Mádai Viktor A GYÖNGYÖSOROSZI FLOTÁCIÓS MEDDİ KÖRNYEZETÁSVÁNYTANI VIZSGÁLATA. Ph.D értekezés

Átírás

1 Mádai Viktor A GYÖNGYÖSOROSZI FLOTÁCIÓS MEDDİ KÖRNYEZETÁSVÁNYTANI VIZSGÁLATA Ph.D értekezés Miskolci Egyetem Mőszaki Földtudományi Kar Mikoviny Sámuel Földtudományi Doktori Iskola A Doktori Iskola vezetıje: Dr. h.c. mult. Dr. Kovács Ferenc, az MTA rendes tagja, egyetemi tanár Kutatási tématerület: Alkalmazott földtani és hidrogeológiai kutatások A tématerület vezetõje: Dr. habil Földessy János, egyetemi tanár Kutatási témacsoport: Alkalmazott ásvány- és kızettani kutatások témacsoport Kutatási témacsoport-vezetı: Dr. Szakáll Sándor PhD, egyetemi docens és Dr. Mádai Ferenc PhD, egyetemi docens Tudományos vezetı: Dr. habil Földessy János, egyetemi tanár Készült: a Miskolci Egyetem Ásványtani- Földtani Intézetében 2007

2 Tartalom 1. Bevezetés, célkitőzések Földtani háttér A Mátra hegység fejlıdéstörténete A Gyöngyösoroszi közelében fejtett érces összlet földtani sajátosságai A telérek, hasadék-kitöltések szerkezete, és keletkezésük Bányászattörténet A bányászat korai története A gyöngyösoroszi bányászat között A gyöngyösoroszi ércbányászat fémmérlege Az ércelıkészítı üzem és az alkalmazott technológia A törés és a nehézszuszpenziós dúsítás üzemi folyamatai Az ırlés és a flotálás üzemi folyamatai A flotációs hányó kialakítása és kutatásának története A vas-szulfidokat tartalmazó kızetek savtermelésének kémiai háttere A baktériumok szerepe A neutralizáló folyamatok A folyamatok reakció kinetikája A szulfidtartalmú kızethalmazok, szulfidos érctelepek oxidatív mállása, vaskalapképzıdés Az oxidálódó meddıhányókban zajló folyamatok ásványtani szempontból A természetes kızeteredető savtermelés és a fémkioldási folyamatok kapcsolata Fémkoncentrációk, és a háttér problémaköre Vasoxid-hidroxid- és szulfát ásványok szorpciós sajátosságai A nyomelem szorpció környezeti jelentısége Fém-kationok szorpciója Oxianionok szorpciója Az ásványok instabilitása és ennek hatása az adszorbeált fázisokra A Gyöngyösoroszi közelében található flotációs hányó anyagának vizsgálata során várható elsıdleges ásványok, és a hozzájuk kapcsolódó nyomelemek Fı ércásványok Járulékos ércásványok Fı meddıásványok Járulékos meddıásványok

3 8.5. A telérek másodlagos ásványai Az oxidatív mállás másodlagos ásványfázisainak detektálási lehetısége távérzékeléses technika alkalmazásával Gyöngyösoroszi környékén A hiperspektrális távérzékelési módszer N-dimenziós adatrendszer A feldolgozás menete Az Fe- illetve OH tartalmú komponensek detektálásának alapelvei A távérzékeléses kutatás körébe sorolható konkrét megfigyelések irodalmi adatok alapján a gyöngyösoroszi flotációs hányóhoz kapcsolódóan A flotációs hányó savtermelési és savlekötési sajátosságainak vizsgálata A neutralizációs potenciál (NP, Neutralization Potential) vizsgálatára szolgáló eljárások A pezsgési teszt (Fizz Test (Sobek Módszer)) A savtermelı képesség (AP, Acid Producing Potential) meghatározására szolgáló eljárások A környezetre gyakorolt hatás megítélése A flotációs hányó savtermelési és savlekötési sajátosságai irodalmi adatok alapján A több száz éves ércbányászati meddıhányók, mint analógiák vizsgálata a flotációs hányó évszázadokkal késıbb tapasztalható állapotának felmérése érdekében A telkibányai érces terület földtani viszonyai Az ércesedés jellemzése A telkibányai bányászati technológia Ércfeldolgozás A tématerületen végzett saját kutatások tematikus ismertetése A gyöngyösoroszi flotációs hányóhoz kapcsolódó mintavételezés, adatgyőjtés A mintaanyagok makroszkópos jellemzése A zt-4-es fúrás anyagának makroszkópos leírása A flotációs hányó felszínérıl győjtött minták makroszkópos leírása, a minták jelölésének rendszere A flotációs hányóhoz kapcsolódó minták és a telkibányai területen mintázott érces hányók anyagának vizsgálata során alkalmazott mérési módszerek Az oxidációs és cementációs zóna elhelyezkedése a flotációs hányó mintázott anyagában a nehézfémek mélység szerinti megoszlásának figyelembevételével Elemzési módszerek A réz, az ólom, a cink, valamint az ón, a mangán, az arzén, a nikkel, a kobalt és a kadmium illetve a kén mélység szerinti megoszlása A ZT1-es fúrás A ZT2-es fúrás A ZT3-as fúrás A ZT4-es fúrás A ZT5-ös fúrás

4 Következtetések A környezeti szempontból veszélyesnek tekintett elemek felszíni eloszlása és ásványfázisokhoz való kapcsolódása, egy a hányó hossztengelyével közel párhuzamos szelvény nyomvonalában vett mintasorozat anyagának ICP-AES és röntgendiffrakciós mérési eredményei alapján Mintavétel, Elemzési módszerek A réz, a cink, az ólom valamint a kadmium és a higany mennyiségi megoszlása, és a minták fázisos összetétele Az I/a jelő gáttal lehatárolt, utoljára létesített tározótér A közbülsı, elıször létrehozott tározótér A második lépcsıben, az üzem rekonstrukciója után létesített tározórész A hányó elıtere A réz megoszlása és hordozó fázisai Az ólom megoszlása és hordozó fázisai A cink megoszlása és hordozó fázisai Az arzén megoszlása és hordozó fázisai A kadmium megoszlása és hordozó fázisai A higany megoszlása és hordozó fázisai Következtetések: A hiperspektrális távérzékelési technika és a felszíni megfigyelések eredményeinek összevetése a flotációs hányó-felszín jelenlegi oxidációs állapotának megítélése érdekében Saját megfigyelések leírása A mérési eredmények elemzése A II.-gáttal lehatárolt, az üzem rekonstrukciója után létesített tározótér A közbülsı, elıször létrehozott tározótér A második lépcsıben, az üzem rekonstrukciója után létesített, legmagasabban fekvı tározórész A hányó elıtere Következtetések: A ZT-4-es fúrás mintaanyagának savtermelı és savlekötı képessége Mintavétel, elemzési módszerek A savtermelı és savlekötı képesség potenciál függvény szemlélete A neutralizációs potenciál arány mélység szerinti változása az összes szervetlen kötésben lévı szén-tartalom alapján meghatározott neutralizációs potenciál és összkéntartalom révén meghatározott savtermelı képesség esetén A neutralizációs potenciál arány mélység szerinti változása Sobek-módszerrel meghatározott neutralizációs potenciál és összkén-tartalom révén meghatározott savtermelı képesség esetén A hagyományos módszerek eredményeinek összevetése A neutralizációs potenciál arány mélység szerinti változása derivatográfiás-módszerrel meghatározott komponensekbıl számított neutralizációs potenciál és savtermelı képesség alapján Következtetések A Telkibánya környékén található, középkori eredető, érces meddıhányók anyagának állapotvizsgálata Mintavétel, elemzési módszerek

5 A minták csoportonkénti makroszkópos leírása A mérési eredmények elemzése A Mária-táró bejáratánál található durvaszemő meddıhányó anyaga A Jószerencsét telér légaknájának durvaszemcsés kúpja A Teréz táró, durvaszemcsés hányója A Bózsva patak medre, ırlıiszap A Gunyakúti patak medrébıl, Mátyás Király kútjánál vett ırlıiszap A Veresvízi patak medrének ırlıiszapja A Jóhegy patak medre, ırlıiszaphányó Ósva-völgyi ırlıiszap A Telkibánya 2-es fúrás mellett található ırlıiszap hányó Bajor akna, dúrvaszemő meddı Kaolin táró hányója, dúrvaszemő meddı Következtetések: Összefoglalás, tézisek...97 Elemmegoszlások mélység szerinti vizsgálata Az eredmények gyakorlati hasznosításának lehetıségei Köszönetnyilvánítás Summary, Theses Irodalom

6 1. Bevezetés, célkitőzések Az ipari termelés, így a bányászati tevékenység környezetre gyakorolt hatásának megítélése egyre szélesebb körő vizsgálatok tárgya. A környezet állapotának egyik meghatározó tényezıje a reakcióképes vas-szulfidokat tartalmazó kızetek keletkezésének pillanatától megfigyelhetı, az atmoszferíliák hatására természetes módon elinduló oxidatív mállási folyamat. Hasonló jelenségek mutathatók ki a szulfid-ásványokat, elsısorban piritet illetve pirrhotint tartalmazó bányászati meddı-anyagok esetében is. A vas-szulfidok oxidációjának feltétele a vízzel és a levegı oxigénjével való folyamatos érintkezés. A bakteriális hatásokkal kiegészülı oxidációs folyamatok eredményeként alacsony ph-jú oldatok és Fe 3+ ionok keletkeznek, amelyek oldatba vihetik az egyéb jelenlévı nehézfém-szulfidokat, ha az oxidálódó ásványparagenezisben savas oldatok semlegesítésére képes ásvány-fázisok nem találhatóak. A folyamat régóta ismert, termékei másodlagos ásványfázisok, melyek a primer ásványok mállásával jönnek létre, és amelyeket már a Római Birodalomban is ércek felkutatására használtak. Az 1970-es évektıl kezdve a környezetvédelmi szempontok fokozott elıtérbe kerülésével a generált savas, nehézfémekkel terhelt oldatok kibocsátásának elıre jelezhetısége iránt megnıtt az igény. Számos u.n. statikus és dinamikus kémiai teszt-eljárást fejlesztettek ki. A statikus eljárások csak az adott pillanatban mérhetı eredményeket, így az adott pillanatban detektálható kızet-állapotot mutatják, szemben a dinamikus, (a vizsgált anyaghalmaz hosszabb idıintervallumban megfigyelhetı viselkedését modellezni képes) módszerekkel. A tesztek kifejlesztıi az egyszerőbb alkalmazhatóságra törekedtek. Célul tőzték ki azt is, hogy a kapott eredményeket egyszerőbben lehessen értelmezni a környezeti szempontokat figyelembe véve. A Miskolci Egyetem Ásványtani- Földtani Intézetében több éve foglalkoznak az érces meddıhányók okozta problémákkal. Ennek keretében felmerült az igény a gyöngyösoroszi flotációs meddıhányónak, mint savas szivárgó vizeket generáló rendszernek a vizsgálatára. Célom annak megállapítása volt, hogy a Gyöngyösoroszi határában elhelyezett, az atmoszférikus hatásoknak kitett, szulfid-ásványokat tartalmazó meddıanyag oxidációs és oldódási folyamatai révén, milyen hatást gyakorol jelenleg környezetére, veszélyezteti-e azt, illetve több száz éves, rekultiváció nélküli, zavartalan oxidációs periódust feltételezve hogyan hat majd a környezetre a jövıben. A fenti célkitőzést ásványtani oldalról megközelítve több részterületet vizsgáltam. 1. A szulfidos érctelepek atmoszférikus hatásokra kialakuló mállási folyamatát leíró, a szakirodalomban általánosan elfogadott modellbıl kiindulva, a Mecsek Öko ZRt. által rendelkezésemre bocsátott adatok, illetve mintaanyagok vizsgálata révén, a flotációs hányó 5 darab fúrás által feltárt régiójában az oxidációs és cementációs zóna elhelyezkedését vizsgáltam azzal a céllal, hogy az oxidációs front mélységbeli helyzetét, így az oxidáció jelenlegi állapotát meghatározzam, s így megállapítsam, hogy a további oxidáció inicializálhatja-e a nehézfémek kioldódását. 2. A hányó felszínérıl győjtött minták környezeti szempontból veszélyesnek tekintett nehézfém tartalmát, illetve annak felszíni eloszlását figyelemmel kísérve azt vizsgáltam, hogy a hányó egyes eltérı korú, és összetételő fedıképzıdményei milyen mértékben terhelhetik a környezetet. 3. A hányóról készült hiperspektrális légi felvételek és saját mintázásaim összevetése révén arra a kérdésre kerestem választ, hogy a flotációs hányó felszíne 5

7 teljes mértékben oxidálódott-e, vagyis további oxidációja révén terhelheti e még környezetét nehézfémekkel. 4. A hányó anyaga pirit-tartalmának oxidációja révén enyhén savas ph-jú fluidumokat generál, ugyanakkor a keletkezett savakat neutralizálni képes ásványi komponensekkel is rendelkezik. Statikus kémiai tesztekkel és röntgendiffrakciós eljárással alátámasztott derivatográfiás módszerrel azt vizsgáltam, hogy a flotációs hányó ZT-4-es fúrásából származó minta anyag savtermelı és savlekötı képessége hogyan viszonyul egymáshoz, generálhat e az anyag savas fluidumokat. 5. A hányó néhány száz évvel késıbbi várható állapotát, s így, rekultiváció nélkül a környezetre majdan gyakorolt, várható hatását, analógiás alapon, a Telkibánya környékén fellelhetı középkori durvaszemcsés érces hányók és a finomszemő ércfeldolgozási melléktermékek, (az irodalomban ırlıiszapként illetve iszaphányóként emlegetett anyagok (BENKE, 2001)) oxidációs állapotának vizsgálatával próbáltam megbecsülni, bár a Telkibánya környékén fejtett ércanyag alacsonyabb pirit-tartalommal bírt, mint a gyöngyösoroszi érc. 2. Földtani háttér 2.1. A Mátra hegység fejlıdéstörténete A Mátra hegység fejlıdéstörténetének prepaleozóos és paleozóos idıszakáról csupán harmadidıszaki vulkáni képzıdményekben talált gránit-, granodiorit- és aplitzárványok utalnak. Kızettanilag ezen képzıdmények a szlovákiai Gömöridák intruzivumaival azonosak. Feltételezhetı, hogy a Mátra hegység mélyaljzatából származó intruzív zárványok karbon korúak. A gránitos mélyaljzat a hegység középsı és keleti felére korlátozódik. Települési mélysége több ezer méter (VARGA ET AL., 1975). A Keleti Mátra aljzata győrt mezozoós képzıdményekbıl áll, míg a középsı, illetve nyugati hegységrész aljzatát középhegység típusú, mezozoós korú, elvetett szerkezeti zóna alkotja (BAKSA ET AL., 1981). A hegység keleti részének fúrásokkal elért mélyaljzatát a ladini emelet nagy vastagságú geoszinklinális üledéksorozata alkotja, mely egyre mélyülı tengermedencében képzıdött, pélites és karbonátos kızetek váltakozása jellemzi A medence fokozatos mélyülését és a fent említett üledéksorozat lerakódását a felsı ladini emelet idején erıteljes szubmarin vulkánosság szakította meg, mely döntıen effuzív jellegő volt. A ritmikusan feléledı tengeralatti vulkáni tevékenység szüneteiben agyagos-márgás üledékképzıdés zajlott. A szubmarin effuziók nagyobb szüneteiben tengeralatti fumarola és hévforrás tevékenység nyomai mutathatók ki. A vulkáni tevékenység szolgáltatta bazalt anyagban a kiömlı láva tömegétıl, megszilárdulási sebességtıl függıen üveges, finomszemcsés, mandulaköves, variolitos és spilites kifejlıdéső kızettestek jöttek létre. A fent említett vulkáni tevékenység a Mátra hegység keleti részén kis területre terjed ki. A ladini korszak után a terület kiemelkedett, szárazulattá vált. A felsıeocén priabonai emeletében dél-nyugati irányból elıtörı transzgresszió révén újra tenger alá került a vizsgált területrész. Az elöntés következtében partszegélyi-partközeli fácieső mészkımészmárga és márgarétegek keletkeztek. Az üledékgyőjtı partvonala Recsk közelében É-D-i irányban húzódott. Ettıl keletre terült el a mezozoós rétegekbıl álló szárazföld. Az üledékképzıdést a pireneusi orogén fázis kezdetén induló neutrális, szubmarin vulkánosság szakította meg. A folyamat eredménye különbözı szemcsenagyságú, nagy tömegő piroklasztikum. Az explóziót lávaömlések követték, ezt tekintjük a felsı eocén-oligocén vulkánosság elsı fázisának. A peperittel, tufával és tufittal jellemezhetı kezdeti szubmarin fázist (elsı szakasz) biotitamfibolandezit és biotitamfiboldácit lávaszintekkel és 6

8 piroklasztikumokkal azonosítható sztratovulkáni fázis követi (második szakasz), amelyet az intruziós fázis (harmadik szakasz) amfibolandezit-apofizái és lakkolitjai követnek. A negyedik szakaszban durvaszemcsés andezitek mikrodiorittal keverten zárják a rétegsort szubvulkáni kızetképzı rendszerre utalva. Az alsó oligocén idején a tenger elborította a területet. Erre homokos, márgás és agyagos rétegek utalnak. Az üledékes kızetek között tufa és tufit betelepülések találhatók, melyek tengeralatti explóziókból származnak. A felsı oligocénben lassú, folyamatos kiemelkedés figyelhetı meg (homokos rétegek), amely végül kavicsfelhalmozódásokban teljesedik ki. A szárazföldi üledékek képzıdését a miocén ottnangi korszakához köthetı explóziós vulkánosság szakítja meg (alsó riolittufa képzıdése) (HARTAI, 2004). Az explóziók után a süllyedı térszínen zöldesszürke anyagok ülepedtek le. A fokozatos süllyedés tette lehetıvé a hegység ÉNy-i elıterében a heteropikus sekélytengeri jellegő barnakıszén mocsárláp kialakulását. A barnakıszén telepek sorozatára a folyamatos térszínsüllyedés következtében pélites, késıbb pszammitos üledékek rakódnak. Ezt követıen a kárpáti korszakban az intenzív medencesüllyedés következtében több száz méter vastag aleuritösszlet jött létre. A keletkezett üledékekkel az idıszakot jellemzı szubmarin vulkánosság anyaga keveredik. A tufás szintekben a tengeralatti halmirolitikus elbontás igen gyakori. A kárpáti andezites vulkánosságot kisebb lepusztulás követte, amelyet egy igen heves explóziós, döntıen dácitos vulkánosság követett. A mai hegység déli elıterében egy szerkezeti árok alakult ki, amelyet explóziós vulkáni tevékenység döntıen andezites anyaga tölt fel, és csak ezután indul meg a hegység mai vulkáni felépítményének kialakulása. A kızetképzı rendszer változatossága sokféle kızetváltozatot eredményez. Így pl.: hólyagos andezitek és mandulaköves andezitek keletkeznek tömör lávakızet mellett. A vulkánosság fokozatosan kelet felé terjedt, felépítve a Nyugati Mátra felépítményének sztratosorozatát, mely néhol egymásra települı tagból áll. A Gyöngyösoroszi-2-es fúrás anyagának vizsgálata arra utal, hogy a kárpáti idıszak andezites láva és piroklasztit anyaga egy centrális típusú sztratovulkáni szerkezetet hozott létre. A sztratovulkáni mőködést egy explóziós kaldera képzıdése zárta le. A kaldera-szerkezetet képzı robbanás a korábban képzıdött vulkáni anyag jó részét szétterítette a kárpáti emelet üledékein, finomszemő tufaanyag formájában (BAKSA ET AL., 1981). A bádeni idıszak vulkanizmusa alakította ki jórészt a Mátra hegység jelenlegi arculatát. Három fı, láva és piroklasztit anyagot egyaránt szolgáltató vulkáni szakasz különíthetı el ebben a hegységképzıdési szakaszban. Az andezites kemizmusú vulkanitokra riolitos anyag települt, majd erre újabb andezites vulkáni összlet rakódott. Az egyes folyamatok eltérıen mentek végbe a nyugati és a keleti Mátra területén. A nyugati területen az andezites alsóbádeni vulkanizmust egy centrális kaldera képzıdése követte. A kaldera területén riolit-dómok, lávaömlések és ugyancsak savanyú piroklasztitok mutathatók ki. A riolitos anyag hidrotermális bontódást szenvedett el. A kaldera területéhez kapcsolható hidrotermális tevékenység egyik eredménye a teléres, döntıen ólom- illetve cink-szulfidokat tartalmazó ércesedés képzıdése, illetve a mellék kızeteket érintı kálimetaszomatózis. A kaldera kifejlıdésének végsı szakaszát kiterjedt szolfatára mőködés és ezzel egyidejő tengerelöntés jellemzi, diatómit és riolit tufa közbetelepülésével. Az ezt követı finális andezit vulkánosság, egy a korábbiaknál bázikusabb, döntıen, piroxén-olivin-andezit effuzívum halmaz képzıdésével zárul. A bádeni végére, feltételezhetıen, a jelenlegi morfológia csaknem teljességgel létrejött, melyet már csupán utóvulkáni mőködések befolyásoltak jelentısebb mértékben. 7

9 A keleti területrész fejlıdése a bádeni idıszakban nehezebben írható le, mint a nyugati terület kialakulása. A felszíni megfigyelések hasadékvulkáni szerkezetre utalnak, míg a fúrásos kutatások, egy a nyugati vulkáni centrummal szomszédos, andezites anyagú vulkanitokból felépülı eruptív centrum kialakulását valószínősítik a vizsgált idıszakban. Bár késıbbi kaldera-szerkezetet nem sikerült a vizsgált területrészen azonosítani, neogén intruzívumokat azonban igen. Az R92-es kutatófúrás anyaga bádeni korú dioritokból és andaluzitos, diopszidos kontakt kızetekbıl áll a neogén és oligocén üledékek mellett. A keleti területrész finális andezit-vulkánossága bázikus kemizmusú andezit lávafolyásokat és piroklasztikumokat szolgáltatott, amelyek igen hasonlóak a Nyugat-Mátra megfelelı képzıdményeihez (BAKSA ET AL., 1981). A vulkánosság végeztével a hegység DNy-i elıterében meszes, agyagos üledékek képzıdtek (Lajta mészkı, tufitos márga). A bádeni idıszakban áthalmozott tufa- és tufit-összletben nagyeséső vízfolyások meredek falú vízmosásokat alakítottak ki. A bádeni felsı tagozatát tengeri üledékképzı rendszer alakította ki, ekkor homokos-kavicsos üledékek képzıdtek. Az alsópannon regresszió után a felsıpannon idején újra tenger önti el a területet déli irányból, a vulkáni fıtömeg kiemelt helyzetben maradt. Tızeges mocsárlápok keletkeztek, melyekben a hegység déli elıterében barnakıszéntelepek képzıdtek. A hegység mai formájának kialakulása az eróziós hatások révén a felsıtortonai idıszakban indulhatott meg. Elıször a kiemelkedı vulkáni tornyok, laza, salakos vulkáni kúpok és piroklasztikum-leplek erodálódtak. A hegység végleges morfológiájának kialakulásában jelentıs szerepe volt a kızetek ellenálló képességének. A felszíni formák kialakításában a fagyhatás és az erózió játszotta a fıszerepet (VARGA ET AL., 1975) A Gyöngyösoroszi közelében fejtett érces összlet földtani sajátosságai A vizsgált flotációs hányó a Mátra DNy-i részén, a Gyöngyösoroszi ércelıfordulás kitermelése és feldolgozása révén jött létre. Az ólom- és cinkérc dúsulások mintegy 30 km 2 -es területen találhatóak. A terület legmagasabban fekvı települése Mátraszentistván, mely mintegy m tszf. Magassággal jellemezhetı. A térszín dél felé lejt. A flotációs hányóhoz legközelebb esı község Gyöngyösoroszi, m tszf. Magasságon terül el. A bányászott érces összletet ÉNy-on a Mátraszentimrei akna m tszf-es felsı és + 424m tszf. Alsó szintje között, illetve délen a +500m tszf.-tıl +150m tszf.-ig, összesen közel 700mes függıleges kiterjedésben tárták fel. A Mátra hegység kızeteinek zöme a miocén korú vulkánosság terméke. A vizsgált összlet fı tömegében az erıteljes bádeni vulkánossághoz kapcsolódó differenciálódott andezitláva (SIKLÓSSY, 1977). Ebben alakult ki a nyersanyagot hordozó telérrendszer. A vulkáni kızetek aljzata nem egységes, több részre tagolható. Az andezites vulkáni kızet alatt nagy vastagságban miocén üledékek (kárpáti slír) mutathatók ki. A gyöngyösoroszi terület különbözı pontjain lemélyített szerkezetkutató fúrások részben a slírben (pl. Gyo-2-es fúrás), részben intrúziv kızetekben (pl. Gyo-5-ös fúrás) álltak le. Az andezit feküjét tovább vizsgálva, kelet felé haladva a darnói törési övön keresztül átlépünk a bükki mezozóos üledékekbıl felépített aljzatú területre. Az ércesedést hordozó andezites összlet mészalkáli típusú kızetekbıl felépített rétegvulkán. Végsı szerkezeti formáját tekintve egy olyan kaldera, melynek jelenlegi formája késıi beszakadás révén keletkezett. Megállapítást nyert, hogy a gyöngyösoroszi ércesedés hidrotermális telérei egy nagymérető beszakadásos szerkezethez kapcsolódnak, amely egy 8

10 kombinált kaldera. Szerkezetében explóziós és benyomulásos sajátságok figyelhetık meg. A bányabeli kutatások révén az említett szerkezet nagy blokkokra való feldaraboltsága jól követhetı. A kaldera magasabb részein, külszínén hidrotermális oldatokkal átjárt, egymást keresztezı töréshálózat található. A töréshálózat mentén alakultak ki az általában meredek dıléső hasadékokhoz kötött ércesedési formák. A beszakadt kaldera nagy tengelye a Darnó vonalra közel merıleges. Az andezites vulkánossághoz kötött teléres ércesedési formák mellett a bányamezı keleti oldalán telérhasadékokat és a mellékkızetet impregnáló Fe-t, Cu-t és Zn-t tartalmazó, elhatárolatlan kontúrú ércesedést tártak föl. Az új ércesedési forma megjelenésével felvetıdött, hogy a kalderaszegélyhez kötött teléres ércesedés mellett mélységi intrúzióhoz kötött impregnációs ércesedés is jelen lehet a területen (SIKLÓSSY, 1977). A telérek csapás-, illetve dılésirány szerint négy csoportba oszthatók: ÉNy-DKcsapással, DK-i dıléssel, ÉNy-DK- csapással, ÉK-i dıléssel, ÉK-DNy csapással jellemezhetı telérek, valamint É-D-i csapású, K-i dıléső telérek (SIKLÓSSY, 1977). A gyöngyösoroszi ércterület központi részén mintegy 16 hidrotermális telér vált ismertté. A hidrotermális telérek túlnyomó részükben epitermális, kisebb részük mezotermális ásványtársulásokkal jellemezhetık. A telérek alkotásában általában hat ércásvány (pirit, galenit, kalkopirit, szfalerit, wurtzit, markazit) és több mint tizenötféle különbözı meddıásvány (kvarcit, hegyikristály, kalcedon, opál, jáspis, ametiszt, kalcit, dolomit, mangántartalmú kalcit, klorit, barit, cölesztin, fluorit, gipsz, valamint agyagásványok) figyelhetık meg (VIDACS, 1966A) A telérek, hasadék-kitöltések szerkezete, és keletkezésük A hasadék-kitöltések és a szulfidásványokat hordozó telérrendszer több, idıben elhatárolódó lépcsıben keletkezett. A hidrotermális telérek epitermális illetve mezotermális ásványparagenezisekkel jellemezhetık. Az LS típusú, alacsony szulfidizációs fokú ércesedés legalább hét fı hasadék-kitöltési, illetve telérképzıdési szakasszal jellemezhetı. Elsı szakasz: A hasadék-kitöltések anyaga kékesszürke, zöldesszürke vagy vörösesszürke, rendkívül finom szemcséjő, kovasavval átitatott, tufa, illetve a tufából keletkezett kovás agyagásványos kitöltés, amely breccsás kvarcit darabjait zárja magába. Második szakasz: Tömeges, mikrokristályos telérkvarcit jött létre. Az elsı piritgeneráció, és az elsı galenit-generáció kiválása kezdıdött meg. Sárgásbarna elsıgenerációs szfalerit és kevés elsıgenerációs kalkopirit mutatható ki a szegényesen ércásványosodott telérrészben (VARGA ET AL., 1975). A telérrész anyagában a mellékkızet darabjai is megtalálhatók. Az átitató, cementezı kovasavas oldat az elsıgenerációs galenitnemzedék roncsolását okozta. A feltöredezett és feloldott galenit helyére vált ki a kalkopirit és a magasabb vastartalma révén sötétebb, szfalerit (VIDACS, 1966A). Harmadik szakasz: Finomszalagos kvarcos, kalcedonos, opálos, kvarcdruzás telérrészek keletkeztek. Ekkor alakult ki a galenit és a szfalerit második generációja, a telérek mélyebb szintjein pedig a wurtzit. Ez a szakasz hozta létre a bánya korábban termelt ércdúsulásainak túlnyomó többségét. Ez a galenit generáció kezdetben ritmikusan váltakozik a szfalerittel, majd a szfalerit válik egyre inkább uralkodóvá. A második generációs szfalerit világosbarnagyantasárga színe révén ismerhetı fel. A harmadik szakasz kızeteihez jelentıs mennyiségő agyagásvány (kaolinit) megjelenése kapcsolódik, amely körülöleli az ércszemcséket, illetve az érces anyag közeit, hézagait tölti ki. Sokszor kovasavval átitatott kemény anyagként jelentkezik (VIDACS, 1966A). 9

11 Negyedik szakasz: Tömör, kriptokristályos kvarcit vált ki alacsony szulfidásványtartalommal. A megjelenı szulfidok: szfalerit, kalkopirit, és nyomokban a galenit. Az ebben a szakaszban kivált kvarcit többnyire vasoxihidroxiddal, hematittal vörösre színezett. Ötödik szakasz: Fehér és mangán tartalmú fekete kalcit váltakozása jellemzı. Ebben a szakaszban kevés, harmadikgenerációs kalkopirit, negyedik generációs pirit, illetve markazit, valamint barna színő kalcit, mangántartalmú kalcit, dolomit és barit vált ki. Hatodik szakasz: Ércnyomokat tartalmazó ásványegyüttes keletkezett. Ötödik generációs pirit, igen kevés mézsárga, harmadik generációs szfalerit, negyedik generációs kalkopirit, valamint markazit mutatható ki. Hetedik szakasz: gyakorlatilag meddı szakasz következett. Kevés kvarc, gipsz és negyedik generációs pirit, némi antimonittal írható le a hasadék kitöltés anyagáról (VARGA ET AL., 1975, GATTER, 1999). 3. Bányászattörténet 3.1. A bányászat korai története Gyöngyösoroszi bányászatának története egészen a középkorig nyúlik vissza. Az 1850 elıtti idıszakot, amely idıben több szakaszra tagolható, rövid ideig tartó bányászkodás jellemzi. A korai bányászkodásról csak szórványos adatok maradtak ránk. Az olasz származású császári hadmérnök Marsigli 1700-ban megjelent Danubialis operis prodromus címő mőve szerint az aranybányákat a törökök rombolták le ben említik elıször az okmányok a korábban már mővelt, de a török idıkben elhagyott, beszakadt táróarany-, ezüst, ólom- és rézérc bányák újranyitását. Gorové egri történetíró véleménye szerint A régi hagyományok szerént bizonyosnak tartyák, hogy ilyen nemő (arany) bányák a kis Oroszin felül fekvı Mátra hegyeiben találtattak legyenek, melyek még a mult (18.) századnak elején munkálásban voltak.. A Mátra akkoriban ismert ércbányái közül jó néhányban, mint bányarészvény tulajdonos, érdekelt volt Fazola Henrik, a magyar iparszerő kohászat megalapítója. A Fazola-féle bányakutatások idıszakában Gyöngyösoroszi határa nagyrészt a Gyöngyösön lakó báró Orczy József birtokában volt. A báró birtokainak jövedelme révén megfelelı anyagi háttérrel rendelkezett az ércbányák üzemben tartásához. Zúzómővet építtetett, így zúzás és szérelés alkalmazásával réz-, ezüst- és ólomszínport állíttatott elı a különbözı mátrai bányákban fejtett ércekbıl. Orczy 1801 után már kohósíttatott is. Ezzel az eljárással rézkéneskövet állítottak elı, melyet már a finomító üzemeknél magasabb áron tudott értékesíteni (SOÓS, 1966). Említést érdemel az közötti idıszak. Polony Károly nevéhez főzıdik az Oroszi völgyben ekkorra már felhagyott, beomlott bánya újranyitása ben Polony révén zúzó és mosómő üzemelt a korábbi Orczy-féle zúzómő helyén. A termelt ezüsttartalmú ólomércet zúzás és dúsítás után Besztercebányára szállíttatta kohósítás céljából. Mivel a szállítás emelkedı költségei a vállalkozást ellehetetlenítették, 1860-körül az oroszi ércbányászat ismét megszőnt. Jelentısebb, nagyipari igényő kutatási munkálatokat az Urikány-Zsilvölgyi Magyar Kıszénbánya Rt. végzett között. Ebben az idıszakban 2000 folyóméter szintes vágatot hajtanak, és tonna ércet termelnek ki. Az ekkor felívelı bányászatot a világpiaci színesfémárak csökkenése akasztja meg (VIDACS, 1966B). 10

12 3.2. A gyöngyösoroszi bányászat között A háborút követıen Magyarország területén csupán a recski ércbánya maradt. A kormány 1945-ben döntött a bánya megvételérıl. Az újranyitás oka ekkor az ország önellátásra való törekvésében keresendı. Ettıl kezdıdıen Gyöngyösoroszi az egyik legfontosabb ércbányászati beruházássá vált. A fejlesztés keretében a bánya újranyitását, feltárását, az érctermelés technológiájának kialakítását, ércelıkészítımő építését, és gazdaságos színportermelést kívántak megvalósítani. A korábbi feltárások legmélyebb szintje (+ 400 m tszf.) a Károly akna volt. A másik már meglévı akna a Péter-Pál akna. A már meglévı vágatokat az új feltárási rendszerbe illesztették be, amely rendszernek a fıfeltáró vágata az altáró lett. Az altáró irányát a feltételezett telérek között, az ismeretlen, feltehetıen produktív területekre merılegesen jelölték ki. A feltárási terv elkészítését követıen a szintes feltárási munkák és a Károly-akna mélyítési munkái párhuzamosan folytak. A területet oly mértékben próbálták a munkálatok során feltárni, hogy a kapott adatok képet adjanak a telérek mőrevalóságáról, és segítsék a további aknatelepítéseket. Az altáró révén váltak ismertté a Malombérc, Kiskút II, és a Pelyhes-telérek, valamint a Bányabérc-telér ben létrehozták a Gyöngyösi Ércbánya Vállalatot. Ettıl kezdıdıen a kutatást és fejlesztést a termeléssel párhuzamosan folytatták. A Gyöngyösoroszi ólom-cinkérc bánya mővelési rendszere termelés közben alakult ki. A telérek anyagának változatossága miatt szükséges volt, hogy egy idıben ugyanazon a teléren többféle fejtésmódot alkalmazzon az üzem. A bánya fejtésmódjai közül a legnagyobb termelékenységet a magazin fejtésmódok adták. Sok esetben, ahol a kızetek laza szerkezete ezt a módszert nem tette lehetıvé, a tömedékeléses fejtést, a dılésmenti és diagonális pásztafejtést alkalmazták. (1, 2 ábrák) 1. ábra Magazinfejtésmód 11

13 2. ábra Tömedékeléses pásztafejtés A jövesztést fúrólyukak segítségével kivitelezett robbantással végezték. A termelés beindulásával az ércelıkészítımő létesítése, valamint a segédüzemek építése is elindult. Az elıállított termék ólom-, rezes ólom-, pirit-, és cink-színpor volt. A termelés egészen az ban elrendelt tartós szüneteltetésig tartott. Az Ipari Minisztérium 1988-ban a tartós szüneteltetést bezárásra módosította. A bányában az érctermelés március 13-án szőnt meg. Az aknát június 10-én kezdték vízzel elárasztani, amely november 10-re telt fel ban betömedékelték a Mátraszentimrei aknát is (KUN, 2002) A gyöngyösoroszi ércbányászat fémmérlege A bánya összes ércvagyona, a letermelt anyag mennyiségével együtt mintegy 6 millió t lehetett. Az között fellendült termelés következtében 3,634 millió t ércet termeltek ki, ebbıl 56,90 ezer t ólom-, illetve rezesólom-színport, (galenit-, ill. kalkopirites galenit dúsítmányt) 150,70 ezer t cinkszínport (szfalerit dúsítmányt) és 63,00 ezer t piritszínport nyertek ki. A színporok értékesült fémtartalma: 29 kt ólom, 65 kt cink, 800 kg arany és 29 t ezüst volt. Értékesítettek 280 t rezet és 60 t kadmiumot. 419,30 ezer t nehézszuszpenziós meddı keletkezett, 2944,00 ezer t végmeddı és egyéb veszteség mellett. A Száraz ér völgyébe elhelyezett flotációs végmeddı becsült térfogata mintegy 2,1 millió m 3. A bányából kikerülı érc az alábbiakban közölt táblázat (1-es táblázat) szerint gyenge minıségő volt. A nyersérc ólom-tartalma 1% alatti, a cink-tartalom 3% alatti, a réz-tartalom pedig 0,15% alatti volt. A bánya csak állami támogatással volt mőködtethetı. A Pénzügy Minisztérium az ös évekre csak azzal a feltétellel engedélyezte a szükséges állami támogatás kifizetését, hogy a bányát 1985 végén a vállalat bezárja (KUN, 2002). 12

14 Megnevezés 1 táblázat: A gyöngyösoroszi ércbányászat fémmérlege (Kun, 2002 nyomán) Egység Feldolgozott nyersérc Pbszínpor Znszínpor FeS 2 - színpor Nehézszuszpenziós meddı Végmeddı és egyéb veszteség Száraz tömeg kt 3634,00 56,90 150,70 63,00 419, ,00 Tömegkihozatal % 100 1,56 4,15 1,73 1,50 81,00 Pb-tartalom % 0,985 53,80 1,00 0,20 0,16 0,10 Pb-tartalom kt 35,800 30,60 1,57 0,10 0,70 2,80 Pb megoszlása 100% feldolgozott nyersércben % ,50 4,40 0,30 1,90 7,90 Zn-tartalom % 2,856 5,40 51,30 1,86 0,77 0,64 Zn-tartalom kt 103,800 3,18 77,88 1,17 3,22 18,91 Zn megoszlása 100% feldolgozott % 100 3,18 74,60 1,10 3,10 18,20 nyersércben Cu-tartalom % 0,147 3,32 0,80 0,50 0,08 0,05 Cu-tartalom kt 5,530 1,89 1,20 0,31 0,33 1,58 Cu megoszlása 100% feldolgozott nyersércben % ,40 2,20 5,90 6,30 50,10 4. Az ércelıkészítı üzem és az alkalmazott technológia 1949-ben megkezdıdött az ércelıkészítı telepítésének elıkészítése is. Döntı szempont volt a vízbeszerzés kérdése és az érc gazdaságos, gravitációs mozgatása. Az üzemnek percenként 2-3 m 3 -nyi vízre volt szüksége. A tervezésben résztvevı szakemberek a bányavizet kevésnek, illetve annak fokozatos elsavanyodása miatt felhasználását, a tisztítási költségek miatt, drágának tartották. Késıbb vált világossá, hogy gazdaságosabb lett volna a bányából kifolyó vizet felhasználni, és az üzemet a bánya közelébe telepíteni. Ennek oka az volt, hogy a bányavizet úgy is folyamatosan tisztítani kellett. Az ércelıkészítı épületeit tehát az altáró bejáratától délre, attól 3 km távolságra, a Toka-patak völgyében helyezték el. Az iparivíz szükséglet kielégítésére egy m 3 nyi víz befogadására alkalmas, völgyzárógáttal elrekesztett víztározót építettek, mely 1961-ben készült el. A létesítményt övezı gát részben bányameddıbıl épült. A 75kt/év kapacitású ércelıkészítı üzemre kiírt terveket 1952-ben hagyták jóvá ben megkezdték az üzem építését, és 1956-ban fejezték be. Az ércelıkészítı üzemben keletkezı iszapot zagyszivattyú segítségével, egy 150 mm átmérıjő acélcsövön nyomták a meddıiszap tárolóra, amelyet a Toka-pataktól K-re esı Száraz-patak völgyében alakítottak ki. Az üzem megépítését követıen, mőködés közben kellett kialakítani az optimális fémkihozatalt biztosító üzemi technológiát. Az ércben háromféle galenit, háromféle szfalerit, marmatit, wurtzit, ötféle pirit, kétféle kalkopirit volt, amelyek genetikailag és összetétel 13

15 szerint is különböztek. Maga az érc helyenként karbonátdús volt, máshol a karbonát majdnem teljesen kioldódott. A feladott érc minıségének egyenletessége csak bizonyos határok között volt biztosítható. Optimalizálták a feldolgozás mennyiségét, az ırlés finomságát -, a flotálás zagysőrőségét. Kísérleteket végeztek a flotálásnál komoly problémát okozó agyagásványok mennyiségének csökkentésére. A kutatások eredményeként ismerté váló érckészlet késıbb lehetıvé tette a 150 kt/év kapacitású üzemre való bıvítést ben a törés és a flotálás közé nehézszuszpenziós elıdúsítást iktattak. Ennek következtében a feldolgozott érc %-ánál elérték, hogy az ólom tartalom 8%-a, a cink tartalom 12%-a ment már csupán veszendıbe (KUN, 1966). Végül az ércelıkészítı üzem technológiai folyamatát négy fı részre - szárazaprítás, nedves ırlés, szelektív flotálás, szőrés-készletezés osztották fel (KUN, 2002). Az ércelıkészítés törzsfája az 1. számú mellékletben részletesen látható A törés és a nehézszuszpenziós dúsítás üzemi folyamatai A bányából kikerülı ércet 2db egyenként 500t kapacitású érctárolóban tárolták (1). A tárolást és adagolást elıosztályozás követte, tárcsás darableválasztó segítségével (2). A kapott durva terméket körforgó granulátor segítségével törték finomabbra (3). A törés és osztályozás finom szemcsenagyságú termékei további osztályozás céljából kétsíkú vibrátorra kerültek (4). A leválasztott finom szemnagyságú frakció egy 150t befogadóképességő érctároló bunkerbe került (5), míg a durva terméket körforgó granulátorok (6) segítségével finomabbra aprítva újra feladták a kétsíkú vibrátorra. A 150t érc tárolására alkalmas bunkerbıl szegmenses adagoló segítségével került az érc a mosódobra (7). Az itt eltávolított szennyezıdések a flotációs meddıhányóra kerültek. A mosódobról meddıbe nem leválasztott anyag egy mosóvibrátorra került (8). Innen a feladott anyag már, mint megfelelı minıségő ércfrakció, a nehézszuszpenziós dúsítóba került (9). A mosóvibrátorban a jóminıségő érctıl elválasztott anyagot egy víz alatti szitára adták fel (10). A leválasztott termék, mint dúsítmány a 4db egyenként 250t befogadó képességő érctároló egyikébe került (11). A mosódobról illetve a víz alatti szitáról lekerülı zagyfrakció zagytartályba került, ahonnan zagyszivattyú segítségével hidrociklonra (12) adták fel. Itt két terméket állítottak elı. Az egyik az ércmosáshoz szükséges tisztított víz, a másik a golyósmalmok mőködését segítı nehézszuszpenziós zagy frakció volt. A teljesség kedvéért meg kell említeni, hogy az ábrán egyszerősítve feltüntetett nehézszuszpenziós dúsítóban (9) egy kónuszos nehézszuszpenziós szeparátor mőködött, melyben a feladott ércet az ugyancsak feladott nehézszuszpenziós zagy segítségével két frakcióra bontották. A könnyebb frakció közvetlenül, a nehezebb pedig légemelı közbeiktatásával, szeparáltan, kéttömegő zagytalanító szitákra került. A nehezebb frakciót három darab mosóvízporlasztó segítségével nedvesen szeparálták. Ebben az esetben a zagytalanító szitáról a dúsítmányt a korábban már említett 4db, 250t befogadó képességő érctárolóba emelték (11). A kéttömegő szitán még két terméket választottak le a feladott anyagból. Az egyik a tiszta nehézszuszpenziós zagy volt, melyet egy üzemi zagytároló tartályba nyomattak át, a másik pedig a regenerálásra szoruló zagyfrakció, melyet osztályozó besőrítıre adtak fel. A kónuszos nehézszuszpenziós szeparátor könnyő frakcióját a kéttömegő zagytalanító szitán meddıre, illetve regenerálandó és regenerációt még nem igénylı nehézszuszpenziós zagyra bontották. A termékek útja a fent leírtakkal megegyezı volt. Az 14

16 ebben a folyamatban leválasztott meddıt a nehézszuszpenziós meddıtározón (13) helyezték el. A nehézszuszpenzió képzése és regenerálása során az osztályozó besőrítıbıl kilépı regenerálandó zagy, melyet a további ércmosásra alkalmas víztıl elválasztottak egy szalagos mágneses szeparátorra került. Itt a regenerálandó zagy víztartalmát tovább csökkentették. A leválasztott vizet az ércmosáshoz használt zagytartályokba szivattyúzták, míg a már részben tisztább zagy egy csigás osztályozóra került. Két terméket állított elı a berendezés. A regenerált nehézszuszpenziós zagy az üzemi szuszpenziós tartályba, a még további regenerálásra szoruló zagy a fent leírt zagyregenerációs körfolyamba került, vagyis az osztályozó besőrítıre adták újra fel. Az üzemi nehézszuszpenziós tartály látta el nehézszuszpenziós zaggyal a kónuszos nehézszuszpenziós szeparátort (KUN, 1966) Az ırlés és a flotálás üzemi folyamatai A 250 t befogadó képességő érctárolókból (11) az anyagot szegmenses adagolók segítségével nedvesırlı golyósmalmokra adták föl (14). A kikerülı anyag gereblyés osztályozókra (15), illetve hidrociklonra (16) került. Az osztályozó berendezésekben durva és finom frakcióra szeparált anyag durvább része visszakerült a malmokba, míg a finom frakció átlagosító tartályba, majd agitátorokba került. A folyamatábrán ezt a szakaszt kondicionálásként ábrázoltam (17). Az ólom-szulfid flotálását 24db mechanikus úsztató cellában végezték. A többlépcsıs flotálás során a tisztító flotálásból kilépı, ólom-szulfidban dús anyagot sőrítı berendezésbe vezették (18), majd vákumdobszőrın víztelenítve (19) az ólom-szulfid tárolására kialakított színportárolóban halmozták fel (20). Ugyanezen anyag egy részét még a tárolóra való elhelyezés elıtt tovább flotálták. Így különítették el a rezes ólom dúsítmányt, melynek réztartalma kalkopirithez kötıdött. Technológiai útja a korábbi dúsítmányéval analóg (25, 26, 27). Az ólom-szulfidra történı középtermék flotálásból (az ábrán utó-flotálásból) kilépı anyagot keverés (kondicionálás után (21)) cink-szulfidra flotálták, 28db mechanikus úsztató cellában. A dúsítmányt sőrítés (22) és víztelenítés után (23) a cink-szulfid számára kialakított színportárolóban (24) helyezték el (KUN, 1966). A cink-szulfid utóflotálásból kiemelt terméket egy átemelı cellán keresztül további 12darab kétcellás, mechanikus úsztatóra adták fel, melyek sorba voltak kapcsolva. Az átemelıre került termékek egy része, illetve a piritet flotáló cellákból kikerült meddı, zagyszivattyún keresztül hidrociklonra (28) került. Innen útja a flotációs hányóra vezetett. A pirit flotátum útja sőrítésen és szőrésen keresztül a pirit tárolására kialakított bunkerba vezetett (29, 30, 31) (KUN, 1966). 5. A flotációs hányó kialakítása és kutatásának története A flotációs hányót, 1955-tıl, a flotációs zagy elhelyezése céljából hozták létre, Gyöngyösoroszitól északra, a Száraz ér völgyében. A zagyot, a meddıszemcsék és víz keverékét, egy csıvezetéken nyomatták át az ércelıkészítıbıl a Toka patak völgyének túloldalára. A hányó három részre osztható ben az I-es gáttal lezárt tározórészt alakították ki. Ezt a gáttestet még, szemben a késıbb használt gátépítési technológiával, a helyszínen termelt 15

17 változó összetételő nyiroktalajból képezték ki. Mivel a leülepedı durva-szemő meddıiszapfrakción átszivárgó víz átnedvesítette a nyiroktalajt, a gát kétszer is megcsúszott, a mögötte tárolt nedves zaggyal elárasztva az alatta lévı területeket. Az ércelıkészítı üzem bıvítése miatt újabb tározótérre volt szükség. Ezért képezték ki az 1967-ben üzembe helyezett, II.-gáttal elrekesztett tározóteret. Az újabb gáttestet a meddı µm-tıl kisebb szemcsenagyságú részeitıl hidrociklonnal leválasztott meddıfrakcióból képezték, illetve magasították folyamatosan. 1m-es biztonsági szintkülönbséget tartva a gáttest tetejétıl, a finomabb szemő, vízzel kevert meddıanyag a gáton belülre került. A szemcsék kiülepedése révén megtisztult víz, szivárgókon keresztül távozott a tározótérbıl. A gáttest tízszer megcsúszott, komolyabb szivárgások keletkeztek rajta, illetve átszakadt. Az állékonysági problémák megoldására hozták létre az I/a-jelő, harmadik gátat (FÜGEDI, 2006). A flotációs hányó anyagán már 1965-ben Szolnoki és Bognár kimutatta a Thiobacillus ferrooxidans megjelenését laboratóriumi körülmények között, rámutatva ezzel arra, hogy a vas-szulfidok oxidációját legalább egy nagyságrenddel felgyorsító életforma szerepet játszhat a hányó anyagának oxidációjában. Késıbb, mint Magyarország egyik jelentıs érces hányója, bejegyzésre kerül az országos meddıhányó kataszterbe is (EGERER & NAMESÁNSZKI, 1991) 1991-ben a Környezet és Természetvédelmi Minisztérium megbízásából kutatás indult a Magyarországon fellelhetı jelentısebb érces meddıhányók hatásterületének vizsgálata érdekében. Az ELTE kutatói a Toka-patak árterén magas nehézfém koncentrációt detektálnak, melynek forrásaként a Száraz ér környezetében lerakott flotációs meddıt tették felelıssé, (ZÁRAY ET AL., 1991). A kutatók a hányó fedırétegét és a mélyebben található, az atmoszférikus hatásoktól elzárt flotációs zagy anyagát is mintázták. A fedıréteg nehézfémtartalmát is magasnak találták, ám a mélyebben található flotációs zagy anyagában a fedı fémtartalmához képest is magasabb koncentrációkat mértek. Egy másik kutatócsoport a BME-rıl szintén vizsgálta mind a Száraz ér, mind a Tokapatak környezetét (GRUIZ, 1991), A Mezıgazdasági Kémiai Technológiai Tanszék szakembereivel közösen (BEKİ ET AL.,1992), többek között megállapítják, hogy a flotációs meddıhányóból szennyezı anyag jut a Száraz érbe a hányó eróziója révén, és a vizsgált hányó általuk mintázott, felsı rétegei erısen inhomogének. A hányó legutoljára üzembe állított, I/a jelő gáttal határolt tározóterében, a felszínrıl győjtött mintáikban igen magas nehézfémtartalmakat mutattak ki. Egyes kutatók véleménye szerint azonban (FÜGEDI, 2006) ez annak a következménye, hogy az üzem mőködésének legutolsó szakaszában erre a tározótérre a dúsítómő pincéibıl színporral kevert, magas nehézfémtartalmú hulladékot raktak le. Az ELTE kutatói vizsgálták a Toka patak árterén több helyen megtalálható, sárga színő, jólosztályozott, homok illetve kızetliszt szemcseméret tartományba esı, magas nehézfémtartalmú képzıdményt és a flotációs hányó anyagának ritkaföldfém eloszlását (ZÁRAY ET AL.,1992). Megállapították, hogy az árterületen megfigyelt sárga homok és a flotációs hányó anyagában mért ritkaföldfémek illetve az ólom és a kadmium koncentrációk igen hasonlóak. Véleményük szerint a sárga homok a flotációs hányóból származik, a flotációs meddı áthalmozott, oxidált anyaga. A MÁFI Észak-magyarországi területi szolgálatának szakemberei a flotációs meddı és a sárga homok ásványos összetételét igen hasonlónak találták, noha a meddıben kalcitot és hematitot mutattak ki, az ártéri üledékek között megfigyelt sárga homok -ban viszont jelentısebb gipsztartalmat detektáltak (LONSTÁK, 1992). 16

18 Meg kell említeni a Környezetgazdálkodási Intézet Környezetvédelmi Intézete által végzett vizsgálatokat is (CSÁKI ET AL.,1992). A flotációs hányóban deponált meddı anyag a kutatók véleménye szerint a Száraz ér környezetében tapasztalt nehézfém-szennyezés egyik forrása, mivel flotációs meddıbıl kioldódnak a nehézfémek és oldott formában szállítódnak a talajvíz illetve a felszíni vízfolyások közvetítésével a területen. Mások (KOMENCZI ET AL., 1993), a flotációs hányó erózióját okolják a Száraz ér völgyében tapasztalható nehézfém anomália kialakulásáért. Halmóczki (1993), rámutat arra, hogy a szulfidásványok oxidációja révén keletkezı gipsz megtalálható a mállott flotációs meddıanyagban is, tovább erısítve azt a véleményt, hogy a sárga homok a flotációs meddıbıl képzıdött, erısen oxidált, áthalmozott anyag. A flotációs hányó talajmechanikai problémáival és környezetre gyakorolt hatásával foglalkozik Stickel (1999). Az ércelıkészítı üzembıl a környezetbe jutott színpor, flotációs zagy és a flotációs hányó generálta környezetszennyezés eddigi legteljesebbnek mondható komplex földtani modelljét azonban a MÁFI geokémikusai, Fügedi és Horváth (1994 A, B), illetve Ódor (1998) alkották meg. Fügedi, illetve szerzıtársai a hányó okozta környezetvédelmi gondokkal több munkájukban is foglalkoznak (pl. 1999). Felvázolják a nehézfém anomáliák kialakulásának okait. A sárga homok képzıdésével kapcsolatban megállapítják, hogy az ércelıkészítıbıl illetve a hányóból a környezetbe jutó flotációs zagy, közkelető nevén a szürke oroszi homok átalakulásával jön létre. Fontos megállapítás a szerzık részérıl, hogy a flotációs hányóban deponált szulfidásványok többlépcsıs hidrolízisen mennek keresztül, és a magas Zn, Pb, As, illetve Cd-tartalmú oldatok a rétegsorban lefelé mozognak. Elérve a talajvíz szintjét, annak közvetítésével szennyezik a területet (2000). Fügedi nagy hangsúlyt helyez a háttér-koncentrációk pontos meghatározására (2004). A flotációs hányó anyagának hasznosítási lehetıségeivel is foglalkoznak Fügedi és szerzıtársai (2005). Cikkükben megállapítják, hogy a hányó anyaga kiválóan alkalmas a közép-magyarországi meszes, illetve szikes talajok javítására. Az erısen alkalikus, lúgos, szikes talajok ph-ját, a hozzá kevert, savas kémhatású flotációs meddı, a szulfidásványok atmoszférikus hatásokra bekövetkezı oxidációja révén, a semlegesebb tartomány felé tolná el. A korábbi mintavételezési programoknál részletesebben mérte fel elsısorban a flotációs hányó felszíni rétegeit a Budapesti Fıvárosi Növényegészségügyi és Talajvédelmi Állomás (BFNTÁ) kutatócsoportja (MARTH ET AL., 1994). Megemlítendı a területrıl készült szakmai tanulmányok sorában a Szárazvölgyi zagytározó tájrendezési terve, melyben többek között a hányó anyagának összetételét és savtermelési illetve lekötési sajátságait, valamint nehézfémtartalmát is vizsgálják sekélyfúrásos mintavételezés révén. 3 darab sekélyfúrásból 5, 10, és 15m mélységbıl vett minták anyagát vizsgálva megállapítják, hogy a flotációs zagy 2,4%-ban tartalmaz szulfidos kötésben lévı ként, amelybıl egy tonna meddıre vetítve 73 kg kénsav képzıdhet. Egy tonna flotációs zagy anyagában azonban a szerzık átlagosan 118 kg kénsav semlegesítésére képes CaCO 3 -tartalmat adnak meg. A szerzık felhívják a figyelmet arra, hogy a gyöngyösoroszi bányászat leállítását követıen, a flotáló üzem életben tartása érdekében kísérleti jelleggel próbálkoztak hulladék akkumulátorok ólomtartalmának hasznosításával, vasércdúsítással, kriolitsalak hasznosításával, Pb, Zn, Cu, és egyéb fémeket tartalmazó salakok, illetve alumíniumtartalmú öntödei salakok feldolgozásával. A keletkezett anyagokat a flotációs hányón helyezték el, melyek néhol változatos színő foltokban azonosíthatók a hányó felszínén (SZTERMEN ET AL., 2002). A Miskolci Egyetem Eljárástechnikai Tanszékének kutatói többek között a gyöngyösoroszi flotációs hányó anyagának hasznosítási lehetıségét vizsgálták (CSİKE, 2001). 17