A Miskolci Egyelem Közleménye A sorozat, Bányászat, 60. kötet, (2001) p. 9-16 Perlit, a környezetbarát magyar ásványi nyersanyag" tudományos konferencia PERLITBÁNYÁSZAT -ELŐKÉSZÍTÉS- KÖRNYEZETVÉDELEM Dr. Böhm József egyetemi docens, intézetigazgató Miskolci Egyetem Prof. Dr.habil. Csöke Barnabás egyetemi tanár, tanszékvezető Miskolci Egyetem Magyarország szilárd ásványi nyersanyagtermelése az utóbbi húsz évben jelentősen átalakult. A hetvenes évek végén, a nyolcvanas évek elején a szilárd energiahordozók korábbi 30-35 Mt termelése napjainkban 15 Mt-ra lecsökkent. Ezen belül is a mélyműveléses szénbányászat részesedési aránya 20-25%-ra minimalizálódott. Az ércbányászat a bauxit és szerény mangánérc termelést kivéve megszűnt. Csökkent az egyéb ásványi nyersanyagok, építőipari alapanyagok iránti igény is. Teljesen átalakult a bányászat tulajdonosi szerkezete. Az ásványi nyersanyag kitermelő cégek jelentős részben külföldi tulajdonba kerültek. A gazdaság fejlődésével, a piac liberalizálásával a hazai nyersanyag készletek hasznosítása, a kitermelés fenntartása és fejlesztése csak a gazdasági előnyök, a kívánt minőségi termékek előállítása esetén biztosítható. Ezeknek a feltételeket ma csak néhány ásványi nyersanyag előfordulás - ezek közül egyikként a perlit- felel meg. A perlit a 950 magyarországi bányavállalkozás által kitermelt 70 ásványi nyersanyag egyike, Magyarország egyik fontos és értékes természetes-anyag előfordulása A perlit gömbös-gyöngyös szerkezetű, savanyú vulkáni üveg, 2-6% víztartalommal, amely a kiömlés során hirtelen megszilárduló lávában rekedt, részben oldott, lazán kötött, ill. kémiailag szilárdan kötött formában. Tekintettel arra, hogy a perlit kőzet és nem ásvány, szigorú kémiai összetétele nincs.
Böhm József - Csöke Barnabás Az átlagos összetétel: Fő összetevők: Si0 2 ~ 73%, A1 2 0 3-13%, alkáliák ~ 7% További összetevők: vasoxid 1-2 % MgO ~ 1% CaO - 1,5% Ti0 2 0,07-0,3% P 2 0 5 0,01-0,03% MnO 0,02-0,07% Fizikai jellemzők: sűrűség 2,23-2,24 kg/dm 3 keménység 3,5-7 (Mohs érték) Olvadáspont 760-1300 C Gömbös zárványok mérete: 1-2 mm Magyarországon csak a Tokaj-hegységben és a Mátrában ismerünk perlitelőfordulásokat. A hazai perlit előfordulások földtani nyilvántartási adatait az 1. táblázat tartalmazza. Földtani vagyon [Mt] Területek Bányaterület száma db összes B c, c 2 Műrevaló Működő 2 24,3 11,55 4,78 7,98 16,64 Leállított - - - - - - Szabad 3 17,09 1,22 1,67 14,20 16,9 összesen 5 41,39 12,77 6,45 22,18 33,54 Reménybeli 3 27,7 - - - - Forrás: Magyarország Ásványi Nyersanyagvagyona 2000, Magyar Geológiai Szolgálat 10 1. táblázat: Magyarország perlit vagyona 2000. évi adatok alapján
Perlitbányászat -előkészítés- környezetvédelem A perlit a hazai szilárd ásványi nyersanyagtermelésben a nagy tömeget képviselő kő- és kavicsbányászat termelését figyelmen kívül hagyva az energiahordozók, a bauxit és a gipsz után a 2. táblázat adatai szerint a negyedik legnagyobb mennyiségben kitermelt nyersanyag. Anyag 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 Mangán 12,00 9,488 9,132 8,437 12,90 8,70 11,06 Bauxit 1 561 835,7 521,4 504,00 380,09 460,60 473,90 Bentonit 18,00 17,90 18,00 15,38 14,85 26,70 9,30 Földpát 33,00 43,60 44,00 44,00 45,00 46,00 47,00 Gipsz 125,00 151,00 151,00 185,00 192,00 185,00 203,00 Kaolin 38,00 33,20 12,00 3,00 3,00 9,50 3,00 Perlit 93,00 104,00 104,00 104,30 151,80 148,50 141,00 Talk 2,00 1,70 1,70 1,70 1,50 1,40 1,30 [kt] Fékéteszén. 972,00 j Íí$íí,ob1 855,(XH M&fi m m tes^cài.-:«i877,p0 ;. ~740,00 Jlignít, barnaszén :: r r 14066 ; :.;12739 " 13 942 t 14.508 15 246 Í14Í91; ;»> ' "14180 Forrás: World Mining Data 2001 2. táblázat- Magyarország ásványi nyersanyag kitermelési adatai a kő és kavicsbányászat termelési adatai nélkül A hazai nyersanyag előfordulások, bár hazánk a területre eső fajlagos ásványi anyag előfordulások tekintetében közepesen ellátott országnak tekinthető, nemzetközi tekintetben nem jelentősek. 11
Böhm József - Csöke Barnabás Egyedül a perlit jelent ez alól kivételt, mivel Magyarország ebből az ásványból a világ teljes perlit termelésének 6-7 %-át adja, ezzel a termeléssel hazánk 4.-5. legnagyobb termelő (3.-4. táblázat) a világon. A világ perlit termelési adatait mutatja országonként a 3. táblázat, a 15 legjelentősebb perlit termelő országának utóbbi négy év termelési sorrendjét pedig a 4. táblázat ismerteti. Country 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 Argentina 9 367 21 200 20 058 21 547 27 578 21 495 20 000 Armenia 10 000 5000 5 000 6 000 6 000 10 000 40 000 Australia 3 500 3 600 3 600 3 500 3 400 3 200 3000 Greece 548 574 468 699 565 479 598 640 695 917 658 332 777 898 Hungary 93000 104 000 104000 104 300 151 800 148 500 141000 Iran 6 000 4 000 800 1 000 3 500 3 800 2 100 Japan 200 451 200 000 200 000 200 000 288 000 250 000 260 000 Mexico 37 222 35 000 35 000 37 417 35 000 36 000 38 000 New Zealand 814 0 1 800 1 880 1 900 2000 1 900 Philippines 11 000 6 017 17 133 20 000 25 941 6 356 10 235 Russia 100 000 100 000 100 000 90 000 80 000 70 000 65 000 Slovakia 22 000 18 900 18 200 27 000 25 000 24 000 19 200 South Africa 328 914 1 338 682 650 630 600 Turkey 147 864 250 000 371 058 175 000 134 349 124 312 147 818 United States 568 600 644 275 700 103 648 396 703 000 685 000 711 000 Total 1758720 1861605 2143569 1935362 2182035 2043625 2237751 Forrás: World Mining Data 2001 [t] 3. táblázat: A világ perlit termelése országonként 12
Perlitbányászat -előkészítés- környezetvédelem Sorrend Ország Termelés 1999-ben arány % össz. 96 97 98 99 t 2 2 2 1 Greece 777 898 34,76 34,76 1 1 1 2 United States 711 000 31,77 66,54 3 3 3 3 Japan 260 000 11,62 78,15 4 5 5 4 Turkey 147 818 6,61 84,76 " 5 4 4 5 Hungary 141.000 : 6,30 91,06 6 6 6 6 Russia 65 000 2,90 93,97 11 11 10 7 Armenia 40 000 1,79 95,75 7 7 7 8 Mexico 38 000 1,70 97,45 9 10 9 9 Argentina 20 000 0,89 98,34 8 9 8 10 Slovakia 19 200 0,86 99,20 10 8 11 11 Philippines 10 235 0,46 99,66 12 13 13 12 Australia 3000 0,13 99,79 14 12 12 13 Iran 2 100 0,09 99,89 13 14 14 14 New Zealand 1 900 0,08 99,97 15 15 15 15 South Africa 600 0,03 100,00 Forrás: World Mining Data 2001 összesen 2 237 751 100 4. táblázat: A világ perlit bányászatának termelési sorrendje A perlit a bányászati kitermelést követően - minimális mennyiségű gyenge minőségű részt kivéve- előkészítés nélkül nem kerül felhasználásra: 13
Böhm József - Csöke Barnabás Az előkészítés két főrészből áll: => bányászati kitermelést követő mechanikai előkészítés A nyers perlitből aprítás-szárítás-osztályozás technológiai sor alkalmazásával további kezelésre (duzzasztásra) alkalmas méretfrakciókat állítanak elő. A kialakított technológiai rendszerrel több mint 15 minőségi osztály készíthető a mindenkori igényeknek megfelelően. => mechanikai előkészítést követő termikus kezelés A mechanikai előkészítési eljárásokkal előállított méret és minőségi osztályt termikus eljárással, az alkalmazott eljárástól függően 800-1250 C közötti hőmérsékleten duzzasztják. A duzzasztott anyagot osztályozás nélkül, vagy osztályozást követően használják fel. A keletkezett duzzasztott termék térfogatsűrűsége minőségtől és az elvárásoktól, további felhasználás céljától függően 32 kg/m 3-240 kg/m 3 között változik. 14
Perlitbányászat -előkészítés- környezetvédelem A perlit felhasználási területe ma már nagyon széles. Míg korábban csak az építőipar használta, ma számos iparág igényli már ezt a nyersanyagot. Főbb felhasználási területei: => Környezetvédelem területén: - vízfelszíni olajszennyezések gyűjtése, eltávolítása szűrési segédanyag víztisztítási eljárásoknál - adszorbens anyag kemikáliákhoz - szűrőbevonatok készítése => Mezőgazdaság területén: - talajjavítás, talajlazítás - tápanyagkezelés és a talajba történő bejuttatás - növényvédő szerek, kemikáliák hordozóanyaga - kertészeti célú felhasználás => Élelmiszeriparterületén: - élelmiszerek, élvezeti cikkek szűrőanyaga => Gyógyszeripar területén: - szűrőanyag => Építőipar területén: hőszigetelő termékgyártás - zaj szigetelő termékgyártás - tűzvédelmi rendszerek létesítése - könnyűszerkezetek gyártása => Egyéb alkalmazási területek: - adalékanyag, töltőanyag - polírozó anyagok - hűtéstechnikai szigetelő anyagok 15
Böhm József - Csöke Barnabás A perlit sok tekintetben jelentős szerepet tölt be a környezetvédelemben. Részben közvetlen környezetvédelmi célú felhasználás révén, részben közvetett módon. A közvetlen környezetvédelmi célú felhasználás fő alkalmazási területei a víztisztítás, a talajtisztítás, a levegőtisztítás, valamint a hő- és hangszigetelés céljára történő alkalmazás. Nem hagyható figyelmen kívül a közvetett környezetvédelmi szerep sem, azáltal, hogy szigetelőanyagként való felhasználásával az energia felhasználás csökken és ezáltal megvalósítható a nyersanyagkészletek védelme. Különösen jelentős az a tény hogy a mezőgazdaságban, élelmiszeriparban, gyógyszeriparban történő felhasználása természetes anyag alkalmazását jelenti. A hazai előfordulású perlit - mint nemzeti kincs- kitermelése, előkészítése és felhasználása a nemzetgazdaság különböző területein a vállalkozó alapvető gazdasági érdeke mellett a nemzetgazdaság haszna is, amelyhez szorosan kapcsolódik környezetünk védelmének érdeke is. 16