrn, vlhkost, měrná hmotnost, sedimentační charakteristika, hustota, propustnost, stlačitelnost, konzolidace, napětí ve střihu a další parametry namáhání. Je známo, že změny uvedených vlastností mohou ovlivnit geotechnické a geochemické chování hlušin, design, stabilitu a drenáž, což je popsáno CLOTADAM Green Paper (Knight Piésold, January 2002). Vzhledem k významnosti geotechnických vlastností zemin ve stavebnictví a při konstrukci hrází byla vyvinuta celá řada standardních postupů. Většina zemin je testována standardními postupy mezi které patří ISO normy, CEN, národní standardy a další, které lze použít i pro hlušiny. Na druhé straně existuje i celá řada nestandardních postupů, které se používají pro určení specifických fyzikálních i geotechnických parametrů pro hlušiny. Testy geotechnických vlastností hlušin mohou být rozděleny do čtyř základních skupin:  individuální ( jediný ) test  kombinovaný test  typický procesní test  typický modelový test. V následující tabulce je uveden přehled standardních geotechnických metod pro základní charakteristiku hlušin. Geotechnická charakteristika hlušin – základní parametry Stanovení vlhkosti BS 1377-2, ASTM D2216 Měrná hmotnost BS 1377-2, ASTM D854 Atterbergovy limity (mez plasticity a mez tečení) BS 1377-2, ASTM D4318 Klasifikace zemin (hydrometrie a prosévání BS 1377 Proctorův test (kompakce) BS 1377-4, ASTM-D698, D1558, D558 Hustota BS 1377-4, ASTM C127-88 Testy propustnosti (Falling head permeability) KH Head, postup 10.7.2, BS 1377-6, ASTM D2434, D5084 Oedometer BS 1377-7, ASTM D3999 Tabulka Příloha 4.1: Základní geotechnická charakteristika hlušin

Celková charakteristika hlušin zahrnuje celou škálu testů. Standardní testovací metody a postupy pro příslušné procedury jsou uvedeny dále.

1.2.1 Geotechnické testy Geotechnické testy pro identifikaci jednotlivých parametrů zahrnují:  indexové testování  vysušovací testy  testy propustnosti  testy pevnosti  testy konzolidace  testy sedimentace. „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

489

Metoda Vhodný standardní postup Indexové testování Stanovení vlhkosti BS 1377-2, ASTM D2216 Měrná hmotnost (hustota částic) BS 1377-2, ASTM D854 Atterbergovy limity (mez plasticity a mez BS 1377-2, ASTM D4318 tečení) Distribuce velikosti částic - granulometrie BS 1377-2, ASTM D2487, D422 Proctorův (kompakční) test BS 1377-4, ASTM-D698, D1558, D558 Hustota (za sucha) BS 1377-4, ASTM C127-88 Klasifikace zemin BS 1377 Vysušovací testy Vysušovací test Mahart a O' Neil (1983) Testy permeability (propustnosti) Permeameter ASTM D5887 Úderový test KH Head, Procedure 10.7.2, BS 1377-6, ASTM D2434, D5084 Testování napětí Uncofined compressive strengh BS 1377-7, ASTM D2166 Konzolidační testy Triaxiální testy BS 1377-5, ASTM D2435 Oedometrické testy BS 1377-7, ASTM D 3999 Rowova cela Sheahan a Watters (1996) Testy sedimentace Rychlost sedimentace BS 812-103, není ASTM, pipetovací metoda „Mud line test“ – kalový test (odvodněný a Standardní postup je ve vývoji neodvodněný vzorek) Tabulka Příloha 4.2: Geotechnická charakteristika hlušin – jednotlivé testy

Kalový test pro určení hustoty sedimentující frakce hlušin v odvodněném i neodvodněném stavu byl zaveden (Knight Piesold - personální sdělení) a standardizovaný postup je připravován v rámci projektu Clotadam. Indexové testování Indexové testy jsou podstatnou geotechnickou charakteristikou flotačních hlušin a jejich výhodou je snadná proveditelnost, malá časová náročnost, a tím i relativní levnost. Indexové vlastnosti umožňují rychlou klasifikaci flotačních hlušin. Určení velikosti částic Hlušiny jsou obvykle zařazeny do prvních tří z následujících čtyř zrnitostních tříd :  jíly – zrnitostní třída < 2 µm  prach – zrnitostní třída v rozmezí 2 – 63 µm  písek – zrnitostní třída v rozmezí 63 µm – 2 mm  štěrk – zrnitostní třída v rozmezí 2 – 63 mm Postup zkoušky pro určení velikosti částic vychází z kombinace sít a hustoměru. Atterbergovy limity (mez plasticity a mez tečení) Atterbergovy limity stanovují plasticitu materiálů, a tím poskytují základní test konzistence hlušin. Obsah vody při němž se hlušiny přestávají chovat jako kapalina a stávají se plastickou pevnou látkou je označován jako mez tečení. Základní metodou je zkouška vnikání kužele, kde vzorek je testován při několika různých vlhkostech. Ze získaných hodnot vnikání kužele je


konstruován graf závislosti obsahu vody a hloubky proniknutí. Mez tečení je stanovena jako obsah vody, který odpovídá vniknutí kužele do hloubky 20 mm. Při snižování obsahu vody je hodnota, při níž se plastická deformace mění na deformaci křehkou označována jako mez plasticity. Oblast indexu plasticity je definován jako rozsah vlhkosti, v němž se materiál chová jako plastický. Obecně platí, že čím je půda jemnozrnnější, tím má větší index plasticity. Vysušovací testy Testy vysušování na vzduchu jsou prováděny na vzorcích kalů pro stanovení účinku atmosférického výparu na uložené hlušiny po počátečním usazení a odvodnění. Test proto simuluje uložení hlušin na vzduchu. Je prováděn kontinuální monitoring hmotnosti vzorků a objemu pro stanovení vztahu mezi specifickou hmotností za sucha, obsahem vody, zmenšením objemu, výparem a stupně nasycení flotačních hlušin. Test může zahrnovat měření smykové pevnosti s použitím laboratorního vrtulkového viskozimetru. Mezi specifickou hmotností za sucha a obsahem vody existuje vztah až do bodu, při němž stupeň nasycení klesne pod 100 %. V tomto stádiu vzniká negativní pórový tlak a ten působí na další konzolidaci hlušin. Při limitním bodu nasycení nenastává již další tečení materiálu, k němuž dochází při vysoušení vlivem odstranění vody z volných prostor. V tomto bodu dochází ke vzniku trhlin ve vzorku, a proto konečná specifická hmotnost za sucha a obsah vody jsou obvykle stanoveny interpolací. Standardní test vysušování na vzduchu je prováděn s nádobou o objemu 1 l bez odvodnění. Pro většinu vzorků nemá nedostatečné odvodnění podstatný vliv na rychlost vysušování a konečnou specifickou hmotnost vzorku. Pokud vzorky flotačních hlušin obsahují podstatné množství soli ve vodě, může tvorba solné krusty bránit vysušování. Testy propustnosti K dispozici jsou standardní testy pro stanovení koeficientu propustnosti (hydraulické konduktivity) materiálu. Tyto testy poskytují míru pro charakteristiku odvodnění flotačních hlušin. Zkoušky pevnosti Zkoušky pevnosti mohou poskytnout data pro základní charakteristiku a také konstrukční parametry, které je třeba brát v úvahu při návrhu hráze odkaliště. Triaxiální testy se provádějí na konzolidovaných odvodněných a neodvodněných válcových vzorcích. Vzorky mají typický poměr rozměrů mezi hodnotami 2 a 1 a jsou uzavřeny gumovou membránou připojenou gumovým ´O´ těsněním na základnu a k svrchnímu krytu. Během testování a konzolidace může být prováděno měření pórových tlaků. Triaxiální testy neodvodněných vzorků jsou obvykle prováděny při postupném zvyšování tlaku v měřící cele za účelem stanovení střihové pevnostní charakteristiky v oblasti efektivního stresu. Z Mohr-Coulombovy křivky pak mohou být stanoveny základní geotechnické parametry tj. efektivní úhel odporu (tření) a efektivní koheze. Konzolidační testy Konzolidační testy jsou používány pro stanovení chování materiálu, zvláště jeho charakteristik při usazování a odvodňování vzhledem ke změnám při zatížení. Výsledky testů poskytují poměr prázdných prostor, tlakové poměry, koeficient konzolidace, koeficient objemové stlačitelnosti a tlaky bobtnání. Konzolidační parametry mají význam pro provoz, vodní hospodářství a návrh uzavření a likvidace odkaliště. Konzolidace flotačních hlušin může být popsána dvěma parametry. První parametr je koeficient konzolidace (cv – coefficient of consolidation), který popisuje rychlost úbytku nadbytečného pórového tlaku, a tím rychlost vzrůstu efektivního stresu ve flotačních hlušinách. Vyšší hodnoty této míry rychlosti konzolidace znamenají rychlejší konzolidaci. Druhým parametrem je koeficient objemové stlačitelnosti (mv – volume compressibility), což je objemová změna na jednotkový objem a na jednotku vzrůstu efektivního stresu. Součin těchto dvou koeficientů společně s hodnotu specifické hmotnosti materiálů může být použit pro výpočet permeability. Tyto dva koeficienty mohou být také použity společně s ostatními geotechnickými parametry


491

pro vytvoření časových modelů usazování a odvodnění s použitím vhodného analytického software. Test konzolidace je obvykle prováděn na standardním oedometru s pevným prstencem při postupně zvyšovaném proměnném tlaku (efektivním stresu). Hodnota každého zvýšení tlaku je ve vztahu k předchozímu dvojnásobná a je zachovávána přibližně 24 hodin. Rutinní měření sedimentace je zaznamenáváno v závislosti na času během každé zatěžovací fáze. Jakmile sedimentace ustane nebo se stane pro určité zatížení zanedbatelně malou, tlak je zvýšen na následují stupeň. Pro hlušiny mají tlaky obvykle rozsah od 0.2 kPa do 400 kPa. Pro testování konzolidace vzorků s nízkou specifickou hmotností jako jsou hlušiny, může být použita Rowova cela nebo speciálně adaptovaný oedometer. Tyto zkušební cely umožňují umístění vzorku a testování původního obsahu pevných látek při stavu přibližně odpovídajícím hlušinám před konzolidací (testovaném při testu sedimentace kalu). Sedimentační testy Odvodněné a neodvodněné usazovací testy modelují sub-akvatickou a sub-aerickou fázi usazování hlušin a poskytují informaci o celkové hustotě dosažené během depozice. Testy indikují nejen hustotu usazeného materiálu, avšak také rychlost uvolňování intersticiální vody, která se používá pro účely modelování vodní bilance. Neodvodněný sedimentační test Neodvodněný sedimentační test určuje hustotu při níž hlušiny sedimentují v neodvodněném sub-akvatickém prostředí. Testy jsou prováděny na hlušinách ve formě kalu umístěných ve válci o objemu 1l s kalibrovaným dělením. Je zaznamenávána rychlost sedimentace a změna objemu hlušin při uvolňování vody na povrch. Specifická hmotnost usazeného materiálu za sucha je počítána pro okamžik, kdy usazený objem zůstává konstantní. Odvodnění sedimentační test Odvodněný usazovací test poskytuje hodnotu specifické hmotnosti za sucha, která je získána odvodněním hlušin. Testy jsou prováděny podobným způsobem jako neodvodněné sedimentační testy, avšak válec má u dna výpustní zařízení pro odvodnění a zachycení průsakové vody. Rychlost usazování a změna objemu hlušin je zaznamenávána v závislosti na času při úniku vody na povrch a u dna. Za účelem minimalizace vzniku vertikálního gradientu ve vzorku je doporučováno, aby vytlačovaná voda byla průběžně dekantována s povrchu. Specifická hmotnost sedimentovaného materiálu za sucha je počítána pro okamžik, kdy usazený objem zůstává konstantní. Sedimentační rychlost Rychlost usazování částic jemnozrnných flotačních hlušin (velikost částic < 0.074 mm) je určována z údajů zrnitostní analýzy v oblasti stanovované hustoměrem. Alternativně může být určena měřením času, za který částice klesne do hloubky 500 mm v destilované vodě. Výsledky mohou být použity pro výpočet ztrát třením při návrhu potrubí pro dopravu kalů z flotace. Pro určení výkonu potrubí pro přepravu kalů se používá procento obsahu pevných částic v celkové produkci a rychlost usazování částic.

1.2.2 Geotechnické modelovací testy Občas používaná praxe pro modelování depozice hlušin zahrnuje sekvenční testování vzorků za účelem simulace podmínek v odkališti. To může zvláště zahrnovat kombinaci testů sedimentace, vysušování, konzolidace a zkoušení pevnosti. Cílem kombinovaného testu je charakterizace vývoje sub-aericky deponovaných flotačních hlušin, v nichž probíhá jakákoliv kombinace dvou následujících odvodňovacích procesů:  usazování  vysušování  konzolidace. Testovací metody jsou popsány výše, avšak použití sedimentačních a konzolidačních vzorků v kombinovaném testovacím zařízení není standardizováno.


1.2.3 Speciální testy Pro návrh ukládání hlušin se používají další specifické testy mezi které jsou zahrnuty:  testování v aerodynamickém tunelu  testování odvodňování  filtrační testy  testy gravitačního zahušťování. Pro účely modelování odkaliště se také ojediněle používají testy pomocí centrifugy. Tyto testy jsou standardizovány pro půdy metodikou podle ASTM D-425.

1.3 Chemické a mineralogické analýzy 1.3.1 Chemické analýzy Chemické analýzy zahrnují metody pro analýzu hlušin a doprovodných hornin (1) prvky a složky obsažené v minerálech, které způsobují vznik/nebo neutralizují kyseliny (2) stopové prvky (3) prvkové složení celkové horniny, které v kombinaci s metodou RTG-difrakční analýzy může být použito pro kvantifikaci mineralogického fázového složení. Vybraný postup závisí na mineralogickém složení ověřovaných hlušin a doprovodných hornin. Analýza obsahu síry a karbonátů Zvláštní význam mají formy síry, které způsobují aciditu a formy karbonátů, které aciditu neutralizují. Formy síry, které způsobují aciditu zahrnují sulfidické minerály železa (hlavně pyrit a pyrrhotin) a sulfáty skupiny jarositu, alunit a sulfátové minerály výkvětů vznikajících evaporací. Sulfidy stopových kovů budou přispívat k aciditě vod, jestliže po jejich oxidaci za přítomnosti vody a kyslíku budou stopové prvky vysráženy jako hydroxidy, oxidy nebo karbonáty. Tyto minerály jsou zajímavé, protože přispívají k aciditě. Minerály skupiny jarositu a alunit musí být rozlišovány od sulfátů, které nezpůsobují aciditu jako sádrovec a anhydrit. Karbonátové minerály vápníku a hořčíku jsou důležité pro stanovení neutralizační kapacity hlušinového materiálu, protože jejich rozpouštění může neutralizovat kyseliny. Je nutné rozlišovat tyto minerály od karbonátů železa a manganu, které v oxidačních podmínkách nezpůsobují pouze čistou neutralizaci. Stanovení síry Existující analytické techniky, jako ty které používají spalovací pec (například analyzátor LECO) s následujícím měřením vzniklého SO2 umožňují přesné stanovení obsahu celkové síry ve studovaném materiálu. Avšak z důvodu výskytu různých forem, v nichž síra může být přítomna ve flotačních odpadech a hlušinách (sulfidická síra, elementární síra, sulfátová síra, atd.) a jejich různých potenciálů pro vznik acidity, bude pro environmentální charakteristiku sulfidických flotačních odpadů a hlušin nejvhodnější analytický postup, který umožňuje rozlišení jednotlivých forem síry. Po odstranění specifické fáze síry ze vzorku mohou být často určeny ostatní formy výskytu. Tyto metody zahrnují rozklad vzorku s uhličitanem sodným pro odstranění sulfátových minerálů. Sulfidická síra je stanovena jako rozdíl mezi celkovou sírou a sírou síranovou. Tento postup má určitá omezení závisející na mineralogickém složení zkoumaných flotačních odpadů a hlušin. Například minerály jako auripigment (As2S3) a realgar (AsS) se během rozkladu rozloží jen do určitého stupně, což vede k podhodnocení obsahu sulfidů. Také minerály skupiny jarositu a alunit se nemusí kompletně rozložit během rozkladu, což vede k nadhodnocení sulfidické síry.


493

Stanovení uhlíku Standardní techniky používající spalovací techniky (spalovací pec) mohou být rovněž použity pro stanovení obsahu celkového uhlíku (uhlík přítomný jako karbonát, organický uhlík a grafit). Formy uhlíku jsou často stanoveny úpravou vzorku odstraněním specifické fáze uhlíku a stanovením obsahu celkového uhlíku v původním a upraveném vzorku. Metoda pro stanovení obsahu karbonátů zahrnuje zahřívání vzorků při teplotě 550oC po dobu 1 hodiny, kdy se organický uhlík uvolní jako CO2 (Lapakko, 2000). Uhlík v karbonátech je v takto upraveném vzorku stanoven jako celkový uhlík. Jeho obsah je mírně nižší než původní obsah karbonátů, což je způsobeno rozkladem karbonátů během pyrolýzy. Rozdíly teplot při kterých dochází k rozkladu jednotlivých forem uhlíku popisuje Hammack (1994). Karbonáty Fe (siderit – FeCO3) a Mn (rodochrosit – MnCO3) se rozkládají a uvolňují CO2 již při teplotách v rozmezí 220 až 520 oC. Kalcit se rozkládá při teplotě nad 550 oC, zatímco dolomit se rozkládá až při teplotách mezi 800 – 900 oC. Druhou možností pro určení obsahu karbonátů je stanovení „uhlíku, který je nerozpustný v kyselinách“ (Lapakko, 2000). Po analýze celkového uhlíku je vzorek rozkládán v horké 20 % HCl, vysušen a nejméně 3 x dekantován destilovanou vodou, aby byly odstraněny zbytkové chloridy, které jsou v některých případech interferující při stanovení TOC. V upraveném vzorku je stanoven TOC a předpokládá se, že po předchozím rozkladu v HCL se jedná pouze o organický uhlík. Uhlík v karbonátech představuje rozdíl mezi původní koncentrací TOC a obsahem uhlíku ve vzorku po kyselém rozkladu. Celkový obsah minoritních a majoritních prvků Analytické metody, které se používají pro stanovení obsahu kovů ve flotačních hlušinách a hlušině z těžby se obvykle dělí na metody nedestruktivní a destruktivní. Nedestruktivními metodami se vzorek analyzuje přímo bez úpravy. Při destruktivní metodě se vzorek rozkládá a výsledný roztok lze analyzovat několika dalšími metodami. Nedestruktivní metody Mezi nedestruktivní metody je řazena instrumentální neutronová aktivační analýza (INAA) a RTG-fluorescenční spektrometrie (XRF). Vlnově disperzní XRF (WDXRF) se používá pro prvky s atomovým číslem rovným nebo menším než 26, většinou pro hlavní složky hornin (silikátová analýza), může však být využita i pro prvky s vyšším atomovým číslem. Energiově disperzní XRF (EDXRF) se používá pro stanovení prvků s atomovým číslem větším než 26, výhodou je možnost použití mobilních přístrojů pro měření v terénu. XRF je nejrozšířenější nedestruktivní metodou. Destruktivní techniky Rozklady v kyselinách, sintrování a tavení představují destruktivní metody, které se používají k rozkladu vzorků jejichž výsledkem je převedení vzorku do roztoku, kde lze obsah kovů analyzovat různými metodami. Lučavka královská (HCl a HNO3) se nejčastěji používá k rozkladu sulfidů, některých oxidů a silikátů. Téměř „celkový rozklad“ při nízké teplotě a atmosférickém tlaku lze zabezpečit použitím kombinace směsi kyselin: HCl + HF + HNO3 + HClO4. Sintrováním a tavením dochází k rozkladu celé řady minerálů. Tento postup se používá spíše pro stanovení celkového složení hornin (silikátová analýza) než pro stopové prvky. Rozklad v lučavce královské se používá pro určení maximální koncentrace prvků, které se vyluhují v kyselém prostředí. Nejpoužívanější metodou analýzu roztoku po rozkladu vzorků je plamenová atomová absorpční spektroskopie (F-AAS), atomová absorpce s grafitovým atomizérem (GF-AAS), Induktivní plasmová emisní spektroskopie (ICP-MS) (Hall 1995). První dvě metody umožňují analýzu pouze jednoho prvku v určitém čase, zatímco u ICP může být analyzováno několik prvků současně.


1.3.2 Mineralogická analýza Petrografická a mineralogická analýza vzorků je obvykle prováděna metodou RTG-difrakční analýzy, případně v procházejícím nebo odraženém světle v mikroskopu často v kombinací s analýzou obrazu. Více specializovaná technika využívá skenovacího elektronového mikroskopu (SEM) v kombinaci s elektronovou mikrosondou (EPMA) v případě, že je nutná specifická detailní mineralogická analýza jednotlivých fází. Tyto moderní metody se používají obvykle při chemických analýzách oxidačních produktů sulfidů (lemy, inkluze a amorfní fáze). Pro mikroskopii v procházejícím světle se používají výbrusy o tloušťce 30µm, pro odražené světlo se používají leštěné nábrusy. Vzorky se připravují z vrtných jader, nebo z flotační hlušiny a z reprezentativních vzorků upravovaného materiálu nebo z jiných materiálů např. ze zrn, které při humiditních testech byly umístěny v lyzimetrech. Mikroskopie v procházejícím světle se používá pro určování minerálů, které propouští světlo. Jedná se především o minerály hlušin a jiné nerudní minerály, které mohou mít neutralizační kapacitu. Mikroskopie v odraženém světle se používá pro určování minerálů, které nepropouští světlo ve výbruse, ale světlo v různém stupni odrážejí pokud jsou naleštěny. Tyto minerály zahrnují sulfidy kovů, které mohou při oxidaci vytvářet kyselinu. Obě mikroskopické metody se používají pro identifikaci jednotlivých minerálních zrn, pro určení velikosti částic a pro identifikaci vzájemných prostorových vztahů mezi zrny. Velikost částic a tvar částic, případně minerální asociace jsou velmi často určovány pomocí analýzy obrazu. Reakční produkty oxidace sulfidů (lemy na okraji zrn) jsou snadno pozorovatelné, stejně jako další mnohé charakteristiky minerálních zrn (inkluze), které nelze pozorovat jinými analytickými metodami. Možnost mikroskopického určování je extremně užitečná při studium AMD pro flotační hlušiny i hlušiny z těžby.

1.3.3 Distribuce kovů Koncentrace stopových prvků ve flotačních hlušinách a hlušinách z těžby nemusí jednoznačně vyjadřovat jejich schopnost uvolnit se a migrovat v prostředí. Fáze ve kterých se stopové prvky vyskytují určují, jak se budou prvky uvolňovat v prostředí. Pro určení vazby kovů v půdách a sedimentech se používá sekvenční extrakce (Tessier et al. 1979), které poskytuje užitečné informace o formě výskytu a mobilitě stopových prvků. Metoda sekvenční extrakce se stále častěji aplikuje pro flotační hlušiny i pro hlušiny z těžby za účelem studia formy vazby kovů (Leinz et al. 2000) ale také pro získání informací o schopnosti záchytu mobilizovaných prvků sekundárními minerály (McGregor et al., 1995, Dold, 2001). V následují tabulce je uveden příklad 7-stupňové sekvenční extrakce pro flotační hlušiny a hlušiny z těžby, kterou uvádí Leinz et al. (2000).


495

Fáze Vodorozpustná

Vzorek/extrakční medium Podmínky Doba trvání 0.25 g vzorku + 0.25 g silikagelu + 25 Třepání/ pokojová teplota 2h ml deionizované vody Ionto-výměnná Zbytek z prvního stupně extrakce + 215 Třepání/ pokojová teplota 1h ml 1M octanu sodného Karbonáty Zbytek ze druhého stupně extrakce + 25 Třepání/ pokojová teplota 2h ml 1 M octanu sodného pufrovaného kyselinou octovou, pH 5 Fe-MnOxam Zbytek ze třetího stupně extrakce + 25 Vodní lázeň, teplota 50 oC 30 minut ml 0.25 M hydroxylaminhydroxhlorid v 0.25 M HCl FeOxcryst Zbytek ze čtvrtého stupně extrakce + 25 Vodní lázeň, teplota 94 oC 30 minut ml 4M HCl Sulfidy Zbytek z pátého stupně extrakce + 2g 45 minut chloristanu sodného + 10 ml deionizované vody. Zbytek + 25 ml HNO3 Vroucí vodní lázeň 40 minut Silikáty Zbytek se rozloží s 10 ml konc. HNO3 + 220 oC 10 ml HClO4 + HF + 25 ml 4M HCl 100 oC 30 minut Tabulka Příloha 4.2 : Příklad 7-stupňového postupu při sekvenční extrakci hlušin z úpravy a těžby

1.4 Výpočet acidobazické rovnováhy 1.4.1 Metody Statické metody určení acidobazické rovnováhy jsou krátkodobé (obvykle v hodinách nebo dnech) a relativně levné, což umožňuje odhad schopnosti flotačních hlušiny nebo hlušiny z těžby produkovat kyselinu a posouzení možnosti její neutralizace. Tyto metody neuvažují s takovými parametry mezi které patří aktuální schopnost minerálů produkovat nebo neutralizovat kyselinu a rozdíly ve schopnosti rychlosti rozpouštění minerálů produkujících nebo neutralizujících kyseliny. Tyto metody se používají screeningové, po jejich aplikaci následuje další verifikace. Mezi nejpoužívanější metody patří:  Sobekova metoda určení acidobazické rovnováhy (ABA) (Sobek, et al. 1978)  BC Research Inc. Původní testovací metoda (Bruynesteyn and Duncan, 1979)  Čistá produkce kyseliny (Net Acid Production - NAP) metoda (Coastech research Inc., 1989)  Čistá tvorba kyseliny (Net Acid Generation – NAG) metoda (Miller et al., 1997)  Modifikovaná metoda určení acidobazické rovnováhy (ABA) (Lawrence and Wang, 1997)  Lapakkova metoda určení neutralizačního potenciálu (Lapakko, 1994)  Korekce na obsah sideritu pomocí peroxidu vodíku u Sobekovy ABA metody (Skousen et al. 1997) Přes rozdíly v jednotlivých metodách, všechny tyto metody zahrnují:  Určení kyselinotvorného potenciálu (Acid Potential – AP), který vychází z obsahu celkové (Scelk)nebo sulfidické síry (Ssulf.)  Určení neutralizačního potenciálu (Neutralization Potential – NP)  reakce vzorku se známým množstvím anorganické kyseliny  určení ekvivalentního množství zásady na spotřebovanou kyselinu  přepočet změřeného množství na neutralizační potenciál v g/kg nebo v kg CaCO3/tunu hlušiny


Mezi nejčastěji používané statické metody patří standardizovaná metoda ABA (Sobek et al., 1978). V současné době se používá modifikovaná ABA (Lawrence and Wang, 1997), NAG metoda (Miller et al., 1997) a B.C. Research test (Bruynesten and Duncan, 1979). Jak bylo popsáno dříve, statické metody kvantifikují schopnost kyselinotvorného potenciálu (AP) na základě obsahu celkové nebo pyritické síry. Celkový obsah síry (standardní postup ABA) nadhodnocuje aktuální kyselinotvorný potenciál (AP) u vzorků s obsahem sulfátů, které nejsou schopny přispívat ke kyselinotvornému potenciálu (například baryt nebo sádrovec). Na druhé straně při použití pyritické síry (modifikovaná ABA) dochází k podhodnocení aktuálního kyselinotvorného potenciálu za přítomnosti významného množství minerálů, které mají kyselinotvorný potenciál (například melanterit nebo jarosit). Znalost mineralogického složení flotačních hlušin nebo hlušin z těžby z hlediska obsahu síranů umožňuje lepší výběr příslušné metody pro kvantifikaci kyselinotvorného potenciálu. V současné době se používá spíše výpočet AP z obsahu sulfidické síry. Různé statické metody pro určení neutralizačního potenciálu (NP) poskytují pro jeden analyzovaný vzorek velmi rozdílné výsledky. Na těchto rozdílech se může podílet celá řada faktorů: proměnlivá velikost částic, druh a množství použité kyseliny, teplota, vztažná hodnota pH do které probíhá zpětná titrace, pokud se používá. Význam jednotlivých faktorů, které ovlivňují proměnlivost NP závisí na mineralogickém složení vzorku. Podmínky za kterých dochází k rozpouštění minerálů při různých metodikách ABA jsou uvedeny v následující tabulce. Je známo, že karbonáty jsou považovány za nejreaktivnější minerály, které jsou schopny neutralizovat kyseliny, zatímco plagioklas, ortoklas, muskovit a křemen patří k pomalu zvětrávajícím minerálům. Metoda stanovení čisté produkce kyseliny (Net Acid Production – NAP, Coastech Research Inc., 1989) a čisté tvorby kyseliny (Net Acid Generation – NAG, Miller et al., 1997) je založena na principu akcelerace oxidace Fe-sulfidických minerálů peroxidem vodíku. Produkovaná kyselina rozpouští minerály, které jsou schopny neutralizace a výsledek čisté produkce kyseliny a její neutralizace může být přímo měřen. Tento postup nevyžaduje stanovení obsahu síry, a proto se při orientačních terénních měření využívá více než ostatní statické testy. Z předchozích studií je známo, že při použití NAP na materiály, které obsahují > 10 % síry dochází k podhodnocení kyselinotvorného potenciálu v důsledku neúplné oxdiace (Adam et al., 1997). Množství přidávané kyseliny

Metodika

Kyselina

Sobek

HCl

Určeno z Fizz testu

BCRI Initial

H2SO4

Modifikovaná ABA

HCl

Dosažení pH 3.5 Určeno z Fizz testu

Lapakko

H2SO4

Sobek – korekce na siderit

Konečná hodnota pH po přídavku kyseliny 0.8 – 2.5

Doba trvání

Teplota

Rozpouštěné minerály

Dokud dochází k uvolňování plynů (asi 3 hod)

90 oC

3.5

16 – 24 hod

pokojová

2.0 – 2.5

24 hod

pokojová

Karbonáty, Ca-živce, pyroxeny, olivín. Některé živce anortoklas > ortoklas > albit. Fe-Mg pyroxeny, hornblendit, augit, biotit Ca+Mg karbonáty, chlorit, limonit Ca+Mg karbonáty. Biotit, chlorit, amfibol, olivín Ca+Mg karbonáty

Dosažení 6.0 Až 1 týden pokojová pH 6 Metodika je stejná jako u Sobeka, ale přidává se H2O2 – korekce pro siderit

Ca+Mg karbonáty Vyloučeny jsou Fe+Mn karbonáty

Tabulka Příloha 4.3 : Obecná metodika pro výpočet kyselinotvorného potenciálu (ABA)


497

1.4.2 Screeningová hodnotící kriteria Dva parametry jsou vypočítávány pro určení zda materiál má kyselinotvorný potenciál ke vzniku kyselých důlních vod:  čistý neutralizační potenciál (NNP), který vyjadřuje rozdíl mezi neutralizačním potenciálem (NP) a kyselinotvorným potenciálem (AP). NNP je vyjádřen v kg CaCO3/t materiálu  poměr neutralizačního potenciálu (Neutralisation Potential Ratio – NPR), který vyjadřuje poměr hodnot NP/AP. Dříve byly tyto parametry používány pro charakteristiku flotačních hlušin a hlušin z těžby z Appalčských uhelných dolů, později byla používána i v západní Canadě při těžbě rudních ložisek. Materiály s obsahem sulfidů, které vykazují negativní čistý neutralizační potenciál mohou být zdrojem kyselých vod. Výjimkou jsou materiály s velmi nízkým obsahem sulfidů nebo v případě, že se velmi pomalu rozpouští, neutralizaci zabezpečují jiné minerály než karbonáty. Na základě hodnoty NPR doporučilo British Columbia Ministry of Employment and Investment of Canada screeningové hodnoty ABA, které jsou uvedeny v následující tabulce (Price et al., 1997). Výše uvedená kriteria definují tzv. “šedou zónu“ pro NPR, která se pohybuje v rozsahu 1 a 4. Jestliže kyselinotvorný potenciál testovaného materiálu spadá do šedé zóny není produkce kyselin jednoznačná a doporučují se následně kinetické testy, které umožňují další přesnější charakteristiku materiálu ve vztahu k možné produkci kyselin. Standardy Britské Columbie doporučují určení neutralizačního potenciálu na základě modifikované Sobekovy metody (modifikovaná ABA) a určení kyselinotvorného potenciálu vychází ze stanovení obsahu sulfidické síry ve vzorku. Potenciál ke vzniku ARD NPR Poznámky Pravděpodobný

< 1:1

Pravděpodobně dochází ke vzniku kyselých důlních vod (ARD) Možný 1:1 – 2:1 Možný vznik ARD jestliže minerály ovlivňující neutralizační potenciál nejsou příliš reaktivní, nebo je o ně materiál rychleji ochuzován než o sulfidy Nízký 2:1 – 4:1 Nepředpokládá se vznik ARD pokud se nevyskytují extrémně reaktivní sulfidy, které nemají v materiálu dostatečně reaktivní zdroj NP. Žádný > 4:1 Není potřeba dalšího testování neboť materiál je zdrojem alkality Tabulka Příloha 4.4 : ARD potenciál ve vztahu k neutralizačnímu potenciálu (NPR)

Alternativním přístupem je použití modifikované ABA (Lawrence and Wang, 1997) společně s mineralogickou analýzou vzorku jako základ pro screeningové hodnocení ARD. Modifikovaná ABA minimalizuje riziko špatného zařazení testovaných vzorků do špatné kategorie a zároveň je ekonomicky efektivním screeningovým testem.

1.5 Kinetické metody Kinetické testy se provádějí u flotačních hlušin sulfidických rud a pro hlušiny z těžby na základě výsledků statických testů v případě, že byl prokázán kyselinotvorný potenciál nebo hodnoty NPR spadají do oblasti zóny nejistoty. Kinetické testy jsou také používány pro určení vyluhovatelnosti kovů nebo stopových prvků pro dané prostředí. Kinetické testy jsou požadovány pro odhad rychlosti uvolňování kyselin a pro odhad chemického složení kyselých důlních vod. Tyto informace lze považovat za kritické z hlediska pro environmentálně bezpečný management nakládání s hlušinami z těžby a úpravy. Byla vyvinuta celá řada laboratorních kinetických testů s vlhkostními kolonami, kolonové testy, lyzimetry (viz tabulka dále). V současné době jsou nejrozšířenější 3 laboratorní metody, které se používají pro vzorky z vrtných jader, ale i pro hlušiny z těžby a úpravy nerostných surovin. Všechny kinetické testy obsahují 2 kroky: periodické loužení vzorku a odběr vylouženého media pro analýzu.


Typ 1

Vlhkostní kolony (ASTM D5744-96)

Metoda

Hmotnost vzorku: 1 kg Oxidační cykly (suchá/mokrá perioda) Minimální doba trvání: 20 týdnů 2 Kolonový test Provozní podmínky jsou specifické pro zkoumaný materiál nebo lokalitu. Simulace oxidačních a redukčních podmínek 3 Test v lyzimetru Simulace podmínek pro danou lokalitu Tabulka Příloha 4.5 : Laboratorní kinetické testy

Poznámky  Standardní postup  Určení rychlosti produkce kyselin/neutralizace  Nejsou simulovány reálné podmínky  Flexibilní, dovoluje simulaci terénních podmínek  Dlouhá doba trvání  Nejsou standardizovány  Dlouhá doba trvání

Vlhkostní kolona je standardním kinetickým testem (ASTM D5744-96), který doporučuje stát B.C. Canada pro odhad geochemického chování hlušin z úpravy a těžby. Obvykle je označována za podporovanou oxidační proceduru, je navržena, aby simulovala urychlené zvětrávání v přírodních podmínkách u vzorků s potenciální možností vzniku kyselin za současného snížení doby trvání testu. Kolona je pro materiály, které 100 % projdou přes síto 6.3 mm vysoká 203 mm, průměr je 102 mm. Pro materiály o zrnitosti < 150 µm (jemné flotační hlušiny) má kolona výšku 102 mm a průměr 203 mm. Ve vlhkostním testu se provádí cyklické operace během kterých vzorkem 3 dny prochází suchý vzduch a následně další tři dny vlhký vzduch (vodou nasycený) a jeden den dochází k promývání definovaným objemem vody (například 500 ml/1 kg vzorku). Je doporučována minimální hmotnost vzorku – 1 kg a minimální doba trvání – 20 týdnů. Kolonové testy se provádí pro určení geochemického chování hlušin z úpravy a těžby nerostných surovin, které jsou ukládány na povrchu a jsou ovlivňovány atmosférickými procesy zvětrávání. Zatímco u vlhkostních testů je postup standardizován, pak u kolonových testů je postup do značné míry flexibilní. Flexibilita umožňuje výběr specifického materiálu například s ohledem na zrnitost, hmotnost a objem vzorku, suché/mokré cykly, objem vody k promývání apod. Kolony pro sub-aerické a částečně mokré testy a obvykle mají průměr 76, 102 nebo 152 mm a jejich výška dosahuje od 1 až nad 3 m. Lyzimetry mohou být také používány pro určení poměru mezi procesy vzniku kyseliny a její neutralizace pro flotační hlušiny sulfidických rud a hlušiny z těžby za účelem odhadu kvality drenážních vod. Stejně jako kolonové kinetické testy umožňují testy v lyzimetru přizpůsobit podmínky testů podmínkách lokality. V porovnání s kolonami mají lyzimetry obvykle větší průměr a nižší výšku (průměr 30 až 70 cm a výška od 30 do 100 cm). Je zřejmé, že vlhkostní testy obvykle určují jestli daný vzorek bude produkovat aciditu, ale nedefinují za jakých podmínek bude produkovat aciditu nebo charakter kyselých důlních vod. Na druhé straně kolonové nebo lyzimetrické testy mohou simulovat terénní podmínky a jejich výsledkem může být odhad kvality kyselých důlních vod. Při kinetických testech jsou monitorovány následující parametry: hmotnost/objem výluhu, pH, vodivost, redoxní potenciál (mV), acidita/alkalita, sírany a rozpuštěná forma výskytu těžkých kovů.


499

1.6 Přítomnost rozpustných solí Stanovení pH v kašovitém vzorku je jednoduchým terénním testem, který se používá pro stanovení přítomnosti rozpustných kyselých solí v hlušinách z těžby a úpravy. U většiny metod se pro stanovení pH připravuje směs o hmotnostním poměru 1:1 (destilovaná voda : na vzduchu vysušený vzorek). Hmotnost vzorku a doba pro ustanovení rovnováhy ve směsi voda-vzorek se u jednotlivých metod liší. Postup popsaný MENDEM (1990) určuje pH ve směsi 10 g vzorku (< 60 mesh) s 5 ml destilované vody (přidávaná voda je dostatečná pro nasycení vzorku, ale vzorek nepřekryje). Metoda pro stanovení koncentrace kyselin je méně komplikovaná, ale spíše vyjadřuje odhad kyselin přítomných ve vzorku než pouhé změření pH (Lapakko, 2000). Agituje se směs 20 g vzorku (< 200 mesh) a 50 ml deionizované vody, určí se původní hodnota pH a směs se titruje NaOH do pH 7. Standardizovaná metoda pro stanovení pH v kašovitém vzorku se provádí podle U.S. EPA (Metoda 9045C).

1.7 Vyluhovací testy pro kovy 1.7.1 Metodika Vznik kyselých výluhů v oblasti ložisek sulfidů nebo uhelných ložisek včetně vytěžených lokalit je často doprovázen zvýšeným obsahem vyloužitelných kovů v důlních vodách. Celosvětově byla vyvinuta celá řada metodik a postupů, které určují schopnost vyluhování v hlušinách z těžby a úpravy. Testy vyluhovatelnosti hodnotí proměnlivost výluhu v závislost na poměru množství vyluhovacího roztoku a pevného materiálu, chemické složení loužícího média, testování kusového monolitického nebo zrněného materiálu, případně i materiál, který byl solidifikován a stabilizován. Přehled jednotlivých metod používaných v Evropě, USA a v Kanadě je uveden v následující tabulce. Vyluhovací testy se mohou rozdělit do 2 kategorií:  extrakční testy, u kterých probíhá jednorázové vyluhování s určeným množstvím vyluhovacího média  dynamické extrakční testy, kde je vyluhovací médium regenerováno během testu Postup vyluhovacích testů většinou zahrnuje zmenšení velikosti zrn pro zvětšení měrného povrchu zrn, který je v kontaktu s vyluhovacím médiem, což umožňuje snížení času nutného pro dosažení podmínek rovnovážného stavu. V následujícím přehledu jsou uvedeny příklady extrakčních testů, které mají standardizované postupy:  Testy vyluhovatelnosti na toxicitu podle US EPA (TCLP, metoda 1311)  Specielní metodika extrakce pro odpady z Britské Columbie, SWEP (MELP, 1992)  Německý standard DIN 38414-S4  Francouzský standard AFNOR X 31-210  Švýcarský TVA vyluhovací test  EN 12457/1-4 V posledních dvou desetiletích se nejčastěji používá metodika TCLP a SWEP, které byla vyvinuta pro simulaci vyluhovacích procesů ve skládkách, kdy se jako vyluhovací medium používá kyselina octová. Tato kyselina potlačuje rozklad organických složek obsažených ve skládkách komunálního odpadu, ale zároveň má silnou schopnost rozpouštět olovo. Vzhledem k tomu, že při ukládání hlušin z těžby a úpravy není kombinováno s ukládáním odpadů s obsahem organické složky nejsou vyluhovací testy s kyselinou octovou doporučovaným postupem pro jejich charakterizaci. Pro extrakční testy se používá jako vyluhovací médium deionizovaná voda (DIN 38414-S4), modifikovaná SWEP, které více odpovídají přibližným podmínkám pro ukládání hlušin z těžby a úpravy.


V současné době v návaznosti na směrnici o skládkování (Landfill Directive 1999/31/EC), byla vytvořena Evropská norma EC 12457/1-4 používaná pro klasifikaci odpadů, které mohou být ukládány na skládkách (COM(2002) 512 final), kde se také používá jako vyluhovací medium deionizovaná voda. Při dynamických testech se vyluhovací médium řízeně obnovuje buďto kontinuálně nebo s přestávkami. Protože je fyzikální integrita studovaného materiálu během testu řízena, jsou získané informace funkcí času. Dynamické extrakční testy poskytují informace o kinetice z hlediska mobility polutantů. Obecně mohou být dynamické extrakční metody rozdělovány na:  sériové analýza celkového vzorku  průtokové testy kolem vzorku (flow-around)  průtokové testy vzorkem (through test)  Soxhletova extrakce V sériových analýzách celkového vzorku se podrcený vzorek smísí s vyluhovacím médiem, směs je agitována po specifický časový interval. Po uplynutí doby je výluh oddělen a je přidáno nové vyluhovací médium. Proces se takto neustále opakuje dokud není naplněn celkový požadovaný počet opakování. Koncentrace měřených polutantů v sérii výluhů poskytuje informace o kinetice rozpouštění a uvolňování polutantů. Příklady opakovaných extrakčních postupů jsou standardizovány metodou 1320 podle U.S. EPA, testem přístupnosti (NEN 7341) a sériovými analýzami celkového vzorku (NEN 7349) – Nizozemí. Průtokové testy okolo vzorku (flow-around) se používají pro monolitické vzorky. Vzorek je umístěn do testovací nádoby tak, že kolem vzorku zůstává prostor ve kterém cirkuluje vyluhovací médium okolo vzorku. Vyluhovací médium je kontinuálně obnovováno, periodicky vzorkováno nebo může být nahrazováno střídavě. V takovém případě je poměr mezi tuhou fází a vyluhovacím médiem vyjádřen jako poměr objemu vyluhovacího média a měrného povrchu vzorku. Příklady těchto testů jsou obsaženy v ANSI 16-1 a v monolitickém difúzním testu (NEN 7345) z Nizozemí. Průtokové testy vzorkem se liší od průtokových testů okolo vzorku tím, že v tomto případě protéká vyluhovací médium spíše vzorkem než okolo vzorku pro podmínky, které simulují ukládání hlušin z úpravy a těžby. Průtokové testy vzorkem, stejně jako kinetické testy při testování ARD jsou prováděny jako kolonové testy nebo testy v lyzimetrech, které mohou odpovídat specifických podmínkám dané lokality. I průběh těchto testů může být ovlivněn změnami podmínek během vlastního experimentu způsobenými tvorbou kanálků, změnou průtoků, která je ovlivněna hydraulickou konduktivitou materiálu, aglomerací jemnozrnných částic a biologickou aktivitou v systému. Průtokové testy vzorkem jsou metodicky popsány v:  Holandský standardní kolonový test (NEN 7343)  ASTM D 4874-95 Kolonový test  Newada Meteoric Water Mobility Procedure (MWMP) – který je určen pro velké objemy a hrubozrnný materiál Uvedená klasifikace vyluhovacích testů je vztažena k dynamickému systému vyluhovacího procesu. Další možností jak rozlišit vyluhovací testy je jejich cíl aplikace. V takovémto kontextu mohou být vyluhovací testy děleny na:  testy charakterizující chování materiálu během vyluhování za různých expozičních podmínek (délka testů se pohybuje od několika dní až po týdny nebo měsíce)  krátkodobé testy zaměřené na posouzení, zda materiál vyhovuje limitním hodnotám (doba trvání testu je jeden až dva dny)  ověřovací testy „in-situ“, které se používají k ověření předchozích hodnocení vsázky nebo toku do úpravárenského zařízení a/nebo do zařízení pro nakládání s hlušinou.


501

Poslední dvě kategorie testů byly převzaty i CEN (Evropskou organizací pro standardizaci) jako základ pro vývoj standardních vyluhovacích testů. Jak již bylo dříve zmíněno současný evropský standard EN 12457 (Van der Sloot et al., 1997, EN 2002) je extrakčním testem pro vyluhování zrnitých odpadů a kalu s deionizovanou vodou.


Organizace/země

Standard

Extrakční testy 1 U.S.EPA

Ep Tox

2

TCLP

3

SPLP

4 5 6 7 8 9 10

Britská Columbie – speciální vyhláška pro odpady Kanada* SRN Francie CEN/TC/292 Centrum pro charakterizaci materiálů, 1984

Použití

Klasifikace odpadů ve vztahu k toxicitě Hodnocení vlivu odpadů

SWEP Modifikovné SWEP ELT DIN 38414 S4 AFNOR X-31-210 EN 12457 MCC-IP

Granulované odpady Kaly a sedimenty Zrnité odpady Zrnité odpady a sedimenty Radioaktivní odpady s vysokým obsahem radionuklidů

Vyluhovací medium

0.04 M CH3COOH, pH 5 CH3COOH, pH 2.88 nebo pH 4.93

Maximální velikost částic

9.5 mm

Syntetický kyselý déšť Deionizovaná voda Deionizovaná voda

9.5 mm

Deionizovaná voda Deionizovaná voda Deionizovaná voda Deionizovaná voda

150 µm 10 mm 4 mm 90 % < 4 mm

Deionizovaná voda

monolit

Poměr kapalina: tuhá fáze

Počet extrakcí

Doba trvání

16:1

1

24 hod

20:1

1

18 hod

20:1

1

18 hod

20:1 20:1

1 1

24 hod 1 hod

4:1 10:1 10:1 2:1 až 10:1

1 1 nebo více 1 1 nebo 2

7 dní 24 hod 24 hod 24 hod

Objem/měrný povrch: 10 – 200 cm

1

neurčeno

Tabulka Příloha 4.6 : Postupy vyluhovacích testů pro odpady (EPA/625/6-89/022, Van der Sloot et al., 1997) * Environment Canada and Alberta Environmental Center (1986)


503

Pokračování Organizace/ země Dynamické testy 13 U.S.EPA 14 15

Standard

Skandinávské země

23 24 25

1 >9 4

50:1

2

3 hod na extrakci

Ukládání odpadů v anorganickém prostředí nebo na komunálních skládkách Zrnitý odpad

NEN 7349 sériová analýza celkového vzorku TVA – vyluhovací test Sériová analýza celkového vzorku ENA – třepací test Sériová analýza celkového vzorku WRU

22

16:1 20:1 10:1

Minerální odpady – simulace kvality pórové vody

18

Velká Británie

9.5 mm

Deionizovaná voda a) při pH 7 a b) pH 4.0

NEN 7345

21

α) CH3COOH β) syntetický déšť Deionizovaná voda

Holandské odpadové hospodářství/maximální vyluhovatelnost Minerální odpady – simulované vyluhování krátkodobé a střednědobé (< 50 let) Vyluhovací testy pro monolity a stabilizované odpady Chování odpadů při dlouhodobém vyluhování Zrnité a monolitické odpady

17

Švédsko

Poměr kapalina: tuhá fáze

NEN 7341 test dostupnosti NEN 7343 – kolonový test

20

Maximální velikost částic

Zrnité odpady

16

Švýcarsko

Vyluhovací medium

MEP sériová analýza celkového vzorku MWEP

Nizozemí

19

Použití

Nordtest sériová analýza celkového vzorku Nordtest dostupnosti

Zrnité odpady/monolity

Zrnitý odpad

Nordtest kolonový

Zrnitý odpad

ANS 1986

NAS – 16.1

Nízká úroveň/nebezpečný odpad

Nevadská hornická asociace

MWMP

9.5 mm nebo monolit 125 µm

Počet extrakcí

Doba trvání 24 hod 18 hod na extrakci

Deionizovaná voda s HNO3 při pH 4.0

4 mm

0.1:1 do 10:1

7

21 dní

Deionizovaná voda

0.1x0.1x0.1 m > 40 mm 4 mm

5:1

8

6 hod až 64 dní

20:1 až do 100:1

5

23 hod na extrakci

Nespecifikováno

10:1

2

24 hod na extrakci

Deionizovaná voda s pH 4 upraveným H2SO4

20 mm

4:1

4

24 hod na extrakci

Deionizovaná voda nebo CH3COOH při pH 5

10 mm

1 až 10 pórový objem

5

2 – 80 hod

Deionizovaná voda s pH 4 upraveným HNO3 Deionizovaná voda a) při pH 7 a b) pH 4.0 Deionizovaná voda s pH 4 upraveným HNO3 Deionizovaná voda

90% < 4 mm

2:1 až si 50:1

125 µm

100:1

4 mm

0.1:1 až do 2:1

4-5

Monolit

11

2 hod až 90 dní

Deionizovaná voda

5 cm

Objem/povrch: 10 cm 1:1

1

24 hod

Deionizovaná voda, atmosférické CO2, pH 5-6 Deionizovaná voda s pH 4 upraveným HNO3


1 nebo 2 nebo 3 2

24 hod 3 hod na extrakci 20 dní

2. Metodika pro charakterizaci hlušin z úpravy a těžby 2.1 Environmentální charakteristika vzorků hlušin Na následujícím obrázku je uvedena metodika pro hodnocení flotačních hlušin a hlušin z těžby, která vychází z techniky vyvinuté pro určení chování odpadů z důlní činnosti popsané v prvním oddíle.

Obrázek Příloha 4.1: Metodika pro charakterizaci flotačních hlušin a hlušin z těžby

2.1.1 Standardní operační postup Standardní operační postup (SOP) popisuje jak jsou prováděny specifické testy a metody. SOP zahrnuje popis odběru vzorků, přípravy vzorků, kalibraci, postup měření a každý další test, který se může opakovat. „Standardní“ znamená, že je specifikován postup, který bude v každém případě dodržen i když byl nebo nebyl vyvinut standardizovanou organizací. V případě že existuje standardizovaný postup, pak laboratoře, výzkumné organizace a těžební průmysl tento postup provádí neboť je tak zabezpečena možnost vzájemného porovnání dat mezi laboratořemi. Postup SOP vychází ze zkušeností získaných při pravidelných měřeních, žádná metodika nemůže být použita bez posouzení. Její použitelnost musí být zvažována vždy a při každém použití. Jestliže bývá používána nepravidelně, musí být zabezpečeno dostatečné množství předchozích měření umožňujících statistickou kontrolu měřeného procesu pro každý případ. Standardní operační postup (SOP) je pro charakterizaci flotačních hlušin uveden v následujících dvou tabulkách. Většina z uvedených postupů může být použita i pro charakteristiku hlušin z těžby.


505

SOP*

Parametr Zrnitostní analýza Hustota částic Vlhkost Vztah mezi hustotou za sucha/vlhkost Konzolidační kolonový test Propustnost – triaxiální cela

Metoda

BS 1377: část 2: 1990 BS 1377: část 2: 1990 BS 1377: část 2: 1990 BS 1377: část 4: 1990

Suchá nebo mokrá sítová analýza Pyknometrická metoda Vysušení v sušárně Kompakce

Bude upřesněn BS 1377: část 6: 1990 Triaxiální metoda měřením v cele KP (Příloha A.1.1) * Jako ekvivalent je používána standardní metodika podle standardů Velké Británie nebo EU Tabulka Příloha 4.7 : Standardní operační postup

Parametr ABA Rozpustné soli Vyluhovatelnost 1. Postup pro určení toxicity (TCLP 2. Vyluhování syntetickým deštěm (SPLP) 3. Vyluhování vodou 4. Vyluhování vodou 5. Sekvenční metody Kinetické testy 1. Vlhkostní cela

SOP

Připomínky

Modifikovaná ABA (příloha B.1.1) 1. Měření pH v kašovitém vzorku 2. Modifikovaný speciální extrakční postup podle Brtiské Columbie

Doporučeno Doporučeno Doporučeno

USEPA # 1311

Nezávazné

USEPA # 1312 DIN 38414 S4 Potřeba standardizace

Nezávazné Doporučeno

Modifikováno podle Morin a Hutta (1997) a ASTM D5744-96 Vyvinuto GSG

Kolonové nebo vlhkostní testy jsou selektivně používány

2. Kolonový test Chemická analýza 1. Plamenová atomová absorpční spektroskopie (F-AAS) 2. Atomová absorpční spektroskopie s grafitovou atomizací 3. Induktivně vázaná plazma-atomová emisní spektroskopie (ICP-AES) 4. Induktivně vázaná plazma –hmotnostní spektroskopie (ICP-MS) Mineralogické metody 1. RTG-fluorescence (XRF) 2. RTG – difrakce (XRD) 3. Skenovací elektronová mikroskopie (SEM) 4. Mikroskopie v transmitovaném světle (TLM) Tabulka Příloha 4.8 : Standardní operační postup


2.2 Charakteristika aditiv Z hlediska zajištění environmentálního nakládání s hlušinami z úpravy a těžby během vlastní těžby, ale i uzávěry důlní činnosti se používají aditiva, které omezují a eliminují vznik kyselých důlních vod a kyselin. Charakteristika aditiv bude závislá jednak na použitém typu a dále na důvodu jejich použití. Aditiva jsou rozdělena do následujících kategorií:  alkalické materiály (vápence, vápno) které se používají pro neutralizaci  pucolánové materiály (například popílek) který se používá pro úpravu neutralizační kapacity, modifikaci geotechnických vlastností ukládaných odpad/flotačních hlušin a pro snížení propustnosti (tvorba bariér)  jíly (například bentonit) se používá pro vytvoření vrstev s nízkou propustností, případně se používá i pro překrytí  organické materiály (například biologické kaly) jsou využívány hlavně během etapy rekultivace, umožňují zabezpečení anaerobních podmínek v materiálu V následující tabulce jsou popsány některé metody pro charakterizaci aditiv : Parametr

Metoda

Vlhkost Zrnitostní rozbor Index bobtnání Chemická analýza

BS 1377:2 1990 BS 1377:2 1990 ASTM D 5890 AAS/ICP/titrace, gravimetrie

Obsah volného CaO Mineralogická analýza Neutralizační potenciál Kationtová výměnná kapacita Vyluhovatelnost kovů Tabulka Příloha 4.9 :

En 451-1 RTG-difrakce, optické metody Modifikovaná ABA Olphen 1977

Alkalické materiály   CaO, MgO, Al2O3, CO2, SO3, SiO2, Fe, Mn, ztráta žíháním  

Pucolánové Jíly matriály      Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O, TiO2, SiO2, SO3, CO2, ztráta žíháním, obsah stopových prvků: Pb, Zn, Cd, As, Mn, Ni, Cr   

Organické látky   TOC, dusík, Pcelk, ztráta žíháním, obsah těžkých kovů -







-

-

-





TCLP  DIN 38414 S4 Některé metody pro charakteristiku aditiv





2.3 Vývoj techniky sanace a rekultivace 2.3.1 Fyzikální a geochemická stabilizace Pro vývoj a hodnocení postupu sanace a strategie pro uzávěru zařízení na ukládání flotačních hlušin nebo hlušin z těžby je obvyklou praxí provedení laboratorních kinetických testů, které jsou podobné jako testy prováděné pro program environmentální charakteristiky. Například je prováděno posuzování účinnosti přídavky alkalických aditiv pro prevenci vzniku kyselin z flotačních hlušin s obsahem sulfidických minerálů a hlušiny z těžby jsou sledovány vlhkostními testy v celách, kolonách (ROLCOMSMOS, 2001) nebo lyzimetrech (PRAMID, 1996). Pro přípravu a zajištění vrstev s nízkou propustností se provádí mísení odpadů z těžby a úpravy s vybranými aditivy. Metodika zahrnuje geotechnickou i geochemickou charakteristiku materiálů pro materiál, který bude využit k překryvu, jak vyplývá z následujícího obrázku. Pro flotační odpady s obsahem sulfidických minerálů byla pro překrytí připravován komposit na bázi popílek/bentonit, jehož příprava vychází ze standardů určených mezinárodní environmentální agenturou:


507

  

návrh a odhad překrývání skládek (U.S. EPA/625/4-91/025) technologie stabilizace/solidifikace odpadů (U.S.EPA 625/6-89/022) odhad a prevence vzniku kyselých důlních vod pro dobývání sulfidických ložisek (Environment Australia, 1997)

Obrázek příloha 5.1 : Environmentální charakteristika materiálů

Následující fyzikální charakteristiky flotačních hlušin a aditiv jako jsou například: vlhkost, zrnitostní rozbor, geotechnické testy jsou prováděny pro směsi kompozitů za účelem určení kritických parametrů pro povrchové bariéry, jako jsou Proctorova kompakční křivka a hydraulická konduktivita. Jestliže se u aditiv může projevit chování, které je proměnlivé v čase jako je tomu například u směsí bentonit/hlušina z flotace nebo cement/hlušina z flotace, pak jsou vyžadovány standardní postupy pro úpravu vzorku zráním před vlastním testováním (CLOTADAM 2003). Vztah mezi vlhkostí a hustotou (Kompakční křivka) je určován podle standardní nebo modifikované Proctorovy zkoušky (BS 1377 část 4, ASTM D698, D1557, D558). Je uvažován vliv zrání na směsích flotační hlušiny/aditiva v čase a obsah vlhkosti ve směsi. Měření hydraulické konduktivity se provádí vzorcích, kde proběhla kompakce při dosažení jejich optimální vlhkosti (OM – optimum moisture) a při měrné hmotnosti za sucha po dobu tvrzení 7 až 28 dní při relativní vlhkosti > 90 %, při pokojové teplotě. Tvrzení vzorku je velmi významné neboť


během pucolánové reakce a cementačních reakcí dochází k účinné fyzikální a geochemické stabilizaci materiálu. Hydraulická konduktivita stlačených vzorků za sucha i za mokra je měřena za účelem určení podmínek vedoucích ke snížení. Hydraulická konduktivita je určována podle standardního postupu (BS 1377 část 7) nebo testy propustnosti (Falling head permeability) BS 1377 část 5/6, ASTM D 5084. Pro ohodnocení geotechnické stability různých testovaných směsí může být měření hydraulické konduktivity například porovnáváno s hodnotami doporučovanými Evropskou legislativou pro málo propustné izolační vrstvy v podloží a překryvy, tzn. k<10-9 m/sec. U směsí kompozitů, které vyhovují výše uvedeným kritériím, jsou následně prováděny další geotechnické charakteristiky, které zahrnují pevnostní zkoušky (ASTM D2166) a testy životnosti za sucha i mokra (ASTM D559) pro určení jejich pevnostních charakteristik a odhadu jejich dlouhodobé fyzikální integrity. U.S.EPA uvažuje u solidifikovaných/stabilizovaných materiálů s pevností od 50 psi (345 kPa), aby se dosáhlo dostatečné pevnosti v tlaku (U.S.EPA/625/6-89/022). Je doporučováno dodržení těchto minimálních kriterií pro získání stabilních materiálů, které budou vyhovovat z konstrukčního hlediska jako podložní izolační materiál i jako materiál k překrytí. Minimální požadovaná pevnost v tlaku pro směsi flotačních hlušin s aditivy musí být vyhodnoceno na základě konstrukčního zatížení jemuž materiál bude vystaven. Geochemické testy Geochemické testy jsou prováděny na kompaktních směsích kompozitů a zahrnují:  modifikovanou metodu ABA, která se používá pro určení kyselinotvorného potenciálu flotačních hlušin z těžby sulfidů  standardní testy pro vyluhování kovů – metoda DIN 38414 S4.

2.3.2 Rekultivace oblastí s uloženými hlušinami Celá řada specifických chemických testů může být provedena pro charakteristiku upraveného nebo neupraveného flotačního materiálu jako prostředí pro růst rostlin. Tyto testy zahrnují: chemickou analýzu, aciditu, salinitu/sodicita a obsah prvků v půdním roztoku. Detailní popis prováděných testů je uveden v: „Methods of Soial Analysis, Part 2: Chemical and Microbiological Properties“, 2nd eidtion, American Society of Agronomy Inc., Soil Science Society of America Inc., Madison Wisconsin, US, 1982. Chemické analýzy Kromě určení obsahu těžkých kovů, které již byly popsány dříve, je potřeba určit celou řadu anorganických prvků esenciálních pro rostliny, kde patří: Určení celkového uhlíku, anorganického a organického uhlíku Celkový obsah uhlíku v půdách je vyjádřen jako suma anorganického a organického uhlíku. Většina organického uhlíku je přítomna v organických látkách půdy, které jsou tvořeny buňkami mikroorganismů, zbytky rostlin a živočichů v různém stupni rozkladu, stabilním „humusem“, který vzniká ze zbytků a silně zuhelnatělými látkami jako je dřevěné uhlí, grafit a uhlí. Anorganický uhlík je většinou obsažen v karbonátech. Určení P,N a K Přítomnost těchto prvků je pro růst rostlin zásadní. Možný nedostatek je kompenzován přídavkem vhodnému hnojiva. Druh hnojiva a jeho množství je určováno na základě jeho přítomnosti v půdách. Následující standardní postupy pro určení N,P,K v půdách. Potenciální acidita a pH Existují různé metodiky pro stanovení pH, které zahrnují přímé měření v saturované kaši, měření v nasyceném extraktu a měření ve zředěném extraktu (například v poměru kapalina:tuhá fáze =1, 2, 5 atd.). Reprezentativnější výsledky měření pH v půdách (stejně jako u elektrické konduktivity a obsahu


509

rozpuštěných solí) se získají ze saturované kaše/extraktu, neboť lépe vyhovují terénním podmínkám. Velmi často jsou používány jiné metody než podmínky saturovaného prostředí, neboť jsou jednodušší a výluh může být použit pro další analýzy (sírany, těžké kovy atd.). Kyselinotvorný/neutralizační potenciál je určen zpětnou titrací do kyselého nebo zásaditého prostředí do předefinovaného konečného bodu titrace. Elektrická konduktivita (EC) a rozpuštěné soli Stejně jako v případě pH může být elektrická konduktivita (EC) měřená v nasycené kaši nebo ve zředěném extraktu. Rozpuštěné soli jsou určeny ze stanovení v extraktu. Poměr adsorpce sodíku (Sodium Adsorption Ratio – SAR) je vypočítán podle rovnice: SAR = Na/((Ca+Mg)2/)1/2 Kde Na,Ca a Mg jsou vyjádřena v meq/l. CEC a ESP Kationtová výměnná kapacita (CEC) je měřena jako schopnost půd zachytit kationy v jejich iontovýměnné formě. Většina této výměnné kapacity je vázána na přítomnost jílů a organických látek ve vzorku. Kapacita záchytu kationů v iontovýměnné formě je ovlivněna negativními nábojem jílových minerálů a organických látek. Velikost negativního náboje je neutralizována ekvivalentním množstvím výměnných kationtů. Postup pro určení CEC je pro vzorky, které neobsahují sádrovec a karbonáty jiný než pro vzorky s obsahem sádrovce a karbonáty. Procentuální zastoupení výměnného sodíku (Exchangeable Sodium Percentage – ESP) je vyjádřeno jako poměr k sumě veškerých výměnných kationtů.


PŘÍLOHY PŘÍLOHA 1 Chemie kyanidů Tento oddíl zahrnuje stručný přehled o chemii kyanidů. Chemie kyanidů je složitá a ti, kdo potřebují více podrobnějších informací, je mohou nalézt v referenčním materiálu na webových stránkách www.cyanidecode.org. Speciace (formy výskytu) kyanidů Pojem kyanid se vztahuje na záporně nabitý jednomocný anion, který je tvořen jedním atomem uhlíku a jedním atomem dusíku spojených trojnou vazbou. Nejtoxičtější formou kyanidů jsou volné kyanidy, které obsahují samostatný kyanidový anion a HCN, který je plynné nebo vodné fázi. V rozsahu pH 9.3 – 9.5 jsou CN a HCN v rovnovážném stavu, kdy jsou oba přítomny ve stejném množství. Při pH > 11 více než 99 % kyanidů je v roztoku přítomno jako CN-, zatímco při pH 7 je více 99 % kyanidů přítomno ve formě HCN. Také HCN je velmi silně rozpustné ve vodě, jeho rozpustnost se snižuje se vzrůstající teplotou a v podmínkách vysoké salinity. Obě formy výskytu HCN kapalná i plynná jsou bezbarvé a mají vůni po hořkých mandlích, ale ne ve všech případech jsou podle vůně identifikovatelné. Kyanidy jsou velmi reaktivní, vytváří jednoduché soli s prvky alkalických zemin a s velkým počtem kovů iontové komplexy různé síly. Stabilita těchto solí závisí na kationu a pH. Soli sodíku, draslíku a vápníku jsou velmi silně rozpustné ve vodě, a protože se dobře rozpouštějí dochází k tvorbě volných kyanidů, které jsou do značné míry toxické. V pracovní činnosti se kyanidy nejčastěji vyskytují v tuhé nebo rozpuštěné formě jako NaCN nebo Ca(CN) 2. Slabé nebo středně-slabé komplexy, které jsou tvořeny s Cd, Cu a Zn jsou označovány jako WAD (disociovatelné v slabě kyselém prostředí – weak-acid dissociable), rovnovážná koncentrace komplexu nebo jeho složek – kovu a kyanidu existuje při pH okolo 4. Avšak komplexy na bázi kov-kyanid jsou méně toxické než volné kyanidy, ale při jejich disociaci se uvolňují volné kyanidy. I v oblasti neutrálního pH ve většině povrchových vod, jsou WAD (kov-kyanidové komplexy) dostatečně rozpustné, aby byly environmentálně významné. Výsledkem rozdílné stability různých solí kyanidů a komplexů v různém pH prostředí je různý potenciál environmentálních vlivů a interakcí ve vztahu k jejich akutním nebo chronickým vlivům, atenuaci (přirozenému rozkladu) nebo opětnému uvolňování. Ve středně kyselých podmínkách vytváří kyanidy velmi stabilní komplexy s Au, Hg, Co a Fe. V případě přímého působení ultrafialového světla na ferokyanidy i ferikyanidy dochází ve vodném prostředí k uvolňování volných kyanidů. Kyanidy s kovy vytváří také komplexy s prvky alkalických zemin nebo dalšími kovovými kationy, jako je například ferokyanid draselný (K3Fe(CN)6) nebo ferokyanid měďnatý Cu3(Fe(CN6)2. Rozpustnost těchto komplexů je proměnlivá v závislosti na charakteru kyanidu kovů a kationu. Většina alkalických solí ferokyanidů je velmi rozpustná, a v případě disociace těchto podvojných solí vzniká kation a komplex kov-CN, který může dále disociovat za vzniku volných kyanidů. Soli těžkých kovů tvoří s ferokyanidy nerozpustné sraženiny. Kyanidové ionty vytváří v kombinací se sírou thiokyanatany (SCN). Thiokyanatany disociují ve velmi slabých kyselých podmínkách, nejsou zahrnovány mezi WAD, i když vykazují podobné komplexující vlastnosti jako kyanidy. Thiokyanatany jsou chemicky a biologicky oxidovatelné za vzniku karbonátů, sulfátů nebo amoniaku. Při oxidaci kyanidů přírodními procesy nebo v při úpravě odtoku odpadních vod obsahujících kyanidy mohou vznikat kyanatany (OCN). Kyanatany jsou méně toxické než HCN a snadněji hydrolyzují za vzniku amoniaku a oxidu uhličitého.


471

Kyanidizace Proces extrakce zlata z rudy použitím kyanidů se nazývá kyanidizace. Reakce je vyjádřena Elsnerovou rovnicí: 4Au + 8 NaCN + O2 + 2H2O <=> 4 NaAu(CN)2- + 4 NaOH Protože afinita kyanidu a zlata je taková, že přednostně dochází k jeho extrakci, kyanidy vytváří komplexy i s dalšími kovy obsaženými v rudě, jako jsou Cu, Fe a Zn. Vznik takových silných komplexů jako jsou s Fe a Cu budou spotřebovávat kyanid, který by byl dostupný pro rozpouštění Au. Kyanidy mědi jsou středně stabilní a jejich vznik závisí na provozních, ale i environmentálních podmínkách. Vysoký obsah Cu v rudě zvyšuje náklady a snižuje výtěžnost zvyšováním požadované dávky kyanidu spotřebovávaného při tvorbě komplexů s Cu, který se s Cu tvoří snadněji než s Au. V případě, že Cu není přítomna, technologická voda z odkaliště nebo z provozu může obsahovat významně vysoké koncentrace kyanidů. Kyanidizace je opačně také ovlivněna přítomností síry nebo sulfidických minerálů v rudě. Kyanidy budou přednostně loužit sulfidické minerály a posléze budou reagovat se sírou za vzniku thiokyanatanů. Tato reakce také zvýší oxidaci u sulfidů, dojde ke snížení pH roztoku a tvorbě plynného HCN.

Vzorkování a analytické metody podle pravidel pro zacházení s kyanidy Tento text obsahuje základní informace o vzorkování a chemických analýzách jednotlivých forem výskytu kyanidů ve vodných vzorcích při těžbě zlata. Není určen jako vyčerpávající referenční materiál pro vzorkování a chemickou analýzu. Obecné informace V textu jsou uvedeny významné, ověřené a spolehlivé metody používané celosvětově pro monitorování technologických roztoků a ověřování souladu s environmentálními požadavky při těžbě zlata. Existují také jiné analytické postupy pro sledování kyanidů, které jsou schopny poskytovat věrohodné a akceptovatelné výsledky; v tomto dokumentu jsou popsány takové alternativní metody, které mohou tradiční metody nahradit. V těžebním průmyslu, ověřovatelé a většina servisních laboratoří obvykle používají následující postupy pro speciaci kyanidů. Volné kyanidy (CNF) Pouze HCN nebo ionty (CN)- v roztoku jsou označovány jako „volné“ kyanidy. Poměr mezi HCN a (CN)- v roztoku je určován z jejich rovnovážné rovnice, která je ovlivněna hodnotou pH roztoku. Použité metody pro analýzu volných kyanidů musí splňovat následující požadavky:  

nesmí měnit stabilitu slabších kyanidových komplexů, neboť jinak mohou být zahrnuty do výsledků stanovení obsahu volných kyanidů nesmí docházet k interferencím způsobených přítomností stabilnějších kyanidových komplexů ve vyšší koncentraci nebo jinými formami výskytu kyanidů. V opačném případě musí být intereference kvantifikovány a vzaty v úvahu ve výsledku.


Kyanidy disociovatelné ve slabě kyselém prostředí (WAD – CN) Na rozdíl od definice „volných kyanidů“, které identifikují specifickou formu výskytu, která může být určena, je forma výskytu WAD-CN určována specifickou analytickou technikou. WAD-CN zahrnují kyanidy, které se vyskytují v rozsahu pH od 4.5, takže obsahují i HCN(Aq) a (CN)-, podstatné množství Cu, Cd, Ni, Zn, Ag komplexů a dalších s podobně nízkou disociační konstantou. Pro analýzu WAD-CN se používají metody:  Nesmí docházet k interferenci způsobené přítomností vyšších koncentrací stabilnějších komplexů kyanidů nebo jiných forem kyanidů.V opačném případě, musí být interference kvantifikována a zahrnuta do výsledku. Celkové kyanidy (CNT) Stanovení celkových kyanidů zahrnuje veškeré formy: volné kyanidy, veškeré disociovatelné komplexy a silné komplexy kovů s kyanidy kam patří ferokyanidy [Fe(CN)6]4-, ferikyanidy [Fe(CN)6]3-a hexakyanokobaltnatan [Co(CN)6]3-, stejně jako komplexy s Au a Pt. Pouze kyanatany (CNO)- a thiokyanáty (SCN)- jsou vyňaty z definice celkových kyanidů. Použitá metoda pro analýzu celkových kyanidů: 

musí prokázat, že je schopna kvantitativně zachytit veškeré stabilní komplexy kyanidů včetně komplexů s kobaltem. Jestliže metoda zachytí ostatní analyty (jako například SCN-), musí být tyto analyty stanoveny samostatně a zahrnuty do výsledku.

Vzorkování Význam vzorkování a zpracování vzorků před jejich dodáním do laboratoře je sumarizováno v následujícím prohlášení: Výsledky analýzy nemohou být nikdy lepší než je kvalita odběru vzorku. Zatímco odběr vodných nebo pevných vzorků se může zdát snadný, odběr správných vzorků z hlediska lokalizace i vzhledem k analytům, které mají být monitorovány, je zatížen obtížemi. Jakékoliv vzorkování má cíl odběr reprezentativní části látky pro analýzu. Když je tato část dodána k analýze, stanovené parametry musí být přítomny ve stejné koncentraci a chemické nebo biologické formě jako v původním prostředí, z něhož byla část odebrána. Vzorky reprezentující lokalitu nebo část lokality poskytují informaci, která je často extrapolována, aby zahrnula celou studovanou plochu. To platí, ať je vzorkovaným celkem kontaminovaný úsek území, povrchové vody, průmyslové výpusti, nebo sud obsahující odpadový materiál. Proto musí být vzorky reprezentativní pro specifický celek, který je vzorkován, avšak nemusí být nutně reprezentativní pro celou plochu, jejíž částí je vzorkovaný celek. Při vypracování vzorkovacího plánu musí být vzaty v úvahu celkové cíle vzorkovacího programu. Vzorkování může být prováděno pro jeden z následujících důvodů. 



určení maximální, minimální a průměrné hodnoty pro přibližně rovnoměrný proud, s cílem monitoringu shody se stanovenými hodnotami (řízení procesu, environmentální kriteria). Taková data mohou ilustrovat podobnost a velikost vyskytujících se případů nesouhlasu za předpokladu, že byly analyzovány vzorky z dostatečného počtu bodů. Tento typ cíle může znamenat analýzu technologického toku, reziduí a vypouštěných vod. Tomuto popisu odpovídá dokonce vzorkování vody ze zvodně (ve vrtech). Pro správnou integraci dat je často nutné znát relativní hmotnostní toky určení maximální, minimální a průměrné hodnoty z analýzy „celkového objemu toku“, jako jsou upravované dávky základky nebo dávky detoxikovaného odpadu, které obvykle vyžadují minimálně jeden bodový údaj na dávku pro zajištění reprezentativního vzorku. Významným cílem zůstává zjišťování shody a /nebo verifikace účinného procesu řízení pro určitý tok dávek. „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

473

Dále musí být vzaty v úvahy následující problémy: 1. události nestabilního stavu, které se cyklicky objevují jsou často ovlivněny několika parametry a tyto parametry samotné mohou rovněž podléhat cyklickým změnám. Jinak řečeno tyto nepříznivé faktory vytvářejí složitou situaci, která vyžaduje pečlivou analýzu a plánování pro získání reprezentativního vzorku. 2. cyklické periody musí být zjištěny u mnoha dalších faktorů vlivu na systém. Typickým příkladem je vzorkování vody v odkališti (nebo pevných látek), dekantované vody nebo recyklované vody z odkaliště. Všechny tyto soubory vzorků podléhají značnému cyklickému kolísání vlivem chemických a fyzikálních změn způsobovaných technologickými jevy na povrchu odkaliště nebo sezónními klimatickými podmínkami. 3. je zřejmé, že cyklické periody nejsou žádným způsobem synchronizovány, a proto mohou být získána zdánlivě nahodilá data. Cílem takových vzorkovacích akcí může být zřízení databáze předpovědí, které jsou založeny na porozumění základním principům. To znamená, že musí být nejméně jednou provedeno kompletní neovlivněné vzorkování během nejdelšího cyklu. Jakmile jsou tyto principy známy, vybrané vzorky odebrané v určité době mohou být analyzovány pro monitorovací účely. Hlavní, základní přístupy ke vzorkování jsou popsány v následující tabulce, i když mohou být vytvořeny mnohé vzorkovací strategie. Přístup Cílený

Počet vzorků malý

Relativní potenciál chyb Velmi velký

Systematický

velký

Malý

Nahodilý velmi velký Velmi malý Tabulka příloha 1.1 : Základní přístupy při vzorkování

Základ výběru vzorkovacích bodů Předběžné vzorkování, vizuální odhad a/nebo technické posouzení Konzistentní síť nebo rozmístění vzorků Jednoduchý nahodilý výběr

Konzervace vzorků Jakmile jsou vzorky vyčleněny z jejich přírodního prostředí, mohou nastat chemické nebo biologické reakce, které mění složení vzorku, takže je nejlepší analyzovat vzorek co nejrychleji. Konzervace vzorků zachová zájmový parametr ve stejné formě, v jaké byl před vynětím ze svého okolí. Žádná konzervační metoda nezachovává všechny parametry, takže každý zájmový parametr musí být uvažován samostatně a konzervován specificky. Zatímco většina půdních vzorků vyžaduje vyloučení světla, vzduchu a tepla pro zachování integrity vzorku, vzorky vody vyžadují větší pozornost. Vzorky kyanidu ve vodném prostředí jsou potenciálně velmi reaktivní a toxické, takže bezpečnostní opatření, jako jsou rukavice a ochranné oblečení musí být přísně dodržována. Vzhledem k jejich reaktivitě roztoky vzorků musí být testovány na místě před analýzou kyanidů, za účelem zabránění působení interferujících složek, oxidujících látek a sulfidů. Přítomnost oxidujících látek je detekována testovacími papírky jodid draselný/škrob. Když je kapka vzorku nanesena na mokrý proužek testovacího papírku, modré zbarvení testovacího papírku indikuje přítomnost dostatečného množství oxidačních látek, aby potenciálně reagovaly s přítomným kyanidem během transportu. Oxidační činidla musí být redukována před odesláním vzorku do laboratoře. Postup pro odstranění oxidačních látek: 1. odstranění veškerých tuhých částic dekantací nebo tlakovou filtrací a jejich uchování 2. přidání arsenitanu sodného a promíchání, kolem 0.1 g/l je obvykle postačující 3. nový test, jestliže testovací proužek je opět zbarven, pokračuje se znovu krokem 2 4. pevné látky se vrátí do roztoku a hodnota pH se zvýší na 12 přidáním 1 až 2 tablet pevného NaOH


Přítomnost sulfidů je indikována papírkem octanu olovnatého, který zčerná jestliže kapka roztoku je nanesena na testovací papírek, který byl před tím zvlhčen kapkou kyseliny octové. Jestliže papírek ztmavne, je indikována přítomnost sulfidů. Sulfidy jsou odstraněny reakcí s uhličitanem olovnatým. Postup pro odstranění sulfidů: 1. odstranění veškerých tuhých částic dekantací nebo tlakovou filtrací a jejich uchování 2. přidání uhličitanu olovnatého (asi 0.1 g/l) a promíchání 3. odstranění vytvořeného sulfidu olova tlakovou filtrací a odstranění sraženiny PbS 4. nový test roztoku. Jestliže testovací proužek je zbarven, návrat ke kroku 2 a 3 5. vrácení pevných částic do roztoku a zvýšení hodnoty pH na 12 pevným NaOH Vzorky musí být skladovány na tmavém místě při teplotě přibližně 4oC, jako například v chladícím boxu během transportu a pak v ledničce v laboratoři. Vzorky půd pro analýzu kyanidů (jádra nebo nádoby) musí být zabaleny do tmavé plastikové fólie a udržovány v chladnu při teplotě 4oC bez dalšího zpracování Transport a skladování Jakmile jsou vzorky správně konzervovány a zabaleny, musí být zapečetěny a každý kontejner (láhev nebo nádoba) samostatně umístěn do zataveného plastikového pytle. Všechny vzorky pak musí být zabaleny do přenosného chladícího boxu s několika kostkami ledu pro udržení chladu během transportu. Zaslání do analytické laboratoře musí být provedeno, jak je nejdříve možné noční automobilovou dopravou nebo leteckým dopravcem. Je důležité, aby vzorkovací protokol byl vyhotoven a předávací posloupnost vzorku byla zaslána společně s ním, aby ji bylo možno vysledovat před a během uložení a analýzy. Analytické postupy Kvalitní laboratoř s nezbytnou zkušeností laborantů může dosáhnout dobrých výsledků mnoha různými metodami. Pro nejpokročilejší laboratoře může být zvolena metoda modifikované automatizované SFAA analýzy používající McLeodovo mikrodestilační zařízení. Avšak celosvětová shoda, dostupnost a ekonomické faktory ukazují, že by měly být použity jako prioritní analytické metody uvedené v následující tabulce.


475

Analyt

Metoda Titrace AgNO3

Volné kyanidy

Titrace AgNO3 s potenciometrickým určením bodu ekvivalence Mikrodifuze HCN do NaOH (ASTM D4282) Iontově selektivní elektroda Přímé kolorimetrické metody Amperometrická titrace

WAD -CN

Manuální destilace pH 4.5 + potenciometrická titrace nebo kolorimetrie (ISO/DIS 6703/2 DIN 38405, Čáts 13.2: 1981-2) Metoda opravitelná na chloraci (CNcelkové – nochlorovatelná část) (ASTM D2036-B, USEPA 9010) SFIA – průtoková mikrodestilace pH 4.5 + kolorimetrie (ASTM D4374) FIA průtoková výměna ligandů + amperometrie (US EPA O1A-1677) Kyselina pikrová, kolorimetrie

Komentář Prioritní metoda Pro technologické vody s koncentrací nad 1mg/l LQL: 1 mg/l HCN(aq), CN-, Zn(CN)x, částečně Cu(CN)4 Alternativní metoda Přesná metoda stanovení bodu ekvivalence Stanovuje stejnou formu jako prioritní metoda Alternativní metoda Stanovení odpovídá přibližně „volnému kyanidu“ Alternativní metoda Stanovení odpovídá přibližně „volnému kyanidu“ Alternativní metoda HCN(Aq), CN-, Zn(CN)x, částečně Cu(CN)4 Alternativní metoda Stanovuje stejnou formu jako prioritní metoda Prioritní metoda LQL1: 0.05 mg/l HCN(Aq), CN-, Zn/Cd/Cu/Ni/Ag(CN)x, Lepší výsledky než metoda ASTM v případě vysokého obsahu Cu Alternativní metoda Stanovuje stejnou formu jako prioritní metoda Alternativní metoda Stanovuje stejnou formu jako prioritní metoda Alternativní metoda Stanovuje stejnou formu jako prioritní metoda Alternativní metoda Stanovuje stejnou formu jako prioritní metoda Prioritní metoda LQL1: 0.10 mg/l HCN(Aq), CN-, Zn/Cd/Cu/Ni/Ag/Fe(CN)x, Částečně Au/Co/Pt/Pd(CN)x Alternativní metoda Stanovuje stejnou formu jako prioritní metoda

Manuální destilace + titrace/potenciometrie nebo kolorimetrie (ISO/DIS 6703/1, DIN 38405 část 13.1:1981-02) SFIA – průtoková metoda, UV ozáření, mikrodestilace + kolorimetrie (ASTM, D4374) LQL – spodní mez kvantifikace (lower quantification level) je definováno jako trojnásobná hodnota úrovně detekce nebo desetinásobná hodnota směrodatné odchylky při koncentraci blízké slepému pokusu Tabulka příloha 1.2 : Prioritní a alternativní analytické metody Celkové kyanidy

Pro tyto prioritní metody poskytuje tabulka rovněž nižší úroveň kvantifikace reprezentující koncentraci, kterou musí být schopny všechny laboratoře spolehlivě stanovit. Laboratoře, které mají zkušenosti z práce s používáním alternativních metod, jako jsou například metody založené na automatizovaných standardních metodách, musí být podporovány v pokračování použití těchto metod, avšak musí zavést srovnávací analýzy s navrhovanými metodami pro každou lokalitu. Aby bylo zajištěno, že důl má kvalitní analytický servis, vybraná laboratoř musí dodržovat následující zásady.  analýzy musí provádět zkušený personál  certifikace příslušnou národní akreditační institucí pro všechny analytické metody  zajištění dobrého postupu kontroly kvality na místě  schopnost prokázat kvalitu svých dat účastí v okružních rozborech


Kritickým předpokladem pro konzistentní a spolehlivé výsledky jsou vycvičený analytický a kontrolní personál se zkušeností v chemických metodách pro kyanid, protože ti si uvědomují potenciální interference vlastní každé metodě. Prioritní metody pro analytické stanovení různých typů kyanidů jsou krátce shrnuty v následujícím: Volné kyanidy Prioritní metoda pro analytické stanovení volného kyanidu je titrace s dusičnanem stříbrným. Stříbrné ionty jsou přidávány do roztoku, aby vytvořily komplex s volnými kyanidovými ionty. Jakmile veškerý volný kyanid je spotřebován na komplex kyanidu stříbra, přebytečné stříbrné ionty indikují konečný bod titrace. Analytické vybavení použité pro titraci je velmi jednoduché. Pro přesné stanovení koncentrace kyanidu je normalizovaný roztok dusičnanu stříbrného dávkován ruční nebo automatickou byretou, která musí být schopna měřit objemy s přesností lepší než 0.005 ml. Několik metod může být použito pro stanovení konečného bodu titrace. Nejjednodušší možnost je použití indikátoru jako je jodid draselný nebo rhodanid, který mění barvu při přítomnosti volných stříbrných iontů. Je důležité, že první změna barvy, je používána jako indikace konečného bodu titrace, protože stříbrné ionty mají tendenci uvolňovat kyanidové ionty z jiných komplexů, což vede k odbarvení. Potenciometrická detekce konečného bodu titrace je přesnějším způsobem, určení konečného bodu protože poskytuje snadněji identifikovatelný signální pík. Kyanidy disociovatelné ve slabě kyselém prostředí (WAD – CN) Prioritní analytická metoda pro stanovení kyanidů disociovatelných ve slabě kyselém prostředí je destilační metoda podle ASTM nebo ISO/DIS. Tyto metody vytváří chemické podmínky, které umožňují uvolnění WAD-CN jako rozpuštěný plynný kyanovodík, který je pak vnesen vzduchovým proudem do kaustické sody, kde dochází k absorpci a WAD-CN přechází na CNF. Protože kyanovodík je adsorbován v mnohem menším objemu než je původní vzorek roztoku, koncentrace CNF pro analýzu je obvykle nejméně 10 x vyšší, než je původní koncentrace WAD-CN ve vzorku roztoku. Koncentrace CNT v produktu destilace vzorku je pak stanoven pomocí titrace dusičněnem stříbrným, jak je popsáno výše. Metody podle ASTM a ISO/DIS jsou podobné. Výsledky metody ISO/DIS jsou však přesnější než výsledky metody ASTM pro vzorky obsahující vysokou koncentraci kyanidu mědi. Celkové kyanidy Prioritní analytická metoda pro stanovení celkových kyanidů je destilační metoda podle ASTM nebo ISO/DIS. Použitá metoda je v podstatě velmi podobná destilační metodě popsané pro kyanidy disociovatelné ve slabě kyselém prostředí. Pro uvolnění kyanidových iontů ze stabilních kyanidových komplexů jako jsou feri a ferokyanidy je však potřeba silně kyselého prostředí a zvýšené teploty. Úplný popis těchto analytických postupů může být nalezen v následující literatuře: DIN 38405-13: 1981-02, German Standard Methods for the Analysis of Waterm Waste, Water and Sludge – Anions (Group D)- Determination of Cyanides (D13), German Standards (DIN Normen, Beuth Verlag GmbH, Burggrafenstr. 6, 10787 Berlin/Germany). South African Water Quality Guidelines, Volumes 1-7, Department of Water Affairs and Forestry, 1996. Standard Methods for the Examination of Waters and Wastewater, APHA-AWWA-WEF, 20th Edition, Washington, DC, 1998. Water Quality – Determination of Cyanide – Part 1: Determination of total cyanide ISO/DIS 6703/1, International Organizations of Standardizations.


477

Water Quality – Determination of Cyanide – Part 2: determination of Easy Liberated Cyanide ISO/DIS 6703/2, International Organization of Standardization. USEPA „Methods and Guidance for Analysis of Water“, United States Environmental Protection Agency (USEPA), June 1999.


PŘÍLOHA 3 Příklady aspektů obsažených v základní studii Následující odkazy poskytují příklad pro vypracování základní studie pro odkaliště, která jsou v současné době v Evropě řešena [25, Lisheen, 1995]. Vypracování studie se stává standardním postupem a je často zákonným požadavkem. Studie je významná jako referenční zdroj za účelem kvantifikace vlivů provozu. Archeologie a historie oblasti/ kulturní dědictví Tento oddíl základní studie uvádí, kde mohou být očekávány archeologické nálezy založené na historických informacích. Odpovídá na otázky, zda významné nálezy mohou být omezeny nebo naopak podřeny novou výstavbou. Z hlediska provozovatele mohou opakované archeologické nálezy významně zpomalit výstavbu na lokalitě. Ztráta archeologicky významných lokalit je to otázkou veřejného zájmu, avšak většina úřadů akceptuje jejich zachování odbornými vykopávkami a publikovanou zprávou. Sociáně-ekonomické Zde je krátce diskutována uvažovaná úroveň zaměstnanosti a její budoucí trendy. Je uveden seznam hlavních možností zaměstnání. Odhad bude proveden pro prosperitu sledované oblasti v budoucnosti. Zdraví Je verifikován typický životní styl (například zvyklosti stravování) v regionu, je porovnána úmrtnost a životní styl je srovnán s „průměrnými“ podmínkami (například venkov/světový průměr) dále jsou diskutovány pravděpodobné důvody pro abnormální zjištění. Infrastruktura Tento oddíl popisuje vybavení území komunikacemi, železničními tratěmi, možnosti lodní a letecké dopravy. Dále je popsána dostupnost zdrojů vody a elektřiny. V tomto oddílu je také zmíněn systém sběru odpadů v oblasti. Doprava Je vyhodnocena lokální dopravní situace. Průměrné dopravní zatížení je porovnáno s ostatními oblastmi nebo venkovem. Klimatologie Obsahuje data jako je roční srážková činnost, převládající vítr (síla a převažující směry), vlhkost a teplota vzduchu a půdy. Je užitečné, aby tyto obrázky byly porovnány s dalšími regiony. Znečištění ovzduší Zde jsou prezentovány výsledky základního vzorkovacího programu. Jsou dokumentovány naměřené úrovně a je určován jejich původ. Měřené parametry zahrnují celkovou prašnou depozici a obsah kovů.


485

Geologie V této části je popsáno geologie ložiska nerostných surovina blízkého okolí. Obvykle zahrnuje:      

hloubku ložiska uložení vrstev (směr a úklon) minerální asociace rozměry ložiska dobyvatelné zásoby popis humózních půd, zemin, podložních hornin a hlušin

Krajina V této části je popsána okolní krajina ve studované oblasti. Nachází se lokalita v horách nebo v rovinatém území pastvin? Je zde mnoho stromů/nebo živých plotů? V této souvislosti musí být zmíněno vizuální ovlivnění nově budovaným zařízením. Ekologie Tento oddíl popisuje například:  půdy v oblasti  významné lesní porosty  druhy ve studovaném biotopu  diversitu bylin a dřevin  rostlinné druhy  diversitu ptáků a savců  veškeré zvláštní ekologické jevy poblíž lokality Hluk Denní a noční hladina hluku, měřená pro účely studie je zaznamenávána jako 12-hodinový průměr Půdy a jejich kvalita Musí být sledována celková kvalita půd v oblasti, která může být ovlivněna rozvojem důlní aktivity a porovnávána s ostatními oblastmi. Terénní průzkum zahrnuje určení půdní charakteristiky, kvality a vhodnosti využití pro pastviny, pěstování obilí a chov dobytka. Ve Velké Británii se hodnocení sledovaných půd provádí podle klasifikačního systému zemědělských půd, který používá charakteristiky a kvalitu. Vzorkování půd a rostlin Tento oddíl se věnuje sledování úrodnosti půd v oblasti. Zahrnuje sledování obsahu stopových prvků (jako jsou Mg, Cu, Mo, Mn, Co, Zn, Pb, Cd) a dalších živin jako jsou fosfor, dusík, draslík, vápník, síra, jod, selen. Zjištěné hodnoty obsahu jsou porovnávány s ostatními oblastmi a jsou analyzovány anomálie. Zvláštní pozornost je věnována stanovení pozaďové koncentraci pro každou složku, která může být změněna v důsledku budoucí těžební činnosti. Produkce zemědělských plodin a domácích zvířat U okolních farem je ověřována produktivita pastvin a úrody z polí. Současně je sledováno jejich klasifikační zařazení a podmínky pro chov dobytka. Je třeba používat uznávanou metodiku pro hodnocení pěstitelských a chovatelských systémů v oblasti, která bere v úvahu proměnné jako jsou zkušenost managerů farem, úroveň fixních nákladů vstupy a klasifikace zemědělské půdy. Srovnání zisků bez zahrnutí těchto faktorů může být zavádějící.


Půdní vlhkost Cílem této části studie je zaměřit se na problém, že odvodňování dolu může mít negativní vliv na růst zemědělských plodin a další pozemní vegetaci včetně keřů a stromů. To se zajistí průzkumem pohybu vody v půdě a možným vztahem mezi hloubkou hladiny podzemní vody a případně zpracováním vodní bilance. Veterinární studie V příslušné oblasti je u stád dobytka studován obsah stopových prvků a dalších důležitých prvků v krmivu, krvi a mléku. Rovněž celoroční sledování zdraví zvířat může být součástí této části studie. Hydrogeologie Všechny faktory ovlivňující proudění podzemní vody zde musí být zmíněny, včetně systémů zvodní a izolátorů, zlomy a dislokační zóny stejně jako další geologické jevy. Existence hydraulických bariér a hydraulicky propustných zón musí být posouzena. Další problémy uvedené v tomto oddílu mohou být výška hladiny podzemních vod a prostupnost pro vody (hydraulická propustnost x mocnost). Kvalita podzemních vod V této části studie je uvedena analýza chemizmu podzemních vod. Odběr vzorků vody je zpravidla prováděn ve vrtech a vzorkovačích půdní vody. Jestliže je zjištěna kontaminovaná podzemní voda, musí být identifikován možný zdroj kontaminace (například zemědělská činnost nebo jiné průmyslové aktivity, atd.). Kvalita povrchových vod Zde jsou uvedeny výsledky vzorkovacího programu povrchových vod pro stanovení pozadí. Místa odběrů musí být vybrána tak, aby poskytovala pozadí pro tu část oblasti povodí, která může být potenciálně ovlivněna vypouštěním vod z navrhovaných provozů. Obvykle je posuzována celková kvalita vody stejně jako úroveň organického znečištění, koncentrace živin a stopových kovů. Jsou identifikovány možné zdroje kontaminace. Hydrologie povrchových vod Za účelem stanovení asimilační kapacity pro přijímání vypouštěných vod, jsou nutné údaje o průtoku všech povrchových toků potenciálně ovlivněných projektem. „Znalost hydrologických charakteristik povrchových vod je rovněž významná pro stanovení vztahu přítoku a odtoku mezi řekami/vodními toky a systémem podzemních vod“ [25, Lisheen, 1995]. Rybolov, rybí populace a rozmnožování ryb Součástí tohoto oddílu je hodnocení rybí sádky v reprezentativních oddílech hlavních vodních toků ve studované oblasti. Hodnocení zahrnuje analýzu tkání a měření hmotnosti pro přítomné rybí druhy. Dále mohou být provedeny další studie jako počítání třecích míst, které mohou pro každý vodní tok poskytnout prostředek pro posouzení třecích aktivit ryb v těchto řekách. (Třecí místa jsou hnízda, která dospělí pstruzi budují ve štěrku a kde ukládají a přikrývají svá vajíčka. Počítání třecích míst je počet takových hnízd spočítaných v řece na konci třecího období. Počet třecích míst je dobrým indikátorem zdraví pstruží populace). Flora a makrobezobratlí živočichové v povrchových vodách Vybrané druhy rostlin a makrobezobratlích mohou být použity jako indikátory vodní kvality. Pro tento výzkum jsou prováděny studie akvatické ekologie a vodního chemizmu. Tato část studie musí uvádět seznam druhů flóry a makrobezobratlích, které byly zjištěny a důvody jejich existence a/nebo nepřítomnosti.


487

SOUHRN Rozsah práce Tato práce zahrnuje aktivity, které mají vztah k zacházení s hlušinami z úpravy a těžby rud, které mají potenciál pro významné environmentální vlivy. V práci byly zejména vyhledávány aktivity, které mohou být považovány za příklady „správné praxe“. Metody dobývání a úpravy jsou zahrnuty pouze tehdy, pokud mají význam pro zacházení s hlušinami z úpravy a těžby. Záměrem bylo zvýšit znalost těchto postupů a podpořit jejich používání ve veškerých aktivitách v daném odvětví. Východiskem pro tuto práci a pro vypracování dokumentu bylo Sdělení evropské komise COM (2000) 664 o „Bezpečném provádění hornických činností“. Po haváriích hrází odkališť v Aznalcollar a Baia Mare bylo v tomto Sdělení navrženo, aby byl přijat prováděcí akční plán, který zahrne vypracování Referenčního Dokumentu BAT, založeného na výměně informací mezi členskými státy evropské unie a těžebním průmyslem. Dokument je výsledkem této výměny informací. Byl vypracován jako iniciativa Komise a předběžný dokument navrhované Směrnice o zacházení z odpady z těžebního průmyslu1 Zmíněné havárie připoutaly pozornost veřejnosti na management odkališť a jejich hrází. Nesmí však být opomenuto, že havárie na odvalech hlušin z úpravy a těžby mohou také způsobit vážné environmentální škody. Rozměry obou typů odkališť/odvalů mohou být obrovské. Hráze mohou být vysoké desítky metrů, odvaly mohou být dokonce vysoké více než 100 m, několik kilometrů dlouhé a mohou obsahovat stovky miliónů kubických metrů hlušin z úpravy nebo těžby. Podle ročenky Eurostat 20032 je odhadováno, že v patnácti státech Evropské unie je ročně produkováno více než 300 miliónů tun odpadů z hlubinné a povrchové těžby. V tomto dokumentu jsou zahrnuty následující kovy, na základě toho, že jsou těženy a/nebo zpracovávány v Evrospké unii (EU-15), v přistupujících zemích, kandidátských zemích a Turecku, tj:             

hliník kadmium chrom měď zlato železo olovo mangan rtuť stříbro cín wolfram zinek.

Uvedené kovy jsou všechny zahrnuty v tomto dokumentu, bez ohledu na produkované množství nebo používanou technologii úpravy (tj. mechanické metody, flotace, chemické nebo hydrometalurgické metody jako je vyluhování).

1)

COM (2003) 319 final, 2.6.2003. Navrhovaná Směrnice zahrnuje odkazy na BAT ve svých článcích 4(2), 19(2) a 19(3) 2

) Eurostat yearbook 2003, A statistical guide to Europe, 8th Edition, Eurostat, the Statistical Office of the Europen Communities, Luxembourg „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

I

Uhlí a vybrané nerudné suroviny jsou rovněž zahrnuty v tomto dokumentu, tj:  baryt  boráty  živce (pokud jsou získávány flotací)  fluorit  kaolín (pokud je získáván flotací)  vápence (pokud jsou upravovány)  fosfáty  draselné soli  stroncium  mastek (pokud je získáván flotací) Uhlí je zahrnuto pouze pokud je upravováno, a tím jsou produkovány úpravnické hlušiny (takže vyhovuje uvedenému tématu). Obecně to znamená, že je zahrnuto černé uhlí, zatímco lignit nebo hnědé uhlí, které se obvykle neupravují nejsou zahrnuty. Bituminózní břidlice jsou zpracovávány v Estonsku, kde musí být řešeno nakládání s produkcí velkého množství hlušin. Proto bylo rozhodnuto, že břidlice budou zahrnuty do tohoto dokumentu. Avšak nebyly k dispozici podstatné informace, a proto se tento dokument problémy bituminózních břidlic nezabývá. Dokument neřeší také:  opuštěné lokality, avšak jsou diskutovány některé příklady lokalit uzavřených v poslední době  dobývání, úpravu a zacházení s hlušinami, které je spojené s těžbou plynu a kapalin (například ropa a sůl ze solanky) Pro všechny nerostné suroviny ve výše uvedeném rozsahu, tento dokument zahrnuje:  management hlušin z těžby  technologie úpravy významné pro management úpravnických hlušin (například jestliže úprava ovlivňuje charakteristiku a chování úpravnických hlušin)  hlavní pozornost je věnována managementu úpravnických hlušin, například odkalištím a hrázím, odvalům nebo zakládání  informace o půdě a nadložních zeminách, pokud jsou používány pro management úpravnických hlušin.

Těžební průmysl Cílem těžebního průmyslu je zajištění potřeby kovů a zdrojů nerostných surovin pro výstavbu infrastruktury atd., a pro zlepšení kvality života populace, protože dobývané materiály, jsou v mnoha případech surovinami pro výrobu mnoha druhů zboží a materiálů. Ty zahrnují například, rudy nebo kovy, uhlí nebo nerudné suroviny používané v chemickém průmyslu nebo pro stavební účely, atd. Produkty těžebního průmyslu jsou někdy používány přímo, avšak často jsou dále technologicky zpracovávány, například v hutích. Typické procesní etapy v těžebním (hornickém) provozu jsou dobývání, dále úprava a nakonec doprava produktů a management reziduí. Pro většinu rudních surovin, je produkce z evropské těžby malá ve srovnání s celkovou světovou produkcí (například Au 1%, Cu 7%) a obdobně je tomu při těžbě uhlí (6%). Na rozdíl od většinou klesající výše těžby rud a uhlí, těžba mnoha nerudních surovin v evropském měřítku stále vzrůstá. V případě většiny nerudních surovin představuje evropská produkce velký podíl světové produkce (například živce 64 %, draselné soli 20 %). II


Některé oblasti těžebního průmyslu, jako je těžba rud a uhlí v Evropě, jsou provozovány v obtížných ekonomických podmínkách, většinou proto, že ložiska již nemohou konkurovat na mezinárodní úrovni. Těžba rud v Evropské unii rovněž zápasí s těžkostmi pokusů o nalezení nové ekonomicky významné rudy ve známých geologických oblastech. Přes sníženou produkci z dolů v těchto oblastech, spotřeba trvale vzrůstá. Proto vzrůstá dovoz do Evropy pro pokrytí této potřeby. Velikost společností, které pracují v tomto odvětví je velmi různorodá, od několika po několik tisíc zaměstnanců na lokalitě. Vlastnictví se pohybuje od mezinárodních společností, průmyslových holdingových skupin, samostatných veřejných společností po soukromé společnosti.

Management hlušin z úpravy a těžby Management reziduí, které vznikají při hornické činnosti, v tomto dokumentu zejména hlušiny z úpravy a těžby, představuje zpravidla nežádoucí ekonomické zatížení provozovatele. Důl a úpravna jsou zpravidla navrženy pro těžbu a úpravu maximálně možného prodejného produktu nebo produktů a management reziduí i celkových environmentálních problémů je pak navrhován jako důsledek používaných procesů. Pro nakládání s hlušinami z úpravy a těžby existuje mnoho možností. Nejobvyklejší metody jsou následující:  ukládání úpravnických hlušin ve formě suspenzí do odkališť  zakládání hlušin z úpravy nebo těžby do podzemních dolů nebo povrchových dolů nebo jejich použití pro budování hrází odkališť  ukládání více nebo méně suchých hlušin z úpravy a těžby na odvaly nebo svahy kopců  použití hlušin z úpravy a těžby jako materiálu pro různé účely v území, například ve směsích nebo pro rekultivace  suché ukládání zahuštěných úpravnických hlušin  ukládání úpravnických hlušin do povrchových vod (například moře, jezero, řeka) nebo podzemních vod Odkaliště/odvaly mají velmi různou velikost, například od odkališť rozměru plaveckého bazénu k odkalištím o rozloze větší než 1000 ha a od malých hromad hlušin z úpravy a těžby k prostorům pro horninové hlušiny, které mají stovky hektarů nebo odvaly úpravnických hlušin vysoké více než 200 m. Výběr použité metody managementu hlušin z úpravy a těžby závisí zejména na vyhodnocení následujících tří faktorů:  náklady  environmentální projevy  riziko nehody

Klíčové environmentální problémy Hlavní environmentální vlivy odkališť/odvalů jsou dopady spojené s jejich umístěním a relativní velikostí záboru půdy, stejně jako potenciální emise prachu a vypouštění znečištěných vod během provozu nebo ve fázi následné péče. Kromě toho, narušení odkališť/odvalů může způsobit těžké environmentální škody a dokonce ztráty na lidských životech. Základem úspěšného managementu odkališť/odvalů je správná charakteristika materiálu, zahrnující přesnou předpověď jejich dlouhodobého chování a správná volba umístění. „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

III

Emise: Vypouštění znečištěných vod a emise prachu z odkališť/odvalů, kontrolované i nekontrolované, může být toxické v různém stupni pro člověka, živočichy a rostliny. Vypouštěné vody ovlviněné hornickou činností mohou být kyselé nebo alkalické a mohou obsahovat rozpuštěné kovy a/nebo rozpustné a sorbované nerozpustné komplexy organických složek z úpravy, stejně jako možné přírodní organické látky jako huminové kyseliny a karboxylové kyseliny s dlouhým řetězcem. Látky v emisích společně s jejich hodnotou pH, obsah rozpuštěného kyslíku, teplota a tvrdost – to vše mohou být významné aspekty ovlivňující jejich toxicitu v okolním prostředí. Během posledních dvou desetiletí se zvýšilo uvědomění o environmentálním problému v hornictví známém jako „kyselé důlní vody“ (Acid rock drainage – ARD). Produkce ARD je spojena se sulfidickými rudními tělesy, která jsou dobývána pro Pb, Zn, Cu, Au a dalšími nerostnými surovinami včetně uhlí. I když ARD může vznikat ve stěnách lomů s obsahem sulfidů a v hlubinných dolech, v tomto dokumentu jsou uvažovány pouze hlušiny z úpravy a těžby. Základem uvedených environmentálních problémů jsou následující příčiny a faktory:  hlušiny z úpravy a těžby často obsahují sulfidy  sulfidy oxidují, když jsou vystaveny působení kyslíku a vody  oxidace sulfidů vytváří kyselý výluh obsahující kovy  nedostatek minerálů se schopností pufrace kyselin Havárie a poruchy Porušení všech typů odkališť nebo odvalů může mít krátkodobý a dlouhodobý účinek. Typické krátkodobé následky zahrnují:  zaplavení  přikrytí/zadušení  drcení a destrukce  přerušení infrastruktury  otrava. Potenciální dlouhodobé vlivy zahrnují:  akumulace kovů rostlinami a živočichy  kontaminace půdy  ztráta životů lid a/nebo zvířat Rekultivace lokality a následná péče Po ukončení provozu musí být lokalita připravena pro její další využití. Obvykle, alespoň několik posledních desítiletí, jsou součástí povolování provozu na lokalitě plány uzavírky a sanace. Od plánovací etapy je třeba jejich pravidelné doplňování při každé změně provozu a jejich projednávání s úřady, které vydávají povolení a dalšími dotčenými osobami. V některých případech je cílem zanechat pokud možno co nejmenší dotčenou plochu, zatím co v jiných případech může být cílem kompletní změna krajiny. Koncepce „návrhu uzavírky“ znamená, že uzavírka na lokalitě je brána v úvahu ve studii proveditelnosti pro nový důl a po té je kontinuálně sledována a doplňována během životního cyklu dolu. V každém případě negativní environmentální dopady musí být udržovány na minimu.

IV


Běžné procesy a technologie Technologie dobývání Dobývání rud (proces nazývaný hornictví), následná úprava a management hlušin z úpravy a těžby jsou v mnoha případech pokládány za jeden proces. Dobývání rud, následná úprava a použitý management hlušin z úpravy a těžby závisí na dobývací metodě. Proto je důležité porozumět nejdůležitějším dobývacím metodám. Pro dobývání pevného materiálu existují čtyři základní dobývací koncepce: (1) povrchové lomy (2) hlubinné doly (3) lomy (4) dobývání loužení. Výběr mezi těmito čtyřmi alternativami závisí na mnoha faktorech, mezi které patří:  hodnota užitkové složky  kovnatost rudy  velikost, tvar a hloubka rudního tělesa  environmentální podmínky okolní oblasti  geologické, hydrogeologické a geomechanické podmínky horninového masivu  seismické podmínky oblasti  umístění rudního tělesa  rozpustnost rudního tělesa  environmentální vlivy provozu  omezení existující na povrchu  možnost získání pozemků. Mineralogie: Obecně je možné rozlišovat hlavní minerální typy jako jsou oxidy, sulfidy, silikáty a karbonáty které, zvětráváním a jinými přeměnami mohou procházet podstatnými chemickými změnami (například zvětrávání sulfidů na oxidy). Mineralogické složení je dáno přírodními procesy a určuje v mnoha případech způsob následujícího získání užitkových minerálů a managementu hlušin z úpravy a těžby. Dobrá znalost mineralogického složení je důležitým předpokladem pro:  environmentálně správný management (například oddělená manipulace s hlušinami z úpravy a těžby, které produkují kyseliny nebo neprodukují kyseliny)  menší nutnost úpravy na konci technologického cyklu (end-of-pipe), jako je úprava acidifikovaných průsakových vod z odkaliště vápněním.  více možností dalšího využití hlušin z úpravy a těžby ve směsích. Metody úpravy nerostných surovin Účelem úpravy je přeměnit surovou rudu z dolu na prodejný produkt. To se obvykle provádí na lokalitě dolu, závod se označuje jako úpravna. Základním cílem úpravy je zredukovat objem rudy, který musí být transportován a zpracováván následnými procesy (například hutněním), použitím různých separačních metod pro oddělení cenných (užitkových) minerálů od doprovodných hlušinových minerálů. Prodejný produkt je pak nazýván koncentrát a zbývající materiál je nazýván hlušinou z úpravy. Úprava nerostných surovin zahrnuje různé postupy, které jsou založeny na fyzikálních vlastnostech minerálů (například velikost částic, hustota, magnetické vlastnosti, barva) nebo jejich fyzikálně-chemických vlastnostech (povrchové napětí, hydrofobní vlastnosti, smáčitelnost). „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

V

Typické technologie používané v procesu úpravy nerostných surovin jsou:          

zmenšování velikosti zrna sítování a separace v hydrocyklonu gravitační rozdružování flotace třídění magnetická separace elektrostatická separace loužení zahušťování filtrace

Některé z těchto metod vyžadují použití chemických činidel. V případě flotace jsou potřeba k dosažení požadovaného stupně separace pěniče, sběrače a modifikátory. Použité metody úpravy mají vliv na charakteristiku úpravnických hlušin. Management hlušin z úpravy a těžby Některé z důležitých charakteristik materiálů při managementu hlušin z úpravy a těžby jsou:  smykové napětí  distribuce velikosti částic  hustota  plasticita  vlhkost  propustnost  mezerovitost. Odkaliště s hrázemi jsou povrchové stavby, kam jsou ukládány hlušinové suspenze. Tento typ odkaliště je obvykle použit pro hlušiny z mokrého zpracování. U každého odkaliště je třeba vzít v úvahu následující:        

hráze obklopující úpravnické hlušiny odváděcí systémy pro přírodní odtok kolem hrází nebo uvnitř hrází dopravu úpravnických hlušin z úpravny na odkaliště ukládání úpravnických hlušin uvnitř hrází odstranění přebytečné volné vody ochranu okolních ploch před environmentálními vlivy přístrojové vybavení a monitorovací systémy umožňující sledování hráze dlouhodobé aspekty (tj. uzavírka a následná péče).

Některé další metody pro management hlušin z úprav/těžby jsou zakládání, ukládání na odvaly, zahušťování úpravnických hlušin, ukládání pod vodou a hledání dalšího využití. Důl společně s úpravnou a odkalištěm/odvalem zůstává v provozu pouze několik desetiletí. Volné prostory v dole (tato práce se jimi nezabývá), hlušiny z úpravy a těžby mohou však přetrvávat dlouho po ukončení důlní činnosti. Proto musí být věnována zvláštní pozornost správné uzavírce, rekultivaci a následnému využití těchto zařízení. Nejdůležitější aspekty v managementu hlušin z úpravy a těžby jsou kromě výběru místa dále úvahy o havarijním režimu odvalů a hrází, vztah mezi charakteristikami úpravnických hlušin a jejich chování a vznik kyselého potenciálu (ARD). VI


Použité procesy a metody, hodnoty emisí a spotřeby V několika následujících příkladech jsou zdůrazněny nejvýznamnější problémy v managementu úpravnických hlušin:  

       





úpravnické hlušiny ve formě suspenzí nazývané „červené kaly“ z výrobu hliníku mají zvýšené pH a jsou buď ukládány v konvenčních systémech odkališť a hrází, jsou zahuštěny na stupeň, kdy mohou být ukládány jako suché, nebo jsou ukládány do moře úpravnické hlušiny z úpravy hlavních barevných kovů jsou většinou ukládány jako suspenze ve velkých odkalištích. Rudy hlavních barevných kovů často obsahují sulfidy (ve větším množství než obsažené minerály s pufrační schopností), takže úpravnické hlušiny mají potenciál ARD. V jednom provozu jsou úpravnické hlušiny ukládány pod vodu, aby bylo od začátku zabráněno tvorbě ARD. V některých provozech je část úpravnických hlušin zakládána do podzemí. V některých případech zvolená metoda uzavírky pro odkaliště je metoda mokrého pokryvu, v jiných případech je použit suchý pokryv. hrubozrnné úpravnické hlušiny z těžby železných rud jsou ukládány na odvaly. Hlušinové suspenze jsou ukládány do odkaliště úpravnické hlušiny pouze z některých dolů na Au mají potenciál ARD. Pokud je použito kyanidové loužení pro získání zlata, kyanid je rozložen před ukládáním do odkaliště. u nerudných nerostných surovin některé provozy neprodukují hlušiny vůbec nebo prodávají hlušiny jako směsi pro další použití při těžbě borátů jsou hrubozrnné hlušin skladovány na odvalech před tím, než jsou zakládány v jednom provozu těžby živců popsaném v tomto dokumentu, jsou ukládány úpravnické hlušiny do moře v jednom provozu těžby kaolinu popsaném v tomto dokumentu, jsou jemnozrnné úpravnické hlušiny nejprve odvodněny a pak jsou dopraveny na odvaly. Totéž se provádí v některých provozech těžby vápenců nebo kalcitu v jednom provozu těžby vápence popsaném v tomto dokumentu, jsou úpravnické hlušiny ve formě kalů ukládány do bývalého lomu v provozech těžby draselných solí jsou pevné úpravnické hlušiny ukládány na odvaly nebo zakládány. Kapalné odpady z úpravy jsou částečně čerpány do hlubokých vrtů a částečně odváděny do povrchových vod. V jednom případě popsaném v tomto dokumentu, jsou úpravnické hlušiny ukládány do moře Při těžbě uhlí jsou hrubozrnné úpravnické hlušiny obvykle ukládány na odvaly do bývalých povrchových dolů. Jemnozrnné kaly jsou buď ukládány do odkališť nebo filtrovány. V některých případech jsou filtrované od úpravnické hlušiny stejně jako hrubozrnné úpravnické hlušiny prodávány. V ostatních případech jsou ukládány na odvalech. Zakládání není často možné. Některá opatření prováděná pro prevenci havárií zahrnují: monitorovací postupy, manuály pro provoz, dohled a údržbu (OSM), nezávislé audity, výpočet vodních bilancí, měření poklesů, kontrola plánování externími odborníky, použití piezometrů, inklinometrů a seismického monitoringu.

V následujícím soupisu jsou zdůrazněny v managementu hlušin z úpravy a těžby:  

   

některé

příklady

nejdůležitějších

zjištění

při hlubinné těžbě horninové hlušiny obvykle zůstávají v podzemí stejně jako v případě úpravnických hlušin, hlušiny z těžby hlavních barevných kovů mají někdy potenciál ARD. V některých provozech se provádí odděleně manipulace s hlušinami, produkujícími ARD a bez produkce ARD. Hlušiny neprodukující ARD jsou buď používány jako směsi, pro stavbu hrází nebo komunikací na lokalitě nebo jsou ukládány na odvaly. Po uzavírce odvalů hlušin produkujících ARD jsou odvaly překryty suchým pokryvem s cílem zabránit produkci ARD. hlušiny z těžby Fe-rud na jednom dole jsou ukládány na odvaly společně s hrubozrnnými úpravnickými hlušinami hlušiny z těžby zlata jsou ukládány na odvaly, používané pro výstavbu hrází nebo jsou ukládány v povrchových lomech v některých provozech těžby nerudných nerostných surovin se hlušiny zakládají nebo jsou prodávány jako směsi ve většině provozech těžby uhlí jsou hlušiny ukládány na odvaly společně s odvodněnými jemnozrnnými hlušinami z úpravy a jsou vytvářeny tvary začleněné do krajiny. „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

VII

Úrovně emisí a spotřeby Většina technologické vody se vrací z odkaliště do úpravny avšak chemická činidla představují problém, kterému je potřeba věnovat pozornost. Vlivem velké rozmanitosti v minerálním složení, dobývacích metodách, metodách úpravy a místních podmínkách, je nemožné dále shrnout úrovně emisí a spotřeby. Avšak mnohé provozy poskytují tuto informaci, která je zahrnuta v kapitole 3. tyto informace obvykle zahrnují údaje o spotřebě vody, objemu recyklované technologické vody, vodní bilanci, spotřebě činidel, emisích prachu a informace o emisích do vod. Finanční náklady V kapitole 3. jsou uvedeny některé příklady finančních nákladů v managementu hlušin z úpravy a těžby během fáze provozu a uzavírky. Technologie uvažované při určování BAT Kapitola 4. obsahuje detailní informace používané pro určení BAT pro management hlušin z úpravy a těžby při hornické činnosti. Cílem bylo zahrnout dostatečné informace pro posouzení použitelnosti technologií v obecných a specifických případech. Informace v této kapitole mají podstatný význam pro určení BAT. Technologie, které jsou uvažovány jako BAT, jsou rovněž zmíněny v kapitole 5. Uživatelé dokumentu jsou tak nasměrováni k diskuzi o významných technologiích spojených s doporučeními BAT, které jim mohou pomoci pro určení podmínek povolení provozu na základě BAT. Některé metody v kapitole 4. mají technickou povahu, zatímco jiné představují praxi správného provozu včetně metod managementu. Metody jsou seřazeny v následujícím pořadí:  



obecné principy: princip správného managementu, strategie managementu a hodnocení rizik, vše zaměřeno na poskytnutí obecného základu pro úspěšné management hlušin z úpravy a těžby management životního cyklu: snížení rizika poruch může pomoci snaha provozovatele vhodným a správným použitím vhodných dostupných inženýrských metod pro konstrukci, provoz a uzavírku odkališť/odvalů během celého období jejich provozního života. Některé základní nástroje pro správné technické řešení jsou: stanovení základních environmentálních zásad, charakteristiky hlušin z úpravy a těžby, používání manuálů pro bezpečnost hrází a audity, stejně jako aplikace plánování pro uzavírku od samého začátku Prevence a řízení emisí  management ARD. Existuje řada možností prevence, řízení a úpravy, které byly vyvinuty pro hlušiny z úpravy a těžby potenciálně produkující ARD. Ty jsou použitelné pro etapu provozu stejně jako etapu uzavírky v období životnosti dolu  metody pro snížení spotřeby chemikálií: k dispozici jsou některé přístupy pro snížení rozsahu používání chemikálií, tj. monitoring kvality podání s použitím počítačů, provozní strategie pro minimalizaci přidávání kyanidu a předběžné třídění podání v úpravně  prevence vodní eroze: vodní erozi na odkalištích/odvalech může být zabráněno přikrytím svahů nebo podporou tmelení částic  ochrana proti prachu: Hlavními zdroji pro emise prachu jsou pláže odkališť, vnější svahy hrází, odvaly a transport hlušin z úpravy a těžby. Jednou metodou pro zábranu prašnosti je udržování pláží v odkališti a dalších svahů mokré

VIII






metody pro snížení emise hluku: Hlavní běžné zdroje hluku jsou doprava, ukládání a rozprostírání při použití nákladních vozidel a dopravních pásů. Obtěžování hlukem může být sníženo oddělením oblastí ukládání od oblasti bydlení hlukovými bariérami  postupná rekultivace a ozelenění: Odvaly a hráze jsou často rekultivovány a ozeleňovány během provozu. Kromě jiných výhod to umožňuje kratší období uzavírky  vodní bilance: Sestavení detailní vodní bilance je významné pro návrh každého odkaliště, důlního provozu a pro scénář po ukončení hornické činnosti. Vodní bilance může určit vypouštěcí kapacitu odkaliště a požadovanou šířku volného břehu (jestliže voda z odkaliště nemůže být přímo vypouštěno do recipientu vodního toku). Při uzavírce je vodní bilance vyhodnocována pro účely provedení plánů uzavírky.  odvodnění odkališť: U odkališť s nepropustným podložím umožňují odvodňovací systémy recyklaci technologické vody a snížení požadovaného rozměru odkališť.  management vody v odkališti (volné vody): Jestliže volná voda v odkališti není přímo vypouštěna do vodních toků, je nezbytné zařídit ukládání tak, že veškerá volná voda je vracena do úpravny nebo v aridním horkém klimatu odpařována.  management průsaků: Předpokladem pro návrh systému pro management průsaků je podrobná znalost hydrogeologické situace na lokalitě. V některých případech se průsaku předchází. Při jiných scénářích je voda z průsaků zachycována nebo jestliže má vyhovující kvalitu, nechá se prosakovat do podzemní vody.  metody pro snížení emisí do vody: Prevence emisí do vody může být zajištěna recyklací technologické vody. Jestliže to není možné, vypouštěné vody mohou být kyselé nebo alkalické, mohou obsahovat suspendované částice, rozpuštěné složky nebo kovy (například As) nebo činidla z procesu úpravy (například kyanidy). Metody úpravy, které mohou být použity jsou různé pro každou sloučeninu.  monitoring podzemních vod: Kolem všech odkališť a ploch odvalů jsou podzemní vody obvykle monitorovány. To zahrnuje měření hladiny a kvality podzemní vody Prevence nehod:  management hlušin z úpravy a těžby v lomech: Z důvodu prevence havárií odkaliště/ odvalu, je nejlepší možné místo pro odkaliště nebo odval vhodný blízký povrchový důl, protože v tomto případě stabilita hráze nebo odvalu nepředstavuje problém  odvedení přírodního odtoku: odváděcí systém má kritický význam pro bezpečnost hráze odkaliště. Porucha jakékoli části může vést k zaplavení odkaliště záplavou pro kterou nebylo navrženo s možností přetečení, která může vést k celkovému narušení hráze.  příprava přírodního podkladu pod hrází: Přírodní podklad pod zachycující hrází je obvykle zbaven veškeré vegetace a humózních horizontů půdy s cílem poskytnout vhodné základy pro stavbu.  materiál pro stavbu hráze: Základní úvaha při výběru materiálu pro stavbu hráze je, aby materiál vyhovoval účelu a nestával se nevyhovujícím při provozních nebo klimatických podmínkách.  ukládání úpravnických hlušin: Správné ukládání úpravnických hlušin, zvláště v mokrém stavu bude mít vždy kritický význam pro stabilitu stavby. Obvykle jsou mokré úpravnické hlušiny ukládány z koruny hráze v maximálně možném rovnoměrném rozprostření kolem hráze s cílem vytvořit „pláž„ z úpravnických hlušin na vnitřní straně zachycující hráze.  metody pro stavbu a zvyšování hrází. Hráze odkaliště jsou obvykle budovány z hrubozrnných úpravnických hlušin a to může být skutečně vhodný způsob zadržování úpravnických kalů. Avšak během životnosti dolu se mohou změnit vlastnosti rudy i úpravnické metody, a proto se mohou změnit rovněž charakteristiky úpravnických hlušin. Management kvality je proto složitý problém po celou životnost provozu. Proto je snaha vybudovat počáteční hráz a také ji zvyšovat z jiného materiálu, jehož kvalita může být snadněji monitorována během budování hráze. Není to však jen typ materiálu použitý pro vybudování hrází odkališť, ale je to také umístění a zpevnění vhodného stavebního materiálu, které zajišťuje dlouhodobou stabilitu. Základní typy používaných „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

IX



 

hrází jsou konvenční hráze, nebo hráze budované s použitím metody budování na přítokové straně, na odtokové straně nebo s těsněním uprostřed hráze  hospodaření s volnou vodou, šířka volného břehu, nouzový odtok a rozhodnutí pro povodňové úpravy: Metody pro odvedení volné vody zahrnují přepady, otevřené kanály, dekantační věže a dekantační vrt. Společně s udržováním dostatečné šířky volného břehu a nouzových odvodňovacích systémů jsou to hlavní nástroje pro prevenci havarijní jako je přetečení hráze  odvodňování hrází: Propustné hráze jsou založeny na principu, že prosakování přes hráz může být dobře zachyceno pod patou hráze na vnější straně. Toho je možno dosáhnout vnitřním odvodňovacím systémem s odvodňovací zónou umístěnou ve vnitřní části hráze. Nepropustné hráze mají podobné odvodňovací systémy s cílem zastavit průsak přes jádro hráze, a tím zabránit erozi jádra hráze a vnějších svahů hráze.  monitoring průsaku: Řízený průsak proniká hrází a zajišťuje její stabilitu snižováním pórového tlaku v hrázi. Je však důležité, aby průsak byl dobře řízen a kontrolován vzhledem ke každodenním environmentálním vlivům stejně jako z hlediska prevence havárií  stabilita hrází a odvalů: Důležitým opatřením pro stabilitu odvalů a hrází je faktor bezpečnosti, tj. poměr skutečné pevnosti ve smyku k namáhání ve smyku.  metody pro monitorování stability hrází a odvalů: Základem veškerého monitoringu je vypracování monitorovacího plánu. Monitoring je sestaven ze seznamu měření prováděných v určitých intervalech. Celkový monitorovací plán obvykle také zahrnuje plány inspekcí, auditů a kontrol. Dalším faktorem, který ovlivňuje stabilitu hrází a odvalů je stabilita základu, tj. podloží na němž jsou hráze a odvaly vybudovány.  management kyanidů: Kromě zpracování úpravnických hlušin z kyanidového loužení, management CN obvykle také zahrnuje velký počet bezpečnostních opatření, která jsou prováděna pro prevenci havárií. Návrh úpravny také zahrnuje několik technických řešení zaměřených na prevenci havárií  odvodňování úpravnických hlušin: Hlavní nevýhodou manipulace s úpravnickými hlušinami ve formě suspenzí je jejich mobilita. Jestliže omezující zařízení (tj. hráz je narušena) mohou se stát kapalnými, a pak způsobit značné škody vlivem jejich fyzikálních a chemických charakteristik. Pro zamezení tohoto problému byly vyvinuty dvě alternativy: management suchých úpravnických hlušin a zahuštěných úpravnických hlušin zmenšení zabrané plochy: Efektivní způsob jak snížit velikost plochy zabrané odkališti a odvaly je zakládání veškerých hlušin z odvalu a těžby, nebo jejich části. Jiné možnosti zahrnují ukládání úpravnických hlušin pod vodu, tj. jejich ukládání do moře, nebo nalezení jiného využití hlušin z úpravy a těžby vyjednávání o haváriích: Dva nástroje pro vyjednávání o haváriích jsou havarijní plánování a hodnocení a sledování havárií. nástroje environmentálního managementu: Systémy environmentální managementu jsou užitečným nástrojem pro pomoc v prevenci znečištění z průmyslových aktivit obecně.

BAT pro management hlušin z úpravy a těžby při hornické činnosti Kapitola o BAT (kapitola 5) identifikuje metody, které mohou být uvažovány jako BAT, na základě informací v kapitole 4 a při respektování definice „Best available techniques“ – nejlepší dostupné techniky a úvah uvedených v příloze IV směrnice IPPC (viz předmluva). Kapitola o BAT je rozdělena na obecnou část, která je použitelná pro všechny lokality s managementem hlušin z úpravy a těžby a specifickou část pro specifické minerály. Pro úplnost jsou zde uvedeny závěry o BAT. X


Základní BAT BAT je:  použití základních principů uvedených v oddíle 4.2  použití principu managementu doby životnosti, jak je popsáno v oddílu 4.2 Management životního cyklu zahrnuje všechny etapy činnosti na lokalitě, což představuje následující: 

  

Etapa návrhu a konstrukce (oddíl 4.2.1)  environmentální základní zásady (oddíl 4.2.1.1)  charakteristiky hlušin z úpravy/těžby (oddíl 4.2.1.2)  studie a plány pro odkaliště/odvalu (oddíl 4.2.1.3), což zahrnuje následující aspekty  dokumentace pro výběr lokality  hodnocení vlivů na životní prostředí (EIA)  hodnocení rizik  plán připravenosti na mimořádné události  plán ukládání  vodní bilance a plán vodního hospodářství  plán ukončení činnosti a uzvírky  návrh odkaliště/odvalu a souvisejících zařízení (oddíl 4.2.1.4)  monitoring a kontrola (Oddíl 4.2.1.5) Etapa výstavby (oddíl 4.2.2) Etapa provozu (oddíl 4.2.3)  manuál OSM (oddíl 4.2.3.1)  audity (oddíl 4.2.3.2) Etapa uzavírky a následné péče (oddíl 4.2.4)  dlouhodobé cíle uzavírky (oddíl 4.2.4.1)  specifické problémy uzavírky (oddíl 4.2.4.2) pro  odvaly  odkaliště, což zahrnuje o odkaliště přikrytá vodou o odvodněná odkaliště o zařízení pro vodní hospodářství

BAT dále zajišťuje následující:  snížení spotřeby činidel (oddíl 4.3.2)  prevenci proti vodní erozi (oddíl 4.3.3)  protiprašnou prevenci (oddíl 4.3.4)  určení vodní bilance (oddíl 4.3.7) a použití výsledků pro vypracování plánu vodního hospodářství (oddíl 4.2.1.3)  aplikaci managementu pro volnou vodu (oddíl 4.3.9)  monitoring podzemních vod kolem veškerých odkališť a ploch odvalů (oddíl 4.3.12) Management ARD Charakteristiky hlušin z úpravy a těžby (oddíl 4.2.1.2 v kombinaci s přílohou 4) zahrnují stanovení kyselinotvorného potenciálu hlušin z úpravy a těžby. Jestliže kyselinotvorný potenciál existuje, je úkolem BAT zabránit tvorbě ARD (oddíl 4.3.1.2) a jestliže tvorbě ARD nemůže být zabráněno, je úkolem BAT řídit dopad ARD (oddíl 4.3.1.3) nebo aplikovat možnosti úpravy (oddíl 4.3.1.4). Často jsou používány kombinace těchto řešení (oddíl 4.3.1.6). Všechny možnosti prevence, řízení a úpravy mohou být aplikovány v existujících i nových provozech. Nejlepší výsledky při uzavírce budou však dosaženy, jestliže plány pro uzavírku jsou zpracovány v etapě návrhu hned od začátku provozu (princip od kolébky do hrobu).


XI

Použitelnosti možností závisí zejména na podmínkách lokality. Faktory jsou následující:  vodní bilance  dostupnost možného materiálu pro pokryv  hladina podzemních vod Ty určují použitelné možnosti na dané lokalitě. Oddíl 4.3.1.5 poskytuje nástroj pro rozhodování o nejvhodnější možnosti uzavírky. Management průsaku (oddíl 4.3.10) Přednostně je umístění pro odkaliště/odval vybíráno tak, že těsnění není nutné. Avšak jestliže to není možné a kvalita průsakových vod se zhoršuje a/nebo velikost průsaku je vysoká, pak průsak musí zastaven, snížen (oddíl 4.3.10.1) nebo řízen (oddíl 4.3.10.2) – uvedené možnosti jsou vyjmenovány v pořadí priorit. Často je použita kombinace těchto opatření. Emise do vody BAT zajišťuje:  recyklaci technologické vody (viz oddíl 4.3.11.1)  mísení technologické vody s jinými vypouštěnými vodami s obsahem rozpuštěných kovů (viz oddíl 4.3.11.3)  instalaci sedimentačních nádrží pro zachycení erodovaného jemného materiálu (viz oddíl 4.3.11.4.1)  odstranění suspendovaných pevných látek a rozpuštěných kovů před vypouštěním vody do vodních toků (oddíl 4.3.11.4)  neutralizaci alkalických vypouštěných vod kyselinou sírovou nebo oxidem uhličitým (oddíl 4.3.11.6)  odstranění arsenu z vypouštěných důlních vod přídavkem železitých solí )oddíl 4.3.11.7) Příslušné oddíly v kapitole 3 o emisích a úrovní emisích a spotřeby poskytují příklady dosažených úrovní. Nemusí být dosaženo korelace mezi použitými metodami a dostupnými údaji o emisích. Proto nebylo možné uvést v tomto dokumentu závěry o BAT ve spojení s emisními úrovněmi. Následující metody představují BAT pro úpravu kyselých vypouštěných vod (oddíl 4.3.11.5): 

aktivní metody úpravy  přidávání vápence (uhličitan vápenatý), vápenného mléka nebo nehašeného vápna  přidávání sody pro ARD s vysokých obsahem Mn



pasivní metody úpravy  umělé mokřady  otevřené kanály s vápencem/anaerobní vápencová drenáž  odkláněcí vrty

Pasivní systémy úpravy představují dlouhodobé řešení po zastavení provozu na lokalitě, avšak jen tehdy, pokud jsou použity jako konečný krok kombinovaný s dalšími (preventivními) opatřeními. Emise hluku (oddíl 4.3.5) BAT zajišťuje:  použití kontinuálně pracujících systémů (například dopravních pásů, potrubí)  zapouzdření motorů dopravních pásů v oblastech, kde hluk představuje místné problém  vytvoření vnějšího svahu odvalu na začátku, pak dopravních ramp a pracovních plošin ve vnitřní části odvalu tak daleko, jak je možné.

XII


Návrh hráze Kromě opatření popsaných v oddílu 4.1 a oddílu 4.2 během etapy návrhu hráze odkaliště, (oddíl 4.2.1) BAT zajišťuje:  

použití stoleté povodně jako hodnoty pro návrh velikosti havarijní vypouštěcí kapacity u hráze s nízkým rizikem použití 5000 – 10 000 leté povodně pro návrh velikosti havarijní vypouštěcí kapacity u hráze s vysokým rizikem

Stavba hráze Kromě opatření popsaných v oddílu 4.1 a oddílu 4.2 během etapy stavby hráze odkaliště, (oddíl 4.2.2) BAT zajišťuje:  

odstranění veškeré vegetace a humózní půdy z plochy pod hrází (oddíl 4.4.3) výběr materiálu pro stavbu hráze, který je vhodný pro tento účel a který se nezhorší vlivem provozních nebo klimatických podmínek (oddíl 4.4.4)

Zvyšování hrází Kromě opatření popsaných v oddílu 4.1 a oddílu 4.2 během etapy stavby a provozu hráze odkaliště, (oddíl 4.2.2 a 4.2.3) BAT zajišťuje:  



 

hodnocení rizika příliš vysokého pórového tlaku a monitorování pórového tlaku před a během každého zvýšení. Hodnocení musí být provedeno nezávislým odborníkem. použití konvenčního typu hrází (oddíl 4.4.6.1) za následujících podmínek:  úpravnické hlušiny nejsou vhodné pro stavbu hráze  vyžaduje se zadržení vody  odkaliště je ve vzdáleném a nepřístupném místě  zadržení vody v úpravnických hlušinách je potřeba během delšího období pro odstranění toxických složek (například kyanidu)  přírodní přítok do odkaliště je větší nebo velmi proměnlivý a pro jeho řízení je potřeba možnost zadržení vody použití metody stavby hráze z přítokové strany (oddíl 4.4.6.2) za následujících podmínek:  velmi nízké seismické riziko  úpravnické hlušiny jsou použity pro stavbu hráze: nejméně 40 – 60 % celkového materiálu má velikost částic mezi 0.075 a 4 mm (netýká se zahuštěných úpravnických hlušin) použití metody stavby hráze z vnější strany (oddíl 4.4.6.3) za následujících podmínek:  je dostupné dostatečné množství materiálu pro stavbu hráze (například hlušiny z úpravy a těžby) použití metody stavby hráze s izolací ve středu hráze (oddíl 4.4.6.4) za následujících podmínek:  seismické riziko je nízké

Provoz hráze Kromě opatření popsaných v oddílu 4.1 a oddílu 4.2 během etapy provozu odkaliště, (oddíl 4.2.3) BAT zajišťuje:   

monitorování stability jak je dále specifikováno zajištění odklonu veškerých přítoků do odkaliště v případě problémů mimo odkaliště zajištění alternativní možnosti ukládání, pokud možno do jiného odkaliště


XIII

     

zajištění dalších zařízení pro dekantaci (například havarijní přepad, oddíl 4.4.9) a/nebo záložní čerpací loďky pro havarijní situace, jestliže hladina volné vody v odkališti dosáhne určenou minimální hodnotu volného břehu (oddíl 4.4.8) měření pohybu podloží pomocí hlubokých inklinometrů a znalost podmínek pórového tlaku zajištění potřebného odvodnění (oddíl 4.4.10) vedení záznamů o návrhu a stavbě a veškerých doplňcích/změnách v návrhu a stavbě vedení manuálu pro bezpečnost práce jak je popsáno v oddílu 4.2.3.1 v kombinaci s nezávislými audity, jak je zmíněno v oddílu 4.2.3.2 školení personálu a zajištění potřebného výcviku personálu

Odvedení volné vody z odkaliště (oddíl 4.4.7.1) BAT zajišťuje:   

užívání přepadu v přírodním podloží pro odkaliště v údolí i mimo údolí použití dekantační věže  v chladném klimatu s pozitivní vodní bilancí použití dekantační stěna  v teplém klimatu s negativní vodní bilancí  jestliže je udržován široký volný břeh

Odvodnění úpravnických hlušin (oddíl 4.4.16) Volba metody (úpravnické hlušiny ve formě suspenzí, zahuštěné nebo suché) závisí hlavně na vyhodnocení tří faktorů:   

finanční náklady environmentální vlivy riziko poruchy

BAT využívá managementu následujících forem hlušin:  suché úpravnické hlušiny (oddíl 4.4.16.1)  zahuštěné úpravnické hlušiny (oddíl 4.4.16.2)  úpravnické hlušiny ve formě suspenzí (oddíl 4.4.16.3) Existuje řada faktorů, které ovlivňuje volbu vhodné metody pro danou lokalitu. Některé z těchto faktorů jsou:      

mineralogické složení rudy ekonomická hodnota rudy zrnitostní složení dostupnost technologické vody klimatické podmínky dostupný prostor pro management úpravnických hlušin

Provoz odkaliště/odvalu Kromě opatření popsaných v oddílu 4.1 a oddílu 4.2 během etapy provozu veškerých odkališť a odvalů (oddíl 4.2.3) BAT zajišťuje:    

odklonění přírodních externích odtoků (oddíl 4.4.1) ukládání hlušin z úpravy a těžby v povrchových dolech (oddíl 4.4.1). V tomto případě stabilita odvalu nebo svahu hráze není problém aplikaci bezpečnostního faktoru nejméně 1.3 pro všechny odvaly a hráze během provozu (oddíl 4.4.13.1) provedení postupné rekultivace a ozelenění (oddíl 4.3.6)

XIV


Monitoring stability BAT zajišťuje: 





monitoring odkaliště/hráze (oddíl 4.4.14.2):  výška hladiny vody  kvalita a kvantita průsakového toku přes hráz (rovněž oddíl 4.4.12)  výška hladiny podzemních vod  pórový tlak  pohyb koruny hráze a úpravnických hlušin  seismicita, pro zajištění stability hráze a podloží (rovněž oddíl 4.4.14.4)  dynamický pórový tlak a ztekucení  mechanika zemin  metody rozmisťování úpravnických hlušin monitoring odvalu (oddíl 4.4.14.2):  tvar teras a svahů  odvodnění dílčích odvalů  pórový tlak provedení:  v případě odkaliště/hráze:  vizuální prohlídky (oddíl 4.4.14.3)  roční kontroly (oddíl 4.4.14.3)  nezávislé audity (oddíl 4.2.3.2 a oddíl 4.4.14.3)  hodnocení bezpečnosti existujících přehrad (SEED) (oddíl 4.4.14.3)  v případě odvalů:  vizuální prohlídky (oddíl 4.4.14.3)  geotechnické kontroly (oddíl 4.4.14.3)  nezávislé geotechnické audity (oddíl 4.4.14.3)

Projednávání havárií BAT zajišťuje:   

provedení plánování pro mimořádné situace (oddíl 4.6.1) hodnocení a sledování nehod (oddíl 4.6.2) monitorování potrubí (oddíl 4.6.3)

Snížení záboru území BAT zajišťuje:  



pokud je to možné, zabránění a/nebo snížení produkce hlušin z úpravy a těžby (oddíl 4.1) zakládání (oddíl 4.5.1) při následujících podmínkách:  zakládání je požadováno jako součást dobývací metody (oddíl 4.5.1.,1)  dodatečné náklady pro zakládání jsou kompenzovány vyšší výtěžností rudy  při dobývání povrchovým dolem, jestliže úpravnické hlušiny mohou být snadno odvodněny (tj. odpařováním, odvodněním, filtrací) a tedy odkaliště není nutné nebo může být jeho rozměr menší (oddíly 4.5.1.2, 4.5.1.3, 4.5.1.4, 4.4.1).  použití blízkého vydobytého povrchového dolu jestliže je k dispozici pro ukládání hlušin (oddíl 4.5.1.5)  základka ve velkých vydobytých prostorech v hlubinných dolech (oddíl 4.5.1.6) vydobyté prostory založené úpravnickými hlušinami ve formě suspenzí vyžadují odvodnění (oddíl 4.5.1.9). Pro zvýšení stability může být rovněž nutné přidávat pojiva (oddíl 4.5.1.8) zakládání úpravnických hlušin ve formě kaše (oddíl 4.5.1.10), jestliže podmínky pro aplikaci této metody zakládání vyhovují a jestliže:  je vhodná základka „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

XV







úpravnické hlušiny jsou velmi jemné, takže je k dispozici málo vhodného materiálu pro hydraulickou základku. V tomto případě se bude velmi pomalu odvodňovat velké množství jemnozrnného materiálu uloženého v odkališti  je vhodné udržet vodu mimo důl nebo je nákladné čerpat vodu odtékající z úpravnických hlušin (například na dlouhou vzdálenost) zakládání hlušin z těžby (hornin) za následujících podmínek (oddíl 4.5.2):  hlušiny z těžby mohou být zakládány v hlubinném dole  jeden nebo více vydobytých povrchových dolů jsou poblíž (to je někdy nazýváno „transfer mining“)  provoz povrchového dolu je prováděn takovým způsobem, že je možné zakládat hlušiny z těžby bez narušení důlního provozu. studium možných použití hlušin z úpravy a těžby (oddíl 4.5.3)

Uzavírka a následná péče Kromě opatření popsaných v oddílu 4.1 a oddílu 4.2 během etapy uzavírky a následné péče veškerých odkališť a odvalů (oddíl 4.2.4) BAT zajišťuje: 



vypracování plánů uzavírky a následné péče během etapy plánování provozu včetně odhadu nákladů a jejich další doplňování během času (oddíl 4.2.4).Požadavky na rekultivace se však vyvíjejí během doby životnosti provozu a jejich přesné detaily mohou být posuzovány teprve v etapě uzavírky odkaliště aplikaci faktoru bezpečnosti minimálně 1.3 pro hráze a odvalu po uzavírce (oddíl 4.2.4 a 4.4.13.1), přestože existují různé názory na vodní pokryv (viz kapitolu 7).

Pro etapu uzavírky a následné péče u odkališť BAT zajišťuje stavbu hrází tak, aby zůstaly dlouhodobě stabilní, jestliže řešení vodním pokryvem je vybráno pro uzavírku (oddíl 4.2.4.2) Vyluhování zlata s použitím kyanidu Kromě obecných opatření, pro všechny provozy používající kyanid pro loužení zlata, BAT zajišťuje následující: 

 

snížení používání CN vlivem aplikace:  operační strategie pro minimalizaci přidávání kyanidu (oddíl 4.3.2.2)  automatické řízení dávkování kyanidu (oddíl 4.3.2.2.1)  pokud je to použitelné, předúprava peroxidem (oddíl 4.3.2.2.2) rozklad zbývajícího volného CN před uložením do odkaliště (oddíl 4.3.11.8). Tabulka 4.13 ukazuje příklady úrovní CN, které byly dosaženy pro některá evropská ložiska aplikace následujících bezpečnostních opatření (oddíl 4.4.15):  velikost okruhu pro rozklad kyanidu s kapacitou 2x větší než je skutečná potřeba  instalace záložního systému pro vápnění  instalace záložních generátorů proudu

Hliník Kromě obecných opatření, pro všechny rafinerie hliníku BAT zajišťuje následující:  

během provozu:  zabránění vypouštění odpadních vod do povrchových vod. To je dosahováno recyklací technologické vody v rafinerii (oddíl 4.3.11.1) nebo v suchém klimatu evaporací. v etapě následné péče (oddíl 4.3.13.1):  úprava povrchového odtoku z odkaliště před jeho vypouštěním, dokud chemické složení nedosáhlo přijatelných koncentrací pro vypouštění do povrchových vod  udržování přístupových cest, odvodňovacích systémů a vegetačního krytu (včetně revegetace, pokud je nezbytné)  pokračování ve vzorkování podzemních vod

XVI


Draselné soli Kromě obecných opatření pro všechny lokality těžby draselných solí, BAT zajišťuje:  nepropustnost základu pod odkalištěm, jestliže přírodní půdy nejsou nepropustné (oddíl 4.3.10.3)  snížení emisí prachu z transportu dopravními pásy (oddíl 4.3.4.3.1)  utěsnění paty odvalu vně nepropustné střední zóny a zachycení odtoku (oddíl 4.3.11.4.1)  zakládání velkých vydobytých prostor úpravnickými hlušinami suchými nebo ve formě suspenzí (oddíl 4.5.1.6) Uhlí Kromě obecných opatření pro všechny lokality těžby uhlí, BAT zajišťuje:  

prevenci průsaků (oddíl 4.3.10.4) odvodňování jemnozrnných flotačních hlušin o velikosti částic pod 0.5 mm )oddíl 4.4.16.3)

Environmentální management Řada z metod environmentálního managementu je definována jako BAT. Rozsah (například úroveň detailu) a povaha EMS (například normalizovaný nebo bez normalizace) bude obecně záviset na povaze, rozsahu a složitosti provozu a rozsahu environmentálních dopadů, které může způsobit. BAT je zaváděna ve spojení s environmentálním systémem managementu (EMS – Environmental Management System), který zahrnuje podle individuálních podmínek následující (viz kapitola 4):   





vrcholové vedení podniku definuje environmentální politiky pro provoz (účast vrcholového vedení je považována za podmínku úspěšné aplikace jiných zásad EMS) plánování a zavedení nezbytných postupů zavedení postupů se zvláštní pozorností věnovanou následujícímu:  struktura a odpovědnost  výcvik, znalost a kompetence  komunikace  účast zaměstnanců  dokumentace  efektivní řízení procesu  program údržby  připravenost na mimořádné události a činnost při nich  kontrola shody s environmentální legislativou kontrola účinnosti a nápravná opatření se zvláštní pozorností věnovanou následujícímu:  monitoring a měření (viz rovněž Referenční dokument pro monitoring emisí)  nápravná a preventivní činnost  vedení záznamů  nezávislý (pokud je účelné) vnitřní audit s cíle určit zda systém environmentálního managementu vyhovuje plánovaným ustanovením a byl řádně zaveden a plněn kontrola vrcholovým vedením podniku


XVII

Pro doplnění uvedených kroků jsou uvažována tři další podpůrná opatření. Jejich absence však obecně neovlivní BAT. Tyto tři dodatečné kroky jsou následující:  



systém managementu a postup auditu je ověřen a validován akreditační institucí nebo externím auditorem EMS příprava a publikace (a případně externí validace) pravidelného environmentálního prohlášení, které popisuje všechny významné environmentální aspekty provozu, umožňující meziroční srovnání s environmentálními úkoly a cíli a rovněž se standardními hodnotami v průmyslu, pokud je to účelné. zavedení a připojení se k mezinárodně uznávanému dobrovolnému systému jako je EMAS a EN ISO 14001: 1996. Tento dobrovolný krok může zvýšit důvěryhodnost EMS. Zejména EMAS, který zahrnuje všechny zmíněné aspekty poskytuje vyšší důvěryhodnost. Systémy, které nejsou normalizovány, mohou být však v podstatě stejně efektivní za předpokladu, že jsou správně navrženy a zavedeny.

Specificky pro management hlušin z úpravy a těžby musí použití BAT zahrnovat integrovaný systém rizik/bezpečnosti a environmentální systém managementu. Proto environmentální management musí být navržen a prováděn společně s hodnocením a managementem rizik popsaným v oddílu 4.2.1 a managementem provozu, dohledu a údržby popsaným v oddílu 4.2.3.1.

Vyvíjené technologie Kapitola 6 zahrnuje šest vyvíjených technologií, které nebyly dosud komerčně aplikovány, a které jsou stále v etapě výzkumu a vývoje. Jsou to:      

společné ukládání hlušin z úpravy a těžby železných rud inhibice procesu ARD recyklace kyanidu použitím membránové technologie izolované bloky využití červených kalů pro zlepšení problémů s ARD a znečištění kovy kombinace metod SO2/vzduch a peroxidu vodíku pro rozklad kyanidu

Tyto metody sem byly zařazeny pro informaci z hlediska budoucích revizí tohoto dokumentu. Závěrečné poznámky Výměna informací Průmysl a úřady, které vydávají povolení poskytly mnoho dokumentů jako základ informací začleněných do tohoto dokumentu. Jako klíčové dokumenty mohou být pro tento dokument BAT považovány bulletiny vydávané „International Commission on Large Damps“ (ICOLD) týkající se managementu hlušin, kanadský dokument „Guide to the management of tailings facilities“ a finský dokument „Dam safety code of practice“. Množství a kvalita údajů v tomto dokumentu jsou nevyvážené, protože bylo poskytnuto málo informací o skutečných úrovních spotřeby a emisí u odkališť a odvalů nerudných nerostných surovin. Údaje o emisích pro provozy při těžbě rud jsou založeny na jednotlivých provozech. Nemůže být provedena korelace mezi použitými metodami a údaji o emisích, které jsou k dispozici. Proto závěry o BAT vzhledem k příslušným úrovním emisí nebyly možné.

XVIII „ Pro Ministerstvo průmyslu a obchodu ČR zajistila překlad Ing. Hana Lorencová „

Stupeň dosažené shody Závěry této práce byly odsouhlaseny na závěrečném plenárním zasedání v listopadu 2003 s vysokou úrovní dosažené shody. Rozporné názory existují v jednom případě, který se týká faktoru bezpečnosti pro dlouhodobou stabilitu hrází odkališť s mokrým pokryvem. Doporučení pro další práci Výsledek výměny informací, tj. tento dokument, představuje významný krok kupředu pro snížení každodenního znečištění a prevenci havárií na odkalištích a odvalech. V některých bodech, je však informace neúplná a neumožňuje, aby rozhodnutí o BAT bylo provedeno. Další práce se může účelně zaměřit na shromáždění informací o následujících problémech:        

rozšíření na všechny oblasti hornictví zahrnující příklady a metody o dalších nerostných surovinách podrobnější informace o produkci hlušin z úpravy a těžby emisní úrovně spojené s BAT pro úpravu vypouštěných vod a pro rozklad kyanidů ukládání hlušin z úpravy pod hladinu mořské vody ekonomické údaje pro řadu metod uvedených v kapitole 4 charakteristika hlušin z úpravy a těžby:  zahrnutí více mezinárodních a národních norem v příloze 4  vývoj standardní metodiky pro charakteristiku hlušin z úpravy a těžby zajištění více informací o metodách pro zahuštění hlušin z úpravy nové metody pro odstraňování kyanidu

Další práce může vyžadována rovněž za účelem adaptace dokumentu BAT po jeho přijetí pro konečnou podobu směrnice o managementu odpadu z těžebního průmyslu. Navrhované problémy pro budoucí projekty výzkumu a vývoje Tato výměna informací rovněž ukázala některé oblasti, kde další užitečné znalosti mohou být získány z projektů výzkumu a vývoje. To se vztahuje k následujícím tématům: 



management životního cyklu: aplikace managementu celoživotního cyklu je významná pro dosažení vysoké úrovně bezpečnosti a environmentální kvality prostředí na důlní lokalitě. Avšak v současné době chybí ekonomická data, která ukazují, že ekonomicky efektivní řídit důlní provoz s model celoživotního cyklu. Výzkum v této oblasti je potřeba pro posouzení všech existujících případových studií, stanovení ekonomiky aplikace integrovaného managementu životního cyklu pro posouzení krátkodobých projektů (například pro odhad maximálního zisku během provozu). toxicita rozkladných produktů kyanidu: Toxicita samotného kyanidu je dobře prozkoumaný problém. Avšak zdá se, že také některé produkty rozkladu mohou být toxikologický významné. Z hlediska dopadu znečištění z provozů, které používají kyanidy pro loužení zlata, existuje potřeba výzkumu toxicity produktů rozkladu kyanidu.

Evropská komise vyhlašuje a podporuje prostřednictvím svých programů výzkumu a vývoje (RTD) řadu projektů věnovaných čistým technologiím, vyvíjeným metodám úpravy vypouštěných vod, recyklačním technologiím a strategiím managementu. Tyto projekty mohou potenciálně poskytnout užitečný příspěvek k budoucímu doplnění tohoto dokumentu. Čtenáři jsou proto vyzváni informovat EIPPCB o všech výzkumných výsledcích, které jsou významné v rámci tohoto dokumentu (viz rovněž předmluvu k tomuto dokumentu).


XIX

1. VŠEOBECNÉ TERMÍNY, ZKRATKY, SYMBOLY, MATERIÁLY

Recommend Documents